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鋼結構住宅范文1
1.結構體系
鋼結構住宅的結構體系是由鋼結構構件為主的各承重構件構成的結構類型。主要是梁柱組成的框架體系。
鋼結構體系自重小，自振周期比較長，抗震能力好，但抗側移剛度小。在風荷載及地震的作用下，其層間側移與總側移無法符合規范要求，必須設置多種側向抗力體系?？箓攘w系由各框架間的連接支撐、剪力墻以及核心筒等構成。因此，鋼結構住宅的結構體系又分為：純鋼框架體系、鋼框架支撐結構體系、鋼框架――剪力墻結構體系、鋼框架――核心筒結構體系、錯列桁架鋼結構體系。
住宅設計中選擇鋼結構住宅體系，應遵循安全、便捷以及經濟等原則，結合住宅的功能、模數以及后期維修等具體要求進行，同時還需滿足住宅的使用功能，節約投資。整體而言，純鋼結構框架的構件截面較大，影響平面空間尺寸；錯列桁架體系中的桁架會影響到平面布置；鋼框架――支撐體系中的支撐構件影響到立面門窗的布置；框架剪力墻中剪力墻的位置會影響到門洞與隔墻的布置；框架核心筒的圍護體系布置比較靈活，不受結構限制，但是會有部分現場濕作業，施工比較復雜，施工速度慢。因此，在進行鋼結構住宅設計時，要根據具體情況，選擇結構體系。
2.樓板體系
樓板體系主要起到豎向支撐與水平傳遞的作用。建筑的樓 板 結 構 必 須 具 有 足 夠 的 剛 度 、 強 度 和 保 證 梁 的 整 體 穩 定 性 。 對 于 住 宅 建 筑 還 要 有 良 好 的 隔 聲 、 防 火 性 能 ， 同 時 要 考 慮 在 樓 板 內 敷 設 管 線 的 空 間 。各種樓板都會受限于梁的布置，梁露于室內，減少了室內的空間凈高，因此對于樓板厚度的研究十分有必要。
國外的鋼結構住宅通常采用木板樓板層，這主要是由于鋼結構對木結構的可替代性，由于木材短缺以及與現行防火安全法規沖突等問題，木板樓板層并不適用于我國，我國目前一般采用的樓板體系有：全現澆樓板、壓型鋼板――現澆鋼筋混凝土樓板、預制預應力疊合現澆樓板、雙向輕鋼密肋組合樓蓋、密排小桁架―現澆混凝土樓板、壓型鋼板干式組合樓板、預制加氣混凝土樓板
以上幾種樓板結構各有特點，從大范圍可分為復合式和單板式。國內已建的鋼結構住宅樓板體系大多為預應力疊合板，是介于裝配式和現澆式中間的一種類型，反映了目前中國鋼結構住宅正處在從傳統設計建造方式向工業化生產方式過渡的改革時期。
樓板的跨度范圍通常為6～7m，預制加氣混凝土樓板由于其跨度較小，難以實現鋼結構大跨度的優勢，現澆鋼筋混凝土樓板全部采用現場作業，壓型鋼板干式組合樓板與雙向輕鋼密肋組合樓板雖然實現了全部或部分的裝配化，但是樓板厚度較大，占用室內空間凈高。壓型鋼板――現澆鋼筋混凝土樓板與預制預應力疊合現澆樓板這兩種樓板形式，由于跨度適宜，并且實現了部分裝配化，樓板厚度為200～300mm，因而成為我國目前應用較廣的樓板體系類型。
3.圍護體系
常用的圍護體系有：幕墻體系、成品墻板體系以及砌塊系統。其中，幕墻是最理想的鋼結構圍護體系，目前已建成的許多鋼結構建筑中都采用了幕墻系統。但是由于造價問題，現階段幕墻體系無法在住宅中得到普及。
外墻圍護體系按施工工藝可分為填充和外掛兩種。一般選用墻板與砌塊作為填充材料，通過內嵌于梁板或樓板的底部而構成。而外掛通常選取輕質墻板，分為小板與大板。填充砌塊的設計及施工比較容易，使用比較普及，掛板砌塊相對比較復雜。
砌塊系統是由各種材料制成的塊體砌筑而成的外墻圍護體系。由于鋼結構體系的框架承重特性，外墻圍護體系的砌體應選用不承重的新型輕質砌塊，通常采用的砌塊如蒸 壓 加 氣 混 凝 土 砌 塊 墻 體 、 混 凝 土 小 型 空 心 砌 塊 墻 體 （ 普 通 型 和 輕 集 料 ） 、 粉 煤 灰 砌 塊 墻 體 等 。 其 中 ， 蒸 壓 加 氣 混 凝 土 砌 塊 墻體的應用最為廣泛，技術相對更加成熟。
板材型墻體可以定型化設計、工廠化生產，適合于裝配式施工建造，更加符合工業化住宅發展的要求。隨著我 國 建 材 工 業 的 發 展 ， 以 及 大 量 引 進 國 外 先 進 的 建 材 產 品 生 產 線 ， 作 為 建 筑 物 外 圍 護 結 構 的 墻 體 板 材 品 種 越 來 越 多 。 根 據 材 料 的 組 成 類 型 可 分 為 單 一 材 質 墻 板 和 復 合 材 質 墻 板 ； 根 據 生 產 加 工 及 施 工 建 造 工 藝 不 同 可 分 為 工 廠 預 制 墻 板 和 現 場 復合拼裝墻板；按板型，板材類墻體材料又分大板和條板。
4我國鋼結構住宅技術體系實踐
我國近十年來，各地進行了多高層鋼結構住宅的工程實踐或工程示范，這些項目積累了一定的經驗。通過對國內鋼結構住宅實踐工程的體系構成的使用情況進行統計，可以發現，目前國內鋼結構住宅的結構形式以框架――支撐、框架――剪力墻以及框架――核心筒為主，特別是框架――剪力墻與框架――核心筒廣泛的應用于高層住宅中。我國目前的鋼結構住宅中，樓板與圍護體系紛繁復雜，統計的18個項目使用了11種樓板，16種圍護材料。這充分表明我國鋼結構住宅尚處于起步和探索階段，尚未形成有代表性的體系。更為突出的問題是，受到配套材料和傳統設計思維的限制，這些項目大多沒有采用體系化的技術構成及設計方法，多數沿用了鋼筋混凝土結構的設計方法，不能充分發揮鋼結構的優勢。
結構體系的應用情況
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“我們是留給子孫財富還是留給子孫垃圾？”早在10年前有識之士就提出這個問題。英國《金融時報》撰文指出，“中國可能成為全球最大的建筑浪費國”。
“如果不想再透支未來，那么就從建筑開始！”4月13日，名城紹興，500多位鋼結構行業人士云集，創中國建筑鋼結構行業年會最高紀錄。助力綠色住宅，推進節能減排，呼吁政策支持，中國鋼結構發起總動員。
鋼結構是對城市環境影響最小的建筑結構之一，在發達國家已被廣泛采用，與傳統的鋼混結構比，其建筑材料70%可回收再利用，減少建筑垃圾2/3以上，施工占地、噪音、現場用水、用電均減少一半以上，施工工期可縮短30%～50%，強度高、自重輕、抗震性能好，可增大建筑空間使用面積，可以拉動鋼鐵等多個行業發展。發展綠色建筑是解決我國資源能源問題的重要戰略，鋼結構住宅當之無愧成為綠色建筑的主要代表。2011年，國家首次把綠色建筑寫進“十二五”規劃，鼓勵鋼結構用于保障房建設，中國鋼結構行業迎來了春天。
然而，回顧這些年來的發展歷程，中國鋼結構住宅行業發展步履維艱。
據中國金屬鋼結構協會最新統計資料，在日本、美國、法國鋼結構住宅已占到全部住宅的40%，中國不到2%。鋼結構在中國已走過30多年歷程，為什么沒有在住宅領域大面積推廣？
“鋼結構面臨著復雜的認知局面，從大環境看，社會對鋼結構住宅有效面積大、施工速度快、品質好和綜合造價優勢等特性認識不足，政府缺乏相應的優惠政策扶持產業發展；從行業看，技術性難題制約了其推廣應用，鋼結構住宅一次性投入較高，房屋維護結構、樓板連接工藝復雜、技術要求高；從開發商看，短期內獲得最大經濟收益的目的，使得對采用低碳節能等新技術的積極性不高，在不能形成規模建造量的情況下，造價相對要高”，中國金屬鋼結構協會會長姚兵把鋼結構住宅發展緩慢的主要原因歸結為三點。
日本是民用住宅強行推進鋼結構，率先在工廠里生產住宅的國家，由政府推動，行業牽頭，大企業帶動。建筑的核心價值就是呵護生命，在地震等各種地質災害頻發的今天，生命是最大的民生，外國能行中國為什么不行？
鋼結構住宅產業化亟待政策支持。國家對鋼結構住宅產業化的支持不能只停留在導向上，而要出臺強有力的配套政策支持，特別是在產業化推動的技術、經濟政策上給予一定的優惠，在產業化推動的科技創新上給予政策支持，在產業化推動的標準規范上給予確立。
鋼結構住宅范文3
一般來說，材料的特性是推出新型建筑形式的出發點。鋼結構是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和其它材料的結構相比，鋼結構有如下一些特點。
1.1材料的強度高，塑性和韌性好鋼材和其它建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度要高得多。因此，特別適用于跨度大或荷載很大的構件和結構。鋼材還具有塑性和韌性好的特點。塑性好，結構在一般條件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和延性還使鋼結構具有優越的抗震性能。另一方面，由于鋼材的強度高，做成的構件截面小而壁薄，受壓時需要滿足穩定的要求，強度有時不能充分發揮。
1.2材質均勻，與力學計算的假定比較符合鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性，而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。因此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。鋼材在冶煉和軋制過程中質量可以得到嚴格控制，材質波動的范圍小。
1.3鋼結構制造簡便，施工周期短鋼結構所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作，因此，大量的鋼結構一般在專業化的金屬結構廠做成構件，精確度較高。構件在工地拼裝，可以采用安設簡便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固，用螺栓連接的結構還可以根據需要進行拆遷。
1.4鋼結構的重量輕鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結構卻比鋼筋混凝土結構輕，原因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的重量最多不超過鋼筋混凝土屋架的1/3至1/4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近1/10，為吊裝提供了方便條件。對于需要遠距離運輸的結構，如建造在交通不便的山區和邊遠地區的工程，重量輕也是一個重要的有利條件。
當然任何一種材料都不是十全十美的，鋼材的耐腐蝕性和耐火性就較為欠缺，在對結構進行防護時費用比鋼筋混凝土結構高。不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并涂上合格的油漆，銹蝕問題也并不嚴重。近年來出現的耐大氣腐蝕的鋼材具有較好的抗銹性能，已經逐步推廣應用，并取得了良好的效果。鋼材長期經受100℃輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度達150℃以上時，就須用隔熱層加以保護。鋼材不耐火，重要的結構必須注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石噴涂層或石膏板等加以防護。
2鋼結構住宅的特點
鋼結構住宅與傳統結構相比，在使用功能、設計、施工以及綜合經濟方面具有優勢，主要體現在以下方面。
2.1設計制造周期短，設計生產一體化現代結構設計借助于計算機和專業化結構分析軟件，使得設計周期大大縮短，設計中的修改和調整非常方便。同時，由于鋼結構具有工廠預制、現場安裝的特點，可以將前期設計和現業的生產手段相結合，通過網絡計算機和數控機床結合，使設計人員在工作室中完成設計后，即由工廠的生產線完成產品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項目建設周期。
2.2能夠合理布置功能區間在居住建筑中，建筑師和居民一直希望能夠有大跨的無豎向結構的空間，這樣，可以根據需求進行靈活隔斷，使室內布置呈多樣化。傳統住宅由于所用材料的性質，限制了空間布置的自由。
2.3承載強度高，抗震性能優越相同的荷載，鋼結構截面最小，相同的截面，鋼結構承載力最大。在抗震設防區，鋼筋砼結構有許多不足之處，而鋼結構重量輕，六層輕鋼住宅的重量僅相當于四層磚混結構的重量，因此，本身所受的地震作用??；而且，鋼材具有高延性，有較好的耗能能力，因此，抗震性能好，結構安全度高。
2.4施工方面優勢突出現澆砼需要連續施工，在我國北方地區受到施工季節的影響。鋼結構的大部分構件在工廠生產，運往現場通過焊接或螺栓進行整體組裝，可全天候作業。施工現場作業量小，減少了施工臨時用地，與傳統建筑材料相比，對周圍環境污染小，提高了施工的機械化水平。
2.5綜合造價低鋼結構承載力高，可以實現結構的大開間布置，構件截面小，與砼結構和磚混結構相比，自重比較輕，地基的處理比較容易，可以采用天然基礎型式。由于基礎在工程造價中占有比重比較大，上部結構重量輕可以降低基礎的造價，從而減少整個項目的投資。鋼結構施工機械化高的特點，從另一方面減少了人工費用和模板等其它輔助材料費用。
3鋼結構住宅的設計思路
3.1判斷結構是否適合用鋼結構鋼結構通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經常裝拆的結構。
3.2結構選型與結構布置在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是“概念設計”，它在結構選型與布置階段尤其重要.對一些難以作出精確理性分析或規范未規定的問題，可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇。所得結構方案往往易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。
3.3預估截面結構布置結束后，需對構件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度根據梁間側向支撐的間距按l/b限值確定時，可回避鋼梁的整體穩定的復雜計算，這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規范中局部穩定的構造規定預估。
柱截面按長細比預估，通常50<λ<150，簡單選擇值在100附近。根據軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同，可選擇鋼管或H型鋼截面等。
3.4結構分析目前鋼結構實際設計中，結構分析通常為線彈性分析，條件允許時考慮P-Δ，p-δ。
新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能，這為更精確的分析結構提供了條件。
3.5構件設計構件的設計首先是材料的選擇。通常主結構使用單一鋼種以便于工程管理。經濟考慮，也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。構件設計中，現行規范使用的是彈塑性的方法來驗算截面，這和結構內力計算的彈性方法并不匹配，當前的結構軟件，都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術的進步，一些軟件可以將驗算時不通過的構件，從給定的截面庫里選擇加大一級，并自動重新分析驗算，直至通過，如sap2000等。這是常說的截面優化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量。
3.6節點設計連接節點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一。在結構分析前，就應該對節點的形式有充分思考與確定，常常出現的一種情況是，最終設計的節點與結構分析模型中使用的形式不完全一致，這必須避免.按傳力特性不同，節點分剛接，鉸接和半剛接。
3.7圖紙編制鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段，設計圖為設計單位提供，施工詳圖通常由鋼結構制造公司根據設計圖編制，有時也會由設計單位代為編制。由于近年鋼結構項目增多和設計院鋼結構工程師缺乏的矛盾，有設計能力的鋼結構公司參與設計圖編制的情況也很普遍。
設計圖及施工詳圖的內容表達方法及出圖深度的控制，目前比較混亂，各個設計單位之間及其與鋼結構公司之間不盡相同。初學者可參考他人的優秀設計并參考相關的工具書，并依據規范規定編制。
鋼結構住宅范文4
關鍵字：鋼結構住宅 防火 消防安全
一、鋼結構住宅的消防安全問題
鋼結構住宅建筑除前文所述具有鋼結構建筑共性的火災危險性外，還存在
其特有的消防安全問題。
1．消防設施相對缺乏。
對于其他民用建筑的消防設施，如消防報警系統、自動噴淋系統，國家防火規范都有比較明確的要求。住宅建筑長期以來作為量大面廣的經濟類建筑，造價、投資標準較低，除高度超過 100 米的超高層住宅和屬于一類高層建筑的高級住宅的居住用房應設置自動噴水滅火系統外 ，其它類型的多、高層住宅均只須消火栓系統。由此可見，如同樣采用鋼結構體系的民用建筑，住宅建筑由于規范沒有要求設置自動噴水滅火系統，其消防安全系數相對來說就比較低。
2．鋼結構防火保護設施的耐久性問題。
2.1．住戶裝修對鋼結構防火保護層的破壞。商品住宅銷售給居民購房者，住戶通常會對房屋進行個性化裝修。住宅建筑如果采用鋼結構體系，即使對其采取了防火保護措施，由于入住居民缺乏這方面專業知識，不知其重要性，在裝修過程中未對其進行保護，一旦鋼結構保護層被破壞甚至剝落，往往不會進行修復，一旦發生火災，會影響到建筑主體結構安全，造成生命財產損失。
2.2．消防安全管理困難。民用公共建筑的產權單位、使用單位或物業管理單位，對建筑實行統一管理，可對各房間進行定期檢查，便于及時發現問題，積極整改。而住宅建筑，由于其私有性，管理單位很難進行長期入戶檢查，一旦鋼結構防火保護層被破壞或發生老化失效，無法及時發現，導致隱患長期存在。
鋼結構本身的防火問題是其一大弱點。鋼結構雖為不燃結構，但其耐熱不 耐火，必須采取防火保護措施后才可安全使用，這樣將導致構造復雜和造價增 加，并成為制約鋼結構住宅體系推廣應用的一個重要因素。
二、鋼結構住宅放火措施
與磚混、鋼筋混凝土結構體系的住宅建筑相比，鋼結構住宅的火災預防對 策和消防措施大體相同，其主要差別在結構體系本身的耐火保護以及構造防火
等“被動防火系統”方面，這是其建筑防火設計的重點和核心問題。對于小高
層鋼結構住宅來說，可以采取一下防火技術措施:
1.采用耐火、耐候鋼建造鋼結構
耐火、耐候鋼是通過合適的技術，增加鋼材的特殊成分，使鋼材的結構及 金相組織發生變化，從而改善鋼材內在的耐火性和耐候性。這種鋼材在溫度達 600℃時，屈服強度下降不大于1 /3;此外它還具有自愈性或永久性，即在鋼材 使用過程中表面受擦撞或火災后，耐火、耐候性不變;因此在建筑鋼結構中使 用這種鋼材可明顯降低防火保護層的厚度。例如可減少1/3的防火涂料，并省 去防銹漆，而其價格僅比普通鋼材增加不到10%，是一種具有較高費效比、應 用前景廣闊的建筑鋼材。目前我國有多家鋼鐵企業已開發成功建筑用耐火、耐 候鋼，為住宅鋼結構提供了良好的用材來源。
2.采用抗火能力強的結構形式和構件
國內外理淪及實踐證明，鋼管混凝土柱的耐火性能較型鋼柱有很大改善， 且鋼管直徑(或邊長)越大，耐火時間越長。直徑500mm的圓鋼管混凝土柱，當 涂敷厚15mm的隔熱型防火涂料時即可滿足3h的耐火時間，故應提倡在住宅 鋼結構建筑中使用鋼管混凝土結構。
鋼結構住宅的抗側力構件，宜采用鋼筋混凝土剪力墻或筒體體系，它們具有優良的耐火性能。當采用鋼結構支撐體系時，必須進可靠、有效的防火保護。
樓板是鋼結構建筑的水平承重和連系構件，同時也是上下層間和防火分區之間的分隔構件，其耐火要求較高。由于前樓蓋體系仍以混凝土為主體材料，所以其防火設計應盡量發揮混凝土材料的良好耐火性能。
鋼梁通常為工字形斷面，不僅要進行防火保護，從建筑、裝修角度考慮也 必須進行處理，目前對其防火保護主要是采用包覆法。
樓梯是鋼結構住宅建筑的重要構件，防火要求很高，應盡可能采用鋼筋混 凝土結構。
3.圍護和分隔構件的耐火要求
與住宅鋼結構配套的預制裝配化的圍護和分隔構件耐火性能的優劣，對整 個建筑物的耐火等級和防火水平具有重要影響，必須采用耐火能力強的配套建 材來建造鋼結構住宅。
鋼結構住宅的圍護和分隔構件，如內外墻、屋面等，一般采用輕質復合型 建筑材料。如輕質加氣混凝土砌塊、ALC板、輕鋼龍骨石膏板、紙面稻草板等。
參照現行消防規范的要求，建議鋼結構住宅的內外墻及屋面應為非燃燒體， 并達到二級耐火等級的標準。上述材料中，有的完全能夠滿足這樣的要求，并 具有良好的綜合性能如新型ALC板，據實測150 mm厚ALC板耐火極限大于4h,而且還具有輕質、保溫、隔聲、抗震等優良性能，這種板還可做防火墻，并已在建筑工程中采用。
4.采用適用可靠經濟易得、有利環保的防火保護方法
對鋼結構住宅的防火保護，只要能達到耐火要求的規定且造價適宜，應提倡采用任何技術和方法。 住宅鋼結構的防火保護還應注意采用符合環保的材料和施工技術。防火涂料在噴涂施工時不僅易造成環境污染，有些還揮發出有毒、有害氣體，應限制使用并加以改進。應大力開發和推廣無毒、無輻射、化學穩定性良好的無機類材料保護鋼結構的技術。
5.采取合理的鋼構件防火構造處理方案
鋼結構防火保護構造作法應合理、堅固、經濟、易于施工，并利于裝修。當有非燃燒體的圍護或分隔構件與鋼構件處于同一軸線時，可利用非燃墻體本身為鋼構件提供防火保護，而不需另做防火保護層。而對那些裸露在外的鋼構件，則應采用合理的防火保護構造作法。
住宅的使用期很長，因此鋼結構防火保護構造作法應牢固可靠，同時還要 有較好的裝飾性，為住戶的裝修創造條件。
參考文獻：
[1]江懷、楊茜，《鋼結構住宅:一個熱點發展方向》，福建建材，2004年01期
鋼結構住宅范文5
【關鍵詞】鋼結構；特點；設計；優勢
1.前言
2010年智利發生8.8級特大地震，其死亡人數僅有452名。距離震中僅90公里的便是智利第二大城市康塞普西翁市，盡管人口稠密，但造成的傷亡卻很少。其原因就是很多居民建筑都是鋼結構，抗震能力很強。有關調查表明，我國鋼結構住宅的比例不足5%，而發達國家一般都在40%以上，日本這一比例更是接近50%，這說明我國的鋼結構有很大的發展空間。
2.常見的鋼結構體系種類及特點
目前國內外常用的鋼結構體系主要有：冷彎薄壁型鋼體系、框架體系、框架支撐體系、框架剪力墻體系、交錯桁架體系。傳統鋼結構體系各有優缺點及適用范圍，但是在抗震性能方面，都存在不足之處。
2.1鋼結構體系種類及特點
2.1.1冷彎薄壁型鋼體系
構件用薄鋼板冷彎成C形、Z形構件，可單獨使用，也可組合使用，桿件間連接采用自攻螺釘。冷彎薄壁型鋼體系以冷彎薄壁型鋼作為基本承重桿件，是一種新型的輕鋼結構建筑體系，其結構強度高、重量輕，其重量是普通混凝土結構的1/3左右，并能滿足大開間的需要，使用面積比鋼筋混凝土住宅提高10%～15%左右。該體系通常設計成密肋柱并用木質板材蒙皮的板肋構造，這種構造整體性能好，不易被地震力所破壞。但這種體系節點剛性不易保證，抗側能力較差，一般只用于1～2層住宅或別墅。
2.1.2框架體系
目前，這種體系在多層鋼結構住宅中應用最廣。縱橫向都設成鋼框架，門窗設置靈活，可提供較大的開間，便于用戶二次設計，滿足各種生活需求。該體系具有受力明確，平面布置靈活，便于大開間的設置，可充分滿足建筑布置要求的特點；同時制作安裝簡單，施工速度較快。鋼框架考慮樓蓋的組合作用，運用在低多層住宅中，一般都能滿足抗側要求。鋼框架體系主要由梁、柱構件剛接而成，依靠梁、柱來承受豎向荷載和水平荷載。但是由于目前框架柱以H型鋼為主，弱軸方向梁柱連接的剛性難以保證，因此設計施工時須慎重處理。此種結構體系側向剛度較小，抗震性能差，建筑成本較高。
2.1.3框架支撐體系
在風載或地震作用較大區域，為提高體系的抗側剛度，增加軸交支撐或偏交支撐效果很好。這種體系為多重抗側體系，而且梁柱節點、柱腳節點可設計成鉸接、半剛接，施工構造簡單，基礎主要承受軸力，體形較小，因此成為人們青睞的對象。當結構產生層間變形時，支撐承受水平力，從而使體系獲得比純框架結構大得多的抗側力剛度，減少建筑物的層間位移。該體系用鋼量相對較大，由于支撐桿件的存在往往影響墻體和門窗的布置。但此種結構因體系延性小、耗能能力也小。地震荷載作用下，支撐中的受壓桿件容易發生壓屈失穩，致使整個結構體系承載力降低并產生較大側移。該體系主要是利用結構主體耗能，最終將導致主要結構桿件塑性變形過大，難以修復。
2.1.4框架剪力墻體系
包括鋼筋混凝土剪力墻和鋼板剪力墻兩種形式,一般用在低多層住宅中。此結構體系中，框架為主要承重骨架，剪力墻為結構的主要抗側力體系。國外剪力墻多采用組合剪力墻，即在薄壁鋼板剪力墻兩側增加混凝土板，混凝土板防止鋼板的平面外屈曲，提高剪力墻的強度和耗能能力。此種體系中剪力墻屬于剛性結構，而鋼框架屬于柔性結構，在地震作用下，剪力墻承擔了絕大部分的水平力，有時高達90%，即使將鋼框架做得較強，也難以從根本上改變這種局面，這種體系的二道防線的抗震能力很弱。
2.1.5交錯桁架體系
交錯桁架結構體系的骨架由房屋外側的柱子和高度為層高、跨度等于房屋寬度的桁架組成。在相鄰柱上為上下層交錯布置，樓板一端支承在桁架上弦桿，另一端支承在相鄰桁架的下弦桿。垂直荷載則由樓板傳到桁架的上下弦，再傳到的柱子。該體系利用柱子、平面桁架和樓面板組成空間抗側力體系，具有平面布置靈活、樓板跨度小、結構自重輕、經濟實用、高效的特點。該體系橫向可看成是支撐框架，縱向則可看成是無支撐框架，結構計算時可從橫向和縱向分別單獨對待。該結構體系在強震作用下的抗震性能很差，由于腹桿較早出現非彈性變形導致桿件承載力及剛度突然減小。
綜上所述，不同的鋼結構體系設計都存在一些問題，在強震作用下都體現出一定的弱點，而每一次結構設計的調整，都以建筑成本的大幅加高為代價。越來越多的事實表明，在當前地震災害造成的人員傷亡顯著下降的背景下，所付出的經濟代價卻令人震驚。
2.2鋼結構設計
傳統鋼結構體系是通過加強結構側向剛度以滿足抗震要求的，但結構越強剛度越大，地震作用也越大。這對于高層、超高層鋼結構，會造成嚴重的制約。而耗能減震抗震設計則是把鋼結構的某些非承重構件設計成耗能構件，或在鋼結構的某些部位(節點或聯結)安裝耗能裝置。在風荷載或輕微地震時，這些耗能裝置仍處于彈性狀態，結構具有足夠的側向剛度以滿足正常使用要求。在強地震發生時，隨著結構受力和變形的增大，這些耗能裝置將率先進人非彈性變形狀態，即耗能狀態，產生較大的阻尼，大量消耗輸入結構的地震能量，減小結構的地震反應，保護主體結構在強地震中免遭破壞。
在傳統鋼結構抗震設計中，由于鋼結構本身阻尼比很小，依靠結構阻尼耗散的地震能量非常有限。為了終止地震反應，只能依靠主體結構產生大量的塑性變形來吸收地震能量，但是這樣必然導致主體結構的嚴重破環，甚至倒塌。而在鋼結構耗能減震抗震設計中，通常將阻尼器與支撐串聯組成耗能裝置。在地震作用下耗能裝置率先進入工作狀態，大量消耗輸入結構的地震能量。這樣既可以保護主體結構免遭破壞，又可以迅速衰減地震反應，確保結構的安全?；谛阅艿目拐鹪O計方法要求結構在不同的地震風險水平下滿足不同的性能水平要求，而耗能減震鋼結構通過改變耗能裝置的參數和數量可以方便的控制結構的地震反應，從而實現不同的性能目標。因此將基于性能的抗震設計方法和耗能減震技術相結合，具有重要的現實意義。
鋼結構耗能減震設計形式與鋼框架-中心支撐形式基本相同，但其支撐構件并非中心支撐而是耗能支撐，耗能支撐與主體結構之間一般通過螺栓或焊縫連接。該耗能體系一般可在傳統的結構主體上實現。比如在傳統的鋼框架體系上去掉填充墻，將耗能裝置安裝在結構當中；將鋼框架-中心支撐體系的中心支撐換成耗能支撐；鋼結構耗能減震設計不適合采用鋼框架-偏心支撐的形式，原因就是該體系主要是利用主體結構來耗能的，其主梁在強烈地震作用后一般會產生較大的塑性變形而難以修復；而對于鋼框架-剪力墻體系，可以將剪力墻去掉，換成耗能支撐；對于交錯桁架體系，則可將耗能支撐直接交錯布置在桁架上即可。
2.3設計的優勢
2.3.1安全性
由于耗能減震設計模式設有非承重耗能構件或耗能裝置，因而具有很大的耗能能力，在地震中能率先進入耗能工作狀態，消耗地震能量及衰減結構的地震反應，保護主體結構和構件免遭損壞，從而確保結構在強地震中的安全性，而且震后易于修復或更換，使建筑結構物迅速恢復使用。
2.3.2經濟性
傳統鋼結構體系主要通過加強結構、加大斷面等途徑提高建筑的“硬性抵抗”結構抗震性能，使結構的造價明顯提高。鋼結構減震體系是通過“柔性消能”來減少結構地震反應，可以減小構件斷面，而其抗震性能反而提高。
2.3.3技術合理性
耗能構件或裝置屬“非結構構件”，即非承重構件，其功能僅是在結構變形過程中發揮耗能作用，對結構的承載力和安全性不構成任何影響或威脅。所以耗能減震結構體系在技術上安全可行。
汶川地震、玉樹地震及歷次地震震害均證明，鋼結構具有良好的抗震性能。當前，大眾也認識到了居住建筑安全的重要性，因此從設計規范上盡快出臺耗能減震鋼結構設計規范，使耗能減震鋼結構能進入一個快速、良性發展階段。
【參考文獻】
［1］李國強等.從汶川地震災害看鋼結構在地震區的應用.建筑鋼結構進展,2008.
鋼結構住宅范文6
[關鍵詞] 輕鋼、輕板、輕型鋼結構、冷彎薄壁型鋼 、高頻焊接輕型H型鋼
[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
中圖分類號：TU391文獻標識碼：A 文章編號：
1、概述
基于市場的需要和中國國情的考慮，我司確定了低層鋼結構住宅兩種結構體系，一是輕鋼框架系統，一是北美冷彎薄壁型鋼結構體系，有時也混合使用。
2、洋山深水港一期工程指揮部管理區宿舍樓
2.1工程概況
洋山深水港一期工程指揮部管理區輔助用房建筑面積10105平方米，其中1號、2號宿舍建筑面積分別為1671平方米及1537平方米，1號、2號辦公樓建筑面積分別為2399平方米及2622平方米，餐廳及多功能廳建筑面積1840平方米。1號、2號宿舍為地上二層，建筑檐口標高6.600m的鋼結構住宅。
2.2輕鋼結構體系
輕型鋼結構住宅就其使用功能而言，對于梁、柱截面尺寸、建筑層高等方面的要求，都有別于公共建筑。洋山深水港一期工程指揮部管理區 1號、2號宿舍樓為輕鋼住宅，地上二層，主結構采用輕型鋼框架體系，柱截面采用薄壁方鋼管，梁截面采用高頻焊接輕型H型鋼（見圖1），樓板采用壓型鋼板上澆混凝土復合樓面，壓型鋼板作為永久性模板，計算中不考慮其承載力，另配受拉鋼筋（見圖2）。屋面及墻面圍護結構采用“板肋結構體系”―輕板體系。這種+H骨架體系技術源于日本，優點是截面穩定，造型美觀，節點布置方便，缺點是鋼材消耗量大。洋山深水港宿舍項目設計中，選用了+H結構向冷彎薄壁型鋼結構過渡體系，原因之一是考慮國內《低層冷彎薄壁型鋼結構住宅》規程未出版；之二是考慮此工程為海島建筑，一年當中4個月受臺風影響；之三考慮采用框架結構的輕鋼住宅自重輕、自振周期較長，對地震作用不敏感。
2.3鋼結構節點設計
此工程柱腳形式采用外露整體式，框架柱采用了增加套管加強節點域厚度的構造來滿足抗震構造要求，方管柱與梁連接采用帶懸臂梁端連接方式，方管柱的水平加勁采用外連式，主梁與柱之間采用剛性連接，次梁與主梁之間采用鉸接（見圖3）。
2.4輕板圍護體系
此工程墻面及屋面采用了 “板肋結構體系” ―輕板體系，它是一種復合板塊結構體系，不僅有著很強的抵抗地震和風等水平荷載以及建筑物自重等豎向荷載的作用，而且具有防腐、防蟲、工廠化、施工速度快、環保及節能效果。
屋面圍護系統采用了玻璃纖維瓦，這種瓦以其獨特的質感與色彩，給人以全新的建筑風格，特別是屋面造型越復雜越能突顯其風格。這種瓦采用玻璃纖維墊胎基制成，使其克服了普通柔性屋面材料易老化開裂以及剛性瓦易破碎的缺點；瓦的下表面有一層熱熔自粘膠，遇熱便可自動激活從而與下一層瓦牢固地粘在一起，保證了屋面的整體性，密不透水。而且其重量很輕，大大降低了屋面系統的自重，從而節約工程造價。
墻面圍護系統采用了PVC掛板體系，這種掛板采用復合材料制成，抗水氣，酸，堿；色彩穩定，不易退色；表面為雙層復合，質地堅硬，易清洗；且其施工為干作業，只需用釘子固定，速度快且費用低。同時，其自重很輕，達到了節約工程造價的效果。
外墻做法（見圖4）：（1）PVC掛板；
（2）單向透氣透水建筑紙（building paper）;
（3）11.9 mm厚OSB定向刨花板;
（4）C150鍍鋅輕鋼龍骨；
（5）100mm厚玻璃絲棉；
（6）隔氣紙（vapor barriers）;
（7）防火紙面石膏板（耐火極限1小時）。
內墻做法（見圖4）：（1）12 mm厚紙面石膏板；
（2）C100鍍鋅輕鋼龍骨;
（3）50mm厚巖棉;
（4）12 mm紙面石膏板。
屋面做法（見圖4）：（1）彩色瀝青瓦；
（2）改性瀝青膠;
（3）SBS防水層;
（4）11.9 mm厚OSB定向刨花板
（5）C150鍍鋅輕鋼龍骨；
（6）100mm厚玻璃絲棉；
（7）隔氣紙（vapor barriers）;
（8）防火紙面石膏板（耐火極限1小時）。
檐口做法（見圖5）：（1）成品PVC封檐板及吊頂板
（2）檐口龍骨
（3）鋼結構屋面梁
2.5結構計算
本工程結構計算采用中國建筑科學研究院PKPM系列結構軟件中的TAT-8模塊，主鋼構梁、柱采用空間桿系模型進行分析及強度設計，同時對結構抗力、抗震，整體與局部穩定驗算，特別需注意的是對梁、柱節點的計算和分析，尤其是如何在不影響美觀前提下，設置外連加勁環板能有效地傳遞梁端的負彎矩而使鋼柱自身不發展失穩。
2.6防火設計
本工程耐火等級為二級，鋼柱的耐火極限≥2.5小時,鋼梁的耐火極限≥1.5小時,房間隔墻≥0.5小時,樓板≥1.0小時,屋頂承重構件≥0.5小時,采用了鋼柱外包12mm厚的防火板,鋼梁噴涂7mm厚薄型防火涂料措施，鋼柱、鋼梁等的耐火極限分別大于相應的2.5小時、1.5小時、0.5小時，全部滿足規范要求。
3、復興西路住宅
3.1工程概況
復興西路住宅占地面積1243平方米，由A、B兩幢住宅組成，總建筑面積969.9平方米。A、B兩幢住宅建筑面積分別為565.5平方米和404.4平方米，建筑檐口標高為9.100m。A、B兩幢住宅為地下一層、地上三層的輕型裝配式鋼結構住宅。
3.2輕鋼結構體系
本工程地下為混凝土結構，地上結構選用了+H結構與北美冷彎薄壁型輕鋼樓面骨架及屋面、墻面“板肋結構體系”相結合體系，使得低層輕鋼住宅向冷彎薄壁型鋼結構體系過渡向前作了延伸，除衛生間及廚房樓板采用壓型鋼板上澆混凝土復合樓面（壓型鋼板作為永久性模板，計算中不考慮其承載力，另配受拉鋼筋），其它樓面均采用冷彎薄壁型鋼樓面骨架系統，構造及隔音做法見圖6、7。
3.3輕鋼結構節點設計
此工程柱腳形式采用外露整體式，箱形框架柱與梁連接采用帶懸臂梁端連接方式，箱形柱的水平加勁采用內連式，柱與主梁之間采用剛性連接，次梁與主梁之間采用鉸接。（見圖8）
3.4輕板圍護體系
此工程墻面及屋面采用了北美冷彎薄壁鋼龍骨 “板肋結構體系”。
外墻做法（見圖9）：（1） 0.5mm厚金屬掛板；
（2） 單向透氣透水建筑紙（building paper）;
（3） 11.9 mm厚OSB定向刨花板;
（4）C150鍍鋅輕鋼龍骨；
（5）100mm厚玻璃絲棉；
（6）隔氣紙（ vapor barriers）;
（7）防火紙面石膏板（耐火極限1小時）。
內墻做法（見圖9）：（1）12 mm厚紙面石膏板；
（2）C100鍍鋅輕鋼龍骨;
（3）50mm厚玻璃絲棉;
（4）12 mm紙面石膏板。
屋面做法（見圖9）：（1） 金屬扣合瓦（氟碳涂層）；
（2）單向透氣透水建筑紙（building paper）;
（3）11.9 mm厚OSB定向刨花板
（4）C150鍍鋅輕鋼龍骨；
（5）100mm厚玻璃絲棉；
（6）隔氣紙（vapor barriers）;
（7）防火紙面石膏板（耐火極限1小時）
3.5輕鋼骨架樓層
本工程樓面采用鍍鋅冷彎薄壁龍骨體系做成，在龍骨的上表面采用18mm的OSB板作為結構面板，以形成具有一定剛度的樓面體系，從而保證整個結構的整體性，同時也為樓面龍骨提供了充分的側向支撐，而且便于樓面裝修，但其最大缺點是容易產生顫動，影響居住適用性。這種樓面構造體系介于剛性樓面和柔性樓面之間，故同時按剛性樓面和柔性樓面進行分析。
3.6結構計算
本工程結構計算采用中國建筑科學研究院PKPM系列結構軟件中的TAT-8進行分析計算，分析中同時考慮剛性樓板和柔性樓板，驗算整幢樓結構構件的承載能力及剛度。
3.7防火設計
本工程耐火等級為二級。鋼柱、梁外包GF硅酸鈣(25mm、20mm厚)防火板，耐火時間分別為2.5小時、1.5小時, OSB定向刨花板上涂B60－2防火涂料(0.5KG/M2), 耐火時間1.0小時,滿足規范要求。
4、結束語
我國自1994年出現首幢鋼結構住宅以來，近十年時間內高層鋼結構建筑、非住宅類低層鋼結構建筑已有很大進展，北美住宅類低層鋼結構體系已引起各方面的關注和討論，市場推廣和學術研究活動頻繁，各種各樣的似是而非的問題得到澄清，人們在心理上也在逐步接受它。相信隨著政策導向及國家規程、標準的出版，輕鋼輕板低層鋼結構體系一定會逐漸發展壯大并形成一個更大規模的新興產業。
參考文獻
[1]丁成章. 低層輕鋼骨架住宅設計、制造與裝配. 機械工業出版社
