山西鋼結(jié)構(gòu)公司告訴你多高層住宅建筑的鋼結(jié)構(gòu)體系
發(fā)布時間：2019-03-18
多高層住宅建筑的鋼結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)體系、混凝土結(jié)構(gòu)體系有很大的不同，它主要由承重鋼結(jié)構(gòu)體系、樓面結(jié)構(gòu)體系和圍護結(jié)構(gòu)體系等組成。
******點:高性能鋼材的產(chǎn)品與特性
一、高性能鋼材是一個綜合性的相對概念
在鋼材產(chǎn)品及標準中尚無明確的定義。按應(yīng)用性能不同一般可分為以下幾類：
1）綜合性能優(yōu)異的鋼材——在強度、延性、沖擊韌性、焊接性等各方面性能均優(yōu)于通用性能的鋼材。如建筑結(jié)構(gòu)用鋼板（GJ鋼）、低合金鋼中TMCP交貨鋼材等。
2）專用性能優(yōu)異的鋼材——滿足某一功能要求而其專用性能優(yōu)異的鋼材。如“厚度方向鋼板”、“耐候鋼”、“耐火鋼”等。
3）截面特性優(yōu)異的鋼材——因截面外形更公道而具有更優(yōu)化截面特性的熱軋（冷彎）型材。如寬翼緣工字鋼、冷彎薄壁型鋼、蜂窩梁等。
第二點：樓面結(jié)構(gòu)體系
樓面結(jié)構(gòu)由鋼梁和樓面板組合而成。樓蓋除了將豎向荷載直接分配給墻、柱外，更主要的作用是參與并保證和抗側(cè)結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同作用。因此，必須保證樓蓋有足夠的強度、剛度和整體穩(wěn)定性，同時應(yīng)盡量采用技術(shù)和構(gòu)造措施減輕樓板自重，并提高施工速度。作為民用住宅的樓面結(jié)構(gòu)，樓板還應(yīng)具有較好的隔熱、隔聲、保溫、防水和防火性能。為了保證鋼梁的整體穩(wěn)定性，樓面主、次梁應(yīng)采取緊湊型構(gòu)造措施。目前主要采用的樓板形式如下：
1）預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板。即鋼梁與預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土薄板連接，上澆混凝土薄板以組成疊合樓板。由于這種樓板不僅具有現(xiàn)澆組合樓蓋的整體性，還可以省去壓型鋼板，也無需支模，施工方便，可降低樓板造價。
2）壓型鋼板-現(xiàn)澆混凝土組合樓板。整體分析時要考慮組合樓板的各向異性對框架梁的影響：①根據(jù)樓板設(shè)置情況確定是連續(xù)板或簡支板、傳力路徑是單向還是雙向；②組合鋼梁是按強邊還是弱邊組合造成的剛度差異；
第三點：承重鋼結(jié)構(gòu)體系
A.體系的分類
（1）鋼框架結(jié)構(gòu)體系。其特點是受力明確，平面布置靈活，為建筑提供較大的室內(nèi)空間，且結(jié)構(gòu)各部分剛度比較均勻，具有較大的延性，自振周期較長，因而對地震作用不敏感，抗震性能好，結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)件易于標準化、定型化，施工速度快.但框架結(jié)構(gòu)屬典型的柔性結(jié)構(gòu)體系，其側(cè)向剛度差，易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。
（2）鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系。為了提高鋼框架的側(cè)向剛度，有效地抵抗水平荷載，減少層間位移，通常在墻體平面內(nèi)布置由角鋼或槽鋼構(gòu)成的垂直支撐體系，當(dāng)房屋較高時，較純框架經(jīng)濟。支撐設(shè)置的位置要合適，為了與建筑設(shè)計相協(xié)調(diào)，一般布置在窗臺下至下層窗頂之間，既隱蔽又能滿足支撐體系的需求。考慮到門窗的布置，可采用 W形、X形、K形、人字形和門式等形式。支撐與框架鉸接，按拉桿或壓桿設(shè)計。設(shè)計時可根據(jù)建筑物高度及水平力作用情況調(diào)整支撐的數(shù)量、形式和剛度。為了有效地提高鋼框架的側(cè)向剛度，支撐應(yīng)沿建筑物同一平面四周環(huán)向封閉布置，以形成一個封閉的加強箍。偏心支撐在地震作用下具有較好的延性和耗能性能，可在強震區(qū)采用。
（3）交錯桁架結(jié)構(gòu)體系。由房屋外側(cè)的柱子和跨度等于房屋寬度的桁架組成，桁架高度等于層高，在相鄰柱上為上下層交錯布置，樓板一端擱置在桁架的上弦，另一端擱置在相鄰桁架的下弦。由于兩開間布置一榀桁架，且中間無柱子，所以非常適合要求各單元靈活布置的住宅、旅館建筑。同時，因為桁架隔層布置，減小了桁架弦桿引起的局部彎矩，使柱在框架平面內(nèi)的彎矩很小，主要受軸力，有利于減小柱的斷面尺寸，框架的橫向剛度大，側(cè)向位移小。
B.設(shè)計原則
承重鋼結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計宜遵循強柱弱梁、強節(jié)點弱構(gòu)件的一般設(shè)計原則，在具體設(shè)計時，若較難滿足強柱弱梁的設(shè)計公式，則滿足軸壓比要求也可。框架主梁的材料一般可選用熱軋或高頻焊接 H型鋼，次梁可以有多種作法。框架柱子的材料一般可選用熱軋或焊接工字鋼、H型鋼、方（箱形）鋼管、圓鋼管或冷彎薄壁型鋼、輕型熱軋型鋼。為了節(jié)約鋼材，降低造價，框架柱也可采用在空鋼管內(nèi)澆筑高強素混凝土而形成的鋼管混凝土框架柱。由于鋼管混凝土柱結(jié)合了鋼柱與混凝土柱的優(yōu)點，具有良好的受力性能、抗震性能和耐火性能。其單柱的軸向承載力大幅提高，使鋼柱截面尺寸大幅減小。與 H型鋼柱相比，用鋼量可節(jié)省約50％，造價約降低45%。
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