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1、淺談鋼結構住宅隨著屮國經(jīng)濟建造的迅速開展,工程建造將越來越多地選用鋼結構。尤其是它在住宅中的應用,使其由高層建筑中的應用過渡到小高層、多層建筑中的應用,為其發(fā)展創(chuàng)造了廣闊空間。本文就鋼結構住宅存在的問題,以及優(yōu)缺點、主要構件的設計等問題作了深入細致的探討。鋼管混凝土住宅結構我們這里探討的鋼管混凝土住宅結構,實際上是指在該結構體系中承受壓力的柱采用鋼管混凝土構件。下面就該結構的優(yōu)缺點等進行闡述:一、鋼結構住宅存在的幾個問題1.設計規(guī)范的缺失導致部分新型優(yōu)質鋼材得不到推廣或出現(xiàn)優(yōu)材劣用等問題。如現(xiàn)行《鋼結構設計規(guī)范
2、》(GB50017-2003)與《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-98)均未將高建鋼、耐候鋼等列為推薦用材,也未給岀相應說明,以致在設計中無法使用此類鋼材或將優(yōu)質Q345GJ鋼強度按普通Q345鋼取值。2.鋼結構住宅的配套設施和圍護結構的材料不完善。鋼結構住宅體系是一個綜合的、復朵的技術體系,它涉及墻體材料、屋面材料、廚衛(wèi)系統(tǒng)、管線系統(tǒng)等一系列配套體系。這方面最突出的問題是外墻結構體系。現(xiàn)有墻體材料性能和安裝方法很難滿足鋼結構住宅在防熱、保溫、通氣、防滲以及耐久性等方面的要求。連接的配件及方法,也不很
3、完善,使用不方便。3.鋼結構住宅要求應用大量的新技術,我國專門研究鋼結構住宅的人員較少,大多數(shù)設計和施工單位在傳統(tǒng)結構體系方面有專長,而在鋼結構住宅方面缺乏相關的人才。由于我國鋼結構住宅尚處于開發(fā)階段,施工技術人員更是奇缺。培訓技術人員是發(fā)展鋼結構住宅的重要環(huán)節(jié)。4?全國沒有統(tǒng)一、系統(tǒng)的推廣鋼結構住宅的方式方法,各單位的研究丁作均是從頭開始,經(jīng)驗不能很好地借鑒、傳承,經(jīng)驗推廣工作做得不夠理想。對于鋼結構住宅的總的發(fā)展規(guī)范還不夠。有關部門,在總結以前的經(jīng)驗,指出未來的發(fā)展方向上做得還不夠。5.施工隊伍素質亟待提高
4、。鋼結構住宅發(fā)展的途徑是標準化設計、工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配化施工,完全是工業(yè)化的發(fā)展模式,這就需耍有高素質專業(yè)化的施工隊伍。而現(xiàn)在的鋼結構丁程施工多數(shù)仍然沿用傳統(tǒng)的粗放式管理模式,人員的專業(yè)技能良莠不齊,難以滿足工業(yè)化生產(chǎn)需要,特別是在“三板”安裝、結構安裝、設備與管線安裝、整體廚衛(wèi)等模塊化安裝等方面問題尤為突出,施工速度優(yōu)勢得不到發(fā)揮,更為嚴重的是影響到施工質量以及鋼結構住宅的推廣,因此必須要從思想認識和操作技能兩方面著手,培養(yǎng)一批專業(yè)化的產(chǎn)業(yè)工人和一支專業(yè)化的施工隊伍。二、鋼結構住宅的優(yōu)點1?鋼結構具有許多優(yōu)
5、點:首先,重量輕、強度高。用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的1/2左右;可滿足住宅大開間的需要,使用面積比鋼筋混凝土住宅提高4%左右。2?抗震性能好,其延性比鋼筋混凝土好。從國內外震后調查結果看,鋼結構住宅建筑倒塌數(shù)量最少的。3?鋼結構構件在工廠制作,減少現(xiàn)場工作量,縮短施工工期,符合產(chǎn)業(yè)化要求。4?鋼結構工廠制作質量可靠,尺寸精確,安裝方便,易與相關部品配合。5.鋼材可以回收,建造和拆除時對環(huán)境污染較少。二、鋼結構住宅結構設計體系1.結構體系選型對低、多層住宅,H前國內外常用的結構體系主要有:(1)冷彎
6、薄壁型鋼體系構件用薄鋼板冷彎成c形、z形構件,可單獨使用,也可組合使用,桿件間連接采用自攻螺釘。這種體系節(jié)點剛性不易保證,抗側能力較差,一般只用于1?2層住宅或別墅等改造工程,使用了該體系,效果較好。(2)框架目前,這種體系在多層鋼結構住宅屮應用最廣??v橫向都設成鋼框架,門窗設置靈活,可提供較大的開間,便于用戶二次設計,滿足各種生活需求。鋼框架考慮樓蓋的組合作用,運用在低多層住宅中,一般都能滿足抗側要求。但是由于目前框架柱以II型鋼為主,弱軸方向梁柱連接的剛性難以保證,因此設計施工時須慎重處理。(3)框架支撐體
7、系在風載或地震作用較人區(qū)域,為提高體系的抗側剛度,增加軸交支撐或偏交支撐效果很好。這種體系為多重抗側體系,而且梁柱節(jié)點,柱腳節(jié)點可設計成較接、半剛接,施工構造簡單,基礎主要承受軸力,體形較小,因此成為人們青睞的對象。(4)框架剪力墻體系在低多層住宅中,可以應用傳統(tǒng)的剪力墻體系,如鋼筋混凝土剪力墻或鋼板剪力墻。目前正在研究的空腔結構板是一種理想的抗側結構??涨唤Y構板是一種新型的輕質板材,采用黃紙制成具有眾多等邊空腔結構的板狀基架,然后經(jīng)浸漬而成。該板材與鋼框架可靠連接,便可形成新型剪力墻。另外美國,澳大利亞等國還
8、開發(fā)了交錯桁架體系,比較新穎。1.主要構件設計(1)柱前已述及,鋼結構住宅一般為大開間,框架柱在兩個方向都承受較大的彎矩,同時應該考慮強柱弱梁要求。而目前廣泛使用的焊接H型鋼或I字熱軋鋼截面,強弱軸慣性矩之比3?10,勢必造成材料浪費。因此對于軸壓比較大,雙向彎矩接近,梁截面較高的框架柱采用雙軸等強的鋼管柱或方鋼管混凝土柱是適宜的。對于方鋼管混凝土柱,不僅截面受力合理,同時可以提高框架