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鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系
鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是住宅建筑的一個(gè)分支，是以鋼結(jié)構(gòu)為骨架，配合多種復(fù)合材料的輕型墻體拼裝而成，其主要承重骨架是由鋼結(jié)構(gòu)或鋼管圓管或矩形管混凝土構(gòu)件組成。
鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系【1】
【摘要】目前鋼結(jié)構(gòu)已是發(fā)達(dá)國家的主導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高層、超高層建筑，大跨度和大空間建筑，中小型工業(yè)、商業(yè)、社區(qū)、文教衛(wèi)生、高層超高層的民用住宅。
鋼結(jié)構(gòu)住宅以其巨大的優(yōu)勢引起了廣泛的關(guān)注。
本文闡述了鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的組成及其相應(yīng)的適應(yīng)范圍，并簡易分析了其技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合效益。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)住宅;結(jié)構(gòu)體系;住宅建筑
鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是住宅建筑的一個(gè)分支，是以鋼結(jié)構(gòu)為骨架，配合多種復(fù)合材料的輕型墻體拼裝而成，其主要承重骨架是由鋼結(jié)構(gòu)或鋼管圓管或矩形管混凝土構(gòu)件組成。
它具有鋼結(jié)構(gòu)一系列特性，同時(shí)又具備一般住宅建筑的共性。
一、常用鋼結(jié)構(gòu)住宅體系
鋼結(jié)構(gòu)體系形式有多種，但應(yīng)用于住宅建筑的鋼結(jié)構(gòu)體系主要可分為輕鋼龍骨體系、純鋼框架體系、鋼支撐框架體系、鋼框架一混凝土剪力墻體系、錯(cuò)列析架體系、鋼框架一核心筒體系等。
不同的結(jié)構(gòu)體系有不同的適用范圍，雖然有些結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用范圍較廣，但通常會(huì)受到經(jīng)濟(jì)等因素的限制。
輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系較適用于1―3層的低層住宅，不適用于強(qiáng)震區(qū)的高層住宅。
純鋼框架體系一般適用于6層以下的多層住宅，不適用于強(qiáng)震區(qū)的高層住宅，并且用于高層住宅經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。
鋼支撐框架體系比純鋼框架體系側(cè)向剛度大，常用于多層及小高層住宅，應(yīng)用較廣;而且當(dāng)房屋層數(shù)較高時(shí)，該體系要比純鋼框架體系經(jīng)濟(jì)。
鋼框架―混凝土剪力墻體系常用于小高層及高層住宅;而且從受力特點(diǎn)看出，帶縫剪力墻體抗震性能較好，較適用于地震區(qū)。
錯(cuò)列析架結(jié)構(gòu)體系具有住宅布置靈活、樓板跨度小、結(jié)構(gòu)自重輕和造價(jià)低的特點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的新型結(jié)構(gòu)體系，適用于多層及小高層住宅。
為了體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)越性，減輕結(jié)構(gòu)自重，外墻體一般采用輕質(zhì)復(fù)合板，與梁柱的連接方式，主要采用外掛式，也可采用內(nèi)嵌式。
內(nèi)墻材料一般可采用空心砌塊、加氣混凝土等輕質(zhì)填充材料，也可采用紙面石膏板，纖維石膏板、玻璃纖維增強(qiáng)水泥板、紙面稻草板。
樓板體系作為房屋的水平構(gòu)件，起著支撐豎向荷載和傳遞水平荷載作用。
因此樓板必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性，還要具有較好的隔音、防水和防火性能，同時(shí)宜盡量采用技術(shù)和構(gòu)造措施減輕樓板自重，并提高施工速度。
國外鋼結(jié)構(gòu)住宅普遍采用木版為樓層板，我國由于木材資源短缺，現(xiàn)階段主要采用壓型鋼板―現(xiàn)澆混凝土組合樓板、預(yù)制混凝土疊合板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、密排托架―現(xiàn)澆混凝土組合樓板、輕骨料或加氣混凝土樓板。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的屋頂依據(jù)屋面材料和屋面的結(jié)構(gòu)布置，可以做成平屋頂或是坡屋頂。
平屋頂即在鋼樓板層的基礎(chǔ)上只需將面層換做防水層材料或是彩色涂層牙型鋼板，并按要求設(shè)置一定的排水坡度和排水天溝。
坡屋頂?shù)臉?gòu)造一般是在鋼屋架上設(shè)置檁條，上鋪彩色涂層壓型鋼板或彩鋼板夾芯板，采用彩鋼夾芯板，色彩美觀，還具有一定的保溫隔熱效果，施工簡便，可以做到不滲水。
二、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的經(jīng)濟(jì)分析及應(yīng)用
鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，在使用功能、設(shè)計(jì)、施工以及綜合經(jīng)濟(jì)方面具有優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面。
1、設(shè)計(jì)制造周期短，設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體化
現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)借助于計(jì)算機(jī)和專業(yè)化結(jié)構(gòu)分析軟件，使得設(shè)計(jì)周期大大縮短;同時(shí)，由于鋼結(jié)構(gòu)具有工廠預(yù)制、現(xiàn)場安裝的特點(diǎn)，可以將前期設(shè)計(jì)和現(xiàn)場的生產(chǎn)手段相結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床結(jié)合，使設(shè)計(jì)人員在工作室中完成設(shè)計(jì)后，即由工廠的生產(chǎn)線完成產(chǎn)品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項(xiàng)目建設(shè)周期。
2、能夠合理布置功能區(qū)間
與傳統(tǒng)住宅建筑相比較，可以采用大開間柱網(wǎng)布置，使建筑平面利用非承重墻體靈活分隔室內(nèi)空間，形成開放式住宅。
同時(shí)，可以利用鋼結(jié)構(gòu)連接簡單的特點(diǎn)，在垂直平面內(nèi)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)能更好地應(yīng)用錯(cuò)層、躍層結(jié)構(gòu)。
由于鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件截面尺寸小，可以增加使用面積，提高使用率。
3、承載強(qiáng)度高，抗震性能優(yōu)越
相同的荷載，鋼結(jié)構(gòu)截面最小，相同的截面，鋼結(jié)構(gòu)承載力最大。
在抗震設(shè)防區(qū)，由于鋼結(jié)構(gòu)重量輕，其本身所受的地震作用小，且鋼材具有高延性，有較好的耗能能力;因此，抗震性能好，結(jié)構(gòu)安全度高。
4、綜合造價(jià)低
鋼結(jié)構(gòu)承載力高，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的大開間布置，構(gòu)件截面小，與砼結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)相比，自重比較輕，地基的處理比較容易，基礎(chǔ)型式簡單，可以降低基礎(chǔ)的造價(jià);鋼結(jié)構(gòu)施工機(jī)械化高的特點(diǎn)，減少了人工費(fèi)用和模板等其它輔助材料費(fèi)用。
從經(jīng)濟(jì)效益角度講，樓層越高，造價(jià)越低;規(guī)模越大，成本越小，6-7層的多層成本最高，但綜合效益十分可觀。
5、符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求
鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化、商品化程度高。
它能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)的成品集合在一起，實(shí)現(xiàn)綜合成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝一體化，提高住宅的產(chǎn)業(yè)化水平。
鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的拆除更容易實(shí)施，鋼材回收利用率高、拆除成本低、污染較小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
三、我國鋼結(jié)構(gòu)建筑基本情況
近年來，隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，鋼結(jié)構(gòu)住宅已由選擇試點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)發(fā)展為作為被建設(shè)部一種綠色環(huán)保建筑列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。
特別是在我國大中城市中，人多、土地資源少，而人們對(duì)住宅密度、環(huán)境綠地等要求越來越高的情況下，較大范圍應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅。
綜上所述，由于鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在我國住宅建設(shè)中得到逐步應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國已經(jīng)開始逐步走向成熟，隨著國家發(fā)展節(jié)能省地型住宅、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的戰(zhàn)略決策實(shí)施，作為節(jié)能省地型的新型住宅體系的鋼結(jié)構(gòu)體系，必將繼續(xù)迅速發(fā)展。
鋼結(jié)構(gòu)住宅代表了我國未來的住宅發(fā)展方向。
經(jīng)過這些年的發(fā)展，已具有相當(dāng)規(guī)模，形成了一批科研、設(shè)計(jì)、制造、施工、監(jiān)理等骨干企業(yè)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)基本建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，加上國家對(duì)推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展給予的政策上的重視和支持，相信鋼結(jié)構(gòu)住宅在未來必定有更加美好的前景。
參考文獻(xiàn)：
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鋼結(jié)構(gòu)住宅體系構(gòu)成【2】
鋼結(jié)構(gòu)住宅體系指的是主要承重構(gòu)件為鋼材，圍護(hù)及分隔構(gòu)件為新型輕質(zhì)墻體材料的住宅建筑體系。
1.結(jié)構(gòu)體系
鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系是由鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件為主的各承重構(gòu)件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)類型。
主要是梁柱組成的框架體系。
鋼結(jié)構(gòu)體系自重小，自振周期比較長，抗震能力好，但抗側(cè)移剛度小。
在風(fēng)荷載及地震的作用下，其層間側(cè)移與總側(cè)移無法符合規(guī)范要求，必須設(shè)置多種側(cè)向抗力體系。
抗側(cè)力體系由各框架間的連接支撐、剪力墻以及核心筒等構(gòu)成。
因此，鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系又分為：純鋼框架體系、鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系、鋼框架――剪力墻結(jié)構(gòu)體系、鋼框架――核心筒結(jié)構(gòu)體系、錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系。
住宅設(shè)計(jì)中選擇鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，應(yīng)遵循安全、便捷以及經(jīng)濟(jì)等原則，結(jié)合住宅的功能、模數(shù)以及后期維修等具體要求進(jìn)行，同時(shí)還需滿足住宅的使用功能，節(jié)約投資。
整體而言，純鋼結(jié)構(gòu)框架的構(gòu)件截面較大，影響平面空間尺寸;錯(cuò)列桁架體系中的桁架會(huì)影響到平面布置;鋼框架――支撐體系中的支撐構(gòu)件影響到立面門窗的布置;框架剪力墻中剪力墻的位置會(huì)影響到門洞與隔墻的布置;框架核心筒的圍護(hù)體系布置比較靈活，不受結(jié)構(gòu)限制，但是會(huì)有部分現(xiàn)場濕作業(yè)，施工比較復(fù)雜，施工速度慢。
因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)具體情況，選擇結(jié)構(gòu)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(jié) 構(gòu) 必 須 具 有 足 夠 的 剛 度 、 強(qiáng) 度 和 保 證 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 性 。
對(duì) 于 住 宅 建 筑 還 要 有 良 好 的 隔 聲 、 防 火 性 能 ， 同 時(shí) 要 考 慮 在 樓 板 內(nèi) 敷 設(shè) 管 線 的 空 間 。
各種樓板都會(huì)受限于梁的布置，梁露于室內(nèi)，減少了室內(nèi)的空間凈高，因此對(duì)于樓板厚度的研究十分有必要。
國外的鋼結(jié)構(gòu)住宅通常采用木板樓板層，這主要是由于鋼結(jié)構(gòu)對(duì)木結(jié)構(gòu)的可替代性，由于木材短缺以及與現(xiàn)行防火安全法規(guī)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(xiàn)澆樓板、壓型鋼板――現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合現(xiàn)澆樓板、雙向輕鋼密肋組合樓蓋、密排小桁架―現(xiàn)澆混凝土樓板、壓型鋼板干式組合樓板、預(yù)制加氣混凝土樓板
以上幾種樓板結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，從大范圍可分為復(fù)合式和單板式。
國內(nèi)已建的鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板體系大多為預(yù)應(yīng)力疊合板，是介于裝配式和現(xiàn)澆式中間的一種類型，反映了目前中國鋼結(jié)構(gòu)住宅正處在從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)建造方式向工業(yè)化生產(chǎn)方式過渡的改革時(shí)期。
樓板的跨度范圍通常為6～7m，預(yù)制加氣混凝土樓板由于其跨度較小，難以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)大跨度的優(yōu)勢，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板全部采用現(xiàn)場作業(yè)，壓型鋼板干式組合樓板與雙向輕鋼密肋組合樓板雖然實(shí)現(xiàn)了全部或部分的裝配化，但是樓板厚度較大，占用室內(nèi)空間凈高。
壓型鋼板――現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板與預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合現(xiàn)澆樓板這兩種樓板形式，由于跨度適宜，并且實(shí)現(xiàn)了部分裝配化，樓板厚度為200～300mm，因而成為我國目前應(yīng)用較廣的樓板體系類型。
3.圍護(hù)體系
常用的圍護(hù)體系有：幕墻體系、成品墻板體系以及砌塊系統(tǒng)。
其中，幕墻是最理想的鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)體系，目前已建成的許多鋼結(jié)構(gòu)建筑中都采用了幕墻系統(tǒng)。
但是由于造價(jià)問題，現(xiàn)階段幕墻體系無法在住宅中得到普及。
外墻圍護(hù)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(nèi)嵌于梁板或樓板的底部而構(gòu)成。
而外掛通常選取輕質(zhì)墻板，分為小板與大板。
填充砌塊的設(shè)計(jì)及施工比較容易，使用比較普及，掛板砌塊相對(duì)比較復(fù)雜。
砌塊系統(tǒng)是由各種材料制成的塊體砌筑而成的外墻圍護(hù)體系。
由于鋼結(jié)構(gòu)體系的框架承重特性，外墻圍護(hù)體系的砌體應(yīng)選用不承重的新型輕質(zhì)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(yīng)用最為廣泛，技術(shù)相對(duì)更加成熟。
板材型墻體可以定型化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)，適合于裝配式施工建造，更加符合工業(yè)化住宅發(fā)展的要求。
隨著我 國 建 材 工 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 以 及 大 量 引 進(jìn) 國 外 先 進(jìn) 的 建 材 產(chǎn) 品 生 產(chǎn) 線 ， 作 為 建 筑 物 外 圍 護(hù) 結(jié) 構(gòu) 的 墻 體 板 材 品 種 越 來 越 多 。
根 據(jù) 材 料 的 組 成 類 型 可 分 為 單 一 材 質(zhì) 墻 板 和 復(fù) 合 材 質(zhì) 墻 板 ; 根 據(jù) 生 產(chǎn) 加 工 及 施 工 建 造 工 藝 不 同 可 分 為 工 廠 預(yù) 制 墻 板 和 現(xiàn) 場 復(fù)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(jié)構(gòu)住宅技術(shù)體系實(shí)踐
我國近十年來，各地進(jìn)行了多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的工程實(shí)踐或工程示范，這些項(xiàng)目積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
通過對(duì)國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅實(shí)踐工程的體系構(gòu)成的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)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(yīng)用于高層住宅中。
我國目前的鋼結(jié)構(gòu)住宅中，樓板與圍護(hù)體系紛繁復(fù)雜，統(tǒng)計(jì)的18個(gè)項(xiàng)目使用了11種樓板，16種圍護(hù)材料。
這充分表明我國鋼結(jié)構(gòu)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(tǒng)設(shè)計(jì)思維的限制，這些項(xiàng)目大多沒有采用體系化的技術(shù)構(gòu)成及設(shè)計(jì)方法，多數(shù)沿用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，不能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。
結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用情況
5.小結(jié)
鋼結(jié)構(gòu)體系主要是一種采用大跨度、大開間的框架加抗側(cè)力體系構(gòu)成承重結(jié)構(gòu)，而可供采用的圍護(hù)體系、樓板體系類型多樣，各有優(yōu)勢。
圍護(hù)體系及樓板體系的選擇受到多種因素的制約與影響。
通過國內(nèi)近年來的工程實(shí)踐與示范項(xiàng)目調(diào)查，發(fā)現(xiàn)尚缺乏主要配套體系，尤其是板材類維護(hù)體系。
由此看出，圍護(hù)體系與樓板體系的工業(yè)化程度決定了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展水平。
同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)必須結(jié)合結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)體系、樓板體系等進(jìn)行綜合的考慮。
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)【3】
【摘要】本文主要圍繞著輕鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)工作展開分析，探討了輕鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的流程和步驟，分析了設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以及需要注意的地方，希望能夠?yàn)檩p鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提供參考。
【關(guān)鍵詞】輕鋼結(jié)構(gòu);住宅;框架結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)
一、前言
隨著建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的進(jìn)步，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)越來越流行，成為了當(dāng)前建筑行業(yè)廣泛使用的一種建筑結(jié)構(gòu)體系。
為了提高輕鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)使用效果，必須要分析其設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。
二、鋼框架結(jié)構(gòu)體系
鋼框架體系的主要受力構(gòu)件是框架梁、框架柱，它們通過鋼接共同抵抗豎向荷載和水平荷載。
框架節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)整體性的關(guān)鍵部位，許多震害表明節(jié)點(diǎn)往往是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的薄弱環(huán)節(jié)，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬于柔性結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)震作用下，由于彈塑性變形所產(chǎn)生的水平位移較大，框架結(jié)構(gòu)的自振周期長，自重小，地震荷載作用小，對(duì)抗震有利。
但另一方面，高層框架由于側(cè)向剛度小，在強(qiáng)震作用下的頂端水平位移和層間水平位移都過大，導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如填充墻、建筑裝修和設(shè)備管道等性破壞嚴(yán)重。
在地震過程中，這些非結(jié)構(gòu)性的破壞常常危及到生命財(cái)產(chǎn)的安全，而且震后的修復(fù)工作和投資往往也是很大的。
鋼框架體系在水平荷載的作用下產(chǎn)生水平位移，要滿足規(guī)范的要求必須增大框架的抗側(cè)力能力，框架體系的抗側(cè)力能力主要取決于梁、柱剛度，要提高框架體系中梁、柱剛度，只有增大梁、柱的截面面積，而梁、柱的截面過大會(huì)影響住宅的建筑布局和室內(nèi)空間，因此受水平位移限制的影響鋼框架體系的住宅一般都在10層以下。
三、鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的原則
針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑穩(wěn)定問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們必須遵循以下幾個(gè)原則：
1、結(jié)構(gòu)整體布局必須考慮整個(gè)體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求。
目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計(jì)的，如桁架和框架都是如此。
為保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來解決，亦即設(shè)計(jì)必要的支撐構(gòu)件。
這就是說，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計(jì)算必須和結(jié)構(gòu)布局相一致。
2、結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和計(jì)算方法所依據(jù)的簡圖相一致，這對(duì)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要。
目前在設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分析而是代之以框架柱的穩(wěn)定計(jì)算。
在采用這種方法時(shí)，計(jì)算框架穩(wěn)定時(shí)用到的柱計(jì)算長度系數(shù)，自應(yīng)通過框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計(jì)算等效力框架穩(wěn)定計(jì)算。
然而，實(shí)際框架多種多樣，而設(shè)計(jì)中為了簡化計(jì)算工作，需要設(shè)定一些典型條件。
四、輕鋼結(jié)構(gòu)體系的主要類型
針對(duì)低、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的需求，當(dāng)前主要采用的幾種典型輕鋼結(jié)構(gòu)體系類型包括以下幾類：
1、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系
這種結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件采用薄鋼板冷彎成為C形、Z形、U形等結(jié)構(gòu)件，能夠的按度使用，同時(shí)也可以組合使用由于各個(gè)桿件之間的連接采用自攻螺釘進(jìn)行連接，因此這種鋼結(jié)構(gòu)體系節(jié)點(diǎn)的剛性難以得到保證，其抗側(cè)能力較差，通常只適合于1～2層的低層建筑或者是別墅
2、框架結(jié)構(gòu)體系
當(dāng)前，框架結(jié)構(gòu)體系廣泛的應(yīng)用在多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)當(dāng)中由于其縱向與橫向都設(shè)置有鋼制框架，且門窗的設(shè)置較為靈活，能夠提供空間較大的開間，利于住戶的二次設(shè)計(jì)，能夠很好的滿足多種生活需求鋼框架結(jié)構(gòu)體系在設(shè)計(jì)的過程中充分考慮到了樓蓋的組合作用，并將之應(yīng)用到多層建筑當(dāng)中，能夠很好的滿足建筑的抗側(cè)需求但是，由于當(dāng)前框架柱主要以H型鋼為主，其軸向的梁柱連接剛度不足，所以在設(shè)計(jì)施工過程中需要予以謹(jǐn)慎處理
五、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、純框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)
純框架結(jié)構(gòu)體系是鋼結(jié)構(gòu)住宅的基本體系，不設(shè)置柱間豎向支撐，可以采用較大的柱距和獲得較大的使用空間，結(jié)構(gòu)自振周期長，對(duì)地震作用不敏感，有很好的延性。
框架的梁柱連接應(yīng)該采用剛接節(jié)點(diǎn)，以便形成抵抗風(fēng)荷載以及水平地震作用的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。
對(duì)于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的一些次要的構(gòu)件，如局部的平臺(tái)及樓梯間等的梁柱節(jié)點(diǎn)，也可以采用鉸接連接而不形成抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，這樣既可以簡化連接構(gòu)造和靈活布置，且由于僅承受豎向荷載，使構(gòu)件截面尺寸相應(yīng)減小。
鋼框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較柔，在風(fēng)荷載和水平地震作用下，將產(chǎn)生較大的水平位移。
雖然強(qiáng)度也是設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重要條件，但是，一般情況下，由于鋼材這種材料的高強(qiáng)度和很好的柔韌性，只要滿足了《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對(duì)結(jié)構(gòu)層間位移限值的要求，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度要求一般也可以滿足，結(jié)構(gòu)的剛度會(huì)在設(shè)計(jì)中起決定作用。
目前，框架體系多用于2～3層的商場、別墅、住宅等建筑。
2、框架中心支撐體系的設(shè)計(jì)
當(dāng)框架體系層數(shù)較多時(shí)，由于側(cè)向作用力的增大，使得梁柱等構(gòu)件尺寸也相對(duì)較大，失去其經(jīng)濟(jì)合理性。
這時(shí)宜增設(shè)支撐，形成框架支撐體系。
中心支撐體系包括十字交叉支撐、單斜桿支撐、人字形或V形支撐。
K形支撐的交點(diǎn)位于柱中，地震時(shí)，因受壓斜撐屈曲或受拉斜撐屈服引起較大的側(cè)向變形，柱容易首先破壞，因此地震區(qū)很少采用。
單斜桿支撐應(yīng)該在結(jié)構(gòu)中相向?qū)ΨQ布置，并且每層中不同方向斜桿的截面面積在水平方向的投影，相差不得超過10%。
交叉支撐和人字形支撐在彈性工作階段，具有較大的剛度，層向變形小，能很好地滿足正常使用的功能要求。
交叉支撐在往復(fù)荷載作用下，桿件的屈曲變形只在交叉節(jié)點(diǎn)的一側(cè)發(fā)展，其滯回曲線呈反S滑移形。
隨著循環(huán)次數(shù)的增加，其承載力下降多次循環(huán)后承載力趨于穩(wěn)定，最后因低周疲勞而破壞。
按支撐僅能承受拉力設(shè)計(jì)的中心支撐鋼框架，其受力性能較差，抗震結(jié)構(gòu)不宜采用。
同時(shí)承受拉壓的支撐，通過受壓屈曲或者受壓屈曲和受拉屈服來耗散能量，從而構(gòu)成較復(fù)雜的滯回性能。
人字形或V形支撐的滯回性能同樣呈反S滑移形。
與剛度較大的橫梁相連的人字形支撐體系，在首次達(dá)到水平極限荷載后，有明顯的承載力下降現(xiàn)象，但降幅不大。
而與有限剛度橫梁相連的人字形支撐體系，在往復(fù)荷載作用下，承載力下降幅度甚大，只有原來的40%左右，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該特別注意。
這種體系在設(shè)計(jì)時(shí)，人字形支撐橫梁應(yīng)該有足夠的剛度，使其在受壓支撐屈曲后橫梁不至彎折。
3、框架偏心支撐體系的設(shè)計(jì)
偏心支撐框架(EBF)是指支撐偏離梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)框架，是近二十年來發(fā)展起來的抗震結(jié)構(gòu)。
這種體系有很好的剛度，有極好的耗能能力以抵抗大的地震作用。
它比框架中心支撐體系和純框架體系，有相對(duì)較小的側(cè)向位移和更均勻的層間分布。
由于偏心支撐具有非常有效的控制變形能力，使得偏心支撐框架比純框架節(jié)省鋼材25%～30%，比中心支撐框架節(jié)省鋼材18%～20%。
設(shè)計(jì)EBF有三個(gè)變量：支撐形狀、耗能梁段長度和耗能梁段的截面特性。
一般先初選一個(gè)結(jié)構(gòu)外形，根據(jù)抗剪設(shè)計(jì)的近似計(jì)算，選擇耗能梁段的長度和截面，然后用彈性分析程序算出房屋自振周期、底部剪力、剪力沿高度的分布、結(jié)構(gòu)彈性位移和框架構(gòu)件的內(nèi)力分布等，對(duì)支撐和柱進(jìn)行合理優(yōu)化。
六、結(jié)束語
總而言之，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)一定要更加科學(xué)合理，結(jié)合輕鋼結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，以及現(xiàn)代住宅的設(shè)計(jì)需要，制定合理的施工方案，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。
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