多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用(2)

２００９年第３期徐伟良，等：多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用

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形式。支撑与框架铰接，按拉杆或压杆设计。设计时可根据建筑物高度及水平力作用情况调整支撑的数量、形式和刚度。为了有效地提高钢框架的侧向刚度，支撑应沿建筑物同一平面四周环向封闭布置。以形成一个封闭的加强箍。偏心支撑在地震作用下具有较好的延性和耗能性能，可在强震区采用。

（３）新型抗侧力体系。包括钢框架一抗剪桁架结构体系。结合电梯井、管道井或楼梯间墙体的布置而形

焊接工字钢、Ｈ型钢、方（箱形）钢管、园钢管或冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢（当柱子受力较小时）。为了节约钢材，降低造价，框架柱也可采用在空钢管内浇筑高强素混凝土而形成的钢管混凝土框架柱。由于钢管混凝土柱结合了钢柱与混凝土柱的优点。具有良好的受力性能、抗震性能和耐火性能。其单柱的轴向承载力大幅提高，使钢柱截面尺寸大幅减小。与Ｈ型钢柱相比，用钢量可节省约５０％，造价约降低４５％ｔ４Ｊ。１．１．４连接形式

框架横梁与柱在强轴方向适于采用刚性连接；而在弱轴方向宜结合支撑布置采用铰接处理或者采用钢

成的钢框架一混凝土核芯筒（剪力墙）结构体系和钢框架一抗剪钢板剪力墙结构体系等。使钢框架主要承担

竖向荷载，而钢框架与抗剪桁架、剪力墙协同工作承担水平荷载，以确保结构水平位移控制在规范允许值内。抗侧力构件可为抗剪桁架、混凝土核芯筒（剪力墙）或抗剪钢板剪力墙。设计时可根据建筑物高度及水平力作用情况采用不同的抗侧力体系。

（４）交错桁架结构体系。由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度等于层高，在相邻柱上为上下层交错布置。楼板一端搁置在桁架的上弦，另一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两开间布置一榀桁架，且中间无柱子。所以非常适合要求各单元灵活布置的住宅、旅馆建筑１２１。同时，因为桁架隔层布置，减小了桁架弦杆引起的局部弯矩，使柱在框架平面内的弯矩很小，主要受轴力，有利于减小柱的断面尺寸，框架的横向刚度大，侧向位移小。

１．１．２适用范围

管柱设计方案。钢框架梁柱节点连接的构造形式为：①螺栓连接；②焊接连接；③栓、焊混合连接。焊接节点的

连接刚度大，混合节点次之，螺栓节点的连接刚度较小。但螺栓连接的安装施工速度最快，且在现场拼接和安装时，施工质量容易保证。主梁与次梁之间一般也采用铰接，在连接构造上以焊接和高强度螺栓连接为主，也可采用栓、焊混合的连接方式：梁腹板用高强度螺栓连接，翼缘用焊接，可先用螺栓安装定位，再对翼缘施焊。

１．２楼面结构体系

楼面结构由钢梁和楼面板组合而成。从力学计算角度考虑，楼盖除了将竖向荷载直接分配给墙、柱外，更主要的作用是参与并保证和抗侧结构的空间协同作用。因此，必须保证楼盖有足够的强度、刚度和整体稳定性，同时应尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重，并提高施工速度。作为民用住宅的楼面结构，楼板还应具有较好 的隔热、隔声、保温、防水和防火性能。为了保证钢梁的整体稳定性。楼面主、次梁应采取紧凑型构造措施，并和楼面板紧密联系。目前主要采用的楼板形式如—Ｐ月。

（１）压型钢板一现浇混凝土组合楼板。压型钢板通过栓钉固定在钢梁上，可作为永久性模板并参与共同工作（起受拉钢筋作用），省去了支模的不便。整体分

（１）３层及以下的低层住宅：①轻型钢框架结构体系；②冷弯薄壁型钢密排柱（轻钢龙骨，Ｃ形或ｚ形檩

条）结构体系。

（２）４矧昙多层住宅：①钢框架结构体系；②钢框

架一支撑结构体系；③钢框架一混凝土剪力墙结构体系。

（３）７～１２层中高层住宅：①钢框架一支撑结构体系；②钢框架一混凝土核芯筒结构体系。

（４）１３—３０层高层住宅：①钢框架一支撑结构体系（宜采用偏心耗能支撑）；②钢框架一抗剪桁架结构体系；③钢框架一混凝土核芯筒结构体系；④钢框架一带

竖缝预制混凝土剪力墙结构体系（含其他各种延性剪

析时要考虑组合楼板的各向异性对框架梁的影响：①

根据楼板设置情况确定是连续板或简支板、传力路径

是单向还是双向；②组合钢梁是按强边还是弱边组合

造成的刚度差异；此外，要合理布置组合楼板，尽量形成双向承重结构体系，避免因集中单向布置楼板而形成横向或纵向承重结构体系。为了大大降低组合楼板的自重，现浇混凝土板应采用轻骨料混凝土。

（２）预制预应力混凝土叠合楼板。即钢梁与预制预应力混凝土薄板连接，上浇混凝土薄板以组成叠合楼板。由于这种楼板不仅具有现浇组合楼盖的整体性。还可以省去压型钢板，也无需支模，施工方便，可降低

力墙板）；⑤钢框架一抗剪钢板剪力墙结构体系；⑥错

列桁架结构体系１３１。１．１．３设计原则

承重钢结构体系的结构设计宜遵循强柱弱梁、强节点弱构件的一般设计原则．在具体设计时，若较难满足强柱弱梁的设计公式。则满足轴压比要求也可。框架主梁的材料一般可选用热轧或高频焊接Ｈ型钢，次梁可以有多种作法。框架柱子的材料一般可选用热轧或