钢结构住宅结构体系介绍

2022/10/271第14章建筑工业业化钢结构住宅1.概述2.钢结构住宅的的结构体系3.钢结构住宅维维护结构构造造4.钢结构的防腐腐和防火第一章绪绪论1.1钢结构的特点点和应用1.1钢结构的特点点和应用1.轻质高强，塑性、韧韧性好★2.材质均匀，性性能稳★3.制作简便，施施工工期短★★4.密闭性好5.耐腐蚀性差6.耐热不耐火★1.1.1钢结构的特点点轻质——材料的质量密度与强度的比值小Q235钢C30混凝土轻质高强Q235钢密度：7850kg/m3强度：235N/mm2C30混凝土密度：2450kg/m3强度：14.3N/mm22.塑性、韧性好好塑性和韧性是是概念上完全不同的两个物理量量塑性——承受静力荷载时，材料吸收收变形能的能能力。塑性好，会使结构一一般情况下不不会由于偶然然超载而突然断裂，给给人以安全保保证韧性——承受动力荷载时，材料吸收收能量的多少少。韧性好，说明材料具具有良好的动动力工作性能能。3.耐热不耐火100℃以内，强度无影响响150℃以上，必须进行遮遮挡处理600℃左右，钢材进入塑塑性，无承载载能力措施：防火涂料、、防火漆、外外包混凝土return第一章绪绪论1.1钢结构的特点点和应用1.1.2钢结构的应用用范围（1）重：重工业厂房★（2）大：大跨度结构★（3）高：高层建筑、高高耸结构★（4）动：受动荷载作用用的厂房（5）轻：荷载较小的轻轻钢结构★（6）小：小型、可拆装装的结构return第一章绪绪论1.2钢结构的建造造过程和内在在缺陷1.2钢结构的建造造过程建造的两个主主要步骤：工厂制造、工工地安装一、工厂制造造的工序：钢材的验收、、整理、保管管按图放样加工如切割、、冲孔等构件整平构件装配变形矫正除锈涂漆二、工地安装装的工序：现场的扩大拼拼装子结构吊装就就位精确就位后固固定第一章绪绪论1.5钢结构的发展展1.3钢结构的发展（1）高性能钢材的研究与应用用（2）设计方法的改进（3）稳定理论的进一步发展展（4）预应力钢结构构的研究与应用用（5）空间钢结构与高层钢结构的研究与应用用（6）组合结构的研究与应用用2.1多、高层钢结结构的特点世界上第一幢幢高层钢结构构是美国芝加加哥的家庭保保险公司大楼楼(10层，高55m)，建于1884年。20世纪开始，钢钢结构高层建建筑在美国大大量建成，最最具代表性的的有：l02层、高381m的纽约帝国大大厦(图9.1.1)110层、高411m的世界贸易中中心目前世界上最最高的钢结构构建筑为110层、高443m的芝加哥西尔尔斯大厦(图9.1.2)。图9.1.1图9.1.2我国现代高层层建筑钢结构构自80年代中期起步步，第一幢高高层建筑钢结结构为43层、高165m的深圳发展展中心大厦厦（图9.1.3）。此后，，较具代表表性有：44层、高144m的上海希尔尔顿饭店60层、高208m的北京京广广中心81层、高325m的深圳地王王大厦（图图9.1.4）88层、高420.5m的金茂大厦厦1998年底，我国国颁布《高层民用建建筑钢结构构技术规程程》（JGJ99—98）。图9.1.3图9.1.4图9.1.5钢结构住宅宅高层钢结构构建筑的特点主要表现在在：(1)自重轻(2)抗震性能好好(3)有效使用面面积高(4)建造速度快快(5)防火性能差差2.2高层建筑钢钢结构的结结构体系常用的高层层建筑钢结结构的结构体系主要有：框架结构体体系框架—剪力墙结构构体系框架—支撑结构体体系框架—核心筒结构构体系及筒筒体体系(1)框架结构体体系纯框架结构构一般适用用于层数30的高层钢结结构，如图图9.1.5。框架结构的的平面布置置灵活，可可为建筑提提供较大的的室内空间间，且结构构各部分刚刚度比较均均匀。框架架结构有较较大延性，，自震周期期较长，因因而对地震震作用不敏敏感，抗震震性能好。。但框架结结构的侧向向刚度小，，由于侧向向位移大，，易引起非非结构构件件的破坏。。图9.1.5(2)框架—剪力墙结构构体系在框架结构构中布置一一定数量的的剪力墙可可以组成框框架—剪力墙结构构体系，如如图9.1.6。这种结构以以剪力墙作作为抗侧力力结构，既既具有框架架结构平面面布置灵活活、使用方方便的特点点，又有较较大的刚度度，可用于于40～60层的高层钢钢结构。剪力墙按其其材料和结结构的形式式可分为钢钢筋混凝土土剪力墙、、钢筋混凝凝土带缝剪剪力墙和钢钢板剪力墙墙等。图9.1.6(3)框架—支撑结构体体系框架—支撑结构体体系由沿竖竖向或横向向布置的支支撑桁架结结构和框架架构成，是是高层建筑筑钢结构中中应用最多多的一种结结构体系，，一般适用用于40～60层的高层建建筑。它的特点是是框架与支支撑系统协协同工作，，竖向支撑撑桁架起剪剪力墙的作作用，承担担大部分水水平剪力。。在罕遇地地震中，若若支撑系统统破坏，尚尚可内力重重分布由框框架承担水水平力，即即所谓两道道抗震设防防。支撑应沿房房屋的两个个方向布置置，狭长形形截面的建建筑也可布布置在短边边。设计时时可根据建建筑物高度度及水平力力作用情况况调整支撑撑的数量、、刚度及形形式。支撑一般沿沿同一竖向向柱距内连连续布置，，见图9.1.7(a)。这种布置置方式层间间刚度变化化较均匀，，适合地震震区；当不不考虑抗震震时，若立立面布置需需要，亦可可交错布置置，图9.1.7(b)；在高度较较大的建筑筑中，若支支撑桁架的的高宽比太太大，为增增加支撑桁桁架的宽度度，亦可布布置在几个个跨间，图图9.1.7(c)。图9.1.7(a)(b)(c)(4)框架—核心筒结构构体系若将框架—剪力墙结构构体系中的的剪力墙结结构设置于于内筒的四四周形成封封闭的核心心筒体，而而外围钢框框架柱柱网网较密，就就形成了框框架—核心筒体系系，见图9.1.8。这种结构形形式近年来来被大量采采用，中心心筒既可采采用钢结构构亦可采用用钢筋混凝凝土结构，，核心筒体体承担全部部或大部分分水平力及及扭转力。。楼面多采采用钢梁、、压型钢板板与现浇混混凝土组成成的组合结结构，与内内外筒均有有较好的连连接，水平平荷载将通通过刚性楼楼面传递到到核心筒。。图9.1.8(5)筒体结构体体系筒体结构是是超高层建建筑中受力力性能较好好的结构体体系，适用用于90层左右的高高层钢结构构建筑。筒筒体结构由由内外两个个筒体多个个筒体结构构组合而成成，前者称称筒中筒体体系，见图图9.1.9(a)，后者称束束筒体系，，见图9.1.9(b)。各个筒体体共同抵抗抗水平力，，具有很好好的空间整整体作用。。图9.1.93.1日本装配式钢结结构住宅50天施工过程程第一日堪察现场第二日维护现场，，拆除旧房房第十日基础完成第二十日房屋单元安安装完毕第二十五日日门窗安装完完毕，内墙墙安装完毕毕、石膏板板安装完毕毕天棚、地面面开始制作作第三十日室内外装修修基本完毕毕第三十五日日电器、洁具具、上下水水管道安装装调试完毕毕第四十三日日班组自行检检查调整第四十八日日公司检查第四十九、、五十日使用说明介介绍完工后的室室内完工后的外外观return框架节点连连接柱内隔板设设置武汉赛博园园一期工程程返回3.2钢结构节点点图支撑节点图图返回钢结构节点点图外包柱脚节节点图返回钢结构节点点图工程概况武汉赛博园园一期工程程于2006年10月设计完成成，目前已已建成并交交付使用，，情况良好好。该工程程为板式中中高层（地地上11层）钢结构构住宅楼，，套型按经经济适用房房现行标准准控制；一一期工程由由独立的6栋住宅楼组组成，总建建筑面积6.55万平米；工程照片：工程概概况结构概概况：：结构开开间为为6.6m，跨度度5.1m+6.3m，属平平面规规则建建筑体体系；；层高高2.9m，室内内外高高差0.6m，房屋屋高度度32.5m；阳台台为凹凹阳台台，设设置在在钢结结构体体系内内。基基本风风压w0=0.35kN/m2；抗震震设防防烈度度为6度，设设计基基本地地震加加速度度0.05g，建造造于II类场地地上，，设计计地震震分组组为第第一组组。规划与与建筑筑设计计赛博园园一期期工程程总用用地面面积2.46ha，一期期住宅宅面积积55364.4m2，容积积率2.424，建筑筑密度度29.3%，绿地地率44.3%，各指指标均均满足足规范范及当当地规规划部部门的的要求求。规划鸟鸟瞰图图如图1。