针对钢结构住宅体系初探

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1、第!.卷第!期南京工业大学学报FK84!.BK4!!##’年’月?@&AB(C@1B(B?DBE&BDFGA5D%H@1%GIJB@C@EHL;:4!##’"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""钢结构住宅体系初探郑廷银，马梦寒（南京工业大学土木工程学院，江苏南京!"###$）摘要：对钢结构住宅各体系的概念、发展、特点作了详细而深入的评述，并结合国内外工程实例，对其设计、施工等方面的关键问题进行了探讨，得出了一些有用的结论和建议，为钢结构住宅在我国的

2、应用推广提供参考依据。关键词：钢结构住宅；结构体系；工程实例!中图分类号：%&’$"文献标识码：(文章编号：")*"+*),（’!##’）#!+##$-+#)钢结构住宅已经在许多发达国家广泛应用，尤梁按重力作用下的简支梁选择截面，梁柱连接不承其是最近几年，占住宅竣工面积的比例不断增长。受重力荷载产生的端弯矩；全刚接框架因考虑节点美国、日本、澳大利亚等国家已从!#世纪$#年代初全面承受弯矩，节点构造则较半刚接复杂。由于钢的./发展到现在的!./左右，瑞典已经成为当今框架结构体系抗侧力刚度较小，所以应用层数受到世界最大的钢结构制造国，其轻

3、钢结构住宅预制构一定限制。半刚接框架多限于!#层以下的建筑，全件已达$./［"］。在美国普通的低层民用住宅中，钢刚接框架宜用于’#层以下建筑，如过高，虽能建造，但结构住宅已占!./［!］，而且应用技术更加成熟、完在侧力作用下的梁柱节点弯矩会过大，导致不经济。善。现在英国的多层和低层住宅、办公楼、购物中心、学校和其它公共设施，-#/以上都采用轻钢结构或钢结构［’］。我国台湾自$0!"地震发生后，一般民众对于住宅的选择又改向低层房屋，积极推广轻钢结构住宅［,］。我国大陆由于多种原因，钢结构住宅起步较晚，目前只有少量的试点工程，而且基本上都

4、属于单位自用房，因此缺乏市场检验；纵观我国已建的钢结构住宅体系，发现其差别较大，主要原因是缺乏统一标准。值此，对钢结构住宅体系进行广泛而深入的研究具有重要的现实意义和实用价值。图"钢框架体系1234"567789:;<7=>=67<"钢结构住宅的结构体系框架结构的优点是由于在垂直平面上不设斜国内外资料显示，钢结构住宅结构体系种类繁杆，使建筑物可以形成较大空间，这为平面布置提供多，但大致可分为：框架体系、框架支撑体系、框架剪了灵活性；其结构各部分的刚度比较均匀，构造也较力墙体系、空间错列桁架结构体系、框架核心筒体系简单；框架结构的梁、柱

5、构件易于标准化、定型化、装和巨型结构体系)大类，现分别予以评述。配化。"0"钢框架体系框架节点是结构整体性的关键部位，但同时又钢框架结构（见图"）早在"$##年即已出现，可是应力集中的地方。许多震害表明：节点往往是导分为半刚接框架和全刚接框架!种。半刚接框架的致结构破坏的薄弱环节。框架结构的侧向刚度小，!收稿日期：!##!M#*M#.基金项目：江苏省建设厅资助项目（项目批准号：?5!##"!#）万方数据作者简介：郑廷银（"$..M），男，重庆人，副教授，博士；主要研究方向为高层钢结构，住宅钢结构，结构稳定与非线性分析。第+期郑廷银等：

6、钢结构住宅体系初探##"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""属柔性结构，在强烈地震作用下，由于弹!塑性变形结构住宅。所产生的水平位移较大。框架结构的自振周期长，"7+钢框架!支撑结构体系建筑物自重较小，从而地震荷载也较小，这是对抗震框架!支撑结构体系是由沿竖向布置的抗剪支有利的一面。但另一方面，国内外许多震害都表明：撑结构和梁柱框架构成，如图+所示。水平剪力主高层框架由于侧向刚度小，在强震下的顶端水平位要由腹杆而不是由柱承受，腹杆轴力的水平分量承移

7、和底部的层间位移都过大，致使非结构（如填充担侧向剪力，可接近于一个真正悬臂梁的性能。这墙、建筑装修和设备管道等）性破坏严重。在地震过种结构形式无论是从强度或变形的角度看，都是十程中，这些非结构性的破坏常常危害生命财产的安分有效的。梁柱框架可以是铰接或半刚接，其侧向全，或者由于次生灾害（例如由此引起的火灾）而造刚度可以忽略不计。柱仅承受墙、梁、楼板传来的竖成更大的破坏和损失，而且震后的修复工作量和投向荷载。一般来说，此体系较纯框架结构用钢量少，资往往也是巨大的。节点构造较其他体系相对简单。同时，采用支撑结框架结构的变形主要由剪切及整体弯

8、曲变形构构能大大增加结构的整体刚度，提高抗侧能力，因而成。层数较少时，大部分位移由剪力引起的梁柱弯建筑高度可以提高到$-层左右。因为建筑所承受曲产生，但随着层数增加，框架尤如悬臂梁，柱子轴的侧向荷载可能反向，支撑轮换着承