高层钢结构住宅技术与经济分析.docx

高层钢结构住宅结构优化与经济分析
孔德超1侯和涛1,2李渤生3李金文3
（1山东大学土建与水利学院，山东济南，250061；2莱芜钢铁集团有限公司，山东莱芜，271104；3山东莱钢建设股份有限公司，山东青岛，266017）
摘要：钢一混凝土组合结构兼有钢结构和混凝土结构的优点，目前在高层钢结构住宅领域应用较多。但已建或在建的部分高层钢结构住宅成本居高不下，设计偏于保守，困扰其发展。为解决上述问题，在设计源头上降低成本，明确结构布置对成本的影响。本文利用MTS多高层钢结构设计软件，对某小区24层钢结构住宅的结构方案进行优化。通过调整柱网布置和剪力墙设计，在降低结构主体造价的同时，还增加用户使用空间，取得较好效果。
关键词：钢框架；混凝土剪力墙；优化设计
中图分类号：TU398文献标识码：A文章编号：
TheOptimumDesignandEconomicAnalysisofHigh-RiseSteelResidentialHouse
KONDDECHAO1HOUHETAO1，2LIBOSHENG3LIJINWEN3
(1SchooofCivilEngineering,ShanDongUniversity,Jinan250061,China；2LaiGangSteelGroup,Ltd,Laiwu271104,China；3ShanDongLaiGangConstructionCo.,Ltd,Qingdao266017,China)
Abstract:Nowadayssteel-concretecompositestructureisverypopularintheareaofhigh-risesteelstructuralresidentialbuidingwiththeadvantagesofbothsteelstructureandconcretestructure.However,therearesomeproblemsinsomeexistingorunderconstructionhigh-risesteelstructuralresidentialbuildings,suchashighcost,unreasonabledesign,whichpreventthedevelopmentofsteelstructure.Inordertofigureouttheinterrelationshipbetweenstructuraldesignandcost,MTS,amulti-storyandhigh-risesteelstructuraldesignsoftwareisusedtooptimize,a24stories,high-risesteelstructuralresidentialbuilding.Byoptimizingthelayoutofcolumnsandthedesignofshearwall,goodresultsincludingreducingcostandbiggerspacehavebeenobtained.
Keywords:SteelFrame;ConcreteShearWall;OptimumDesign
引言

基金项目：国家科技支撑计划2006BAJ04A02-06-2
作者介绍：孔德超（1984年8月），男，硕士研究生

随着我国经济发展建筑技术进步，多高层建筑成为城市建筑的主流。目前，我国高层建筑一般选用钢—混凝土组合结构体系。该结构体系能发挥钢和混凝土各自的特性，与全钢结构相比，具有节省用钢量、减少防火处理、降低工程造价等优点；与混凝土结构相比，具有自重轻，施工速度快等优点，是一种符合我国国情的高层建筑结构形式。天津，山东和上海等地先后建成一批此类体系的高层住宅，对此结构体系在高层住宅中的应用进行了有益的探索。但是目前我国高层钢结构住宅主要存在开发成本高，设计和施工的标准化程度低，缺乏体系化的设计、建造依据等问题。本文以某钢结构高层住宅为例，进行结构优化和经济性比较，供高层钢结构住宅设计和房地产开发参考。
工程概括
某住宅建筑高度为70.00米，地下1层，地上24层，标准层层高2.9m，地上建筑面积11423.7m2。原方案标准层建筑和结构平面布置如图1和图2所示。－1层采用钢筋混凝土梁―钢骨混凝土柱结构体系；地上部分采用圆钢管混凝土柱－H型钢梁―钢骨混凝土剪力墙结构体系，钢框架采用Q345B钢，梁柱截面如表1所示。楼梯间、电梯井和A6户型设计成钢骨混凝土剪力墙，截面尺寸如表2所示。采用现浇钢筋混凝土楼板，标准层楼板厚度120mm；加气混凝土砌块做填充墙。
本地区抗震设防烈度为6度，设计基本加速度为0.05g，设计地震分组为第二组，抗震设防类别为丙类。基本风压0.5kN/