钢结构住宅精选(九篇)

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第1篇：钢结构住宅范文

关键词：钢结构住宅工业化市场化

1．钢结构住宅成长的外部环境

我国的钢结构住宅起步比较晚。上世纪90年代，国家建设部和国家经贸委一致通过，将"轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用"作为我国建筑业用钢的突破点，并正式列入国家重点技术创新项目。这一举措为我国的钢结构发展奠定了基础。

进入21世纪，随着我国城市进程的加快和人民生活水平的提高，住宅也成为第一为消费。国家也把发展住宅建设作为拉动国民经济增长的重要环节。同时也出台了一系列的辅助政策。2000年5月建设部建筑用钢协调组在京召开了"全国建筑用钢技术发展研讨会"，会上成立了钢结构专家组，讨论了国家建筑钢结构产业"十五"计划和2010年发展规划纲要及建筑钢结构工程技术政策。并确定"十五"期间应以住宅钢结构为发展重点。2002年11月5日建设部建筑金属结构协会钢结构委员会组织钢结构专家组召开"钢结构住宅产业研讨会"，总结示范工程经验，带动全国住宅钢结构体系的发展和提供整体建设水平。2003年4月6日中国建筑金属结构协会钢结构委员会与北京国瑞通信息技术有限公司联合举办了"2003年上海钢结构住宅产业与住宅科技博览会"，在会上，通过展示近年钢结构住宅的试点、示范工程和钢结构配套体系的科研成果，总结经验、加强信息交流，并加大了钢结构住宅的宣传力度。这些条件都极大地促进了我国钢结构住宅建筑产业的快速发展。

2.钢结构住宅“钱景”诱人

90年代以来，国家政策大力支持、建设部积极推广钢结构住宅的发展和应用。国务院1999年指示：发展钢结构住宅，扩大钢结构住宅的市场占有率，加速住宅产业化过程；国家经贸委在《2000年建筑业技术发展方向和重点》中明确：要建立现代化住宅产业工业体系，重点进行轻钢结构体系、住宅节能体系和新型建筑材料的开发；国家建设部和冶金工业局已于1999年发出通知，要求各省市在建筑钢工程中推广应用国产H型钢，并出台了相关政策。我国钢结构住宅产业化已蓄势待发。

从1999年北京埃姆思特钢结构住宅技术有限公司引进美国MST式轻钢结构住宅样房到现在，全国各地钢结构住宅如雨后春笋般破土而出。北京、上海、天津、山东、安徽、广东等地建了大量低层、多层、高层钢结构住宅试点示范工程.这些试点示范工程的成功，体现钢结构住宅发展的良好势头。

我国钢结构虽有十年的发展历史，但钢结构住宅目前还只是刚起步，而在美国、英国等国家发展和应用钢结构建筑已有上百年历史，如日本的钢结构建筑占建筑总面积的50％左右，韩国约占20％。美国等国家建筑业用钢材占国家钢材产量的比例高达50％，而我国建筑用钢仅占钢材产量比例的20％。钢结构建筑在整个建筑中所占比重，发达国家达到50％以上，但在我国却不到5％，建筑钢结构用钢量只占我国钢产量的1．5％～2％，差距十分巨大。因此中国钢结构市场的要求及产业的发展具有广阔的前景。

就浙江省而言，浙江房产是全国房产的领头羊。在全国房产中具有举足轻重的作用。休闲永远是浙江人生活的主题，住宅的个性化永远是我们不变的住居理念。钢结构住宅宽敞的空间恰好提供了一个DIY的平台。因此这样一个以自我为中心的生活主题，势必会成为浙江人的新贵。如今，由于国家的宏观调控作用，房市出现了前所未有的低迷。在这个时机推出钢结构住宅，利用钢结构住宅的优势来吸引市民目光，刺激消费，增加市场的购买力，有着事半功倍的作用。这是一个千载难逢的机会。

3.钢结构住宅的优点

轻钢结构住宅是目前最具有发展潜力的环保节能型住宅，在欧美及日本等经济发达国家已被普及性推广，它不仅代替了传统的住宅模式，而且完全使用工业化生产的建材，集众多优点于一身，是二十一世纪人类社会居住环境的最佳产品。

1)替代传统的红砖及混凝土。钢结构住宅突破了中国“秦砖汉瓦”式的传统建造模式，被誉为“第四次住宅革命。它工业化程度高，便于形成标准的建筑体系，实现了构件的工厂化和施工的机械化生产。

2)节能效果好，不仅高于木结构住宅，而且比砖混住宅节能60％以上。建筑服务期满拆除时，钢结构材料可全部回收。

3)钢结构住宅强度大，抗风、抗震性能好。特别是在地震区，钢结构住宅同砖混结构住宅比较，具有压倒性的优势。

4)外形设计自如，室内大空间无梁无柱，跨度可达12米。这也是钢结构住宅的最大的优点。钢结构宽敞的空间正好给了业主一个根据自己的爱好来布置自己的生活空间，再也不用因为承重墙、构造柱来影响房子个性化的设计。

5)地基及基础的处理非常简单，且由于主体和基础中设有防潮层，防潮效果会更加突出。

6)施工速度快、周期短、全天候施工，不受季节影响，施工周期短，钢结构的自重轻，干式施工无污染、无燥音。是环保型建筑的典范。

7)户内的有效平面增大，比相应的砖混和钢筋混凝土结构提高了6%。增大了有效的生活空间。

8)保温隔热隔音效果突出。

4.工程实例

目前北京、天津、山东、安徽、上海、广东等地新建了大量的钢结构住宅试点示范工程。这些工程深受当地居民的欢迎，取得了显著的成绩。如：北京亦庄经济技术开发区青年公寓。建筑面积：12万㎡，由6栋单身公寓（10万㎡）和公共建筑（锅炉房食堂等）（2万㎡）组成。地点：北京亦庄经济技术开发区。用途：开发区单身职工居住。结构型式：混凝土核心筒+钢框架。梁柱：热轧H型钢，楼板：组合混凝土压型钢板，外墙：粉煤灰砌块+加气混凝土板，内墙：防火石膏板+轻钢龙骨。防火措施：加气混凝土板+石膏板+薄型防火涂料。现场用工：2.52工日/㎡、而砖混结构为7～8工日/㎡。是砖混结构的1/3。工程造价（达到粗装饰）：1150元/㎡。和砖混结构造价持平。用钢量：37㎏/㎡（仅为200元/㎡，是总造价的17.4%）。钢结构吊装：一栋住宅楼仅用20天（670吨）。施工工期：仅为砖混结构的一半。

我们从上面例子可以看出，无论是从材料、造价还是工期，钢结构住宅都具有很明显的优势，因此，如何推广钢结构住宅，让广大的市民了解，接受，喜欢钢结构住宅就显得尤为重要。

5.钢结构住宅应注意的几个问题

1、钢结构住宅建筑要以建筑设计为主导，其他专业紧密互动配合。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外、要注重解决：

（1）如何发挥钢结构的优势？梁跨度可增大、开间更灵活、为住户创造更大的空间。但又如何避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板。

（2）要解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀问题。特别是在多雨的浙江，防腐、防锈工作处理的好坏直接影响到钢结构住宅的推广。

2、选择和开发外墙板，是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外，还要做到墙板原材料应地之宜、工厂化生产、运输、安装连接方便。

3、钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠、并为构件制作、运输、吊装创造条件。

4、建筑设备与钢结构住宅配合，是住户首先遇到的问题。因此如何采用先进的技术来开发适合于钢结构住宅的各项设备是我们必须要解决的问题。

第2篇：钢结构住宅范文

关键词：钢结构住宅；发展

引言：钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为2l世纪的“绿色建筑”之一。是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构，符合发展省地节能建筑和经济持续健康发展的要求。发展循环经济，建设节约型社会，是总结国际和国内经济建设后，提出的国策，发达国家已积累了很多经验。在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥钢结构建筑的自身优势。本文将对钢结构住宅的发展展开具体探讨与论述。

一、钢结构住宅的特点分析

工业化程度高，所有构件均实行工厂标准化生产。质量稳定可靠，有利于实现住宅建筑技术集成化、产业化，并能降低成本。工厂制作.现场拼装：噪音小，湿作业、粉尘与垃圾少，受气候影响小，符合环保建筑施工的要求；不使用粘土砖，可拆卸和回收，符合国家土地资源政策、环保政策和可持续发展战略。

结构自重轻，基础负担小。可大幅减少基础造价。尤其适用于地质条件较差的地区：结构地震反应小，用于结构抗震措施的费用少，适用于地震多发区：制作、运输、安装、围护方便，降低人工和机械费用。

施工周期短，比传统住宅体系至少可以缩短工期l／3。从而可以加快资金周转，大大提高投资效益。

符合环保建筑可持续发展的社会价值趋向。钢结构住宅所用的材料主要是绿色、可回收材料。在建筑物拆除时，它的大部分材料可再利用，是环保型建筑的典范。

采用新型轻质围护材料，不易助燃，不易霉变，不易虫蛀；装修可以一次到位：管线可暗埋于墙体及楼层结构中；在保温、隔热、隔声等性能方面比传统结构住宅有非常明显的优势，因此住宅的舒适性更好。

由于钢结构的随意拼接能力，可以设计出丰富多变的住宅建筑外形，可以满足住户对不同建筑风格的要求。

房屋构件的更换维修方便，省时省力，具有良好的综合经济效益。

（一）钢结构住宅的防火特征

虽然钢材是不燃材料，但其耐火性能却很差，承载力和平筏稳定性会随温度的升高而大幅度下降。当温度在150℃以上时，就必须采取遮挡措施；当温度达到40D℃时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半：当温度达到600℃时，钢材基本丧失全部强度和刚度。因此轻钢结构住宅必须采取耐火保护措施后才可安全使用，这样会使构造复杂，增加造价。

（二）钢结构住宅的造价优势分析

目前，对中低层民用建筑而言，在目前施工和管理技术条件下，轻钢结构住宅比钢混住宅造价要高，开发商大多只看到眼前的利益，注重短期效应；对可持续发展的认识不够，全局意识不强。建议在这方面政府要加以引导、约束，加大对轻钢结构住宅产业化的投资与宣传，使轻钢结构住宅在中国得到普及，成为大众住宅。

（三）钢结构住宅的绿色优势

1.节地优势

由于轻钢结构住宅采用复合墙体，截面积小于砌体结构和混凝土结构，可增加有效使用面积约6％。我国住宅年平均竣工面积达4.59亿平米，大部分为混凝土结构，若采用轻钢结构住宅，每年节约土地数量将十分可观。

2.节能优势

节能效果好，比砖混住宅节能60％以上。建筑服务期满拆除时，钢结构材料可全部回收。若采用轻钢结构建设多层住宅，按欧美标准，住宅实际年耗油可以降低到6L／m2。

3.节水优势

由于轻钢结构在施工中采用干作业，除基础施工时用水，施工现场几乎不用水。我国在住宅建设中，耗水占城市用水的32％，如果其中的一半能采用轻钢结构住宅，为城市节约大量用水，缓解城市用水的紧张局面。据估算，建设轻钢结构住宅仅施工用水一项每年可节约水资源十几亿吨。

4.环保优势

目前我国多层住宅结构体系主要为砌体结构及混凝土框架结构，大量采用硅酸盐水泥材料，在建筑解体后它将变成难以循环再利用的废弃物，给环境造成极大的破坏，目前许多发达国家均在研究如何降低水泥制品的用量。相比之下，轻钢结构是十分有利于环境保护的住宅建筑体系。

二、我国发展钢结构住宅面临的问题

（一）缺乏专业性人才和专业性机构

目前具有钢结构住宅设计经验的技术人员和施工人员比较缺乏。虽然现在钢结构企业和建筑逐渐兴起，但绝大部分是工业厂房或加层改造类建筑，全国还没有一家争业的钢结构设计机构。金茂大厦、环球金融中心等有影响的钢结构工程都是由国外设计机构承担的。所以有必要大量培养专业性人才与机构。

（二）大力发展钢结构住宅配套技术与产业

住宅产业化发展的前提是具备与产业化相配奁的新技术、新材料和新体系。如新型的墙体及楼板材料，新的结构体系等。由于钢结构体系住宅易于实现工业化生产，标准化制作，且与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，因此，研究钢结构住宅体系成套技术，将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和发展前景。

三、结语

综上，钢结构住宅体系的耐火问题、钢结构住宅体系的防腐问题等足制约钢结构住宅快递发展的瓶颈。长期以来困扰着整个产业的发展，所以必须增大投入解决这些关键的技术例题。

参考文献：

第3篇：钢结构住宅范文

关键词: 钢结构住宅 结构体系 选择

Abstract: The category of the steel structure residential structure system is discussed, and the structure of steel structure residence system, the advantages and disadvantages are analyzed, confirmed by examples.Key words: steel structure; Structural system; selection

中图分类号：TU391 文献标识码：A

常用的钢结构住宅主体结构体系有：钢框架结构体系、钢框架-剪力墙结构体系、钢框架-核心筒结构体系、钢框架-支撑结构体系、交错桁架结构体系、轻钢结构住宅体系。

一 钢框架结构体系

1 结构体系分析

钢框架体系的主要受力构件是框架梁、框架柱，它们通过钢接共同抵抗竖向荷载和水平荷载。框架节点是结构整体性的关键部位，许多震害表明节点往往是导致结构破坏的薄弱环节，框架结构的侧向刚度小，属于柔性结构，在强震作用下，由于弹塑性变形所产生的水平位移较大，框架结构的自振周期长，自重小，地震荷载作用小，对抗震有利。但另一方面，高层框架由于侧向刚度小，在强震作用下的顶端水平位移和层间水平位移都过大，导致非结构构件如填充墙、建筑装修和设备管道等性破坏严重。在地震过程中，这些非结构性的破坏常常危及到生命财产的安全，而且震后的修复工作和投资往往也是很大的。

钢框架体系在水平荷载的作用下产生水平位移，要满足规范的要求必须增大框架的抗侧力能力，框架体系的抗侧力能力主要取决于梁、柱刚度，要提高框架体系中梁、柱刚度，只有增大梁、柱的截面面积，而梁、柱的截面过大会影响住宅的建筑布局和室内空间，因此受水平位移限制的影响钢框架体系的住宅一般都在10层以下。

2 优缺点评价

钢框架体系的优点：(1) 钢框架体系中钢材强度高，刚度大，承载同样的荷载梁柱的截面小，跨度大，增加房间的使用面积3%-8%，空间灵活性强，可以组成大开间，充分满足住户室内布局的要求；(2) 刚度均匀，整体性刚度好，抗震性能好；(3) 受力、传力体系明确，设计简单；(4) 构件规则，易与其它结构形式结合；(5) 制造安装简单，施工速度快。

钢框架体系的缺点：

(1) 纯框架结构侧向刚度差，在水平荷载作用下，层间位移较大，容易导致非结构构件破坏；(2) 节点采用刚接或者半刚接，在地震时可能会产生较大应力集中，导致结构破坏。

该结构体系一般应用于建造10层及10层以下的低层住宅，特别适用于别墅建筑。

3 应用举例

湖南长沙远大集团的轻钢框架住宅样板楼。该住宅楼共7层，采用钢框架结构体系，柱网尺寸3.6m×6.0m，楼面采用压型钢板混凝土组合楼面，厚120mm，耗钢量46kg/m2，造价约650元/m2(不含地价和装潢费用)。

二 钢框架-剪力墙结构体系

1 结构体系分析

钢框架-剪力墙结构体系应用于高层、多层的住宅中，该体系以框架为基础，沿其柱网的两个主轴方向布置一定数量的剪力墙，增强建筑的侧向刚度。常见的是把楼电梯间填充墙做成剪力墙，既满足规范要求，又满足结构抗力要求。

钢框架-剪力墙结构体系中竖向荷载由钢框架承担，水平荷载由钢框架和剪力墙共同承担，并按两类构件的层间抗侧刚度成比例分配。框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形，剪力墙则呈弯曲型变形，两者通过楼盖体系的协调共同抵抗水平荷载。钢框架-剪力墙结构体系的上下各层层间变形趋于均匀，减小了顶层的侧移，同时框架各层层剪力趋于均匀，各层梁柱截面尺寸也趋于均匀，便于构件的优选、设计、加工。

2 优缺点评价

钢框架-剪力墙结构体系的优点:(1) 该结构体系侧向刚度大，整体稳定性、延性好；(2) 传力路径明确，结构分析简单；(3) 耗钢量低，可向多高层发展，综合效益高；(4) 剪力墙对结构的防火、耐火性非常有利，可起到防火墙的作用。

钢框架-剪力墙结构体系缺点:

(1) 剪力墙属于刚性结构，而钢框架属于柔性结构，当遭遇罕见地震时，剪力墙与框架的连接处易产生应力集中，导致墙体破坏，结构功能丧失；(2) 现浇混凝土剪力墙施工速度慢，而且受天气的影响较大。

该结构体系一般用于建造多层、中高层钢结构住宅，7～18层较为经济。

3 应用举例

马钢光明新村H型高层住宅。该工程共18层，总高度55m，其中地面以上主体17层，层高3.0m，地下室层高4.8m。该工程采用框架—剪力墙结构体系，梁、柱采用马钢轧制的热轧H型钢，墙体材料除剪力墙外均采用轻质复合墙板—蒸压轻质加气混凝土ALC板，楼面采用现浇钢筋混凝土组合楼板。钢筋混凝土钢梁及其他承重钢构件采用30mm厚ALC板包裹。内隔墙采用50mm厚ALC板，分户墙采用双层75mm厚ALC板。该工程主体框架用钢量为38 kg/m2，造价与混凝土结构持平[35]。

三 钢框架-核心筒结构体系

1 结构体系分析

钢框架-核心筒结构体系是由框架和在靠近中心的部位由现浇的混凝土墙体或通过密排框架柱封闭围成的核心筒组成。筒体一般布置在卫生间或楼电梯间，该结构体系具有更大的抗侧强度和刚度。该结构体系中，筒体和框架铰接，核心筒则承担全部的水平荷载，结构体系的破坏属于弯剪型整体破坏，集中在混凝土核心筒，特别是混凝土筒体下部的四角和竖向刚度有突变的地方。此外，钢梁与混凝土的连接部位受力复杂，也是容易遭受破坏的地方。

2 优缺点评价

钢框架-核心筒结构体系的优点：

(1) 充分发挥了钢材的轻质高强、施工方便和混凝土的抗压高强、防火耐腐性能；(2) 受力明确，结构分析简单；(3) 框架柱一般布置在阳台或转角部位，便于住宅的布置，并且方便装修；(4) 节约钢材、降低造价、抗侧强度大；(5) 除筒体现浇外构件可以进行工厂化生产，工期可缩短 30％～40％。

钢框架-核心筒结构体系缺点：

(1) 核心筒与钢框架的刚度差别大，在强震作用下，作为第一道防线的核心筒很容易遭到破坏，而第二道防线的钢框架非常薄弱，很难抵御后面的余震；(2) 钢框架与筒体的连接复杂，施工精度要求高；(3) 核心筒一般为现浇混凝土，现场浇捣混凝土的工作量大，施工进度慢。

该结构体系一般用于建造高层、超高层钢结构住宅，12层以上较经济。

3 应用举例

光明新村1号住宅楼。该楼共18层，总高59m。该工程采用框架—混凝土筒体结构，框架柱截面形式有：H350×350×12×9mm，H300×300×10×15mm，H250×250×9×4mm，梁的截面形式有：H300×150×6×9mm，H248×124×5×8mm。组合楼板楼面厚100mm，钢筋混凝土厚250mm，内隔墙采用50mm厚ALC板，分户墙采用双层75mm厚ALC板。该工程主体框架用钢量为38 kg/m2，工期4个月，造价与混凝土结构持平。

四 钢框架-支撑结构体系

1 结构体系分析

钢框架-支撑结构体系是在部分框架柱之间设置横向或纵向的支撑，形成支撑框架，构成双重抗侧力的结构体系。该体系中的钢框架主要承受竖向荷载作用，钢支撑承担水平荷载作用，支撑框架是第一道防线，框架是第二道防线，支撑斜杆不承担竖向荷载，支撑框架中的竖向支撑产生屈曲或破坏后，不影响结构承担竖向荷载的能力，不危及结构的基本安全[36]。该结构体系适用于多高层住宅。

该体系中的钢支撑可采用角钢、槽钢、圆钢，主要目的是增加结构的抗侧刚度。支撑体系的形式有十字交叉、人字型等中心支撑，各种偏心支撑，具体支撑形式如图3-1所示：

图1 钢结构支撑示意图

支撑一般布置在分户墙、外墙、卫生间和楼梯间墙上，可以根据需要在一跨或者多跨上布置，一跨布置时，一般在中间跨布置，以保证刚度中心位置。支撑一般做成铰接，按压杆或者拉杆设计，在地震烈度较高地区的，或者风荷载较大情况下，为了保证稳定性，多按压杆设计。

支撑充分利用了杆件的轴心受力特性，使住宅全部构件实现了工厂化生产，是钢结构住宅产业化发展的重要方向。

2 优缺点评价

钢框架-支撑结构体系的优点：

(1) 支撑多为轴心受力，充分利用钢材质轻高强的性能，节约钢材；(2) 支撑可提高结构的承载能力，提高框架的整体稳定性，增大结构的侧向刚度；(3) 该结构体系采用全钢构件，便于工厂化生产；(4) 减少了现场的湿作业，降低了噪音和环境污染；(5) 全钢体系可循环利用，经济环保。

缺点：

(1) 钢支撑一般在住宅外面，影响住宅的立面美观；(2) 支撑的存在影响门窗洞口的位置布置，给住宅布局带来不便；(3) 住宅的层高低，构件节间尺寸小，导致支撑构件及节点数量较多，节点为框架梁、框架柱、钢支撑三种构件的连接，构造复杂；(4) 传力路线长，抗侧效果差；(5) 该结构体系由于支撑的不规则墙体只能采用砌筑。

该结构体系适用于建造多层、中高层、超高层钢结构住宅。

3 应用举例

樱花园4号楼。该楼共6层，建筑面积1200m2，1层为商店，层高3.9m，2～6层为住宅，层高2.8m，该工程采用钢框架一支撑结构，框架梁、柱均为Q345H型钢，楼板采用组合楼板，外墙为200mm厚的蒸压轻质加汽混凝土板，内墙采用75mm厚的蒸压轻质加气混凝土板，主体结构的用钢量为35 kg/m2，综合造价为1090元/m2，工期8个月，结构的支撑形式如图3-2、3-3所示：

图2结构的竖向支撑示意图 图3结构的支撑平面示意图

五 交错桁架结构体系

1 结构体系分析

交错桁架结构体系中的钢杆件全部受轴力作用，杆件材料的性能得到充分发挥，但交错桁架结构体系的腹杆较多，对住宅室内的布置不利。该结构体系由柱子、钢桁架和楼面板组成，柱子沿房屋周边布置，桁架在相邻柱子上下层交错布置，桁架高度等于层高，中间无柱，满足建筑上大开间的要求，便于住宅的自由布置。

该结构体系的受力特点是：竖向荷载主要由柱子承担，水平荷载通过楼面板传到相邻桁架的斜腹杆上，经斜腹杆或底层支撑传至基础。该结构体系采用小柱距和短跨楼板，楼板厚度小，结构自重轻，整体刚度大，用钢量可比框架结构减少30%～40% [24]。

2 优缺点评价

交错桁架结构体系的优点：(1) 该结构体系的桁架杆件以承受轴力为主，充分利用了钢材的轻质高强性能；(2) 桁架整体刚度大，侧向位移小；(3) 抗震性能好，结构采用小柱距和短跨楼板，楼板厚度小，自重轻，造价低；(4) 工业化程度高，全部构件在工厂加工制作，现场安装，施工周期短。

交错桁架结构体系的缺点：

(1) 该结构体系在大震作用下，结构的抗震性能差，腹杆构件提前屈曲或较早出现非弹性变形，造成承载力和刚度突然减小导致结构破坏；(2) 住宅的结构层高较低，交错桁架构件节间尺寸较小，导致构件及节点数量均较多，构造复杂，不稳定因素增加；(3) 国内外的技术和经验还不成熟。

该结构体系主要用于15～20层的高层住宅。

六 轻钢龙骨结构体系

1 结构体系分析

轻钢龙骨结构体系分为两类：一类由冷弯薄壁型钢组成的龙骨体系，它的梁柱由双C或四C槽钢组成，其他构件采用薄钢板冷弯成C型、Z型，C型、Z型构件可单独使用，也可组合使用。冷弯薄壁型钢组成的龙骨体系， 钢板厚度较薄，一般仅用1.0～2.2mm，自重约为普通钢结构的1/2～1/3，材料的屈服强度因其冷弯效应而提高，截面中受压板件的承载力高，截面积小，用钢量小。另一类由小型热轧型钢组成的龙骨结构体系，由柱、梁、地龙骨和天龙骨、腰支撑和斜支撑以及各种配套的扣件、加劲件组成，构件之间用自攻螺钉来连接，梁柱构件厚度在1～3mm之间，柱子的最大跨度可达到9m[25]。

轻钢龙骨结构体系的钢材的强度指标是30～50KSI（230～340N/mm2），应用最多的是33KSI，与我国Q235钢材的强度接近。轻钢龙骨的截面分为两类：C型槽钢以及C型立龙骨，截面宽度60～360mm。轻钢龙骨结构体系的外墙和楼板均采用防腐的高强冷轧或冷弯镀锌钢板制作，防腐性能好[22]。

该结构体系荷载的传递方式为：柱子与上下龙骨及支撑或隔板组成受力墙壁，竖向力由楼面梁传至墙壁的龙骨，再通过柱子传至基础，水平力由楼板传至承重墙再传至基础。

2 优缺点评价

轻钢龙骨结构体系的优点：(1) 自重轻，相当于砖混结构的1/4～1/6；(2) 基础设计简单；(3) 结构构件截面尺寸小，可隐藏到墙体内部，实用美观；(4) 楼板采用轻钢龙骨体系，上覆刨花板及楼面面层，下设石膏板吊顶，既方便管线的布置，又满足了隔声要求；(5) 工业化程度高，梁柱板构件均在工厂进行加工制作、现场组装，施工速度快、效率高、质量有保证；(6) 布局灵活，净实用面积大。

轻钢龙骨结构体系的缺点：(1) 构件尺寸小，结构体系的抗侧力刚度小，整体稳定性差；(2) 梁柱铰接，抗震性能差；(3) 国内冷弯型钢品种少；(4) 该结构体系成本较高。

该结构体系一般适应于2～3层的低层钢结构住宅，特别是别墅建筑。

3 应用举例

早在1986年，我国引进意大利的整体钢结构住宅就采用了冷弯C型钢。该工程主体结构为3层，建筑面积180m2，柱子采用H型钢H140×140× 7×11，主梁采用大断面冷弯型钢C280×80×30×5，次梁采用C180×80×25×5，支撑采用角钢L75×6。该工程由10人40天建成，钢骨架安装仅用3天。

七 钢结构住宅结构体系优选

对于钢结构住宅结构体系的选择, 不能限定于某一种特定的结构体系，要根据建筑级别、平面、立面、高度的要求，场地条件、抗震类别等灵活选择, 充分利用不同的抗侧力结构体系，最大限度的满足钢结构住宅在标准化的基础上实现多样化。

1 结构选择的影响因素：

场地类别，主要包括场地的地物地貌、周围环境、气象条件、水文条件、地质条件、自然灾害情况等特点；住宅建筑的级别及抗震设防等级；住宅建筑的方案特征，包括建筑的高度、高宽比、长宽比以及体型；住宅的施工质量、工期要求等；居民的经济支付能力。

2 结构体系优选

低层住宅包括别墅：一般采用轻钢龙骨结构体系或钢框架结构体系，该结构体系的构件为全钢构件，易于实现工厂化生产，现场组装速度快，钢材用量低，是我国住宅产业化的发展方向之一。

多、高层钢结构住宅：优选钢框架—支撑结构体系，该结构体系属于全钢构件体系，所有构件都可以实现工厂化生产，现场组装，避免了现场浇捣混凝土、混凝土与钢框架的公差不一致、混凝土在施工中误差大、不易达到较高精度等问题。

按住宅的层数划分，设计者在设计时根据工程的实际情况采用下列相应的结构体系，以达到技术可行、经济合理的目的：

3层及3层以下的低层住宅及别墅采用轻钢龙骨结构体系；4～6层多层住宅：钢框架体系、钢框架—支撑体系、板柱—支撑体系；7～12层中高层住宅：钢框架—支撑体系、钢框架体系、钢框架—混凝土剪力墙体系；13～30层高层住宅建筑：钢框架—支撑体系、钢框架—钢骨混凝土核心筒体系、钢框架—钢板剪力墙体系、钢框架—内藏钢板支撑混凝土剪力墙体系、预制混凝土剪力墙体系。

参考文献：

[1] 王珑，陈良．钢结构住宅结构体系概述[J].青岛理工大学学报.2007年第1期.7～9

[2] 刘晓，王兵，阎东．国外低层钢结构住宅结构体系分析[J].沈阳大学学报.2005年第2期.11～14

第4篇：钢结构住宅范文

本文作者结合自己的工作实践，对钢结构住宅设计作了简单的探讨，介绍了钢结构住宅的建筑设计特点及设计原则、设计中需要注意的问题等，最后具体分析了钢结构设计在卫生间、厨房及楼梯设计中的应用。

【关键词】

钢结构 住宅设计 应用

引言

近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。特别是在我国大中城市中，人多、土地资源少，而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下，较大范围应用钢结构住宅，是我国生产发展到一定阶段的必然产物。

1、钢结构住宅的建筑设计特点

钢结构住宅建筑是工业化的集成产品，在《钢结构住宅建筑产业化技术导则》 中明确指出：钢结构住宅建筑除应满足居住生活行为需求，在设计、制作、运输、 安装、维修和管理等环节中还应遵从协调、配合及互动的原则。钢结构住宅建筑设计应充分体现标准化、定型化、多样化及通用化的原则。钢结构住宅建筑及部品、零配件的设计应执行模数协调的原则。平面布置必须体现系列化原则，充分适应结构构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。柱网布置应满足规则性要求，宜以住宅单元或套型为单位实现模块化，以模块的平接、错接和对称凹( 凸) 接等多种拼接适应总平面布置的变化。

2、钢结构住宅设计的原则

（一）钢结构稳定设计的探讨

稳定性是钢结构的一个突出问题。在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。对于这个问题处理不好，将会造成不应有的损失。现代工程史上不乏因失稳而造成的钢结构事故。在我国1988年曾发生13.2×17.99m网架因腹面杆稳定位不足而在施工过程中塌落的事故。因此稳定性钢结构设计中的主要问题，一旦出现钢结构的失稳事故，不但会造成经济严重损失，而且会造成人员的伤亡，所以我们在钢结构设计中一定要把握好稳定设计这一关。目前，钢结构中出现过的失稳事故都是由于设计者的经验不足，对结构及构件的稳定缺少明确概念，造成一般性结构设计中存在稳定设计的薄弱环节。另一方面是由于新型结构的出现，如空间网架，网壳结构等，设计者对其如何设计还没完全的了解。

（二）钢结构建筑设计的原则

针对钢结构建筑稳定问题，在实际设计中，我们必须遵循以下三个原则：

1）结构整体布局必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求。目前结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。为保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件的出平面稳定计算必须和结构布局相一致。

2）结构计算简图和计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算十分重要。目前在设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分析而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效力框架稳定计算。然而，实际框架多种多样，而设计中为了简化计算工作，需要设定一些典型条件。 3）设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。结构计算和构造设计相符合，一直是结构设计中大家都注意的问题。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋予它足够的刚度和柔度，对框架节点应尽量减少杆件偏心，这些都是设计者处理构造细部时经常考虑到的。但是，当涉及稳定性能时，构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说，对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。然而在处理梁整体稳定时上述要求就不够了。支座还需能够阻止梁绕纵轴扭转，同时允许梁在水平平面内转动和梁端截面自由翘曲，以符合稳定分析所采取的边界条件。

3、钢结构住宅结构体系布置

目前国内钢结构建筑体系主要有纯框架体系、框架――支撑体系、框架――核心简体系等结构形式。钢结构住宅构件的截面形式分为：热轧H型钢截面，焊接H型钢截面、钢骨混凝土截面、焊接箱形截面、冷弯焊接方管或圆管截面等，各种形式的优缺点见表3.1.

表3.1：不同柱截面形式的性能比较

在设计过程中选用何种体系，应该综合考虑多方面的因素，例如突出钢结构优势的大柱网因素和适应现代人生活需要的大开间、易改变的布置因素。为了使结构经济合理，多层钢结构住宅对结构布置有些要求。当然，这些要求不是绝对的，而是在可能条件下这样做会更经济，更合理，主要是：采用矩形平面或由矩形平面单元组成的建筑平面；框架柱在房屋横向宜成列布置；将支撑或桁架腹杆设在无孔口的分户墙中；采用间隔桁架体系时，房屋纵向走廊宜在横向桁架的中部。

4、钢结构住宅设计中若干值得注意的问题讨论

在选择了合适的结构体系、柱网布置以后，在设计过程中还要有以下几个值得注意的问题。

4.1 构件设计

构件的设计首先是材料的选择。比较常用的是q235(类似a3)和q345(类似16mn)。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。出于经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时,可选择q345；稳定控制时,宜使用q235。

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。但是，至少应注意两点：

1、软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定。目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,结构师应该逐个检查。

2、当预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。

(1)强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度，其中,抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。

(2)变形超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则，会很不经济。

使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，常常并不合适。

4.2节点设计

钢结构体系当中，节点的没计和构件的设计具有同等的重要性，因此必须给予充分的重视。钢结构的节点设计包括梁――柱节点 、梁――梁节点、柱――柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。设计时应确保节点的安全可靠，并尽量采用简捷、稳定、可靠的施工艺，减少或避免现场的焊缝连接。钢节点的形式按传力特性大体可以分为三类：铰节点、半刚性节点、刚性节点。目前刚性、铰接节点的受力性能、施工工艺研究得比较成熟，因此在工程中取得了广泛的应用。

采用的几种梁――柱节点连接形式。由结构布置分析，考虑工程实际情况 ， 在设计时，多层房屋钢结构柱多采用焊接工字形或箱形截面，由于焊接工字形截面腹板比较薄，故在此弱轴方向与粱的连接多采用铰接，而强轴方向则采用刚接形式。铰节点形式简单，施工方便，但它使得梁跨中弯矩加大，增加用钢量，不经济；刚性节点构造复杂，但其有效的降低了跨中弯矩，节约了用钢，有较好的经济效应；而半刚性节点应用比较少，主要是其受力特性比较复杂，往往通过试验来取得较为准确的设计数据。三种形式，哪一种更加经济可靠，还有待于在实际工程中比较、检验。

4.3墙体材料的选取

一般来说，为了突出钢结构自重轻、布置灵活、可改性好的特点，钢结构住宅不宜采用传统的黏土砖或其它自重较大的材料。通常采用轻质材料，比如：空心混凝土砌块、加气混凝土、压型钢板加轻质保温材料组成的复合墙体、OSB板、c s板等。目前使用的比较多的是蒸压轻质加气混凝土板 ( 简称 AL板块)。这种材料质地较轻，具有较好的防水，防渗透能力，保温性能好，隔声效果与一般混凝土空心砌块相当，自身的强度高，施工方便、快捷。无论做外墙还是内隔墙效果都比较理想。

在进行墙体的设计时，要求对连接件的强度、 质料和尺寸有准确的规定。 对连接方式充分考虑墙体和主体结构的特性，尽可能采用简捷、快速的连接方法 ， 以便于施工， 提高作业效率。

五、钢结构住宅设计的具体应用

主要介绍了钢结构住宅设计中的卫生间、厨房及楼梯的设计。

5.1 卫生间、厨房设计

卫生问和厨房的设计是钢结构设计过程中比较重要的环节。因为钢结构材料 的防腐能力相对较弱，而卫生问和厨房是住宅中用水最多的地方，所以这两处的防水处理十分重要。在其它建筑体系中，防水有两种方法 ：结构防水和材料防水。在钢结构中，结构防水的效果比较好。正如前文指，框架――核心筒结构体系把卫生间和厨房放在核心筒内，具有良好的防水性能。对于其它结构体系要根 据工程实际情况而定，比如对于框架――支撑体系采用压型钢板混凝土组合楼板时，通常在墙角处将混凝土上翻100～150mm。

5.2 楼梯

对其它类型钢结构建筑的楼梯大都采用钢楼梯，而住宅体系中则基本不用， 原因是钢楼梯的传音效果较好。故钢结构住宅中常常采用混凝土楼梯或者压型钢板混凝土组合楼梯。在设计时要注意楼梯梁的放置位置和处理，因为通常情况下， 这里会出现梁――梁连接，这种连接会使得被连接梁承受集中荷载，这样该梁比较容易发生局部失稳。如某钢楼梯采用6 mm钢折板做踏板，上面浇注混凝土，踏板两端用 L 50 x 6角钢与楼梯梁( 槽钢 ) 通过 M12螺栓连接。这种做法利用40mm混凝土克服了一般钢梯传音效果好的弱点，同时槽钢上翼缘可以焊接合金楼梯扶手，施工简便，值得推广。

结束语

目前国内的建筑业生产效率较低，尚属劳动密集型产业，而钢结构住宅属于高技术高效率的产业，加快对钢结构住宅的研究，将促进建筑业向技术密集型产业转化，并将带动建材、冶金、信息机械尤其是钢铁企业的发展。

应该看到，我国钢结构住宅正得到大力地发展，但从建筑、结构设计到制作安装，各个环节我们都与国外先进水平有很大的差距。作为设计人员，应在工作中应该脚踏实地的积极创新；专业研究人员则应对钢结构设计理论和设计方法进行深入系统的研究；技术主管要加强对从业人员的技术培训及市场的管理力度。只有这样才能使我国钢结构住宅产业化得到更加健康的发展，成为真正具有国际竞争力的产业。

参考文献

[1]薛发，国内钢结构住宅的墙体发展状况[J].工程建设与设计;2004-09.

[2]蔡玉春;钢结构住宅产业化的现状与进展[J].钢结构.2005-01.

[3]王元清等.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用.建筑结构学报.2002-2.

第5篇：钢结构住宅范文

关键词：钢结构；对比分析；抗震性

随着社会的发展，生产力水平的提高，我国钢产量、品种规格增长迅速，价格下降，原来钢产量和价格对建筑钢结构使用造成的阻力已不复存在，为钢结构建筑的发展奠定了良好的物质基础。钢结构建筑具有跨度大、空间大、用钢量少、施工方便易安装、施工周期短、施工污染环境少、建筑造型简洁美观、以及可回收利用等优点，在工业厂房、仓库、展览厅等工业与民用建筑中得到越来越多的应用和发展。本文介绍某工程的钢结构设计。

1 工程概况

本工程总建筑面积为1.68万m2,其中地上6层1.38万m2，地下1层，建筑檐口标高 26.2m。各层功能布置，地下一层为汽车库和设备用房，地上 2―4层为商场，5―6层为写字楼，第6层大部分屋顶绿化成为社会公共活动中心，具有现代化城市气息的开放空间。

2 钢结构的设计

本工程依据相关文献的要求可划分为一类建筑，构件的耐火等级为一级，钢柱的耐火极限为3h，钢梁的耐火极限大于2h。该工程设计基准周期为50年，为解决钢结构的防腐问题，结合钢构件防火采用防腐方案，即在工厂制作中，刷防锈漆两度，现场吊装就位后再涂抹放火涂料，使钢构件在其使用寿命期间处于一种封闭的环境，外表面与大气层隔断，从而有效控制钢构件腐蚀。该工程钢柱钢梁采用了耐火耐候钢，耐腐蚀的性能更加优越。普通钢材受热后强度会大幅下降（550°C时强度降为零），在空气介质中会发生锈蚀而影响结构的耐久性。而耐火耐候钢，通过合适的技术，使钢材含有特定的成份，表面结构和微观组织，从而使钢材本身生成结构所需要的耐火性和耐候性。耐候性为普通钢的2.8倍，耐火性可使600°C时钢材的屈服强度下降不大于1/3。使用这种钢材可以减少防火涂料1/3，省去防锈漆，大大节约维护工本，不仅如此，耐火耐候钢还具有自愈性和永久性，即在钢材使用中表面受擦撞或火灾后，其耐火耐候性不变。

为节省投资，合理布置空间，选择最佳建造方案，本工程结构体系经历几次逆转优化过程，并进行了多次修改设计。首先是钢框架结构―混凝土框架结构体系的反复，基础的设计由原钢筋混凝土筏板基础改为钢筋混凝土独立基础，地下室挡土墙也由原350厚钢筋混凝土挡土墙优化为钢筋混凝土与砌体的组合结构。原方案采用了钢筋混凝土框架结构，结构出现了“肥梁胖柱”的构件截面，同时基础施工工期长，通过修改设计方案，采用了钢框架结构钢筋混凝土独立基础后，综合造价降低，且经济分析、资源消耗、生态环境等综合效益明显提高。

多、高层民用钢结构设计一般采用的结构体系为钢框架、钢框架―混凝土核心筒（剪力墙）和钢框架―钢支撑体系等。钢框架一般采用H型钢柱，箱型方柱以及钢管混凝土柱，在高层民用钢结构中采用钢管混凝土柱可节约钢材约50%，降低造价约45%，但节点连接构造复杂，且施工现场湿作业量大。本工程属多层民用钢结构，采用工字型截面钢柱；90%的框架梁采用轻型H型钢，翼缘和腹板的厚度在满足局部稳定要求的前提下尽力减薄，使截面开阔，取得较大的截面性矩，比轧制H型钢节约用钢量约15%，同时比焊接工字型钢梁施工工期短，质量易保证。钢柱与钢梁节点采用刚性连接，主次梁节点为铰接，次梁设计时考虑楼板的组合效应；楼板采用现浇钢筋混凝土楼板，标准层板厚110，通过抗剪栓钉将楼板和主次梁连为整体。但开始时试采用压型钢板与混凝土组合楼板，并在板面上配置了钢筋网，以使提高混凝土楼板的抗裂性能及整体性，避免了施工时支模，压型钢板的铺设与钢结构安装交叉作用，楼板现浇在设备安装阶段进行，可以大大缩短施工工期，但这种作法使得楼板的造价提高，因此采用了前一种方案。

本工程结构计算采用了目前较为先进的确结构设计软件STS钢结构三维分析程序TAT计算，部分计算结果如下（表1，表2）：

结果表明，由于采用了钢结构及轻质墙体，各楼层的质点重力荷载代表值比一般的混凝土结构小得多，因此地震作用引起的结构层间位移并不比风荷载引起的大。同时因为Y向钢框架梁、柱均为强轴，满足刚度要求；而考虑商场大空间及地下停车的方便性，X向即使无设置纵向支撑，由于X向柱网多，侧向刚度大，顶点位移和层间位移均满足规范要求，该工程结构布置合理，结构体系可行。

3 对比分析

长期以来，阻碍民用建筑钢结构体系发展的一个重要原因是：①钢结构造价远远大于同类的混凝土结构；②钢结构防火防腐问题

难以解决。就本工程的修改设计，通过对钢结构体系与钢筋混凝土结构体系的对比分析，认为第②个问题是错误，第①个问题可用经济指标表（表3，表4）加以说明：±0.000以上若采用混凝土框架结构比钢框架结构便宜，而±0.000以下，特别是基础造价，由于上部钢结构自重减轻，改采用钢结构比混凝土结构造价低廉，其次，钢结构施工速度快，减少了还贷利息。因此本工程按二种结构体系比较综合造价钢结构略低。

第6篇：钢结构住宅范文

在高层建筑的风振分析中，计算模型一般采用每层两个平动自由度和一个扭转自由度的简化层刚片模型。一般的建模方法是从结构设计软件(如SAT-WE)所构建的结构有限元静力模型中提取层间刚度，再由下式组成整体刚度矩阵:式中，Ki为第i层的层间平动或扭转刚度。为验证该模型的准确性，文中利用Ansys软件同时建立了由梁单元模拟梁柱构件、壳单元模拟楼板的精细有限元模型。表1的第二和第三列给出了这两种模型计算得到的结构前三阶自振频率，可见该简化模型的频率与原结构的精细模型相比存在一定偏差。实际分析中一般采用试算方法对刚度矩阵进行修正，以获得与原结构更为一致的结构频率和振型。修正后的剪切层模型的结构频率如表1第四列所示，显然修正后的频率与精细模型吻合较好。然而这种直接对简化后的刚度矩阵进行修正的方法可能对结构的风振响应带来影响，造成结构响应与原结构存在偏差。

据此文中提出了一种根据柔度系数的概念，从原结构精细模型中求得各层平动和扭转方向的柔度系数，再由柔度矩阵求逆建立刚度矩阵的建模方法。由文中模型计算得到的结构前三阶自振频率如表1右侧一列所示，可见该模型无需修正即可获得与精细模型偏差很小的结构频率。柔度系数的计算可在基于刚性楼板假定的原结构精细有限元模型上进行。根据柔度系数的概念，该系数dij表示第i个自由度上施加单位力，在第j个自由度上所产生的位移。如果第j自由度为平动自由度，则为减小由此引起的扭转位移量，可将力分别施加于沿该平动坐标轴两侧对称分布的节点上，并取合力为1。对于扭转向位移，是指结构各楼层四个角点相对于结构刚度中心的角位移的平均值。

2风振响应分析

工程中最关心的是峰值响应，它定义为响应均值加上峰值因子与响应均方根值的乘积，文中取峰值因子为2.5。以下给出按50年一遇的基本风压得到的结构峰值位移响应结果以及按10年一遇基本风压求得的峰值加速度响应结果。

2.1位移响应结果图2给出了由文中模型和剪切层模型计算得到的顶层顺风向、横风向和扭转向峰值位移随风向角的变化曲线以及与精细有限元模型的对比，这里的扭转向位移已转化为建筑角点处的切向线位移。表2给出了两个最不利风向角下两种简化模型的峰值位移相对于精细模型的偏差。由上述图表可见，该住宅建筑的顺风向峰值位移最大值明显大于横风向和扭转向之值，说明位移响应仍由顺风向控制，但横风向和扭转向位移之值与顺风向处于同一量级，不能忽略。与剪切层模型相比，由本文模型计算得到的峰值位移更接近精细模型的结果;不利风向角下本文模型得到的顺风向和横风向位移的最大偏差不到8%，扭转向偏差稍大，为22.48%;但剪切层模型的相应偏差则达到19.10%和42.64%，这可能与该模型不能很好地反映实际结构的平动与扭转的多模态耦合效应有关。

2.2加速度响应结果建筑顶点的风振加速度是衡量高层住宅正常使用舒适度的重要参数之一。图3给出了不同模型的加速度结果比较，表3则列出了两个不利风向角下的峰值加速度数值及简化模型相比于精细模型的偏差。由图3和表3可知，该建筑的横风向峰值加速度最大值明显大于顺风向之值，而扭转向数值也接近于顺风向。这表明对于这类高层住宅钢结构，其加速度响应已转由横风向控制，且扭转向加速度数值已接近于顺风向。本文简化模型及剪切层模型的峰值加速度结果与精细模型均吻合较好，不利风向角下本文模型的结果均略大于精细模型的结果，最大偏差为19.22%，总体略偏于安全;而部分风向角下剪切层模型的结果略小于精细模型，对结构略偏于不安全。

3结语

第7篇：钢结构住宅范文

关键词：钢结构；住宅建设；绿色环保；设计

引言：随着社会的快速发展，科学技术的突飞猛进，新型建筑材料的运用越来越多，钢结构建筑材料的研发和利用，不仅可以节能环保，而且还可以最大限度的利用有效地空间，随着建筑业的可持续发展，钢结构将成为我国建筑行业新型的建筑材料。

一．钢结构住宅体系的特点

钢结构绿色节能住宅主要是指在房屋建筑的过程中主要以钢结构为主要的建筑结构形式，以建筑节能、节水、节约材料、环保以及可以节约用地等特点，并且可以为人们提供健康、舒适、以及高效的使用空间。钢结构绿色节能住宅体系主要是从材料节能、建筑节能、设备节能以及可再生能源的利用等特点入手，从而实现绿色节能的目标。钢结构的特点具体如下：

（1）绿色节能的特点

刚结构住宅体系对环境破坏小、污染小，并且住宅体系在改建或者拆迁的材料可以回收利用以及再生利用率比较高，所以钢结构建筑达到了绿色建筑的要求，并且与钢结构相配套的技术的轻质材料主要采用的是符合节能建筑要求的新型材料，原材料可以循环使用[1]，而且还有环保、节能的作用，因此，在建筑行业采用钢结构是推进我国绿色建筑的发展的重要方式。

（2）建筑成本低、工期短

钢结构的建筑模数的协调统一标准不仅可以实现建筑工业大规模的生产，而且可以提高建筑的预工程化，使不同的建筑结构的配件具有一定的互换性和通用性。并且钢结构建筑的预工程化可以实现材料加工、建筑安装的一体化，不仅可以降低建筑的成本，而且可以提前完成施工时间，从而加快了建筑工程的效益。

（3）承载能力强、抗震性能好

钢结构的材料是一种承受载荷量大，强度高，并且抗震性能比较好，钢结构本身是一种用料少、体型小，自重轻，因此在建筑的过程中，采用钢结构住宅体系时，不仅可以节约材料，提高空间的利用率，并且由于钢结构的构件可以制作成各种形状，所以在设计的过程中，灵活多变、可以满足人们的需要和要求，从而达到建筑艺术的特点[2]。在抗震设防的地区，由于钢结构的重量轻本身所受的地震作用比较小，并且钢材具有一定的延伸性，所以钢结构的安全性高，抗震能力好。

二．钢结构住宅体系的设计

钢结构住宅体系与一般的住宅体系不同，钢结构住宅体系主要指主体钢结构承重体系、围护系统的结构体系以及楼板结构体系。

（1）钢结构承重体系的分类有很多种类，但是应用于住宅体系结构的形式主要有纯框架结构体系、钢框架—支撑结构体系、空间错列桁架结构体系等钢结构体系。其中纯钢架结构体系是指纵横方向的主要是有框架作为抵抗水平抗侧力和承重的构件组成的结构体系，这种结构形式的特点主要是可以形成较大的使用空间、平面布置灵活以及钢结构各部分的刚度均匀，构件简单，施工容易等特点。钢框架支撑结构的体系主要是在框架体系中的部分框架柱之间设立竖向的支撑形成的支撑框架，在住宅建筑的设计中采用这种形式的建筑特点是支撑结构有剪力墙的作用，并且可以承载很大的水平力，抗震性能好等优点，这种结构形式使用于30到40层的高层住宅的建筑[3]。空间错列列桁架结构体系主要是由房屋的跨度和外侧的柱子等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度和建筑楼层的层高相等，在相邻柱上为上下层交错布置，楼板的一端放在桁架的上弦，另一端放在相邻桁架的下弦。这种钢结构的特点主要是实用性能好，并且经济。这种钢结构形式一般使用与15到20层的中高层住宅的建筑。

（2）围护结构与主体结构设计的一体化

在国外的住宅建筑中，常见的住宅体系的设计是维护结构与主体结构设计的一体化，在住宅建筑中采用这种结构形式的特点是具有良好的防水性和防腐蚀性，并且屋面的保温隔热效果比较好，而且还可以使建筑的外形丰厚，但是我国的住宅体系，通常把维护结构的设计和主体结构的设计分开进行设计[4]，这样不仅效果不好，而且还会增加工期。

（3）楼板结构体系的设计

楼面的结构主要有楼面板和钢梁组合而成的，钢结构住宅在设计的过程中，必须应该保证楼板有足够的强度和刚度以及整体稳定性，并且还应该具有防火、隔音以及防水、防腐蚀性能等。在现在的钢结构的楼板结构体系中，主要有以下几种形式：1）预制预应力混凝土叠合楼板，这种结构形式主要是指将钢梁与预制预应力混凝土的薄板进行连接，然后在上面浇混凝土薄板形成的叠合装配整体结构。这种结构形式的特点主要是机械化程度高、运输吊装方便，可以采用高强度钢材和预应力技术。2）压型钢板混凝土组合楼板，这种结构形式，主要采用蝶形压型的钢板楼板的总厚度应该达到130到150mm，并且由于组合楼板需要承受传递平衡力的作用，因此应该在钢梁与压型钢板的结合处设置栓钉，并且在设计的过程中，应该综合考虑楼板以及钢梁的组合作用。，这样可以提高梁的稳定性和承载能力[5]。

三．钢结构住宅体系的发展和应用

综上所述，由于钢结构住宅体系具有很多的优点，并且也符合绿色节能环保的特点，在我国的建筑行业中将得到广泛的应用。随着科学技术的不断发展，钢结构住宅体系将向可持续建筑方向发展，可持续建筑不仅可以满足当代人的需要，而且对后代人也不会造成危害。

当前我国的钢结构已经进入一个新的阶段，随着技术的不断改进，将为钢结构住宅提供更好的发展空间和技术基础的钢结构技术，钢结构将朝着绿色、无害化以及生态化的方向发展，对构建可持续发展的资源性节约型的社会和经济效益的提高具有重要的作用，对我国建筑行业的发展提供好的发展前景。

参考文献：

[1] 李尊雨；王世轶；王健：《浅谈钢结构绿色节能住宅》科技信息；2009(20)：244

[2] 仇秀东：《浅谈钢结构住宅结构体系》大科技·科技天地；2010(9)：105--106

[3] 郑延银；马梦寒；张玉；黄晓章：《钢结构住宅的最新进展与发展趋势》钢结构；2004,19(4)：30--35

第8篇：钢结构住宅范文

[关键词]冷弯薄壁 钢结构 住宅

中图分类号：TU392.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0382-01

一、引言

随着冶金技术的不断进步，近几年高强度冷弯薄壁型钢得到了大力的发展，钢结构体系早已应用于我国的建筑业，但采用于住宅建造，在我们国家还不是很多。美国、日本、澳大利亚等国家，早已采用轻钢结构，特别是采用镀锌轻钢龙骨作为承重体系应用于住宅建造。在美国普通的低层民用住宅中，钢结构的住宅所占的比例从上世纪90年代初的5%已发展到现在的25%左右，而且应用技术更加成熟、完善。低层钢结构房屋一般采用轻型钢结构，轻型钢结构是以轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、薄钢板、薄壁钢管、轻型热轧型钢以及由以上各构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件，大量采用轻质围护隔离材料的单层或多层钢结构。轻型钢结构具有良好的力学性能、抗震性能，有可工业化生产和施工速度快等优点，轻型钢结构房屋的建造越来越广泛。轻型钢结构房屋柱、梁、墙体积小，使房屋使用面积和空间增大。通过采取建筑措施，可以达到节能、隔音、防潮的良好效果。另外相较于传统结构，该结构体系具有便于标准化生产、结构自重轻、便于施工安装、施工周期短、舒适性好、节约土地资源和经济效应好等诸多优点，建设冷弯薄壁型钢结构住宅在我国被大力倡导，因此可以说，我国的轻型钢结构有很大的发展前景。

二、冷弯薄壁型钢结构特点

冷弯薄壁型钢结构是指在室温下将较薄钢带通过辊轧或冲压弯折成各种截面的型钢。冷弯型钢的成型方式比较灵活，可以根据需要生产各式截面形状的产品，我国目前约能生产出400多种不同规格尺寸的冷弯型钢，常用的截面有各种形式的压型钢板，不同尺寸的闭口方管、矩形管、圆管、槽钢、卷边槽钢、Z型钢、角铁及各种组合型钢等。冷弯薄壁型钢结构构件的壁厚不宜大于6mm，也不宜小于1.5mm（压型钢板除外）。冷弯型钢的问世开拓了主要借助于优化截面形状而不是单纯依赖改善材质或增加材料用量来提高材料利用率的新途径，这对于节约能源和资源都具有十分重要的意义。有关资料表明，同样面积的冷弯型钢与热轧型钢相比，其回转半径可增大50%以上，其惯性矩及面积矩可增大50%～180%，故冷弯型钢的受力性能好，承载力较高，整体刚度较大，从而可以节省材料，减轻结构自重，而且制作、施工简单，运输安装方便，适用于工业化、商品化生产，有利于改善劳动条件，缩短建设周期。因此，对于我国这样一个资源和能源比较紧张的发展中国家来说，采用冷弯型钢这种高效经济型材在今后是很有必要的。

三、冷弯薄壁型钢结构在住宅中的应用

世界各地的住宅建筑体系因各地不同的建材文化、传统而异。历史上，住宅建筑体系的发展源于人们对住宅的功能好质量而不断提出的高要求。今天，住宅设计体系反映了各国的生活方式、社会认同感，同时还反映了各人的不同个性。冷弯薄壁型钢结构体系住宅有以下优点：1. 房屋自重轻，可减轻建筑结构自重的30%；2. 住宅的抗震性能好；3.可增大s3%的的使用面积、户内空间分割较为灵活；4.钢构件、维护结构板材及各种配件可以工厂化生产，精度高，质量好；5.施工安装简单，周期短，轻钢别墅从基础到竣工两个月可以建成；6.建筑造型美观，由于房间空间大，布置灵活，管道和各种线路布置简便；7.基础以上千式工法没有湿作业，现场施工文明，建筑垃圾少；8.钢材可以回收再利用，属环保建筑；9. 真正的交钥匙工程，室内装修、热水系统、中央空调及家电的安装调试可以一次完工，不需要二次装修，用户可及时入住。

四、冷弯薄壁型钢结构住宅的技术问题

冷弯薄壁型钢是由屈服强度345MPa以上、厚度2mm以下的高强超薄钢板作新材料加工成型的。GB50018―2002《冷弯薄壁型钢设计规范》仅适用于承重构件板材厚度2mm以上的Q235及Q345钢材，对强度更高且厚度在2mm以下的结构设计尚无条文可依。

1.轻型钢结构屋面的体型比较复杂，对于轻钢结构的复杂体型房屋屋面，其风荷载体型系数可按照分区的规定确定，纵风向时屋顶（R）部分的风载体形系数取-0.8，其余部分应按GB50009―2006标准采用。对承重外墙体，横向风荷载可按GB50009―2006标准规定的风荷载取用；对承重内墙体，横向风荷载可取室内房间气压差（可参照澳大利亚规范可取0.2kPa）。承重墙体的墙体面板、支撑和墙体立柱通过螺钉连接形成共同受力的组合体，墙体立柱不仅承受由屋盖桁架和楼盖梁等传来的竖向荷载，同时还承受垂直于墙面传来的风荷载引起的弯矩，其受力形式为压弯构件，应按压弯构件的相关规定进行强度和变形验算。

2.考虑其型钢板材高强度、低延性的特点，推广应用时整体结构的抗震性能是个关键性问题。冷弯薄壁型钢龙骨式结构体系抗震性能研究还较少，主要采取试验研究和理论分析相结合的方式。现还没有关于冷弯薄壁型钢整体结构公认的抗震设计方法，没建立精确完善的分析模型。水平地震作用效应的计算采用底部剪力法，参考“盒子”式结构的分析，在建筑结构的2个主方向分别计算水平荷载的作用。地震作用下抗剪组合墙体的水平侧向刚度由试验荷载-转角滞回曲线的骨架曲线确定，多遇地震作用下抗剪组合墙体的水平侧向弹性变形限值取为1/300层高。结构抗震性能与结构布置的规则性有很大关系，住宅钢结构常见的布置不规则，主要是平面不规则。这样地震时易损坏，所以应尽量使结构布置符合规则性。

四、结语

从我国钢结构住宅发展的总体来看，目前仍然处于起步阶段，低层冷弯薄壁型钢住宅体系中配套部件尤其是维护结构板材等可选性少，而且价格价高，另外由于基础和系统研究不够，还有设计、施工、制造等专业技术人员缺乏等等，这些问题的存在必将制约着冷弯薄壁型钢住宅在中国的推广。我国应根据具体实际情况对低层冷弯薄壁型钢住宅，无论是结构体系还是配套材料都应进行国产化，我们要吸收和借鉴国外钢结构住宅体系成果，建造适合我国国情的住宅。

参考文献：

[1]黎钟，冷弯薄壁型钢结构设计手册[M].北京.中国建筑工业出版社.2010

[2]陈雪庭，张中权.冷弯薄壁型钢结构构件[M].北京.中国铁道出版社.2012

[3]何保康，《冷弯薄壁型钢结构及冷弯薄壁型钢结构规范》.西安科技大学.2013

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第9篇：钢结构住宅范文

1.钢结构，有低层和多层之分。低层一般不超过3层，用于别墅；多层用于公寓。本文介绍多层公寓住宅钢结构设计中一些问题。

2.超过9层为高层。10-12层又称小高层。抗震规范GB50011对12层以下和12层以上的房屋提出不同要求。住宅钢结构一般不宜超过12层。

3.结构抗震性能与结构布置规则性有很大关系。结构布置不规则，地震时易损坏，而且除弹性设计外还要作弹塑性层间位移验算。因此应尽量使结构布置符合规则性要求。

4.住宅钢结构的平面布置应力求规则、对称。住宅钢结构常见的布置不规则，主要是平面不规则。如平面形状不规则，L形等，特别是支撑剪力墙偏置，明显不对称等。若楼层的最大弹性水平位移超过质心水平位移的1.2倍就属于平面不规则此时需对支撑剪力墙的配置进行调整。

结构体系选择

1.5－6层以下的，可采用框架体系或框架－支撑体系，6层以上的可采用框架支撑体系或框架－混凝土剪力墙（核心筒）体系。多层房屋大多采用双重体系。

2.框架柱有H型钢柱，钢管砼柱和钢骨砼柱，后两种为组合柱。在小高层中，组合柱比H型钢柱省钢。

3.剪力墙比钢支撑的延性低，在大震时延性低的地震力大，延性好的地震力小，从抗大震的性能来说，钢支撑比砼剪力墙好。

4.钢框架－砼剪力墙体系属混合结构，对它的抗震性能目前研究还不够，未列入抗震规范，虽然现在应用较多，选用时应慎重。核心筒宜用小钢柱加强，也有利于安装。

楼板要求

1.楼板除了承受竖向荷载并将它传给框架外，还将水平力传到各个柱上，因此楼板平面内的刚度、整体性和承载力也很重要。作为建筑要求，住宅楼板还应能隔音。

2.现在用得较多的是压型钢板组合楼板，叠合板加现浇层，现浇楼板等。这几种楼板的整体性都很好。钢梁宜形成组合梁，梁上要设置栓钉。

3.预制板中应设预埋件，与钢梁焊接。

4.在强震区或重要建筑，柱周边宜设置钢筋和箍筋，以免楼板在水平力下被柱子压坏。

抗震计算的基本要求

1.对双重体系，框架部分独立承担的水平力不应少于结构底部剪力的25％。其目的是检验框架作为抗震二道防线是否满足要求。检验方法是忽略支撑或剪力墙进行，仅对框架部分进行验算。有的单元式住宅柱子很少，用隔墙支撑钢梁，往往不满足此项要求。

2.验算是否符合强柱弱梁，这关系到结构倒塌机制，很重要。

3.框架柱长细比应符合规定。

4.验算节点域的稳定性、强度和屈服条件。

节点和支撑构造要求

1.节点设计应符合抗震规范和《高钢规程》的要求。

2.柱通过小悬臂与梁拼接，可以绕过梁柱直接连接的构造困难，这是一个好办法。此时梁拼接大多采用翼缘焊接腹板拼接，也可采用全截面螺栓连接。在以上拼接中，腹板拼接要考虑弯矩。

3.翼缘的坡口全熔透焊缝，要求用一级焊缝以确保焊接质量。有的标准规定压力容器才用一级焊缝。这是一种误解。压力容器很重要，梁翼缘与柱连接同样很重要，不能用二级。

4.梁与钢管砼柱的刚性连接，现在用外加劲肋和内隔板的都有，都是可以的。但要注意钢管壁板与隔板或环板的厚度匹配。

5.7层以上时，框架－支撑体系中的框架梁柱应刚性连接。

6.支撑与钢管砼连接时，不应将节点板焊在钢管管壁上，以防管壁拉开。

7.不应在钢管支撑内灌砼，对抗震不利。

8.12层以下可以不设地下室，但此时柱脚的计算反力要加大，严格说来要做到承受大震时的反力而不破坏。6、7度区允许采用外包式柱脚，但8度及以上时应采用埋入式柱脚。不允许用铰接柱脚。

附：对框架结构的一般说明

1.房屋既要承受竖向荷载，又要承受水平力。承受竖向荷载靠梁、柱，承受水平靠抗侧力构件。

2.高层建筑结构的特点是，结构受水平位移控制，结构设计主要使水平位移不超过控制值。

3.在住宅钢结构中，抗侧力结构主要有三种：钢架、支撑框架、剪力墙。

4.住宅钢结构常用的结构体系是：钢架（纯框架）、框架－支撑，框架－剪力墙。

5.这里的″框架″都是指节点钢接的框架。严格说来，框架包含钢接和铰接框架，习惯叫法框架是指钢接的，铰接时则称为铰接框架。

6.纯框架体系最简单，它的延性好，抗震性能也是最好的（26层的北京长富宫饭店就采用纯框架）。它的缺点是用钢较多。但对多层建筑特别是两个方向开间较多的，纯框架用钢并不多。在日本60米以下的钢结构大部分采用这种体系。

7.框架－支撑和框架－剪力墙是最常用的。它们都是双重抗侧力体系。