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钢结构住宅范文1
1.结构体系
钢结构住宅的结构体系是由钢结构构件为主的各承重构件构成的结构类型。主要是梁柱组成的框架体系。
钢结构体系自重小，自振周期比较长，抗震能力好，但抗侧移刚度小。在风荷载及地震的作用下，其层间侧移与总侧移无法符合规范要求，必须设置多种侧向抗力体系。抗侧力体系由各框架间的连接支撑、剪力墙以及核心筒等构成。因此，钢结构住宅的结构体系又分为：纯钢框架体系、钢框架支撑结构体系、钢框架――剪力墙结构体系、钢框架――核心筒结构体系、错列桁架钢结构体系。
住宅设计中选择钢结构住宅体系，应遵循安全、便捷以及经济等原则，结合住宅的功能、模数以及后期维修等具体要求进行，同时还需满足住宅的使用功能，节约投资。整体而言，纯钢结构框架的构件截面较大，影响平面空间尺寸；错列桁架体系中的桁架会影响到平面布置；钢框架――支撑体系中的支撑构件影响到立面门窗的布置；框架剪力墙中剪力墙的位置会影响到门洞与隔墙的布置；框架核心筒的围护体系布置比较灵活，不受结构限制，但是会有部分现场湿作业，施工比较复杂，施工速度慢。因此，在进行钢结构住宅设计时，要根据具体情况，选择结构体系。
2.楼板体系
楼板体系主要起到竖向支撑与水平传递的作用。建筑的楼 板 结 构 必 须 具 有 足 够 的 刚 度 、 强 度 和 保 证 梁 的 整 体 稳 定 性 。 对 于 住 宅 建 筑 还 要 有 良 好 的 隔 声 、 防 火 性 能 ， 同 时 要 考 虑 在 楼 板 内 敷 设 管 线 的 空 间 。各种楼板都会受限于梁的布置，梁露于室内，减少了室内的空间净高，因此对于楼板厚度的研究十分有必要。
国外的钢结构住宅通常采用木板楼板层，这主要是由于钢结构对木结构的可替代性，由于木材短缺以及与现行防火安全法规冲突等问题，木板楼板层并不适用于我国，我国目前一般采用的楼板体系有：全现浇楼板、压型钢板――现浇钢筋混凝土楼板、预制预应力叠合现浇楼板、双向轻钢密肋组合楼盖、密排小桁架―现浇混凝土楼板、压型钢板干式组合楼板、预制加气混凝土楼板
以上几种楼板结构各有特点，从大范围可分为复合式和单板式。国内已建的钢结构住宅楼板体系大多为预应力叠合板，是介于装配式和现浇式中间的一种类型，反映了目前中国钢结构住宅正处在从传统设计建造方式向工业化生产方式过渡的改革时期。
楼板的跨度范围通常为6～7m，预制加气混凝土楼板由于其跨度较小，难以实现钢结构大跨度的优势，现浇钢筋混凝土楼板全部采用现场作业，压型钢板干式组合楼板与双向轻钢密肋组合楼板虽然实现了全部或部分的装配化，但是楼板厚度较大，占用室内空间净高。压型钢板――现浇钢筋混凝土楼板与预制预应力叠合现浇楼板这两种楼板形式，由于跨度适宜，并且实现了部分装配化，楼板厚度为200～300mm，因而成为我国目前应用较广的楼板体系类型。
3.围护体系
常用的围护体系有：幕墙体系、成品墙板体系以及砌块系统。其中，幕墙是最理想的钢结构围护体系，目前已建成的许多钢结构建筑中都采用了幕墙系统。但是由于造价问题，现阶段幕墙体系无法在住宅中得到普及。
外墙围护体系按施工工艺可分为填充和外挂两种。一般选用墙板与砌块作为填充材料，通过内嵌于梁板或楼板的底部而构成。而外挂通常选取轻质墙板，分为小板与大板。填充砌块的设计及施工比较容易，使用比较普及，挂板砌块相对比较复杂。
砌块系统是由各种材料制成的块体砌筑而成的外墙围护体系。由于钢结构体系的框架承重特性，外墙围护体系的砌体应选用不承重的新型轻质砌块，通常采用的砌块如蒸 压 加 气 混 凝 土 砌 块 墙 体 、 混 凝 土 小 型 空 心 砌 块 墙 体 （ 普 通 型 和 轻 集 料 ） 、 粉 煤 灰 砌 块 墙 体 等 。 其 中 ， 蒸 压 加 气 混 凝 土 砌 块 墙体的应用最为广泛，技术相对更加成熟。
板材型墙体可以定型化设计、工厂化生产，适合于装配式施工建造，更加符合工业化住宅发展的要求。随着我 国 建 材 工 业 的 发 展 ， 以 及 大 量 引 进 国 外 先 进 的 建 材 产 品 生 产 线 ， 作 为 建 筑 物 外 围 护 结 构 的 墙 体 板 材 品 种 越 来 越 多 。 根 据 材 料 的 组 成 类 型 可 分 为 单 一 材 质 墙 板 和 复 合 材 质 墙 板 ； 根 据 生 产 加 工 及 施 工 建 造 工 艺 不 同 可 分 为 工 厂 预 制 墙 板 和 现 场 复合拼装墙板；按板型，板材类墙体材料又分大板和条板。
4我国钢结构住宅技术体系实践
我国近十年来，各地进行了多高层钢结构住宅的工程实践或工程示范，这些项目积累了一定的经验。通过对国内钢结构住宅实践工程的体系构成的使用情况进行统计，可以发现，目前国内钢结构住宅的结构形式以框架――支撑、框架――剪力墙以及框架――核心筒为主，特别是框架――剪力墙与框架――核心筒广泛的应用于高层住宅中。我国目前的钢结构住宅中，楼板与围护体系纷繁复杂，统计的18个项目使用了11种楼板，16种围护材料。这充分表明我国钢结构住宅尚处于起步和探索阶段，尚未形成有代表性的体系。更为突出的问题是，受到配套材料和传统设计思维的限制，这些项目大多没有采用体系化的技术构成及设计方法，多数沿用了钢筋混凝土结构的设计方法，不能充分发挥钢结构的优势。
结构体系的应用情况
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“我们是留给子孙财富还是留给子孙垃圾？”早在10年前有识之士就提出这个问题。英国《金融时报》撰文指出，“中国可能成为全球最大的建筑浪费国”。
“如果不想再透支未来，那么就从建筑开始！”4月13日，名城绍兴，500多位钢结构行业人士云集，创中国建筑钢结构行业年会最高纪录。助力绿色住宅，推进节能减排，呼吁政策支持，中国钢结构发起总动员。
钢结构是对城市环境影响最小的建筑结构之一，在发达国家已被广泛采用，与传统的钢混结构比，其建筑材料70%可回收再利用，减少建筑垃圾2/3以上，施工占地、噪音、现场用水、用电均减少一半以上，施工工期可缩短30%～50%，强度高、自重轻、抗震性能好，可增大建筑空间使用面积，可以拉动钢铁等多个行业发展。发展绿色建筑是解决我国资源能源问题的重要战略，钢结构住宅当之无愧成为绿色建筑的主要代表。2011年，国家首次把绿色建筑写进“十二五”规划，鼓励钢结构用于保障房建设，中国钢结构行业迎来了春天。
然而，回顾这些年来的发展历程，中国钢结构住宅行业发展步履维艰。
据中国金属钢结构协会最新统计资料，在日本、美国、法国钢结构住宅已占到全部住宅的40%，中国不到2%。钢结构在中国已走过30多年历程，为什么没有在住宅领域大面积推广？
“钢结构面临着复杂的认知局面，从大环境看，社会对钢结构住宅有效面积大、施工速度快、品质好和综合造价优势等特性认识不足，政府缺乏相应的优惠政策扶持产业发展；从行业看，技术性难题制约了其推广应用，钢结构住宅一次性投入较高，房屋维护结构、楼板连接工艺复杂、技术要求高；从开发商看，短期内获得最大经济收益的目的，使得对采用低碳节能等新技术的积极性不高，在不能形成规模建造量的情况下，造价相对要高”，中国金属钢结构协会会长姚兵把钢结构住宅发展缓慢的主要原因归结为三点。
日本是民用住宅强行推进钢结构，率先在工厂里生产住宅的国家，由政府推动，行业牵头，大企业带动。建筑的核心价值就是呵护生命，在地震等各种地质灾害频发的今天，生命是最大的民生，外国能行中国为什么不行？
钢结构住宅产业化亟待政策支持。国家对钢结构住宅产业化的支持不能只停留在导向上，而要出台强有力的配套政策支持，特别是在产业化推动的技术、经济政策上给予一定的优惠，在产业化推动的科技创新上给予政策支持，在产业化推动的标准规范上给予确立。
钢结构住宅范文3
一般来说，材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比，钢结构有如下一些特点。
1.1材料的强度高，塑性和韧性好钢材和其它建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面，由于钢材的强度高，做成的构件截面小而壁薄，受压时需要满足稳定的要求，强度有时不能充分发挥。
1.2材质均匀，与力学计算的假定比较符合钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制，材质波动的范围小。
1.3钢结构制造简便，施工周期短钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作，因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构件在工地拼装，可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。
1.4钢结构的重量轻钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样荷载，钢屋架的重量最多不超过钢筋混凝土屋架的1/3至1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构，如建造在交通不便的山区和边远地区的工程，重量轻也是一个重要的有利条件。
当然任何一种材料都不是十全十美的，钢材的耐腐蚀性和耐火性就较为欠缺，在对结构进行防护时费用比钢筋混凝土结构高。不过在没有侵蚀性介质的一般厂房中，构件经过彻底除锈并涂上合格的油漆，锈蚀问题也并不严重。近年来出现的耐大气腐蚀的钢材具有较好的抗锈性能，已经逐步推广应用，并取得了良好的效果。钢材长期经受100℃辐射热时，强度没有多大变化，具有一定的耐热性能，但温度达150℃以上时，就须用隔热层加以保护。钢材不耐火，重要的结构必须注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石喷涂层或石膏板等加以防护。
2钢结构住宅的特点
钢结构住宅与传统结构相比，在使用功能、设计、施工以及综合经济方面具有优势，主要体现在以下方面。
2.1设计制造周期短，设计生产一体化现代结构设计借助于计算机和专业化结构分析软件，使得设计周期大大缩短，设计中的修改和调整非常方便。同时，由于钢结构具有工厂预制、现场安装的特点，可以将前期设计和现业的生产手段相结合，通过网络计算机和数控机床结合，使设计人员在工作室中完成设计后，即由工厂的生产线完成产品制作，具有极高的效率和精确度，可以大大减少项目建设周期。
2.2能够合理布置功能区间在居住建筑中，建筑师和居民一直希望能够有大跨的无竖向结构的空间，这样，可以根据需求进行灵活隔断，使室内布置呈多样化。传统住宅由于所用材料的性质，限制了空间布置的自由。
2.3承载强度高，抗震性能优越相同的荷载，钢结构截面最小，相同的截面，钢结构承载力最大。在抗震设防区，钢筋砼结构有许多不足之处，而钢结构重量轻，六层轻钢住宅的重量仅相当于四层砖混结构的重量，因此，本身所受的地震作用小；而且，钢材具有高延性，有较好的耗能能力，因此，抗震性能好，结构安全度高。
2.4施工方面优势突出现浇砼需要连续施工，在我国北方地区受到施工季节的影响。钢结构的大部分构件在工厂生产，运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装，可全天候作业。施工现场作业量小，减少了施工临时用地，与传统建筑材料相比，对周围环境污染小，提高了施工的机械化水平。
2.5综合造价低钢结构承载力高，可以实现结构的大开间布置，构件截面小，与砼结构和砖混结构相比，自重比较轻，地基的处理比较容易，可以采用天然基础型式。由于基础在工程造价中占有比重比较大，上部结构重量轻可以降低基础的造价，从而减少整个项目的投资。钢结构施工机械化高的特点，从另一方面减少了人工费用和模板等其它辅助材料费用。
3钢结构住宅的设计思路
3.1判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
3.2结构选型与结构布置在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤其重要.对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
3.3预估截面结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。
钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。
3.4结构分析目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ，p-δ。
新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确的分析结构提供了条件。
3.5构件设计构件的设计首先是材料的选择。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配，当前的结构软件，都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步，一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级，并自动重新分析验算，直至通过，如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。
3.6节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定，常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，这必须避免.按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。
3.7图纸编制钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。
设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制，目前比较混乱，各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书，并依据规范规定编制。
钢结构住宅范文4
关键字：钢结构住宅 防火 消防安全
一、钢结构住宅的消防安全问题
钢结构住宅建筑除前文所述具有钢结构建筑共性的火灾危险性外，还存在
其特有的消防安全问题。
1．消防设施相对缺乏。
对于其他民用建筑的消防设施，如消防报警系统、自动喷淋系统，国家防火规范都有比较明确的要求。住宅建筑长期以来作为量大面广的经济类建筑，造价、投资标准较低，除高度超过 100 米的超高层住宅和属于一类高层建筑的高级住宅的居住用房应设置自动喷水灭火系统外 ，其它类型的多、高层住宅均只须消火栓系统。由此可见，如同样采用钢结构体系的民用建筑，住宅建筑由于规范没有要求设置自动喷水灭火系统，其消防安全系数相对来说就比较低。
2．钢结构防火保护设施的耐久性问题。
2.1．住户装修对钢结构防火保护层的破坏。商品住宅销售给居民购房者，住户通常会对房屋进行个性化装修。住宅建筑如果采用钢结构体系，即使对其采取了防火保护措施，由于入住居民缺乏这方面专业知识，不知其重要性，在装修过程中未对其进行保护，一旦钢结构保护层被破坏甚至剥落，往往不会进行修复，一旦发生火灾，会影响到建筑主体结构安全，造成生命财产损失。
2.2．消防安全管理困难。民用公共建筑的产权单位、使用单位或物业管理单位，对建筑实行统一管理，可对各房间进行定期检查，便于及时发现问题，积极整改。而住宅建筑，由于其私有性，管理单位很难进行长期入户检查，一旦钢结构防火保护层被破坏或发生老化失效，无法及时发现，导致隐患长期存在。
钢结构本身的防火问题是其一大弱点。钢结构虽为不燃结构，但其耐热不 耐火，必须采取防火保护措施后才可安全使用，这样将导致构造复杂和造价增 加，并成为制约钢结构住宅体系推广应用的一个重要因素。
二、钢结构住宅放火措施
与砖混、钢筋混凝土结构体系的住宅建筑相比，钢结构住宅的火灾预防对 策和消防措施大体相同，其主要差别在结构体系本身的耐火保护以及构造防火
等“被动防火系统”方面，这是其建筑防火设计的重点和核心问题。对于小高
层钢结构住宅来说，可以采取一下防火技术措施:
1.采用耐火、耐候钢建造钢结构
耐火、耐候钢是通过合适的技术，增加钢材的特殊成分，使钢材的结构及 金相组织发生变化，从而改善钢材内在的耐火性和耐候性。这种钢材在温度达 600℃时，屈服强度下降不大于1 /3;此外它还具有自愈性或永久性，即在钢材 使用过程中表面受擦撞或火灾后，耐火、耐候性不变;因此在建筑钢结构中使 用这种钢材可明显降低防火保护层的厚度。例如可减少1/3的防火涂料，并省 去防锈漆，而其价格仅比普通钢材增加不到10%，是一种具有较高费效比、应 用前景广阔的建筑钢材。目前我国有多家钢铁企业已开发成功建筑用耐火、耐 候钢，为住宅钢结构提供了良好的用材来源。
2.采用抗火能力强的结构形式和构件
国内外理沦及实践证明，钢管混凝土柱的耐火性能较型钢柱有很大改善， 且钢管直径(或边长)越大，耐火时间越长。直径500mm的圆钢管混凝土柱，当 涂敷厚15mm的隔热型防火涂料时即可满足3h的耐火时间，故应提倡在住宅 钢结构建筑中使用钢管混凝土结构。
钢结构住宅的抗侧力构件，宜采用钢筋混凝土剪力墙或筒体体系，它们具有优良的耐火性能。当采用钢结构支撑体系时，必须进可靠、有效的防火保护。
楼板是钢结构建筑的水平承重和连系构件，同时也是上下层间和防火分区之间的分隔构件，其耐火要求较高。由于前楼盖体系仍以混凝土为主体材料，所以其防火设计应尽量发挥混凝土材料的良好耐火性能。
钢梁通常为工字形断面，不仅要进行防火保护，从建筑、装修角度考虑也 必须进行处理，目前对其防火保护主要是采用包覆法。
楼梯是钢结构住宅建筑的重要构件，防火要求很高，应尽可能采用钢筋混 凝土结构。
3.围护和分隔构件的耐火要求
与住宅钢结构配套的预制装配化的围护和分隔构件耐火性能的优劣，对整 个建筑物的耐火等级和防火水平具有重要影响，必须采用耐火能力强的配套建 材来建造钢结构住宅。
钢结构住宅的围护和分隔构件，如内外墙、屋面等，一般采用轻质复合型 建筑材料。如轻质加气混凝土砌块、ALC板、轻钢龙骨石膏板、纸面稻草板等。
参照现行消防规范的要求，建议钢结构住宅的内外墙及屋面应为非燃烧体， 并达到二级耐火等级的标准。上述材料中，有的完全能够满足这样的要求，并 具有良好的综合性能如新型ALC板，据实测150 mm厚ALC板耐火极限大于4h,而且还具有轻质、保温、隔声、抗震等优良性能，这种板还可做防火墙，并已在建筑工程中采用。
4.采用适用可靠经济易得、有利环保的防火保护方法
对钢结构住宅的防火保护，只要能达到耐火要求的规定且造价适宜，应提倡采用任何技术和方法。 住宅钢结构的防火保护还应注意采用符合环保的材料和施工技术。防火涂料在喷涂施工时不仅易造成环境污染，有些还挥发出有毒、有害气体，应限制使用并加以改进。应大力开发和推广无毒、无辐射、化学稳定性良好的无机类材料保护钢结构的技术。
5.采取合理的钢构件防火构造处理方案
钢结构防火保护构造作法应合理、坚固、经济、易于施工，并利于装修。当有非燃烧体的围护或分隔构件与钢构件处于同一轴线时，可利用非燃墙体本身为钢构件提供防火保护，而不需另做防火保护层。而对那些裸露在外的钢构件，则应采用合理的防火保护构造作法。
住宅的使用期很长，因此钢结构防火保护构造作法应牢固可靠，同时还要 有较好的装饰性，为住户的装修创造条件。
参考文献：
[1]江怀、杨茜，《钢结构住宅:一个热点发展方向》，福建建材，2004年01期
钢结构住宅范文5
【关键词】钢结构；特点；设计；优势
1.前言
2010年智利发生8.8级特大地震，其死亡人数仅有452名。距离震中仅90公里的便是智利第二大城市康塞普西翁市，尽管人口稠密，但造成的伤亡却很少。其原因就是很多居民建筑都是钢结构，抗震能力很强。有关调查表明，我国钢结构住宅的比例不足5%，而发达国家一般都在40%以上，日本这一比例更是接近50%，这说明我国的钢结构有很大的发展空间。
2.常见的钢结构体系种类及特点
目前国内外常用的钢结构体系主要有：冷弯薄壁型钢体系、框架体系、框架支撑体系、框架剪力墙体系、交错桁架体系。传统钢结构体系各有优缺点及适用范围，但是在抗震性能方面，都存在不足之处。
2.1钢结构体系种类及特点
2.1.1冷弯薄壁型钢体系
构件用薄钢板冷弯成C形、Z形构件，可单独使用，也可组合使用，杆件间连接采用自攻螺钉。冷弯薄壁型钢体系以冷弯薄壁型钢作为基本承重杆件，是一种新型的轻钢结构建筑体系，其结构强度高、重量轻，其重量是普通混凝土结构的1/3左右，并能满足大开间的需要，使用面积比钢筋混凝土住宅提高10%～15%左右。该体系通常设计成密肋柱并用木质板材蒙皮的板肋构造，这种构造整体性能好，不易被地震力所破坏。但这种体系节点刚性不易保证，抗侧能力较差，一般只用于1～2层住宅或别墅。
2.1.2框架体系
目前，这种体系在多层钢结构住宅中应用最广。纵横向都设成钢框架，门窗设置灵活，可提供较大的开间，便于用户二次设计，满足各种生活需求。该体系具有受力明确，平面布置灵活，便于大开间的设置，可充分满足建筑布置要求的特点；同时制作安装简单，施工速度较快。钢框架考虑楼盖的组合作用，运用在低多层住宅中，一般都能满足抗侧要求。钢框架体系主要由梁、柱构件刚接而成，依靠梁、柱来承受竖向荷载和水平荷载。但是由于目前框架柱以H型钢为主，弱轴方向梁柱连接的刚性难以保证，因此设计施工时须慎重处理。此种结构体系侧向刚度较小，抗震性能差，建筑成本较高。
2.1.3框架支撑体系
在风载或地震作用较大区域，为提高体系的抗侧刚度，增加轴交支撑或偏交支撑效果很好。这种体系为多重抗侧体系，而且梁柱节点、柱脚节点可设计成铰接、半刚接，施工构造简单，基础主要承受轴力，体形较小，因此成为人们青睐的对象。当结构产生层间变形时，支撑承受水平力，从而使体系获得比纯框架结构大得多的抗侧力刚度，减少建筑物的层间位移。该体系用钢量相对较大，由于支撑杆件的存在往往影响墙体和门窗的布置。但此种结构因体系延性小、耗能能力也小。地震荷载作用下，支撑中的受压杆件容易发生压屈失稳，致使整个结构体系承载力降低并产生较大侧移。该体系主要是利用结构主体耗能，最终将导致主要结构杆件塑性变形过大，难以修复。
2.1.4框架剪力墙体系
包括钢筋混凝土剪力墙和钢板剪力墙两种形式,一般用在低多层住宅中。此结构体系中，框架为主要承重骨架，剪力墙为结构的主要抗侧力体系。国外剪力墙多采用组合剪力墙，即在薄壁钢板剪力墙两侧增加混凝土板，混凝土板防止钢板的平面外屈曲，提高剪力墙的强度和耗能能力。此种体系中剪力墙属于刚性结构，而钢框架属于柔性结构，在地震作用下，剪力墙承担了绝大部分的水平力，有时高达90%，即使将钢框架做得较强，也难以从根本上改变这种局面，这种体系的二道防线的抗震能力很弱。
2.1.5交错桁架体系
交错桁架结构体系的骨架由房屋外侧的柱子和高度为层高、跨度等于房屋宽度的桁架组成。在相邻柱上为上下层交错布置，楼板一端支承在桁架上弦杆，另一端支承在相邻桁架的下弦杆。垂直荷载则由楼板传到桁架的上下弦，再传到的柱子。该体系利用柱子、平面桁架和楼面板组成空间抗侧力体系，具有平面布置灵活、楼板跨度小、结构自重轻、经济实用、高效的特点。该体系横向可看成是支撑框架，纵向则可看成是无支撑框架，结构计算时可从横向和纵向分别单独对待。该结构体系在强震作用下的抗震性能很差，由于腹杆较早出现非弹性变形导致杆件承载力及刚度突然减小。
综上所述，不同的钢结构体系设计都存在一些问题，在强震作用下都体现出一定的弱点，而每一次结构设计的调整，都以建筑成本的大幅加高为代价。越来越多的事实表明，在当前地震灾害造成的人员伤亡显著下降的背景下，所付出的经济代价却令人震惊。
2.2钢结构设计
传统钢结构体系是通过加强结构侧向刚度以满足抗震要求的，但结构越强刚度越大，地震作用也越大。这对于高层、超高层钢结构，会造成严重的制约。而耗能减震抗震设计则是把钢结构的某些非承重构件设计成耗能构件，或在钢结构的某些部位(节点或联结)安装耗能装置。在风荷载或轻微地震时，这些耗能装置仍处于弹性状态，结构具有足够的侧向刚度以满足正常使用要求。在强地震发生时，随着结构受力和变形的增大，这些耗能装置将率先进人非弹性变形状态，即耗能状态，产生较大的阻尼，大量消耗输入结构的地震能量，减小结构的地震反应，保护主体结构在强地震中免遭破坏。
在传统钢结构抗震设计中，由于钢结构本身阻尼比很小，依靠结构阻尼耗散的地震能量非常有限。为了终止地震反应，只能依靠主体结构产生大量的塑性变形来吸收地震能量，但是这样必然导致主体结构的严重破环，甚至倒塌。而在钢结构耗能减震抗震设计中，通常将阻尼器与支撑串联组成耗能装置。在地震作用下耗能装置率先进入工作状态，大量消耗输入结构的地震能量。这样既可以保护主体结构免遭破坏，又可以迅速衰减地震反应，确保结构的安全。基于性能的抗震设计方法要求结构在不同的地震风险水平下满足不同的性能水平要求，而耗能减震钢结构通过改变耗能装置的参数和数量可以方便的控制结构的地震反应，从而实现不同的性能目标。因此将基于性能的抗震设计方法和耗能减震技术相结合，具有重要的现实意义。
钢结构耗能减震设计形式与钢框架-中心支撑形式基本相同，但其支撑构件并非中心支撑而是耗能支撑，耗能支撑与主体结构之间一般通过螺栓或焊缝连接。该耗能体系一般可在传统的结构主体上实现。比如在传统的钢框架体系上去掉填充墙，将耗能装置安装在结构当中；将钢框架-中心支撑体系的中心支撑换成耗能支撑；钢结构耗能减震设计不适合采用钢框架-偏心支撑的形式，原因就是该体系主要是利用主体结构来耗能的，其主梁在强烈地震作用后一般会产生较大的塑性变形而难以修复；而对于钢框架-剪力墙体系，可以将剪力墙去掉，换成耗能支撑；对于交错桁架体系，则可将耗能支撑直接交错布置在桁架上即可。
2.3设计的优势
2.3.1安全性
由于耗能减震设计模式设有非承重耗能构件或耗能装置，因而具有很大的耗能能力，在地震中能率先进入耗能工作状态，消耗地震能量及衰减结构的地震反应，保护主体结构和构件免遭损坏，从而确保结构在强地震中的安全性，而且震后易于修复或更换，使建筑结构物迅速恢复使用。
2.3.2经济性
传统钢结构体系主要通过加强结构、加大断面等途径提高建筑的“硬性抵抗”结构抗震性能，使结构的造价明显提高。钢结构减震体系是通过“柔性消能”来减少结构地震反应，可以减小构件断面，而其抗震性能反而提高。
2.3.3技术合理性
耗能构件或装置属“非结构构件”，即非承重构件，其功能仅是在结构变形过程中发挥耗能作用，对结构的承载力和安全性不构成任何影响或威胁。所以耗能减震结构体系在技术上安全可行。
汶川地震、玉树地震及历次地震震害均证明，钢结构具有良好的抗震性能。当前，大众也认识到了居住建筑安全的重要性，因此从设计规范上尽快出台耗能减震钢结构设计规范，使耗能减震钢结构能进入一个快速、良性发展阶段。
【参考文献】
［1］李国强等.从汶川地震灾害看钢结构在地震区的应用.建筑钢结构进展,2008.
钢结构住宅范文6
[关键词] 轻钢、轻板、轻型钢结构、冷弯薄壁型钢 、高频焊接轻型H型钢
[abstract] this paper light steel for light steel structure; Light for a north American plate cold bending thin-walled steel keel structure on the installation on the sheet or facing plasterboard "board rib structure system". Here is the use of yangshan deep-water port, built the first period engineering battalion staff dormitory building, Renaissance west road residential project design in this paper.
[key words] light steel, light board, light steel structure, thin-walled steel, the cold bending light high frequency welding H steel
中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：
1、概述
基于市场的需要和中国国情的考虑，我司确定了低层钢结构住宅两种结构体系，一是轻钢框架系统，一是北美冷弯薄壁型钢结构体系，有时也混合使用。
2、洋山深水港一期工程指挥部管理区宿舍楼
2.1工程概况
洋山深水港一期工程指挥部管理区辅助用房建筑面积10105平方米，其中1号、2号宿舍建筑面积分别为1671平方米及1537平方米，1号、2号办公楼建筑面积分别为2399平方米及2622平方米，餐厅及多功能厅建筑面积1840平方米。1号、2号宿舍为地上二层，建筑檐口标高6.600m的钢结构住宅。
2.2轻钢结构体系
轻型钢结构住宅就其使用功能而言，对于梁、柱截面尺寸、建筑层高等方面的要求，都有别于公共建筑。洋山深水港一期工程指挥部管理区 1号、2号宿舍楼为轻钢住宅，地上二层，主结构采用轻型钢框架体系，柱截面采用薄壁方钢管，梁截面采用高频焊接轻型H型钢（见图1），楼板采用压型钢板上浇混凝土复合楼面，压型钢板作为永久性模板，计算中不考虑其承载力，另配受拉钢筋（见图2）。屋面及墙面围护结构采用“板肋结构体系”―轻板体系。这种+H骨架体系技术源于日本，优点是截面稳定，造型美观，节点布置方便，缺点是钢材消耗量大。洋山深水港宿舍项目设计中，选用了+H结构向冷弯薄壁型钢结构过渡体系，原因之一是考虑国内《低层冷弯薄壁型钢结构住宅》规程未出版；之二是考虑此工程为海岛建筑，一年当中4个月受台风影响；之三考虑采用框架结构的轻钢住宅自重轻、自振周期较长，对地震作用不敏感。
2.3钢结构节点设计
此工程柱脚形式采用外露整体式，框架柱采用了增加套管加强节点域厚度的构造来满足抗震构造要求，方管柱与梁连接采用带悬臂梁端连接方式，方管柱的水平加劲采用外连式，主梁与柱之间采用刚性连接，次梁与主梁之间采用铰接（见图3）。
2.4轻板围护体系
此工程墙面及屋面采用了 “板肋结构体系” ―轻板体系，它是一种复合板块结构体系，不仅有着很强的抵抗地震和风等水平荷载以及建筑物自重等竖向荷载的作用，而且具有防腐、防虫、工厂化、施工速度快、环保及节能效果。
屋面围护系统采用了玻璃纤维瓦，这种瓦以其独特的质感与色彩，给人以全新的建筑风格，特别是屋面造型越复杂越能突显其风格。这种瓦采用玻璃纤维垫胎基制成，使其克服了普通柔性屋面材料易老化开裂以及刚性瓦易破碎的缺点；瓦的下表面有一层热熔自粘胶，遇热便可自动激活从而与下一层瓦牢固地粘在一起，保证了屋面的整体性，密不透水。而且其重量很轻，大大降低了屋面系统的自重，从而节约工程造价。
墙面围护系统采用了PVC挂板体系，这种挂板采用复合材料制成，抗水气，酸，碱；色彩稳定，不易退色；表面为双层复合，质地坚硬，易清洗；且其施工为干作业，只需用钉子固定，速度快且费用低。同时，其自重很轻，达到了节约工程造价的效果。
外墙做法（见图4）：（1）PVC挂板；
（2）单向透气透水建筑纸（building paper）;
（3）11.9 mm厚OSB定向刨花板;
（4）C150镀锌轻钢龙骨；
（5）100mm厚玻璃丝棉；
（6）隔气纸（vapor barriers）;
（7）防火纸面石膏板（耐火极限1小时）。
内墙做法（见图4）：（1）12 mm厚纸面石膏板；
（2）C100镀锌轻钢龙骨;
（3）50mm厚岩棉;
（4）12 mm纸面石膏板。
屋面做法（见图4）：（1）彩色沥青瓦；
（2）改性沥青胶;
（3）SBS防水层;
（4）11.9 mm厚OSB定向刨花板
（5）C150镀锌轻钢龙骨；
（6）100mm厚玻璃丝棉；
（7）隔气纸（vapor barriers）;
（8）防火纸面石膏板（耐火极限1小时）。
檐口做法（见图5）：（1）成品PVC封檐板及吊顶板
（2）檐口龙骨
（3）钢结构屋面梁
2.5结构计算
本工程结构计算采用中国建筑科学研究院PKPM系列结构软件中的TAT-8模块，主钢构梁、柱采用空间杆系模型进行分析及强度设计，同时对结构抗力、抗震，整体与局部稳定验算，特别需注意的是对梁、柱节点的计算和分析，尤其是如何在不影响美观前提下，设置外连加劲环板能有效地传递梁端的负弯矩而使钢柱自身不发展失稳。
2.6防火设计
本工程耐火等级为二级，钢柱的耐火极限≥2.5小时,钢梁的耐火极限≥1.5小时,房间隔墙≥0.5小时,楼板≥1.0小时,屋顶承重构件≥0.5小时,采用了钢柱外包12mm厚的防火板,钢梁喷涂7mm厚薄型防火涂料措施，钢柱、钢梁等的耐火极限分别大于相应的2.5小时、1.5小时、0.5小时，全部满足规范要求。
3、复兴西路住宅
3.1工程概况
复兴西路住宅占地面积1243平方米，由A、B两幢住宅组成，总建筑面积969.9平方米。A、B两幢住宅建筑面积分别为565.5平方米和404.4平方米，建筑檐口标高为9.100m。A、B两幢住宅为地下一层、地上三层的轻型装配式钢结构住宅。
3.2轻钢结构体系
本工程地下为混凝土结构，地上结构选用了+H结构与北美冷弯薄壁型轻钢楼面骨架及屋面、墙面“板肋结构体系”相结合体系，使得低层轻钢住宅向冷弯薄壁型钢结构体系过渡向前作了延伸，除卫生间及厨房楼板采用压型钢板上浇混凝土复合楼面（压型钢板作为永久性模板，计算中不考虑其承载力，另配受拉钢筋），其它楼面均采用冷弯薄壁型钢楼面骨架系统，构造及隔音做法见图6、7。
3.3轻钢结构节点设计
此工程柱脚形式采用外露整体式，箱形框架柱与梁连接采用带悬臂梁端连接方式，箱形柱的水平加劲采用内连式，柱与主梁之间采用刚性连接，次梁与主梁之间采用铰接。（见图8）
3.4轻板围护体系
此工程墙面及屋面采用了北美冷弯薄壁钢龙骨 “板肋结构体系”。
外墙做法（见图9）：（1） 0.5mm厚金属挂板；
（2） 单向透气透水建筑纸（building paper）;
（3） 11.9 mm厚OSB定向刨花板;
（4）C150镀锌轻钢龙骨；
（5）100mm厚玻璃丝棉；
（6）隔气纸（ vapor barriers）;
（7）防火纸面石膏板（耐火极限1小时）。
内墙做法（见图9）：（1）12 mm厚纸面石膏板；
（2）C100镀锌轻钢龙骨;
（3）50mm厚玻璃丝棉;
（4）12 mm纸面石膏板。
屋面做法（见图9）：（1） 金属扣合瓦（氟碳涂层）；
（2）单向透气透水建筑纸（building paper）;
（3）11.9 mm厚OSB定向刨花板
（4）C150镀锌轻钢龙骨；
（5）100mm厚玻璃丝棉；
（6）隔气纸（vapor barriers）;
（7）防火纸面石膏板（耐火极限1小时）
3.5轻钢骨架楼层
本工程楼面采用镀锌冷弯薄壁龙骨体系做成，在龙骨的上表面采用18mm的OSB板作为结构面板，以形成具有一定刚度的楼面体系，从而保证整个结构的整体性，同时也为楼面龙骨提供了充分的侧向支撑，而且便于楼面装修，但其最大缺点是容易产生颤动，影响居住适用性。这种楼面构造体系介于刚性楼面和柔性楼面之间，故同时按刚性楼面和柔性楼面进行分析。
3.6结构计算
本工程结构计算采用中国建筑科学研究院PKPM系列结构软件中的TAT-8进行分析计算，分析中同时考虑刚性楼板和柔性楼板，验算整幢楼结构构件的承载能力及刚度。
3.7防火设计
本工程耐火等级为二级。钢柱、梁外包GF硅酸钙(25mm、20mm厚)防火板，耐火时间分别为2.5小时、1.5小时, OSB定向刨花板上涂B60－2防火涂料(0.5KG/M2), 耐火时间1.0小时,满足规范要求。
4、结束语
我国自1994年出现首幢钢结构住宅以来，近十年时间内高层钢结构建筑、非住宅类低层钢结构建筑已有很大进展，北美住宅类低层钢结构体系已引起各方面的关注和讨论，市场推广和学术研究活动频繁，各种各样的似是而非的问题得到澄清，人们在心理上也在逐步接受它。相信随着政策导向及国家规程、标准的出版，轻钢轻板低层钢结构体系一定会逐渐发展壮大并形成一个更大规模的新兴产业。
参考文献
[1]丁成章. 低层轻钢骨架住宅设计、制造与装配. 机械工业出版社
