5钢结构住宅

2019/8/61第14章建筑工业化钢结构住宅1.概述2.钢结构住宅的结构体系3.钢结构住宅维护结构构造4.钢结构的防腐和防火第一章绪论1.1钢结构的特点和应用1.1钢结构的特点和应用1.轻质高强，塑性、韧性好★2.材质均匀，性能稳★3.制作简便，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钢结构的特点轻质——材料的质量密度与强度的比值小Q235钢C30混凝土fmf/107.3~7.14mf/101741.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、韧性好塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。3.耐热不耐火100℃以内，强度无影响150℃以上，必须进行遮挡处理600℃左右，钢材进入塑性，无承载能力措施：防火涂料、防火漆、外包混凝土第一章绪论1.1钢结构的特点和应用1.1.2钢结构的应用范围（1）重：重工业厂房★（2）大：大跨度结构★（3）高：高层建筑、高耸结构★（4）动：受动荷载作用的厂房（5）轻：荷载较小的轻钢结构★（6）小：小型、可拆装的结构第一章绪论1.2钢结构的建造过程和内在缺陷1.2钢结构的建造过程建造的两个主要步骤：工厂制造、工地安装一、工厂制造的工序：钢材的验收、整理、保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、工地安装的工序：现场的扩大拼装子结构吊装就位精确就位后固定第一章绪论1.5钢结构的发展1.3钢结构的发展（1）高性能钢材的研究与应用（2）设计方法的改进（3）稳定理论的进一步发展（4）预应力钢结构的研究与应用（5）空间钢结构与高层钢结构的研究与应用（6）组合结构的研究与应用2.1多、高层钢结构的特点世界上第一幢高层钢结构是美国芝加哥的家庭保险公司大楼(10层，高55m)，建于1884年。20世纪开始，钢结构高层建筑在美国大量建成，最具代表性的有：l02层、高381m的纽约帝国大厦(图9.1.1)110层、高411m的世界贸易中心目前世界上最高的钢结构建筑为110层、高443m的芝加哥西尔斯大厦(图9.1.2)。图9.1.1图9.1.2我国现代高层建筑钢结构自80年代中期起步，第一幢高层建筑钢结构为43层、高165m的深圳发展中心大厦（图9.1.3）。此后，较具代表性有：44层、高144m的上海希尔顿饭店60层、高208m的北京京广中心81层、高325m的深圳地王大厦（图9.1.4）88层、高420.5m的金茂大厦1998年底，我国颁布《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99—98）。图9.1.3图9.1.4图9.1.5钢结构住宅高层钢结构建筑的特点主要表现在：(1)自重轻(2)抗震性能好(3)有效使用面积高(4)建造速度快(5)防火性能差2.2高层建筑钢结构的结构体系常用的高层建筑钢结构的结构体系主要有：框架结构体系框架—剪力墙结构体系框架—支撑结构体系框架—核心筒结构体系及筒体体系(1)框架结构体系纯框架结构一般适用于层数30的高层钢结构，如图9.1.5。框架结构的平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间，且结构各部分刚度比较均匀。框架结构有较大延性，自震周期较长，因而对地震作用不敏感，抗震性能好。但框架结构的侧向刚度小，由于侧向位移大，易引起非结构构件的破坏。图9.1.5(2)框架—剪力墙结构体系在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架—剪力墙结构体系，如图9.1.6。这种结构以剪力墙作为抗侧力结构，既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度，可用于40～60层的高层钢结构。剪力墙按其材料和结构的形式可分为钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土带缝剪力墙和钢板剪力墙等。图9.1.6(3)框架—支撑结构体系框架—支撑结构体系由沿竖向或横向布置的支撑桁架结构和框架构成，是高层建筑钢结构中应用最多的一种结构体系，一般适用于40～60层的高层建筑。它的特点是框架与支撑系统协同工作，竖向支撑桁架起剪力墙的作用，承担大部分水平剪力。在罕遇地震中，若支撑系统破坏，尚可内力重分布由框架承担水平力，即所谓两道抗震设防。支撑应沿房屋的两个方向布置，狭长形截面的建筑也可布置在短边。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、刚度及形式。支撑一般沿同一竖向柱距内连续布置，见图9.1.7(a)。这种布置方式层间刚度变化较均匀，适合地震区；当不考虑抗震时，若立面布置需要，亦可交错布置，图9.1.7(b)；在高度较大的建筑中，若支撑桁架的高宽比太大，为增加支撑桁架的宽度，亦可布置在几个跨间，图9.1.7(c)。图9.1.7(a)(b)(c)(4)框架—核心筒结构体系若将框架—剪力墙结构体系中的剪力墙结构设置于内筒的四周形成封闭的核心筒体，而外围钢框架柱柱网较密，就形成了框架—核心筒体系，见图9.1.8。这种结构形式近年来被大量采用，中心筒既可采用钢结构亦可采用钢筋混凝土结构，核心筒体承担全部或大部分水平力及扭转力。楼面多采用钢梁、压型钢板与现浇混凝土组成的组合结构，与内外筒均有较好的连接，水平荷载将通过刚性楼面传递到核心筒。图9.1.8(5)筒体结构体系筒体结构是超高层建筑中受力性能较好的结构体系，适用于90层左右的高层钢结构建筑。筒体结构由内外两个筒体多个筒体结构组合而成，前者称筒中筒体系，见图9.1.9(a)，后者称束筒体系，见图9.1.9(b)。各个筒体共同抵抗水平力，具有很好的空间整体作用。图9.1.93.1日本装配式钢结构住宅50天施工过程第一日堪察现场第二日维护现场，拆除旧房第十日基础完成第二十日房屋单元安装完毕第二十五日门窗安装完毕，内墙安装完毕、石膏板安装完毕天棚、地面开始制作第三十日室内外装修基本完毕第三十五日电器、洁具、上下水管道安装调试完毕第四十三日班组自行检查调整第四十八日公司检查第四十九、五十日使用说明介绍完工后的室内完工后的外观框架节点连接柱内隔板设置武汉赛博园一期工程返回3.2钢结构节点图支撑节点图返回钢结构节点图外包柱脚节点图返回钢结构节点图工程概况武汉赛博园一期工程于2006年10月设计完成，目前已建成并交付使用，情况良好。该工程为板式中高层（地上11层）钢结构住宅楼，套型按经济适用房现行标准控制；一期工程由独立的6栋住宅楼组成，总建筑面积6.55万平米；工程照片：工程概况结构概况：结构开间为6.6m，跨度5.1m+6.3m，属平面规则建筑体系；层高2.9m，室内外高差0.6m，房屋高度32.5m；阳台为凹阳台，设置在钢结构体系内。基本风压w0=0.35kN/m2；抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度0.05g，建造于II类场地上，设计地震分组为第一组。规划与建筑设计赛博园一期工程总用地面积2.46ha，一期住宅面积55364.4m2，容积率2.424，建筑密度29.3%，绿地率44.3%，各指标均满足规范及当地规划部门的要求。规划鸟瞰图如图1。返首页赛博园一期工程鸟瞰图返回鸟瞰图图2户型目标设计流程合理化整合、细部设计户型初步设计材料供应加工条件抗震设防等级等柱网、抗侧力单元、墙体构件、设备系统结构试算选择结构体系户型设计条件技术设计阶段常规设计阶段返回户型设计流程返回标准户型图工程图片赛博园一期工程1#楼返回赛博园一期工程5#、6＃楼返回赛博园一期工程6＃楼返回赛博园一期工程商铺钢结构返回赛博园一期工程钢结构返回赛博园一期工程钢结构返回