多层轻钢住宅的结构体系与设计.docx

多层轻钢住宅的结构体系与设计摘要：多层轻钢住宅是一种新型建筑体系也是目前国内住宅研究和开发的方向。但是它的设计方法结构体系结构特点常用经济指标不为设计者所熟悉因此多层轻钢住宅示范楼的设计与施工是推广这种新型体系的最好方式。本文结合某轻钢住宅示范楼介绍了它的结构体系布置特点计算方法等。关键词：多层民用住宅轻钢结构1.轻钢住宅在我国的发展我国轻型钢结构经过20多年的发展历史虽然起步并不晚主要由于经济与技术的原因使得多层轻钢住宅的发展受到制约。国内最早出现的轻钢结构住宅是94年11月建于上海浦东北蔡的8层钢结构住宅采用冷弯成型的矩形钢管混凝土柱和U型冷弯型钢组合梁组成框架。其特点是采用稻草板作外墙和楼板的组件单位面积用钢量34kg/m2。天津经济开发区太平村是我国住宅产业化的探索基地之一来自中国日本美国加拿大等15个国家和地区的95名参展商展示了各自的产品其中钢结构住宅均采用框架结构。楼板及墙体、屋顶均采用复合结构工厂预制现场安装缩短了施工工期。长沙远大集团建造的8层钢结构公寓称之为集成化建筑。该建筑装有中央空调一体化机组整体浴室“五表”远传系统等现代化设备。室内设计考究体现了钢结构住宅的风格和质量表明了钢结构住宅的良好发展前景。表1为若干轻钢住宅经济技术指标。当前国家将住宅产业作为国民经济新的经济增长点。为居民提供高质量的符合市场需求的商品化住宅成为必然趋势。国家鼓励发展表1轻钢住宅经济技术指标工程名称马钢住宅试验楼北京西三旗水电工程宿舍涿州中铁紫荆关钢结构公司试验楼保定太行集团轻钢住宅示范楼结构体系12层框架－支撑体系6层框剪体系6层钢框架－砼核心筒体系空间框架结构结构型式热轧H型钢H型钢压型钢板组合楼板焊接工型梁柱H形柱工形梁用钢量(kN/m2)52634652单位造价（元）110011001200900“新型建筑体系”已将其列入优先发展的高新技术领域中。国务院1999年颁发的72号文件提出要发展钢结构住宅产业在沿海大城市限期停止使用粘土砖。建设部标准定额研究司正在编制与修改与多层钢结构房屋密切相关的技术规程。建设部科技司在今年上半年分别召开了“钢结构住宅产业化技术导则编制研讨会”和“钢结构住宅建筑体系及关键技术研究课题立项评审会”。通过了18个包括钢结构住宅建筑体系及其关键和试点工程的立项。国家政策为钢结构住宅开发创造了条件钢结构产业化住宅有望在最近取得突破性进展。2.多层轻钢住宅的优势过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。这种住宅体系由于使用实心粘土砖浪费土地资源建筑物自重大对抗震不利。另一方面由于结构体系自身的限制住宅平面布局多为封闭式的小开间不能适应不断变化的居住模式的要求。与传统住宅相比多层轻钢住宅具有明显的特点与优势日益受到重视。(1)自重轻抗震性能好。采用高效轻型薄壁型材构件截面特性优良相对承载力高受力性能良好整体刚度大抗震性能好可以大量节约材料减轻结构重量降低基础运输和安装费用。因此对地震区地质条件差和运输不便的地区其优越性更为明显。(2)外形美观建筑造型简洁丰富构件截面尺寸小净使用面积增加。钢材强度高可以提供较大的柱网布置；当考虑楼板的组合作用使用组合梁或扁梁时可以增加净高。这种开放式住宅既为建筑师提供设计的回旋余地又为住户提供了灵活分隔室内空间的可能。(3)供货迅速安装方便可以比混凝土结构至少缩短一半工期。在当前贷款利率高的金融形式下早投产早回收投资这对于降低工程总造价增加投资效益幅度是十分重要的。(4)干法施工装备化程度高建设快速高效质量有保证。(5)轻钢结构在生产和使用的过程中能源与原材料消耗低建筑垃圾少粉尘少噪音低具有很高的可重复使用性和可循环性因此是一种绿色环保结构。3.多层轻钢住宅的体系与结构特点3.1抗侧力结构体系主要应用于多层轻钢住宅的体系可分为：纯钢框架体系框架－支撑体系钢框架－混凝土剪力墙体系周围抗侧力体系等。(1)纯框架体系常用于4～8层住宅。它主要由宽翼缘的H型或箱形柱和工字型梁组成亦可采用热轧H型钢。这种体系具有较为灵活的空间布局但侧向刚度较弱。相对于框架－支撑体系用钢量较大。纯框架体系多采用双向刚接这样可以加大结构自身的侧移刚度减少抗侧移构件内力加强耗能机制提高建筑物的延性。但节点形式较为复杂。由于建筑美观的要求端板连接不宜于多层轻钢住宅。(2)框架－支撑体系主要由焊接工字型梁柱组成。多数情况下这种体系为横向承重。梁柱节点在横向上为刚接；纵