钢结构住宅与设计
陆兵
(浙江大学土木工程 白沙1-625 杭州 310058)
【摘 要】钢结构住宅还促进了住宅产业化的发展进程,尤其是使用材料的环保性,给社会带来良好的综合效益,而与之相比的钢混合砖混等传统结构住宅越来越暴露出它们的缺点和对发展的阻碍,取而代之的钢结构已经到了势在必行的阶段,发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路.
【关键词】钢结构; 住宅体系; 发展之路; 钢结构设计; 节点;
二十一世纪工业建设的主题是节能,环保和可持续发展,伴随着这一主题,钢结构正在建筑领域中扮演着越来越重要的角色,"石头写成的历史"已成为过去,而钢结构被人们越来越多地用来记录时代的文明和成就,承载社会生活的内涵.
1钢结构
1.1钢结构概论
随着经济,技术的高速发展,钢结构在我国建筑领域迅猛发展,在钢筋混凝土建筑之后,钢结构是最具革命性的建筑新发展和新应用.与采用钢筋混凝土结构相比,钢结构的特点突出:钢结构自重为混凝土结构的25%左右,在竖向荷载作用下,钢结构的柱脚内力为混凝土结构的85%左右,钢结构抗震能力比混凝土结构强,而且钢结构施工速度快,可以缩短工期,降低造价.因此,近年来钢结构在我国的建筑领域占有较大的优势.[1]如:1) 大开间,大跨度,有利于功能,空间的灵活布置2)良好的抗震性能3)自重轻,降低基础造价4)施工效率高5)提高住宅的有效使用率6)钢结构的质量保证7)管线布置方便8)环保,可持续发展.于此同时虽然存在很多限制其发展的因素,例如钢结构建筑材料价格高,建筑防火能力差,易锈蚀,加上缺乏行之有效的行业法规等方面原因导致钢结构在普通民用建筑中难于推广应用[2].
但是钢结构在保护环境,资源合理利用,推进住宅产业化发展等方面具有绝对优势,能见钢结构体系在其后建筑行业的发展极具前途.
1.2钢结构住宅体系
钢结构住宅是指一类以钢铁结构构件为承重骨架,以轻体材料作为围护结构并与功能配套的水暖电卫设备和部品优化集成的节能,环保型居住类建筑,其主体体系,外围护墙,内隔墙体体系楼板体系均采用钢结构[3].
1.3钢结构住宅优势
钢结构住宅与传统结构相比,在使用功能,设计,施工以及综合经济方面具有优势,主要体现在以下方面:
1.由于所用构件尺寸相对较小,可增加5%-8%[4]的使用面积;
2.结构延性好,塑性变形能力强,具有优良的抗震性能,抗风性能好等优点,可大大地提高住宅的安全可靠性;
3. 轻质高强,承载力高,简单实现大跨与复杂几何结构,创造开放式住宅.自重轻,大大减少基础造价,从而减少项目投资,结构体系综合效益好;
4.钢结构住宅体系工业化程度高,现场湿作业少,符合环保建筑施工的要求;
5.设计制造周期,施工周期短,可大大提高投资效益,加快资金周转;
6.结构构件标准化,适宜工厂大批量生产,工业化,商品化程度高,满足现代住宅建筑技术的集成化,产业化;
7.钢材回收利用率高,拆除成本低,噪音小,粉尘污染少,且构件运输方便,费用低,符合可持续发展的要求.
8.板材墙体,与传统的砖墙相比具有较好的保温性能,符合绿色环保要求[5].
1.4 发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路
住宅产业化是我国住宅发展的必由之路,因为这将成为推动我国经济发展新的增长点.钢结构住宅的种种优势表面: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.
由此可见,钢结构住宅不仅加快了国家和城市的发展速度,带动了与之相关的其它行业的发展,还提高了住宅质量和人们的居住水准,而且它作为一种商品综合经济效益高,可使买卖双方都获得利益.钢结构住宅还促进了住宅产业化的发展进程,尤其是使用材料的环保性,给社会带来良好的综合效益,而与之相比的钢混合砖混等传统结构住宅越来越暴露出它们的缺点和对发展的阻碍,取而代之的钢结构已经到了势在必行的阶段,发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路.
2钢结构设计分析
2.1设计准备
钢结构设计过程的前期资料准备工作首先就是要收集设计资料, 包括当地的气象资料和建设场地的工程地质情况.气象资料包括当地的风荷载,雪荷载以及地震荷载.[6]建设场地的工程地质资料是结构计算的重要依据.还需检查当地的土壤类别和大气中是否含腐蚀性成分.对于已收集的设计资料须进行甄别,保留对本工程设计有用的资料.
其次,必须收集规范和标准,目前我国现时实行的是《钢结构设计规范》GB50017-2003[7].

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