多层钢结构住宅结构体系解析比较资料精.pdf

第四届全国现代结构工程学术研讨会 多层钢结构住宅结构体系分析比较 庄磊 童乐为 陈以一 黄明鑫 (同济大学土木工程学院，上海200092) (浙江精工钢结构建筑设计研究院，绍兴312030) 摘 要：多层钢结构住宅是未来我国城镇住宅建筑的发展方向，已受到开发商的热情关注。本文针对多层轻钢住宅设计 了四种结构体系，按有关建筑结构荷载、钢结构、抗震等规范分别对它们进行了结构分析以及承载力、变形等方面的验算。通 过对主要结构性能指标的综合分析和比较，讨论了各种结构体系的特点，总结了它们合理的应用范围和需改进的方面。 关键词：钢结构，多层住宅，体系比较 一、引言 近年来随着钢结构建筑的蓬勃发展，我国住宅结构也开始尝试着应用钢结构体系。与传统的住宅结构 体系(砖混结构、混凝土结构)相比，钢结构住宅具有轻质高强，使用空间大，施工周期短，基础费用少，有利 抗震，节约能源，符合环保以及适宜产业化开发等优点¨J。尽管钢结构在防火、防腐等方面存在不足之处，但 是即使是现有的技术措施也完全能够解决钢结构防火防腐问题。、目前我国已有了一些钢结构住宅的试点工 程，初步体现出了它的竞争优势。然而，总体上说钢结构住宅目前处在早期的研发阶段，还有许多有关建筑、 结构设计、配套部件和关键技术等问题需要研究解决。 近期同济大学参加了国家科技部“十五”攻关项目“居住区与小城镇建设关键技术”，其中一个子课题为 “低、多层轻型钢结构住宅建筑一结构体系及关联技术”。依据市场的调研，该课题的研发目标定位于将低多 层钢结构住宅应用于城市中的公寓楼和城市近郊小城镇的联体商品房。同济目前已做和即将做的研发内容 (包括试验)主要有：住宅建筑体系和房型、结构体系分析和方案比较、宽肢薄腹的梁柱构件及其组成的多层 框架一支撑结构体系的滞回性能、轻质楼墙板性能、宽肢薄腹的梁柱构件的抗火性能和对策、样板房建设、设 计指南等。本文是整个研究内容的组成部分，对一种6层公寓楼房型的结构体系进行了方案分析和比较，探 索经济适用的结构体系。 二、多种住宅钢结构体系分析 (一)建筑布置 本文选取六层钢结构住宅为分析模型，考虑了A、B两种建筑布置，如图1和2所示。A型建筑平面布置 为一梯两户，分隔成为一室两厅和两室两厅两种户型单元，每单元建筑面积分别为70m2和90m2，总建筑面积 为3017In2。采用6．9m的大柱距，每户的开间和进深都很大，户形内部没有影响建筑分割的结构构件，可以 充分发挥大开间的优势。B型建筑平面布置仍然是一梯两户，总建筑面积2831m2，采用3．9m的小柱距的体、 系，以期减小梁的截面尺寸。该体系主要将柱子放置在E、B、A三根轴线的位置上，这样对住宅建筑平面布 置影响不大，仍然可以实现大开间的模式。同时体系中各个房间可灵活分隔组合成多种不同的户型，以适应 不同阶层、不同年龄段、不同人口结构家庭的需求。 (二)结构体系类型 1．结构选型 一般而言，钢结构建筑目前较多采用的结构体系有：纯钢框架体系、钢框架剪力墙体系、钢框架支撑体系 等等。它们各有特点，在传统的钢结构建筑领域应用也很广泛。当目前应用到多层钢结构住宅领域时，有必 要研究这些体系中哪一种更适宜。同时，近年来各种新型建筑材料和构件不断出现，如蒸压轻质加气混凝土 (ALC)板、蜂窝梁、高频焊接H型钢等，它们具有诸如轻质、用料经济、工业化生产程度高等许多传统材料构 724 工业建筑2004年增刮 第四届全国现代结构工程学术研讨会 1m m m m m 』f l—I—I—I—I—j一-If“f m。I” 骞 自 渊。 麒。 l 弓1 · I∞习二 啦；j ——1 i_ h斑：f聂兰广1 f flolA 基 宣 I l了