钢结构住宅范文1
Abstract： With the continuous increase of the national "new rural construction" investment， promotion of steel structure in 13th Five-Year planning provides a rare opportunity for the development of steel structure residential buildings in rural areas. The curtain on the rural housing market has been opened， and the steel structure house is one of the indispensable protagonists. The author hopes that the rural steel structure house can be combined with the rural financial development， so as to help farmers build a better home and stay in the beautiful "homesickness".
关键词：农村钢结构；融资；新农村建设
Key words： rural steel structure；financing；new rural construction
中图分类号：F038.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）23-0240-02
1 钢结构住宅较传统农村住宅值得关注的优点
设计可以更加灵活，钢结构住宅其净使用面积较传统农村住宅更大。由于型钢比混凝土及砖结构具有更好的承载性能，设计上可以布置大开间、大柱距的形式，相对于传统的农村住宅，钢结构住宅的开间布置可以更加适合农民生产及生活需要，且其净使用面积较传统农村住宅来说可以提高5%～8%，得房率更高。
钢结构住宅的采光性较之传统农宅来说优势更加明显。在钢结构住宅中，其梁柱及需要的承重墙相较于传统住宅来说，其截面积更小。这就为布置更多的窗户提供了更多的可能空间，无疑大大提高了钢结构住宅的采光性能。
信息化程度高，工厂制造及现场吊装所用时间短。钢结构住宅的设计、制造和安装符合工厂化及信息化的趋势，由于计算机技术的飞速发展，使得工业化生产和计算机技术可以有效的结合，实现钢结构住宅设计、生产、施工安装信息化，具有极高的效率和精确度，可缩短工期1/2～1/3。
钢结构住宅有更好的安全性，由于钢材具有高延性的特点，大大提高了钢结构住宅的抗震能力，从而使钢结构住宅的安全可靠性得到了很大的提升。
由于钢结构住宅自重轻，约为混凝土结构的一半左右。结构自重轻，可以大大降低钢结构住宅的基础造价，在一些土地区，其基础造价降低的尤为明显，可以有效降低钢结构住宅的综合造价。
钢结构住宅有利于施工现场“干作业”，减少施工现场污染。钢结构住宅所用的材料主要是绿色、可回收及易降解的材料。在拆除时，可进行再利用，因此符合循环经济发展的要求，有利于人类社会的长远发展。
钢结构住宅可以充分发挥建筑师的想象力，更好地展现设计美学，钢结构构件在工厂预制后现场吊装的特点，可以减少钢筋混凝土施工中对特殊形状构件的施工难度，建造出更加美观实用的建筑。
钢结构住宅的可改造性更好。由于钢结构优良的受力性能，在农村钢结构住宅体系中往往可以采用大开间布置，这既为建筑师设计提供了回旋余地，又为以后使用者根据不同用途改变结构提供了更多的可能性。由于我们在这里强调的是在农村推广钢结构住宅体系，针对我们的特定消费群体――农民来说，这点尤为重要，因为农民建宅的目的之一就是要把宅子传承给自己的儿女，对于农民来说希望一套宅子能在更长的时间跨度内为自己及后代服务。而这个时间跨度往往达到几十年甚至上百年，在这么长的时间跨度内，用户一定会对住宅建筑平面布置上或多或少的有一些改变的需求，这对农村住宅在建筑平面的灵活布置上提出了更高的要求。而钢结构住宅相较于传统农村住宅来说，这方面的优势无疑是十分巨大的。
尽管钢结构住宅一次性投入相对传统农村住宅较高，但从全生命周期造价看，钢结构住宅具有优势。我国传统农宅由于缺乏设计建造的管理，造成使用周期较短。而钢结构预制化程度高，使用寿命长，虽然初期造价较贵，在全寿命周期过程中性价比基本与传统农村住宅相近。目前钢材价格较前几年已有很大跌幅，此时正是推广农村钢结构住宅的绝佳机会。
2 推广农村钢结构住宅融资的原因
笔者认为对农村钢结构住宅进行融资其原因如下：
钢结构住宅范文2
关键词:钢结构住宅;优越性;设计原则;发展
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。
据资料显示：2002年3月，一座高达18层、采用H型钢建造的钢结构住宅楼在安徽省马鞍山市动工建设。它是我国住宅产业从钢筋混凝土跨进钢结构模式的重要标志。上海同时有6幢钢结构高层住宅在建设，最终他们将建到100米、34层，这在国内还是首次。北京住宅也启用了钢结构，位于朝阳区十里堡的晨光家园B区，全部采用H型钢钢梁、钢柱。2002年9月开盘的北京金宸公寓，填补了国内高层住宅钢结构体系建筑的空白，同时也标志着我国住宅的开发和建设已步入了全新的钢结构住宅体系时代。
一、钢结构住宅体系
住房的建筑形式和风格千差万别，但就结构体系（支撑骨架）而言，只有砖混结构，木结构、钢筋混凝土结构和钢结构等几种主要的结构形式。随着国家对环境保护意识的认识不断加深，对木材和粘土已经提出限制、限时使用，现阶段我国住宅建筑的主要结构形式主要以钢筋混凝土框架为主，但该结构施工烦琐、施工垃圾多且结构自重大，进深和开间相对较小，梁、柱粗大，空间利用率较低，这些缺点在一定程度上无法满足条件越来越高的住宅建筑的功能要求。因此，开发坚固耐久，建造迅速，空间布置灵活，易于改建的新型住宅结构体系，成为住宅建筑和结构发展的重要趋势。随着我国钢产量的快速增长及新型建材的发展和应用，符合上述要求的钢结构住宅体系逐步发展起来并引起了广泛的关注。
所谓的钢结构住宅体系就是指由维护墙体、隔断墙体、楼板与主体钢结构共同组成的住宅体系。住宅钢结构是指纯钢结构（钢框架或框架—支撑）体系，介于高层钢结构（钢框架或钢框架—混凝土剪力墙）体系与冷弯薄壁型钢结构（Z、C等轻型钢结构）体系之间的多层钢结构住宅体系。
二、现代钢结构的建筑特点
（一）预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短
钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本；并且加快了施工速度，使工期能够缩短40%以上，从而加快了房地产开发商的资金周转速度，使建筑能更早投入使用。
（二）建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化
在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体，构件，节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化并创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。北京2008年奥运会国家体育场投标方案中有许多方案都体现了钢结构建筑的这一特点。例如清华大学建筑设计院设计的可开合式方案，在体育场大屋面的中央设置两个半圆型的玻璃顶面，同时相对旋转、平行滑动完成大屋面的开合；又如中国建设设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一；还有日本朱式会设建筑事务所设计的折叠式方案，屋顶由悬臂的钢架结构支撑，可在30分钟内完成开闭的动作，确保全年比赛及活动不受天气影响。
（三）能够满足超高度和超跨度的要求
钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石，混凝土，木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过1000米的超大穹顶与高度超过1000米最高至4000米的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求，使这在型建筑成为樗性建筑，比如日本东京后园棒球场屋盖是钢索与气承膜组成的索膜结构，面积达28000平方米，英国政府为迎接21世纪而兴建的樗性建筑伦敦千年穹顶大型综合性展览建筑也是索膜结构体系，其穹顶直径达到320m。
（四）原材料可以循环使用，有助于环保和可持续发展
发展钢结构对于资源，能源都非常短缺的我国意义尤为重大，因为中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，边角料也有价值，不需要制模施工。目前国际上引人瞩目的新型住宅品引入我国，其环保节能的特点主要体现在两个方面：
1、该类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统，温度变化小，热损失低。不论冬夏，都具有舒适当居住环境。室外零摄氏度时，室内仍可以保持17摄氏度以上；以室外温度达到30摄氏度的情况下，室内温度仅为21摄氏度左右。
2、与砖混结构住宅相比，可节能60%以上，冬夏季空调设备可节约耗电30%以上，结构的废旧利用为100%，与砖混结构比较，同样楼层净高条件下，钢结构维护墙体面积小，节约空调所需能源，减小维护费用。
三、钢结构住宅设计的原则及问题对策
（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。
（三）钢结构住宅设计中应注意的问题及对策
1、钢结构住宅建筑要以建设计为主导，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。特别是在多雨的地区，防腐、防锈工作处理的好坏直接影响到钢结构住宅的推广。超级秘书网：
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因地之宜、工作化生产、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。
结构抗震性能与结构布局规则性有很大关系。结构布局不规则，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。
住宅钢结构的平面布局应力求规则、对称。住宅钢结构常见的布局不规则，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。
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。
5、钢结构住宅的造价是房地产开发商最关心的问题。钢结构住宅应定位于中、高档住宅，钢结构住宅建筑是一项系统工程，应从设计、制造、运输、安装、维修和管理等环节着手加强管理和协调，从而达到降低成本，提高综合经济效益的目的。
四、钢结构住宅发展前景
住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路，因为这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于实现工业化生产，标准化制作，而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必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前途。
钢结构建筑的科技含量很高，结构本身往往就是建筑表现，钢结构的表现与工艺不仅是实现形象构思的必要手段，而且对建筑形象的影响极为显著，这就决定了结构构思是形象构思成功与否的关键所在。科学技术的进步，审美观的改变必然使得钢结构建筑不断地去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们所提倡的是：抛开风格要素，从结构理性主义出发，从现代的和传统的从多风格流派中吸取精华，创造出技术和艺术有机融合的钢结构精品建筑。
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.
钢结构住宅范文3
关键词:低层住宅 轻钢龙骨 结构体系 设计
1概述
随着我国城镇化进程的快速发展，必将兴建大量的低层及多层住宅。传统上，这些建筑都采用砌体结构，其施工便捷，造价低廉，易于取材。但其缺点也是显而易见的，砌体结构抗震性能差，破坏环境，这与我国现有的国情及国策相违背。我国钢产量的迅速提升，为在低层住宅中采用钢结构提供了基本保证。
1．1轻钢住宅的优点
轻钢住宅一般指以冷弯薄肇型钢，轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢、薄钢板、薄钢管及以上各构件拼接、焊接而成的组合构件为主要受力构件，大量采用轻质隔离材料的低层和多层钢结构。与传统结构相比，轻钢住宅具有如下优点：
1)强度高，自重轻，抗震性能高；
2)施工速度快，建设工期短；
3)便于工业化、定型化生产；
4)建筑空间布置灵活，能满足不同住户对住宅的多种功能要求；
5)有利于环保。
1．2轻钢住宅结构体系
1)框架结构。这种体系在低层钢结构住宅中较早得到应用，它构造简单，施工速度快，技术难度小，同时由于低层住宅对水平荷载的要求不高，避开了框架结构弹性刚度差的缺点；梁与柱之间的连接采用刚接，各部分刚度分布均匀。
2)框架支撑结构体系。这种体系是框架结构的延伸，为了增强结构的侧向刚度，减小层间位移，在框架的基础上增加支撑，从而提高了结构的整体刚度，增强了抵抗水平风荷载和地震作用的能力。它的应用范围很广泛，在国外很早就开始应用。
3)轻钢龙骨体系。这种体系是随着钢结构技术的不断成熟而产生的，从目前国外已经应用的轻钢龙骨结构体系来看，它主要分为：冷弯薄壁型钢格构式结构体系和热轧型钢组成的龙骨结构体系。冷弯薄壁型钢格构式结构体系的主承重结构是将工厂预制的冷弯薄壁型钢(C型或z型)在施工现场用螺栓连接形成结构骨架，再封上墙板、楼板、屋面板形成整体住宅，主要在低层住宅中应用，它又分Balloon式和Platform式格构体系。两者的区别是Balloon中的墙支柱在楼板连接处不间断，而Platform式中的墙支柱在楼板连接处断开，上一层的墙支柱支承在下一层的楼板上。轻钢龙骨结构体系在欧洲和北美洲较为成熟并大量应用于低层钢结构住宅。轻钢龙骨结构使钢结构住宅的优点更加突出：高强、自重轻、抗震性能好、可随意拼接、耐久、工业化生产和施工安装速度快等，具有较好的综合经济效益，被广泛
地应用于现代低层钢结构住宅中。
2低层轻钢骨架住宅的设计
本文所提及的低层轻钢骨架住宅，主要是指Platform式格构体系。在欧洲及北美地区，此体系大量应用于三层及以下的住宅中，并且由于具有完善的设计表格，其设计、施工都相当简单、便捷；在我国，轻钢骨架住宅处在推广阶段，其设计方法以参考国外规范及设计表格为主。
2．1轻钢骨架房屋受力特征分析
Platform式格构体系轻钢骨架的构成要素是龙骨一面一体；每一个体完成一个或数个建筑功能，体与体从受力体系上看，轻钢骨架房屋的竖向分体系
是以龙骨为特征的柱、梁；水平分体系是以夹板为特征的楼板、墙；荷载的传递路线如图1所示(此处，楼板作为刚性楼板，起到将水平荷载在各抗侧力构件间按刚度进行分配的作用)。之间不应有结构上的交叉。
从受力特征上看，轻钢骨架房屋属于剪力墙结构体系。传统的剪力墙是由混凝土浇筑或由单块砌块砌筑而成；而轻钢骨架中的剪力墙是由龙骨、夹板及螺钉连接而成，通过螺钉的连接，保证了龙骨与夹板的共同作用。在这个体系中，柱和墙是无法截然分开的，很难弄清楚在承受竖向荷载或是水平荷载的过程中，墙板和柱各分担了多大比例；但是，有理由相信，有夹板的柱子，其承受竖向荷载的能力要高于没有夹板的柱子，而有了龙骨的墙体，其承受水平荷载的能力也高于没有龙骨的夹板。
从连接上看，轻钢骨架房屋的连接均为柔性连接，每个连接点、每个构件，所允许的变形能力都足够的大，而且，由于连接点很多，单个连接点的失效对结构的整体性能是微乎其微的，这样的结果使得在地震及特殊情况下，其倒塌概率很低；对抗震非常有利。
2．2轻钢骨架房屋设计过程分析
在我国，由于缺乏必要的设计表格及设计软件，所以，设计基本上依赖于国外图标及规范标准。由于国外标准与我国规范的差异性，其设计文件在我国是901―不合法的，我国虽然已在《钢结构住宅》中对轻钢骨架房屋有所提及，但对于与图集有出入的建筑，仍然无法得到合理的设计。此处，笔者试图利用我国现有的设计规范，对轻钢住宅进行合理、安全的设计。
2．2．1基本假定
1)楼板在平面内是刚性的；
2)竖向荷载由龙骨单独承担，夹板为其平面外稳定提供保证；
3)水平荷载由墙体单独承担；墙体平面外刚度不予考虑；
4)水平荷载产生的弯矩由墙体端部龙骨通过拉压作用承担。
2．2．2设计原则
1)保证各面内竖向龙骨的相互对应，确保竖向荷载的传递路线；
2)水平龙骨(梁)与竖向龙骨相互对应，在自身平面内形成铰接框架体系；
3)地震荷载采用底部剪力法进行计算。
2．2．3设计方法
有了上述假定及基本原则，就可以根据我国的相关规范进行设计。
竖向龙骨的设计：竖向龙骨按轴压柱进行设计。在龙骨位置，螺钉距离一般要求小于300 mm，根据AISI设计标准，其计算长度可取2倍的连接件距离，即600mm；在强轴方向，其计算长度即为龙骨长度。
水平龙骨的设计：水平龙骨按照梁进行设计。由于有夹板密铺在梁的上方，设计中可以不考虑梁的稳定性；对于屋顶梁在风吸力作用下的设计，若龙骨下翼缘无铺板，应考虑其扭转屈曲，以防止其侧向失稳。
墙体的设计：墙体(均指承重墙体)要承担由楼板分配来的水平荷载，如同其他的结构体系一样，对墙体长度及开洞大小有一定的要求。当墙体开洞较大时，应不考虑该墙体的水平承载力，此时可采用单柱承受竖向载荷(摇摆柱)；墙体距离应满足规范要求，以确保刚性楼板的假定。对于开洞墙体，可以假定墙体有效高度等于总高度减去平行于受力方向的所有洞口或非结构板尺寸的总和。对于墙体所能承受的剪力，我国规范尚无具体规定，在AISI标准中，采用5398N／m的允许荷载来确定剪力墙的要求；上述承载能力是在如下前提下得到的：
1)骨架中心距610mm；
2)龙骨型号为C89×41×10×0．84；
3)天地龙骨型号为U89×32×0．84；
4)骨架螺钉8号，长16mm圆头自钻螺钉；
5)覆盖螺钉8号，长25．4mm自钻平头、粗牙螺纹，边缘螺钉中心距为152 mm或中间螺钉305mm；
6)安全系数2．5；
7)夹板为11 mmAPA级OSB板。
边缘构件的设计：在整个蒙皮体系(墙体，楼板)中，边缘构件的设计及构造是非常重要的，这是因为荷载在蒙皮面内将产生剪力和弯矩，剪力在墙体设计中已经得到解决，弯矩则由端部边缘构件的拉压作用进行平衡；在抗震设计中，边缘构件的设计可以根据墙体所能承受的最大剪力进行设计，确保边缘构件的安全性。
连接的设计：连接采用自攻螺钉连接，螺钉承受剪切力和拉力。
3低层轻钢住宅在我国的推广及应用
3．1轻钢住宅推广的必要性
由于采用了较薄的钢板，并且充分利用了蒙皮效应和钢构件的屈曲后强度，用钢量为30～40 kg/m2；而且，其优秀的抗震能力使其非常适合在我国应用，尤其在广大的农村地区；而我国传统的砖石结构，虽然造价低廉，但其抗震能力较差，同时对耕地破坏严重，这与我国可持续发展的国策是相违背的；而推广轻钢住宅，可以有效地解决上述问题。
3．2推广轻钢住宅所面临的问题
在我国，推广轻钢住宅仍然面临许多难点，主要有以下几个方面：
1)缺乏必要的规范及设计表格，设计难度大；
2)缺乏与之配套的造价低廉的结构板材；
3)民众的可接受程度有待提高。
钢结构住宅范文4
关键词：高层钢结构 住宅结构 钢框架 交错桁架 维护体系
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
1、高层钢结构住宅结构体系的特点
和传统的结构比较，高层钢结构住宅体系具有如下特点：首先具有优越的抗震性能和较高的承载强度。相同大小的荷载作用时，高层钢结构构件具有最小的截面，而截面大小相同时，钢结构构件能承受最大的承载力。在一些抗震设防地区，钢结构体系相比钢筋混凝土体系具有延性好、强度高、塑性变形能力强、自重轻和耗能能力强等一些优点，抗震性能也较为优良，因此使得住宅的可靠安全性大大提高。其次，高层钢结构体系能够进行功能区间的合理布置。传统的住宅结构体系因为材料特点的限制，空间布置也受到了限制，而高强度的钢材所做成的钢结构体系重量较轻，能够形成复杂的大跨度结构，从而在施工中建筑师可以灵活的进行隔断，使得住宅内的空间布置较为自由。接着，钢结构体系的具有较大的有效使用面积。在相同柱距的前提下，钢结构住宅体系因为具有跨度大、刚度大、强度高等特点，梁柱截面的面积较小，因而在建筑总面积中钢结构体系所占用的面积较小，因此建筑的有效使用面积相应增加。最后，钢结构具有较小的自重和较低的综合造价。钢结构较小的重量使得吊装和运输费用大大降低，相应的基础负载也大大减少，从而使得工程造价中的基础造价大幅度降低。钢结构同时具有较短的施工周期和较快的施工速度，使得模板费用和人工费等相应减少。另外，钢结构住宅体系具有良好的节能效果，传统的粘土砖被新型的标准化节能预制墙板所替代，因此钢结构建筑具有较好的保温性能。
2、高层钢结构住宅结构体系分析
2.1 钢框架住宅结构体系
钢框架住宅结构体系是高层钢结构住宅体系中最常见的一种，通常状况下，梁柱的节点使用刚接，水平荷载和竖向荷载的承受通过梁柱受弯来实现。钢结构纯框架体系最为简单，它除了具有较好的延性以外，抗震性能也是最强。钢框架住宅结构体系受力明确，能够灵活使用，具有较快的施工速度和简单的安装制作程序，但是为了承受侧向力，梁柱截面的面积一般较大。同时，钢框架住宅结构体系能够灵活的进行平面布置，体系各部分的刚度较为均匀，结构自重轻且不会有集中应力产生，与其他形式的结构也容易结合。另一方面，由于钢框架住宅结构体系中，梁和柱的组合是最主要的受力构件，在水平荷载作用时，梁和柱子会产生弯矩和剪力，从而使得梁柱出现变形。对每一个楼层，柱子上端和下端的剪切与弯曲变形会导致与杆轴相垂直的位移，从而造成框架产生位移。因此框架抵抗侧力的强弱由梁柱的刚度及受弯能力决定，应该适当增加梁柱的截面面积。但是如果梁柱的截面面积太大，会对住宅内的活动空间和家具布置产生影响。同时节点应该进行半刚接或者刚接，但这样做会让节点的构造比较复杂，由于属于单一的侧力抵抗结构体系，若发生地震，会造成较严重的破坏，1995年的日本阪神地震就能说明。
2.2 交错桁架住宅结构体系
在交错桁架住宅结构体系中，桁架之中的杆件所受力为轴力，能够较为充分的进行材料性能的利用，从而节省钢材。桁架结构体系具有较多的腹杆，在住宅结构中使用时会对室内美观和空间利用造成影响，所以需要巧妙利用，因此产生了交错桁架住宅结构体系。它由钢结构住宅结构体系演变而成，在力学特性和建筑功能上都由于钢框架住宅结构体系，一般由钢桁架、平面、柱子和楼面板构成。交错桁架住宅结构体系在建筑布置方面优越性较大，在房屋周围可以布置柱子，而中间没有柱子，在相邻柱子的上层和下层进行桁架的交错布置，桁架的高度和层高相同。在桁架的上弦来搁置楼板的一端，相邻桁架的下弦来布置楼板的另一端。因为中间没有柱子，桁架布置在两开间，所以此种结构非常适合旅馆和住宅单元的布置要求。交错桁架结构体系主要利用楼板来将水平力传递到桁架的斜腹杆，最终利用落地桁架的底层支撑或斜腹杆来讲水平力传到基础。柱子一般承受轴力，作用在它上面的弯矩和剪力比较小。该体系是一种高效、实用和经济的的结构体系，对于提高高层钢结构住宅结构体系的抗震性能具有重大作用。
2.3 钢框架核心筒住宅结构体系
钢框架核心筒住宅结构体系是通过电梯间或卫生间来形成混凝土核心筒，而且四周封闭，然后和热轧H型钢框架一起形成组合结构。一般将小刚柱配置在筒体角部从而使得延性增加且安装方便。此结构核心筒具有较强的抗侧移强度，受力分工明确，一般承受水平荷载。竖向荷载由钢框架承担，如此能够使得钢结构的截面尺寸大大减小。因为核心筒是现浇的，卫生间具有较好的防水性能，能够防止因为施工不当而产生的渗水导致的钢构件锈蚀。核心筒住宅结构通过滑膜来施工，施工速度快慢在混凝土结构和纯钢结构之间。钢框架核心筒住宅结构体系具有和钢筋混凝土中的框剪体系类似的受力特点，在水平力作用时，混凝土的核心筒一般为抗侧力结构体系，在楼板协调变形之后，有较小的水平剪力通过钢框架承受，混凝土核心筒在承受倾覆力矩的同时又将主要的水平剪力承担。因为混凝土核心筒是弯曲性的变形曲线，而钢框架的为剪切型，所以，在楼面协调变形之后，水平剪力在钢框架的顶部大于下部。此类结构体系在发生地震时，墙体会出现裂缝，侧向刚度快速减小，使得钢框架所承受的水平剪力和倾覆力矩大于弹性阶段。因此在设计过程中，要将钢框架核心筒结构在弹性阶段的水平剪力增加。
2.4 高层钢结构住宅维护体系
高层钢结构住宅结构维护体系中，墙体材料一般用于解决防火、隔热、隔声、防渗漏等问题，如今使用的墙体材料一般采用加气轻质混凝土砌块。为了发挥高层钢结构住宅维护体系的优点，使得结构自重减轻，外墙体主要使用复合轻质墙板，通过外挂式来连接梁柱，如果住宅在六层以下，那么也能采用加气内嵌式混凝土砌块。外墙板具有较为复杂的功能，需要具有隔热、隔声、防火、防水、强度高、美化和保温作用，一般分为不承重、承自重和承重三种。在高层钢结构住宅结构体系中，一般使用不承重结构。内墙板根据作用有户内隔墙和分户墙两种，分户墙相比户内隔墙具有较好的防盗、抗冲和隔音功能。内墙材料主要用加气混凝土砌块，纤维石膏板、纸面石膏板和纸面稻草板也有时采用。高层钢结构住宅维护结构体系的受力包括竖向板的自重和风振作用所产生的水平力。与钢筋混凝土结构相比，高层钢结构的特点是水平力作用时，水平变形较大，因此维护结构所使用的材料应该具有足够的变形能力和抵抗荷载强度。在作用有风荷载时 ，门窗洞口处的结构维护是处理的重点，如果处理不好会导致渗漏和开裂，因此洞口板的维护应该要特别注意。
3、结语
住宅结构的建设时国民经济进步和人民日常生活的需要，高层钢结构住宅结构体系的使用，对于促进住宅建设、满足人们对住宅品质和住宅数量的需要、降低土地资源的浪费以及促进建筑行业在未来的可持续发展意义重大。本文在对高层钢结构住宅结构体系的特点进行研究的基础上，主要阐述了四种高层钢结构体系。
参考文献
[1]颜宏亮，马林.墙体改革与轻钢住宅体系的发展，《住宅科技》，2001.8.
钢结构住宅范文5
关键词：多层钢结构住宅 结构设计
一 现状分析
在现代社会中，经济取得了高速的发展，人民的生活水平和生活质量有了极大地改善，但是我们在获取财富，推动时代进步的同时，却也给整个环境造成了严重的污染，生态环境遭受了巨大的破坏。所以，现在人们提出绿色发展观念。改善经济的增长模式。在建筑业中，人们一直渴望采取一种新的技术既能满足社会居民的需求又能实现绿色建筑的构想。钢结构技术的出现和发展满足了人们的愿望，这种技术的应用不仅在设计施工和使用过程中展现自身的优势，同时也能有效地减少之前混凝土建筑产生的环境污染和垃圾废弃物，可谓是一举两得。在国外钢结构住宅设计应经有了很大的发展，国外有将近一半的高档建筑采用钢结构，就亚洲范围来说，日本和韩国的钢结构技术也是取得了很大的进步。中国是世界上最大的产钢大国，相应的炼钢技术也得到了完善。并且我国的建筑业在近些年来呈现出迅速增长的态势，所以钢结构住宅在我国有非常理想的发展前景。虽然现在我国在这方面和国外有很大的差距，我国的住宅还是以混凝土为主要的结构形式，但是政府的相关部门已经采取了很多措施来加快推进我国钢结构住宅的发展。并且在之前十一五计划中扩大民用建筑用钢被建筑部确定为新世纪住宅发展的重点。所以我们相信只要能够积极的开发和应用钢结构，努力研究相应的设计技术，我国的钢结构住宅业将会取得长足的发展。
二 结构设计分析
我们现在就多层钢结构住宅的结构设计中的相关问题进行分析。具体的内容主要包括涉及设计结构的选择和设计过程的注意要点。
结构选择。
结构的选择对于整个建筑有着重要的影响，只有清楚地了解各种结构体系的特点和内容，才能更好地进行选择，更好地发挥钢结构的优势。目前我国现在常用的多层住宅钢结构体系主要包括：钢框架体系、框架支撑体系、框架核心筒体系。当然国外还有框架剪力墙体系、大型框架-轻钢填充体系等等，这些在国内还处在研究的过程中，并没有应用到实际的施工建筑中。所以我们主要介绍一下广泛应用的钢框架和框架支撑体系。1对于钢框架体系来说，主要分为钢框架和劲性柱框架两种，我们重点分析钢框架的相关内容。钢框架体系的主要特点是：使用空间较大，刚度均匀，平面布置灵活；构建比较容易标准化和定型化；框架结构延性和自振周期长，重量轻，比较适合应用于抗震建筑；同时在承载力和稳定性上由于框架侧向的刚度较柔，受重力二阶效应的影响较大等等。其中在钢框架结构梁柱上，半刚性连接方式在受力特征上介于刚接和铰接，这种特征经过设计可以使框架的外在受力更加的合理，也可以更好地优化结构弯矩减少结构用钢量。但是这种半刚性的连接钢框架在实际的建筑中很少应用，这主要是因为它的受力变形是非线性的，这给实际的测算带来很多的不便，并且具体的安装和施工过程中也存在着一些问题。2对于框架支撑体系来讲它有中心支撑和偏心支撑两种，中心支撑框架的侧向刚度较大。在受压时它的能量吸收能力主要取决于它的长细比例和在反弹变形时对于局部屈曲的抗力。中心支撑框架耗能能力受到支撑屈曲的影响，在多层钢结构住宅的设计中，抗侧刚度不足的情况下不宜采用这种中心支撑框架。对于偏西支撑框架而言，它主要是在高烈度的情形之下，它的消能梁段就如同整个结构的保险丝一样，能够很好的消耗掉地震在建筑中产生的能量，从而保护建筑的稳定性。
设计过程中的注意要点。
1在多层钢架结构的布置方面，设计人员为了满足不同的需要，主要是通过调整框架的荷载传递方向来实现，一般会通过减小次梁截面从而使其沿着短向进行布置，但这样会导致主梁截面加大，减少楼层的净高，进而对顶层边柱造成影响，所以相关人员在结构的布置方面一定要进行合理的设计分析，从整体的角度进行把握，不可只关注一个方面。2梁柱截面的选择方面，一般在只有一个方向和梁刚连接时使用双轴对称的轧制或者是焊接的工字型的截面，而出现两个互相垂直的方向和梁刚连接的时候最好选择箱型的截面。3多层钢结构住宅的荷载除了按照相关的明文规定之外还要充分考虑到安装载荷以及楼层的附加水平载荷，这样才能更好地保证安全性和可靠性。4在一些地震的多发区我们需要对于他们的结构构件内力进行相应的调整，比如说对于框架支撑结构的斜杆可以通过使用端部铰接杆计算；进行内力分析计算时先对地震作用下内力进行调整，然后在进行其他方面的荷载产生的内力进行相关的组合等等。在整个的抗震设计中要按照强柱弱梁的基本要求进行，同时重视结构的抗震延性，在这方面美国有比较科学的研究，他们对于结构延性的要求很高，主要通过延性指数来表示延性，在这方面我们应该想他们虚心学习。当然除了上述的相关要点之外还要注意梁柱的刚性连接、结构的分析等方面。
结束
总之，对于多层钢结构住宅的结构设计是一个十分复杂工程，对此我们应该坚持以我为主的方针，积极地学习和借鉴国外先进的技术方法，根据我国的实际情况进行综合分析，统筹安排，从而一步步的提升我国在钢结构设计方面的整体水平。
参考文献
钢结构住宅范文6
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
