高层钢结构住宅

高层钢结构住宅（精选11篇）

高层钢结构住宅 篇1

1 工程概况

本工程为某市一住宅小区结构设计工程, 该小区由9幢二梯八户12层钢结构住宅组成。建筑物的总高度37.35m, 每幢建筑物地上部分为12层, 局部有13层。地下部分为1层的地下室, 高度为4.2m, 作为停车场。地上部分其中1层为商铺, 高度为3.9m;层2~12则为居民住宅层, 高度为3m;而局部的存在13层, 为楼、电梯机房, 高度为4.5m。建筑室内外的高差为0.45m。每一幢建筑物的长度为54.6m, 宽度为17m。

2 结构、构件以及地下室设计

2.1 结构体系的设计

在我国, 大部分的高层钢结构住宅的结构体系均是采用钢框架—混凝土核心筒结构, 这种结构体系相比于混凝土结构具有构件尺寸小、结构自重轻以及抗震性能好等特点, 相比于钢框架—支撑结构具有侧移小、居住舒适度好以及耐火性能好等优点。因此本工程采用钢框架—混凝土核心筒结构, 不仅能够较好的实现本工程住宅结构的使用功能, 同时在本工程的底部可以作为大型商场, 地下室可作为停车场的作用。

2.2 结构平面和立面布置

在高层结构的设计中, 结构的平面形式和立面布置对工程的成本影响很大, 因此为了有效的做好工程成本的控制, 应从结构专业和建筑专业出发综合考虑, 做好结构平面和立面的合理设置, 并反复进行优化。在结构平面的布置上, 尽量确保柱网纵横两方向的对齐, 同时保证柱与柱的间距尽量相近。核心筒布置在结构平面的中心位置, 这样可以确保结构的传力简单。对于结构立面的布置, 应确保剪力墙、钢柱以及支撑能够连续布置, 不布置转换结构。对于结构的高宽比和核心筒的宽度应做到符合设计和规范的要求。

本工程结构平面布置较为规则对称, 立面结构刚度变化均匀, 核心筒布置在结构平面的中心, 因此结构的质量和刚度中心基本重合在一起。本工程在进行结构平面设计时, 应特别注意结构的扭转效应, 因此采取的设计措施为:在轴1~轴11处和布置一列单斜杆支撑, 同时在层1对应上部斜杆支撑位置布置1道剪立墙, 剪力墙的厚度为250mm, 这样的设计可以有效的提高层1核心筒的抗剪承载力, 从而实现平面扭转效应的控制。建筑结构的高宽比为2.19, 核心筒的高宽比为4.85。

2.3 主要构件设计

1) 钢管混凝土框架柱。通常情况下, 在钢框架-混凝土核心筒结构中, 应采用钢管混凝土柱作为框架柱。钢管混凝土柱中主要为钢材和混凝土两种材料。在混凝土的外围包裹着钢管, 钢管的作用使混凝土处于三向受压的状态, 因此混凝土的抗压强度得到了有效的提高, 同时也使混凝土具备了塑性的特征;而内部混凝土的存在, 提高了外围钢管的局部抗屈曲能力, 从而有效的确保了钢材的强度;钢管还兼作为框架柱的纵向钢筋、箍筋以及混凝土模板的作用。钢骨混凝土施工较为复杂, 而且尺寸较大, 而采用钢管混凝土框架柱, 能够有效的解决这些问题, 同时具有整体刚度较大、强度高以及稳定性强等特点。本工程所采用的钢管混凝土柱具体钢管型号和混凝土等级为:钢管的型号主要有三种, 分别为350×12, 350×10, 350×8, 钢材的强度等级为Q345B;而混凝土的强度等级有三种, 从高到底以次为C40、C35、C30, 根据荷载和部位的不同, 选择不同的钢管型号的混凝土强度。

2) 楼面体系。本工程采用的楼板为普通钢筋混凝土楼盖, 尺寸有两种, 分别为100mm厚和120mm厚的。采用抗剪栓钉将楼板和钢梁紧密的连接在一起, 从而形成组合楼盖的形式。地下室采用的钢筋混凝土楼板的厚度为180mm, 楼板和屋面梁所采用的材料为轧制H型钢, 钢梁的型号有较多, 有H450×180×8×12、H450×150×8×12以及HN248等。而地下室所采用的框架梁材料为钢骨混凝土, 次梁采用的则为普通钢筋混凝土。

3) 钢骨混凝土剪力墙。在本工程中, 经过结构整体计算, 在层1~4楼面钢梁与核心筒交接处布置有钢骨混凝土柱。在结构的整体计算中, 由于核心筒连梁的高跨比较大, 这会引起连梁抗剪强度的不足, 因此, 根据规范的规定, 应采用钢骨混凝土连梁, 在连梁内设置适当的钢骨, 从而提高连梁的抗剪承载力。而当在核心筒楼面处不存在钢骨混凝土连梁时, 应设置钢骨混凝土暗梁, 暗梁中钢骨的设计根据构造要求即可。

在剪力墙混凝土的浇筑施工时, 连梁和暗梁中的钢骨会给施工造成一定的影响, 因此为了减小这种不利影响, 采用窄翼缘钢梁作为连梁和暗梁中的钢梁。窄翼缘钢梁的面积主要集中在腹板, 这样可以有效的提高钢骨的抗剪能力。在本工程中, 所采用的连梁钢骨的型号有两种, 分别为H400×75×10×10、H300×75×10×10, 而采用的暗梁钢骨的型号则为HN150。底部核心筒的周边墙厚最大, 为350mm, 而上部最小, 则为200mm, 内墙墙厚则从下到上均为200mm。

4) 围护结构设计。在结构的工程造价中, 围护墙的造价占有很大的一部分, 因此应尽量采用较轻的墙体材料, 同时减小墙体的厚度, 同时填充墙的强度直接影响着维护结构的安全。在进行围护墙材料的选择时, 应尽量满足容重小、强度高、隔音效果好等。经过各种可行材料的综合对比, 本工程采用的内隔墙材料为蒸压加气混凝土砌, 而外墙和卫生局隔墙的材料则为混凝土空心砌块。

2.4 地下室和基础设计

在进行地下室的设计时, 根据规范的相关要求, 基础埋深、钢管柱脚埋深等各方面都有相应的构造要求, 同时综合考虑地下室的工程造价和建筑的使用要求等, 笔者认为在高层钢结构住宅结构适当的修建地下室不仅能够满足建筑的使用的要求, 同时也能实现一定的经济效益。

对本工程施工现场的地质情况进行勘察, 根据所得地质勘察报告, 可以知道本工程的场地地质条件较好。本工程如果采用浅基础的话, 可以采用建筑室内地面以下2m左右的土层作为基础的持力层;而如果采用深基础的话, 可以采用建筑室内地面以下8m左右的土层作为持力层。本工程场地地质情况均满足浅基础和深基础的条件。经过分析, 本工程在地下设一层地下室, 基础则采用静压预制管桩。

3 结论

从工程实施效果表明, 钢结构具有强度高、自重轻、塑性好、结构可靠度高以及密封性好的特点, 逐渐被广泛地应用到高层住宅结构中。

参考文献

[1]张述诚.钢结构住宅设计的难点探讨[J].工程设计与建设, 2010 (7) .

高层钢结构住宅 篇2

本工程为高层住宅工程，结构类型采取框剪结构，建筑层数为 26层，建筑面积为44468m2。施工工期从2007年12月1日至2009年12月29日。工程采用桩基础工程，预应力混凝土管桩为C80，单桩承载力分别为 1850、1350kN。工程所采用的楼板厚度100~150mm，构件所采用的混凝土设计强度等级为C25~C45。技术管理措施

鉴于本工程属于高层建筑，而且结构类型为框架剪力墙结构，其技术管理要求严格，对于其测量技术管理以及施工试验等都作了详细安排。同时鉴于本工程为高层建筑，涉及到的工期较紧以及材料量较大，为此从技术管理角度来节约材料以及缩短工期是本工程进行技术管理的成功实践。

2.1 测量管理措施

在施工现场本工程技术负责人和专职测量员会同建设单位现场做好轴线测点交接手续。量人员及时妥善保护好各种标桩，认真复测并定期巡视标桩的保护情况。

本工程的测量放线遵循“先整体、后局部”的原则，楼层测量放线先放控制轴线，经检查准确无误后，再放轴线，墙柱边线，模板控制线；高程测量先从+0.5M线处利用经检定的钢卷尺沿铅直线往上量距，利用水准仪复核无误后再将此标高放样。当测量完成后，坚持测量复核、步步有校核的原则，楼层测量、高层测量及所有测量内业计算资料必须两人复核，同时流水施工时必须复核段与段之间的轴线及高程符合。平面控制除校核轴线间距外还应检查对角线及90°直角。测量误差遵循“平均分配”的原则，楼层测量放线，标高抄测在确保其误差在规定范围内后进行平均分配，避免误差积累。

2.2 施工试验管理措施

由于本工程的工程量较大，更有必要正确地进行施工试验，为此本工程所采取施工试验管理措施

2.2.1 在技术负责人的领导下项目部设专职试验员，以加强施工材料试验管理工作。对进场的钢材、水泥、砖、砂、石，按进场的批量取样、测试，及时收集原材料成品、半成品的合格证，检验报告等出厂质量证明文件，做好砼试件，砂浆试块检测，并将试验结果及时交资料员整理。

2.2.2 管理措施。各种材料取样及时准确，用于承重结构试件、钢材和连接接头试件、砖、水泥、砂浆试块等必须按规定见证取样。另外，各种试验资料及时收集整理，做好各种试验台帐。

2.3 施工资料管理措施

同时鉴于本工程的工程量较大，必然导致工程资料较多，为此采取切实可行的施工资料管理措施：

2.3.1 设专职资料员负责收发图纸、技术文件等，并建立相应台帐。工程所有技术、质量、测量、材料检验，专业管理人员必须相互配合，按要求进行资料的收集整理。在收集整理过程中，要及时发现资料中的问题，按专业系统、时间、内容做好交圈检查，发现问题及时解决。

2.3.2 收集的资料要妥善保存，防止丢失和损坏，并随时整理，建立目录组卷，做到和施工进度同步到位。

2.4 技术节约管理措施

钢筋、模板加工前坚持放样制度，减少返工；钢筋现场加工充分利用下脚料；本工程施工时合理划分流水段，加快施工进程，减少各项费用支出。结构工程提高模板设计及施工质量，确保楼板不进行抹灰，减少材料用量及抹灰用工，确保结构砼清水化，减少剔凿用工及由此产生的材料浪费。技术人员熟悉图纸及施工质量验收规范，采取按工种定人、定岗、定质量。“三定”措施，掌握建设物的各细部做法。同时要求做好技术交底，并把交底内容传达到班组，现场跟班检查，使之贯彻执行。施工质量管理措施

3.1 质量管理控制措施

本工程成立质量管理体系，由项目经理、技术负责人，总工长、工长、质检员、技术员、施工班组组长组成，质量管理体系对工程分部(子分部)、分项工程有否决权。施工中坚持加强人的控制，发挥“人的因素第一”的主导作用，把人的控制作为全过程控制的重点。在编制施工计划时，全面考虑各种因素，对工程质量的影响和人与任务的平衡。加强施工生产和进度安排的控制，会同技术人员合理安排施工进度，在进度和质量发生矛盾时，进度服从于质量；合理安排劳动力。加强施工原材料、成品、半成品采购进场，材料人员按规定质量进行验证，严把质量、数量、品种、规格验收关，必要时请有关技术、质检人员参加。坚持样板引路制度。各道工序或各个分项、检验批在施工前必须做样板，有关人员进行监控指导。样板完成后要由项目专业质检员和有关技术人员共同进行验收，满足要求后才能全面施工。3.2 质量技术控制措施

3.2.1 钢筋工程。本工程所采用的原材料必须通过试验关，确保钢筋性能符合设计要求，不合格者一律清退。钢筋品种、规格、型号和搭接长度、锚固长度、接头位置符合规范和设计要求。当砼浇筑前重新对钢筋进行复查，浇筑期间设专人监督，防止下灰和振捣破坏，并在砼初凝前进行调整就位。

3.2.2 模板工程。本工程施工中考虑模板及早拆功能两大因素，本工程墙体采用组合多层板，确保其整体刚度和挠度，拆模后要认真除灰尘和涂刷隔离剂，增加模板周转次数，保证砼表面平整。

3.2.3 楼板、楼梯模板与旧砼接触面阴角处统一粘贴海绵条，确保阴角方正，顺直且砼表面平整，多层板拼缝处贴纸胶带防止漏浆。

3.2.4 砼工程。在本工程浇筑砼前须填写报项目监理部后方可施工。为了防止砼粘连，在合模前设专人对模板的清理进行验收，符合要求后涂刷隔离剂，并保证均匀不遗漏。浇筑时保证下灰均匀一致，并设振捣尺采用分层浇筑，每层砼浇筑高度不超过振动棒有效长度的1.25倍，且振捣时插入下层砼中50㎜，以保证上下层时间间隔在初凝前进行。振动要做到“快插慢拨”，防止砼发生分层离析现象和振动棒抽出时造成的空洞。

3.3 完善施工质量验收记录，做好资料管理

本工程把施工质量验收记录工作作为一项严肃的技术工作来抓，要有计划、有步骤地做好质量控制资料的建立、收集、整理工作，明确专人负责，做到与工程进度同步，并保证及时、准确、系统、完整。总之、控制好施工中的每个环节，加强三检制，把隐患消除在萌芽状态。施工现场管理措施

4.1 安全防护措施

本工程鉴于属于高层建筑而且工程量较大，对施工现场的安全管理措施尤其看重。因此，本工程专门建立健全组织机构并配备合格安全员，制定各项安全管理措施。施工人员进入现场时必须三级安全教育，教育率达到100%。电工、电气焊工、架子工等特种作业人员必须经过专业培训，取得合格证书后方允许操作。脚手架在搭设、使用和拆除过程中的安全措施详见《脚手架搭拆施工方案》。

4.2 临时用电管理措施

加强施工用电管理，对施工人员进行安全用电教育。现场各种电气设备未经检查合格不准使用，使用中的电气设备应保持正常的工作状态，严禁带故障运行。露天使用的电气设备搭设防雨罩；凡被雨淋的电气设备应进行必要的干燥处理。施工现场照明线路的敷设除护套外，分开设置或穿管敷设，办公室照明灯设开关控制，工作栅、场地分路控制。

4.3 机械管理措施

本工程建立健全机械设备管理制度和台帐，各种资料齐全，数据准确。塔吊的安全装置，必须齐全、灵敏、可靠。各种机械设备的操作处悬挂操作规程牌，警告和负责人牌，落实定人、定机、定岗位责任的“三定”规定，专人负责。结语

本文结合某高层住宅框剪结构施工工程实例，针对该高层结构特点，提出切实可行的技术管理措施以及质量管理措施等，如采用技术管理措施来节约工程材料以及缩短工程等方案，可为同类高层建筑施工管理提供建议和措施。

参考文献：

高层钢结构住宅 篇3

关键词：多高层；钢结构；住宅；建筑技术；工程

随着建筑行业的发展，人们对物质的需求以及对住房的要求在不断提高，建筑企业越来越关注住宅产业的现代化发展。钢结构的应用在近些年得到了大力的推广，越來越多的住宅建筑开始采用钢结构。且取得的经济效益与社会效益也较为显著。推进多高层钢结构住宅的应用，采取合适的措施提高工程质量，是建筑单位应该关注的问题。

1 多高层钢结构住宅体系概述

多层钢结构住宅体系不同于传统的砖混结构、混凝土结构，三者之间存在着很大的差别。多高层钢结构有着其自身的特征。在施工中，以型钢为主要承重体系，并结合围墙结构和楼面结构进行施工。

在多层钢结构住宅体系中，钢框架-支撑结构体系、钢框架结构体系、交错桁架结构体系、新型抗震结构体系构成了承重体系。

当前，钢结构运用最为广泛的是厂房工程和住宅建筑工程。在建筑工程中，根据住宅的高度不同，采用的钢结构施工方法与结构材料也不相同。一般情况下，进行钢结构施工时，需要根据“强柱弱梁”的原则选择不同的钢结构体系，即强节点、弱构件。在进行钢结构施工过程中，还需要根据施工的实际情况进行仔细分析与研究。

2 多高层钢结构住宅的优势

2.1 多层钢结构住宅质量优良

钢结构拥有结构轻、强度高、抗震性能好、工程造价低的特点。钢材的自重是普通钢筋混凝土结构自重的1/3到1/2左右，使得结构质量更为轻巧。同时，钢结构的延性和塑性都比钢筋混凝土结构强，受到的重力和地震作用力更小，具备良好的抗震性能。钢结构配件的生产与制作基本在工厂内完成，配件的精度较高，使得住宅结构更为精细化、标准化，住宅的质量能得到良好的保证。

2.2 多层钢结构住宅施工便捷

钢结构的配件均比较轻巧，在运输过程中有着方便、快捷的优势。进行钢结构安装时，施工空间更加宽广，不需要支模，方便施工时的操作，并且施工的过程中，基本不会受到气候环境的影响。同时，钢结构的管线布置更为灵活，方便进行改造与维修。环保型的绿色可回收或者易降解的材料是钢结构住宅的主要材料，建筑拆除时建筑材料也可以回收利用，有效减少建筑垃圾对环境的污染。因此，采用钢结构施工可以使建筑工程施工工期更短，能有效加快资金周转的速度，提高企业效益的同时达到良好的社会效益。

2.3 多层钢结构住宅结构更加美观

因为钢材质的轻巧且强度高，可以形成较大的建筑空间，有效使用面积远远大于混凝土结构或者砖混结构。在多层住宅建筑中采用钢结构，能灵活地布置室内格局，使得住宅的空间布局更为合理，增强了建筑的功能性，让住宅的使用功能充分满足现代建筑的要求。同时，也可以使建筑的造型更加美观、更加丰富。

3 多层钢结构住宅建筑施工技术

3.1 施工常用的结构系统

多层钢结构住宅建筑施工主要采用四种结构体系，分别为纯框架形式、框架支撑形式、型钢混凝土组合形式以及钢框架-混凝土抗震墙形式。

在纯框架形式结构中，型钢是梁柱的主要材料，整个结构的组装方式为焊接或者螺栓连接；框架支撑形式结构施工方式与纯框架结构相似，不同的是，出于抗震的需要，主体结构主轴方向均设置斜撑；型钢混凝土组合形式与上述两种方式略有不同，需要在钢骨架梁柱外浇筑混凝土，起到防腐、防火与支撑的作用；钢框架-混凝土抗震墙形式内部运用浇筑方式施工，将外围钢结构框架与预埋构件连接。

3.2 施工常用的楼板系统

叠合式和整体现浇式是多层钢结构住宅最常用的楼板系统形式。

叠合式楼板的施工方法有很多，底部模板可以运用轻型混凝土预应力板材或采用压型钢板，然后再浇筑混凝土，形成板材与混凝土叠合的楼板。叠合式施工技术较为便捷；整体现浇式楼板的施工技术与普通结构的住宅相同。

3.3 施工常用的外墙围护系统

外墙围护系统的施工技术比结构楼板系统要复杂很多，施工技术主要有外挂与填充两种类型。

外挂类型的施工技术一般采用轻质的墙板，安装在梁柱和楼板的外侧，对结构形成围护；填充类的施工技术多运用轻质墙板或者砌块，嵌置于梁柱和楼板底部，对其形成围护。

4 结束语

在多高层住宅建筑中运用钢结构有着重要的意义，钢结构相较于传统结构有着非常多的优势，不仅能提高住宅建筑的质量、简化施工的步骤、降低施工的成本，还能达到良好的环保效益，是建筑行业未来主要的发展方向，有着广阔的市场前景。

参考文献

[1]徐伟良，何余良.多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用[J].建筑技术，2009（3）.

[2]张建军.探讨多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用[J].房地产导刊，2013（2）.

浅析高层住宅钢结构的施工 篇4

一般来说, 材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比, 钢结构有如下一些特点:

材料的强度高, 塑性和韧性好过钢材和其它建筑材料, 诸如与混凝土、砖石和木材相比, 强度要高得多。因此, 特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好, 结构在一般条件下不会因超载而突然断裂;韧性好, 结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延伸性能还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面, 由于钢材的强度高, 做成的构件截面小而壁薄, 受压时需要满足稳定的要求, 强度有时不能充分发挥。

材质均匀, 钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性, 而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此, 钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制, 材质波动的范围小。

钢结构制造简便, 施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且是成材, 加工比较简便, 并能使用机械操作, 因此, 大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件, 精确度较高。构件在工地拼装, 可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓, 有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装, 以缩短施工周期。此外, 对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固, 用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。

钢结构的重量轻。钢材的比重虽比混凝土等建筑材料大, 但钢结构却比钢筋混凝土结构轻, 原因是钢材的强度与比重之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样荷载, 钢屋架的重量最多不超过钢筋混凝土屋架的1/3至1/4, 冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10, 为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构, 重量轻也是一个重要的有利条件。

1 制作与安装

1.1 统一测量仪器和钢尺量具。

建造一幢超高层大楼, 涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装, 使用的测量仪器和使用的钢尺必须是国家法定的统一计量部门由同一标准鉴定高层、超高层建筑施工周期较反, 尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。

1.2 定位轴线、标高和地脚螺栓。

钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄, 在建筑物外部或内部设置控制轴线100m高度的建筑需设置一个控制桩, 一共架设经纬仪或激光仪控制桩的位置, 要求以能满足通视、可视为原则钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性, 一般为2~3层为一节, 对每一节柱r安装小得使用下一节柱子的定位轴线, 应从地面控制轴线引到高空, 以保证每节柱r安装正确无误, 避免产生累积误差。柱脚与钢筋混凝土基础的连接, 一般采用埋入式钢性柱脚, 地脚螺栓是在安装就位第节钢柱时, 控制平面尺寸和标高的临时固定措施。

1.3 钢柱的制作与安装。

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构建, 在加工制造中必须满足现行规范的验收标准100m高的超高层钢柱, 一般分为8~12节构件, 钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形, 所以钢柱的翻样下料长度不等与设计长度, 即使只有几毫米也小能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换, 要求对每节钢柱应编号予以区别, 正确安装就位。矩形或力形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊, 不允许采用其他如在箱板上开孔焊等形式。钢柱标高的控制一般有两种力式: (1) 按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm, 不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形, 建筑物的总高度只要达到各节柱制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格, 这种制作安装一边在12层以下, 层高控制不十分严格的建筑物; (2) 按设计标高制作安装土建的标高安装第一节钢柱底面标高, 每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸每一节柱的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中无论采用何种安装力式, 都应在翻样下料制作过程中充分表达出来, 并应符合设计要求的总高度。

1.4 框架梁的制作与安装。

高层、超高层框架梁一般采用H型钢, 框架梁与钢柱宜采用钢性连接, 钢柱为贯通型, 在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋框架梁应按设计编号正确就位, 为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的准确性, 在工厂制造时, 在框架梁所在位置设置悬臂梁, 悬臂梁上下翼缘的连接采用衬板个熔透焊缝, 腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求, 当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时, 腹板的连接可开椭圆孔, 并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样小等与设计长度, 需考虑焊接收缩变形焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核, 确定其翻样下料的准确长度。框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接, 目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接施工时先焊下翼缘在焊上翼缘, 先一端点焊定位, 再焊另一端, 腹板则采用高强度螺栓连接, 要充分理解设计时采用摩擦型还是承托型高强螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系数应选用合理。采用高强螺栓群连接时, 孔位的精确十分重要, 目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔, 前者精度低, 后者精度高, 应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时, 应保证模板的精度, 以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差, 只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔, 若用气割扩孔, 则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内, 高强螺栓群的拧紧顺序应有中心按辐射力向逐层向外扩展, 初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头加以表示。

2 楼盖的设计

高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度, 是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件, 同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用, 一般钢结构建筑物的楼板和屋盖, 都采用轧制的托型钢板加现浇钢筋混凝土楼板和屋盖, 厚度一般不小于150mm, 目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用, 主要是对于板底旱波形的计算原理不甚了解或认为记算繁琐, 就按平板计算, 这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用, 简称MST组合梁, 只要计算正确, 配筋合理, 栓钉可靠, 则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右, 而且不需对钢梁进行稳定验算。

总之, 钢结构的发展符合可持续性发展的战略, 并对保护耕地、提高城市建设水平有较大作用。有了国家政策的支持、技术的保证, 钢结构必将为现代化建设作出更大的贡献。

摘要：钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大, 柱子所占的建筑面积比率越来越大, 在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑, 因此, 高强度钢材便应运而生, 并在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造得到了充分的运用。

关键词：高层住宅,钢结构

参考文献

[1]宋昱.浅谈钢结构工程的施工质量管理[J].山西建筑, 2009, (11) :217-218.[1]宋昱.浅谈钢结构工程的施工质量管理[J].山西建筑, 2009, (11) :217-218.

高层住宅中剪力墙结构设计分析 篇5

广景湖畔花园二期场地位于泉州市惠安县百崎回族乡，场地东侧为双喜制衣公司培养基地，西侧一期建设用地，南侧空地，北侧临近通港公路。广景湖畔花园二期由4栋31~33层的高层住宅及其1层的商业裙房组成，设有地下一层地下室；其中高层部分采用剪力墙结构体系，裙房部分采用框架结构体系。总建筑面积是7万多㎡。

以1号楼为例进行结构设计分析，1号楼造型比较独特，平面为椭圆形，而且奇数层和偶数层的建筑平面布置略有不同。标准层结构布置如下图1，图2所示。1号楼地下一层，地上31层的剪力墙结构。总建筑面积约1.5万㎡，地下一层为机动车库，层高4.6m；一层是入口门厅及架空绿化，层高为5.1m；二层及以上层为住宅，层高为2.9m。1号楼建筑抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，场地类别为II类，土质比较均匀，在地勘报告中建议地基作CFG桩处理。剪力墙抗震等级为二级。基本风压采用0.85KN/m2(100年一遇)，地面粗糙度按B类，体型系数取1.4，电算程序采用SATWE，按施工模拟过程的加载方式，采用层间剪力比层间位移的楼层刚度算法。连梁折减系数取0.7，周期折减系数取0.9。

2结构设计分析

2.1 高层住宅中剪力墙结构设计的经济分析

（1）剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省。在高层住宅中，开间较小，分隔墙较多，采用现浇剪力墙。可将填充承重墙减少，比较经济。另外，剪力墙外观整齐，没有露梁、露柱现象，便于室内布置。

（2）剪力墙结构设计中应注意的问题剪力墙结构的抗侧刚度大。结构周期小，地震反应大；剪力墙结构墙体越多，建筑物的重量越大，地震反应也大，会造成浪费；另外，剪力墙结构墙体多为构造配筋，如果配筋率太低，则结构延性差。

具有刚度足够的结构一般震害较轻。但是，一般情况下建筑物的刚度越大，工程费用越高。因此，剪力墙结构应满足规范中的关于结构水平位移和地震力的要求，但如果要做到安全适用，经济合理，就必须在实际工作中有所判断，将结构水平位移和地震力控制在合理的范围内，然后检查结构的内力和配筋。

2.2 优化结构设计．降低工程造价

优化结构设计，使结构受力均衡，技术应用得当，整体安全可靠度一致，同时发挥其最大作用，这样设计出的结构才能达到既经济，又合理的目的。

从结构设计整体布局来看，在水平荷载作用下，剪力墙的暗柱配筋往往是构造配筋，暗柱断面的确定与剪力墙的布置有密切的关系，而构造配筋与暗柱断面又有着一一对应关系。由于剪力墙布置的差异性，一片剪力墙两端暗柱的断面可能差6～10倍。配筋也相应差6～10倍。而剪力墙在不同方向的水平荷载作用下是具有对称性的。这样设计出的结构就会造成极大的浪费。因此，首先调整剪力墙的布置，尽可能使之对称。这样即节省了造价，又增加了结构安全性。

3剪力墙结构构件的合适含钢量

在以结构设计规范为依据的实际情况中对某住宅楼剪力墙的结构计算作整体分析，同时从结构含钢量的角度作具体分析。

现行规范对钢筋混凝土构件给出了最小含钢量，分别为：

（1）剪力墙端部加强区和非加强区关于暗柱、端柱、翼柱的构造配筋要求；

（2）剪力墙分布钢筋的配筋要求；

（3）连梁的配筋要求。

因混凝土为泵送商品混凝土，水灰比大，收缩率较大，为满足要求实际情况，高层建筑合适的含钢量见下表：

4实例分析结果

4.1 结构整体计算

4.1.1 根据电算结构结果，

考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数(取前三个振型)

4.1.2 结构整体合理性判断

主要控制参数

（1）楼层最小剪重比在规范容许的“楼层最小地震剪力系数值”的范围内。

（2）自振周期：参照(T1 =(0.05～0.08) n=1.6～2.5s)，周期在合理范围内。

（3）楼层最大层间(水平)位移与该楼层平均值的最大比值，在规范许可范围内。

4.2 剪力墙设计

墙厚根据规范及工程层数，层高情况取值如下：地下一层至九层墙的墙厚为300,十层至二十二层墙的墙厚为250（十层~二十二层）,二十三层以上墙的墙厚为200。

从造价角度考虑，可从以下方面适度调减钢筋：暗柱、连梁等处构件根据计算结果按构造要求配筋(不包括局部按计算配筋的)，其中，墙体分布筋基本与规范最小配筋及其它构造要求相吻合；

4.3 楼板设计

楼板的板厚按板短跨的1/40来取，最大板厚120，最小板厚取90。楼板采用弹性计算，由于板计算跨度不大，基本上板配筋是以构造为主，板混凝土强度等级C25~C30。

一级钢最小配筋率=max{0.2%，0.45ft}=0.27%~0.3%

三级钢最小配筋率=max{0.2%，0.45ft}=0.22%

所以板钢筋使用三级钢比一级钢省。

5 总结

（1）x方向的楼层层间最大位移与层高之比的最大值偏小，结构整体布置存在继续优化的可能；

高层钢结构住宅结构设计探讨 篇6

在住宅建筑采用高层钢结构材料进行设计优点如下:

1.1 一体化的生产、短周期的设计

钢结构有效利用高科技的计算机以及专门的分析设计软件, 进行结构分析, 大大缩短了设计的完成周期。同时, 钢结构应用比较灵活, 其便捷的特性, 使其能够进行现场安装, 将前期的设计工作与现场的施工进行结合, 通过数控以及计算机软件, 使得在设计完成以后, 得以即时加工制作, 工作精确度与效率获得极大提升, 建设周期大大缩短。

1.2 高强的承载度、抗震性

由于钢材质的特点, 使其承载程度较其他材质强, 也就是说相同承载面的前提下, 钢材质的承载程度就比其他材质的承载程度要高的多。现阶段, 世界进入了地震高发期, 抗震能力成为了建筑设计的重要衡量因素。在抗震设防区中, 钢结构的重量较轻, 轻钢住宅的质量约为砖混结构质量的2/3, 钢结构相比于其他材料抗震性能好, 同时具有加强抗震性能力的耗能能力、高延性, 因此其安全度也是非常高的。

1.3 强大施工优势, 低廉综合造价

钢结构大部分构件在工厂加工完成, 在施工现场可全天候进行组装。如此, 施工现场的工作量大大下降, 占用面积与对周围环境的影响与污染都大大降低。施工时可节省支模、拆模的材料, 成本降低。

2 钢结构住宅结构设计体系

2.1 框架—支撑体系

支撑体系主要由框架体系构成。梁、板、柱子等构成了框架体系的基本组件。框架结构体系由于其结构的布置比较方便, 另外, 钢材质的硬度分布比较均匀, 延展性较好, 可以形成较大的结构空间。但框架结构的侧向刚度比较少, 容易受水平荷载影响发生较大位移, 使得钢结构有受到破坏的可能。在高层建筑住宅中, 由于住宅的层数较高, 因此, 如果钢材料没有良好的立体结构, 便容易使得建筑存在不良因素, 引起极具危害性的后果, 所以, 施工时, 要采取框架支撑的体系来增加其横向的承载力。

2.2 桁架交错的结构体系

桁架、柱子、板等构成了交错桁架结构体系的主要部件。柱子主要是放置在室内的两边位置。桁架的跨度等同于与建筑宽度, 其高度则以住宅楼层的高度等同。桁架两端在外围柱上进行上下层的交叉布设:楼板一端由桁架的上弦杆来支撑, 另一端则由旁边的桁架的下弦杆进行支撑。正是此种结构体系采用的结构少量, 以轴心力为主, 合理适用的受力结构, 形成了此结构体系的主要优势, 尤其显示在横向尺寸为主时。在结构空间上来说, 交错桁架结构体系形成的空间体积相对来说比较大, 比框架结构体系形成的空间要大出一倍多, 同时进深也大增, 在能够提高空间的同时, 由于其使用的柱子数量比较少, 还能节约材料成本。

2.3 钢架—剪力墙结构体系

剪力墙结构体系中, 施工中建筑的承载力全部压放到了剪力墙结构上来, 同时由钢框架的特性决定了其还可以担负起总的地震剪力的1/5以上, 起到多线防震作用;抗剪力墙具有较强的承载力以及抵抗推力, 在地震以及狂风暴雨之下, 产生的侧移可以忽略到不计, 因而, 在高层的住宅建筑中应用居多。应用剪力墙结构体系的住宅建筑, 其墙壁的延展性要高很多, 抗狂风、地震的功能比较强。同时, 利用电梯井作为混凝土核心筒还能有效解决电梯噪声扰民的情况。

3 钢结构住宅结构设计中应注意的问题

3.1 节点设计

震动是危及建筑安全的主要因素, 层出不穷的事故很多都是因为抗震能力弱。在施工建筑进行抗洪抗震性能时, 节点设计的重要作用不容忽视。强度高的梁柱设计、节点设计是高层钢结构建筑在受到较大震动影响时不出现局部失稳或者连续破坏情况的关键。要做到这一点可采使梁两边的翼缘截面进行适度的削减, 提高钢柱抵抗侧移的能度。同时, 要优化梁柱的节点, 更加合理的节点传力路线才能具有更强的承载力与抗震性, 同时节点焊接质量与提高螺栓的联接质量也是重点。

3.2 楼板设计

为满足钢结构的工业化及标准化的要求及保证施工速度快等优点, 在进行楼板设计时要先考虑采用预应力混凝土叠合楼板或装配整体式楼板。在装配整体式的楼板时, 一般是使用栓钉作为工具, 使钢板牢牢的钉嵌在梁上, 然后才能安全的与其他材料进行共同的工作, 以降低不便。而预应力混凝土叠合楼板在施工中应用的更加方便, 主要是用钢板、混凝土薄板, 加以混凝土来组成的叠合板。

3.3 墙体的挑选

在进行施工设计时, 都比较注重于材料的节约以及结构本身的重量的减少, 此时, 墙体的挑选就显得尤为重要。因此, 较轻的材质比较受欢迎, 一般的粘土砖等比较笨重的材料不受欢迎, 应用也不合理。从目前的建筑情况来看, 预制的复合夹心板墙应用居多, 其复合夹心层采用高效保温材料更佳。

3.4 钢结构的防火与防腐

钢材容易锈蚀, 并且锈蚀的速度与环境、湿度、温度等有关。同时, 火灾也是重大安全隐患, 故而做好钢结构的防火与防腐很重要。传统的防腐防火方法是彻底除锈并镀锌或者涂抹油漆。随着要求的提高, 传统的方法已经无法满足需求。对此, 除了采用新型的防火防腐建材外, 还要加大成本采用更有效的防腐防火外部材料, 并且对重点部位进行重点防护。

4 综述

钢结构住宅体系具有混凝土等其他结构无法比拟的优点, 在提倡建设节约型社会, 大力推广住宅产业化且日益重视建设质量的情况下, 钢结构住宅设计必然会成为设计主流。因此, 我们要对高层钢结构住宅设计进行研究, 促进其更长远、更迅速的发展, 使其能发挥应有作用。

摘要：我国的住宅建设经历了很长时间的发展, 材料与工艺都有了极大提升。根据住宅的使用情况, 钢结构住宅具有抗震性好、强度高、污染少、使用率高等优点, 极受欢迎, 是很多住宅建筑的首选。使用钢结构进行住宅建设能够提高住宅的居住功能水平与产业化水平, 本文也据此对多层钢结构住宅设计进行探讨, 以期对住宅建设有所助益。

关键词：高层,钢结构,住宅设计,结构设计

参考文献

[1]杨国建.浅谈高层建筑混凝土框架结构设计[J].价值工程, 2011 (20) .

高层住宅结构方案布置 篇7

关键词：高层住宅,框架剪力墙,短肢剪力墙

1 工程概况

本工程长度45.84 m,宽度13.64 m,从室外地坪到主要屋面高度为33.2 m,建筑面积6 932 m2。主要由11层建筑组成,其中地上1层为车库和商网,地上10层为住宅。

该工程所处地理位置情况概述:地震烈度为7度,设计基本地震加速度0.10g,设计地震分组是第一组,Ⅱ类场地。基本风压为0.65 k N/m2,地面粗糙度B类;基本雪压0.4 k N/m2;1层商网要求大通透玻璃,住宅要求大飘窗,给剪力墙布置增加了困难。上部结构为框架剪力墙结构,下部基础形式为独立承台—灌注桩基础。

2 结构布置

框架—剪力墙结构布置形式分为四种:框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置;在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙(带边框剪力墙);在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙;上述两种或三种形式的混合。具体应用到本方案,假定框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%,但不大于50%。所以剪力墙是抗震的第一道防线,剪力墙的合理布置就尤为重要。首先,剪力墙布置宜简单、规则,宜沿两个主轴方向双向布置,并且两个方向的侧向刚度不宜相差过大。其次,剪力墙宜自下而上连续布置,避免刚度过大。最后,剪力墙开洞宜上下对齐、成列布置。据此原则,首先在三处电梯井筒布置了剪力墙,墙厚根据构造要求初步定为250 mm厚,框架抗震等级为三级,剪力墙抗震等级为二级。

计算结果显示,框架部分承担的倾覆力矩为53%,剪力墙承担的倾覆力矩为47%,T周期比1.7。根据计算结果,与原来预想结果不一样。按照《高规》8.1.3条,方案进行第二次调整,于是就逐步在四周增加了短肢剪力墙。第二次增加两片短肢剪力墙(具体位置见图1),第三次增加四片短肢剪力墙(具体位置见图1),表1是两次增加量的比较结果。

通过结果可以看出,增加剪力墙效果很显著,依照经济的原则,选择第二种方案进行重点优化。计算显示,底层带端柱的短肢剪力墙轴压比超限,增加墙厚至270 mm,端柱相应增加到540×540,墙截面高度为900 mm,结果又出现了新的问题:墙肢截面高度与墙厚的比值小于4,所以在最后出图的时候,此段墙肢要按照柱的构造要求进行配筋。查看计算结果,位移比超限,于是又增加周边柱子和梁的截面,最终将位移比控制在1.5范围内。高规规定:抗震设计时,框架—剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定满足Vf0.2V0的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足的其框架总剪力应按0.2V0和1.5Vfmax二者的较小值采用。各层框架承担的总剪力调整后,应按调整前、后总剪力的比值调整每根柱子与之相连框架梁的剪力及端部弯矩,框架柱的轴力不调整。再次检查框架—剪力墙中框架柱承担的剪力,发现剪力不足0.2V0,调整剪力,注意此调整剪力是在满足抗规5.2.5条最小剪重比的前提下进行的调整。

3 结构计算分析

最终该主体结构采用增加两片小墙肢方案,并用中国建筑科学研究院编制的pkpm-SATWE程序进行计算,计算结果见表2。

1)周期比。

结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比:Tt/T1=1.019/1.162=0.80,小于0.9,满足《高规》3.4.5条。

2)位移比。

最大位移比为在偶然偏心作用下Y方向最大位移与层平均位移的比值:1.48(第1层第1塔),满足《高规》3.4.5。

3)刚度比。

Ratx2,Raty2:X,Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%,110%或者150%比值;110%指当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时,150%指嵌固层。

最小值Ratx2=1.279 7,Raty2=1.253 2,均满足《高规》3.5.1。

4)位移角。

荷载顶点位移(mm)顶点相对位移最大层间相对位移Δui/hi,X向风力12.1/4 648,Y向风力12.1/1 702,X向地震力12.1/1 396,Y向地震力5.1/1 480。

最大楼层层间相对位移为1/1 396,满足《高规》3.7.3楼层层间最大位移与层高之比的限制1/800。

5)剪重比和等效质量系数。

满足《抗规》5.2.5条要求的X,Y向楼层最小剪重比=1.60%;X,Y方向的有效质量系数95%,满足《高规》5.1.13。

6)受剪承载力之比。

X方向最小楼层抗剪承载力之比:0.86层号∶1塔号∶1,Y方向最小楼层抗剪承载力之比:0.82层号∶1塔号∶1,Ratio＿Bu满足《高规》3.5.3条。

7)刚重比。

X向刚重比EJd/GH**2=7.83,Y向刚重比EJd/GH**2=8.15。该结构刚重比EJd/GH**2>1.4,能够通过高规5.4.4的整体稳定验算。该结构刚重比EJd/GH**2>2.7,可以不考虑重力二阶效应。

8)0.2V0调整系数。

首层框架承担的剪力值很小,所以应按《高规》8.1.4条进行调整,即框架总剪力应按0.2V0和1.5Vfmax二者的较小值采用。

4 结语

通过比较得出:1)增加一些短墙肢对框架—剪力墙结构作用非常明显。短肢剪力墙墙厚与填充前墙厚相同,各墙相连的连梁处在同一平面内,避免梁柱可能凸出墙面的情况,墙肢可长可短,可多可少,灵活布置,容易满足扭转的需要。2)框架—剪力墙结构中,剪力墙为抗震的第一道防线,应保证剪力墙数量及计算的安全。在调整框架—剪力墙模型过程中,目标为调整到按照框剪模型计算时,先不要着急增加柱子截面,而应首先想办法从有限的平面图中找到合适的地方增加墙肢。

参考文献

[1]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

高层住宅钢结构体系的应用研究 篇8

关键词：高层住宅,钢结构,应用研究

1 引言

钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国，战后经过经济恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力，工程建设日益增加，相应地钢结构设计与施工技术的不断进步积完善，特别是1960年以来，高层钢结构工程迅速发展，钢结构已成为高层建筑设计造型的主要对象。

随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，我国住宅建设持续空前发展，价位的居住条件逐步提高，并对居住质量的要求也越来越高。中国已成为第一产钢大国钢结构住宅适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高住宅产业化水平。由于上述优势，钢结构在住宅市场必将有良好的发展前景。

通过百花小区1#楼高层住宅钢结构体系的应用研究，更好地提高钢结构体系在住宅产业当中的应用技术，推动国内钢结构在房地产业中的采用，为钢结构体系的发展做出贡献。

2 工程概况

百花小区1#商住楼位于济南市高新技术产业开发建设总公司建设的百花小区内，建筑面积为3.3万平方米，地下一层，地上26层。承重框架为箱形截面柱及H型梁，柱采用马钢生产的Q345B型钢，车间加工制作;内、外墙板采用南京产ALC (蒸压轻质加气混凝土板) ，外墙直接在ALC板刷涂料;公建部分外窗采用无框窗;住宅外窗采用60系列PVC塑钢窗，中空玻璃;楼面为现浇混凝土现场浇筑;屋面采用PVC卷材防水聚乙脂发泡保温屋面。住宅内水电均走暗线，与梁交叉处走梁腹板预留孔。采暖用进口美国原装金玛克电暖器。室内精装修，空间大，效果好，充分体现了钢结构的结构优势。

3 主要施工方法

3.1 钢结构箱型柱的加工制作

3.1.1 箱型柱制作工艺

1) 钢板拼接

由于每段柱高在12m以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将两块钢板拼接。钢板两端开坡口。

2）划线下料

安排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。

长度方向沿划线每隔5m钻Φ8mm孔。

用两台半自动切割机 (或双头) 沿划线中心同时切割，每隔5m留100mm不切割，待冷却后再切割。

3）组装焊接

用H型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在两腹板上划组装线，组装焊接衬板。

定位焊：在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。将一腹板与隔板组对，定位焊。组对两盖板，定位焊。组装腹板，定位焊。

用三根同尺寸的箱体并排，并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。

焊接：用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm引弧板和熄弧焊。

焊完一层后将箱体翻身，焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。焊接完毕，即将引熄弧板在离母材5mm处切断，并用砂轮机修磨平整，切不可用锤击落;并修磨后的切割面进行检查。

焊缝无损检测，使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的20%，按JB11345的规定不低于II级。

3.1.2 梁及连接板加工及组焊

1）下料

型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料，下料后应进行清漆修磨，编号归类放置;

2）钻孔

先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径，在孔的四周 (900位置) 打四只冲孔，钻孔后检查;

3）高强度螺栓磨擦面处理

喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6kg/cm2，石英砂的粒度1.5～4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色;

用电动砂轮机打磨钢板的表面，砂轮打磨的方向与受力方向垂直，打磨范围不应小于4倍螺栓直径，打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑;

3.2 钢结构安装

(1）箱型柱安装

箱型柱在实际施工过程中按照材料采购、加工、运输、吊装、连接 (加固) 工艺完成。所有钢结构制品，在刷防锈油漆前，必须将构件表面的毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。手工除锈达到St2，机械除锈达到Sa2。本工程四层以下裙楼立柱为48根，主楼立柱为37根。立柱单根最短4.5m，最长12.5m。截面形状为箱形。单根立柱最大设计重量为3.5t，最小设计重量为1.88t。剪力墙框架立柱为150*150H型钢。吊装顺序采用由中心向四周扩展的原则，以保证安装过程中框架的对称性和稳定性。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机，利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接，形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。

(2）钢梁安装

钢梁的安装分主梁、次梁和外挑梁的安装;主梁材质为Q345B轧制H型钢。主梁在立柱形成单元后采用捆绑串吊施工，根据该工程的设计特点吊装数量2-4根;次梁和剪力墙框架梁由于空间和接点的实际情况，一般采用单根吊装。

(3）高强螺栓安装

高强螺栓是目前建筑钢结构最先进的连接方法之一。它的特点是施工方便，可拆可换，传力均匀。根据本工程的设计方案高强螺栓采用摩擦型连接。紧固办法采用专用棘轮扳手和扭矩扳手经初拧和终拧完成。

(4）栓钉焊接

栓钉焊接是高层钢结构施工中不可缺少的一个环节，常见的栓钉焊接分为直接焊接在钢梁上和穿过压型钢板后焊接在钢梁上两种方式。本工程采用直接焊接在钢梁上。

3.3 混凝土施工

本工程中混凝土部分主要是核心筒筒壁和现浇混凝土楼面两个部分。混凝土竖向运输主要通过砼泵泵送。楼面模板支撑方案，根据本工程的结构特点，利用H型梁下翼缘支撑小规格H型钢，在H型钢上铺设竹胶板、钢筋。箱型柱内浇混凝土采用顶升法，利用混凝土泵的压力将混凝土由下向上压入箱型柱。在混凝土顶升前，会同设计方对顶升入口处的管壁进行详细、严格的强度验算，确保顶升压力在要求的强度范围内，同时在柱下部侧壁安装特种压力表，随时观测柱内混凝土的压强变化。另外，对顶升用混凝土的配合比要严格要求，保证混凝土的坍落度不小于200mm。

3.4 外墙板安装

外墙板采用南京产175mm厚度ALC板。该板材全部采用工厂化加工，运输到现场吊装，吊装设备为塔吊。外墙墙板共计约9780块，其中TU平板4600多块，TU艺术板5180块。按照厂家提供图集施工，由墙板内侧膨胀螺栓固定在楼面的通长角钢和ALC板上的专用联结杆连接，缝隙用嵌缝砂浆和密封胶密封。于床连接在窗四周另加角钢。

3.5 内墙板安装

内墙板均采用南京产C型125厚度ALC板。工厂化生产，现场安装。施工工艺简单，不受天气等情况的制约。内墙的安装基本与外墙类似。卫生间、厨房等部位的墙板采用特殊PVC密封胶。

4 主要的技术成果

1) 箱型砼柱

箱型柱一砼柱是在箱型柱内灌注高强度 (C50) 等级砼，在箱型柱中间内部加隔板支撑，形成两种材料相辅相成共同工作的机理，解决了在荷载作用下，强度尚未达到极限时率先发生变形过大的问题。它具有承载力高、抗震性能好、施工简捷的特点，一般每四层 (每节长12m左右) 为一个制作安装单元，整根钢管柱一次吊装就位，为主体结构安装创造了流水作业的条件。箱型柱一砼外包防火板后，钢管混凝土柱耐火极限大于三小时，满足高层建筑的防火要求。

H型梁的加工，栓钉的焊接，采用合理的工艺，尽量减少由于焊接产生的残余应力，并采用合一理的手段校正误差。

高强螺栓的型号，高强螺栓的接触面先用砂轮打磨，打磨方向与构件受力方向垂直，安装时用钢丝刷清除浮锈，并根据规范做摩擦面的抗滑移系数试验，要求抗滑移系数不得小于0.35。

2) H型梁

H型钢梁均采用轧制H型钢，其变形能力强，抗震性能好，承载力高。H型钢梁外刷防腐漆、外包防火板，解决了钢结构的防腐、防火问题。施工时钢梁有较大的承载力，可大大节省模板工作量。所用梁均在工厂加工，后运输到县现场吊装，大大减少了现场的工作量，缩短了工程工期。

3）抗侧力支撑砼筒结构

电梯、楼梯位置形成钢筋混凝土核心筒，作为剪力墙抗侧力支撑，提高了结构稳定性，对于优化抗侧刚度，发送抗震性能起到了积极的作用。

4）现浇钢筋混凝土楼盖

利用钢框架梁下翼缘作为支模板材撑，上铺竹胶板，再按设计铺设钢筋，浇筑C30混凝土。节省模板材，缩短施工工期。

5）节能型复合外墙板

墙板尤其是外墙板从某种意义上讲，它比结构体系更为重要。因为住宅建筑的主要功能是靠外墙板实现的。工程采用的复合外墙板是列为“国家住宅建设推荐产品”的南京产蒸压轻质加气混凝土(ALC)板，该墙板由加气混凝土与钢筋龙骨组合而成。墙板工厂化预制生产，现场安装，基本取消了湿作业。加工尺寸精确，施工快速，简单，大大缩短了施工周期;由于质轻并有相当的强度，可简化工程基础;优良的保温性能可减少墙身厚度，增大建筑的使用面积。同时在地震中大大降低建筑的破坏程序，减少灾害造成的损失。墙板板缝的抗渗、墙板的防火也都满足国家相应标准的要求。

ALC板的主要性能：

a.轻质：比重为0.5，为混凝土的1/5，空心砖的1/3。

b.隔热性：导热系数为：0.11W/m·k。

c.耐火性：耐火极限达到4小时。

d.隔音性：有隔音与吸音双重性能。

e.承载能力和抗震性能优越。

f.绿色环保，无放射性。

6）高层住宅钢结构体系节能采暖方式的研究：

节能住宅在大的方面上能够节约能源，保护环境;在小的方面上可以为业主节省生活成本。因此在本工程中，也充分考虑了节能技术的应用：

首先，在设计上充分减少建筑墙体、屋面、窗体等部位的热传导。采用建筑低能耗围护结构设计方案，使用新型低能耗的围护材料。一至三层裙房外墙墙体采用200厚加气混凝土砌块，四层及以上住宅外墙采用175mm厚节能墙板。新建屋面在防水卷材上铺设膨胀珍珠岩，增加了屋面的保温效果。外窗除裙房办公区安装无框落地玻璃外，其他均采用PVC系列塑钢窗，其物理性能达到A类，中空玻璃内腔气体层厚度不小于12mm。热水系统采用太阳能集中供热系统。采暖除裙房部分外均为电暖采暖方式，踢脚线安装型玛克尔智能温控电暖气。电采暖的特点是：环保无噪音、无污染，不产生废气，同时热效率高，热转化率能达到99%。

其次在建材的采购上，严格控制质量，确保严格按照设计要求使用建材。

环保节能在施工工艺上也充分考虑。本工程的钢管混凝土柱的浇筑，采用新型泵压顶升技术，很少振捣甚至不用振捣，混凝土达到了设计要求，减少因振捣而引起的噪声污染，同时此工艺减少了混凝土的浪费，大大减少了建筑垃圾的产生;钢结构梁采用，减少了截面积，节省了模板材的使用，节省资源的同时保护了环境;墙板安装采用焊接或螺栓连接方式，在钢结构柱和梁上焊接预埋件，用专用连接钢筋和钢板 (螺栓) 固定，与结构梁或柱结合处缝隙专用密封膏密封。墙板安装工艺基本取消了现场作业。

本工程在节能环保及采暖方面改变了建筑外围保温隔热单一节能的技术观念，结合了太阳能开发及利用新型电能采暖技术，同时在施工时采用减少湿作业量的施工工艺，保护环境在开发新能源和节约使用能源上具有超前意识，为环保节能在住宅产业的采用起到了推动作用。

7）钢结构主体升降车库的应用研究：

浅析多高层钢结构住宅楼板设计 篇9

钢结构住宅作为一种新型的住宅形式,是在最近20年间才开始投入实际工程中使用的。虽然钢结构在保护环境、资源合理利用、推进住宅产业化发展等方面具有绝对优势,但还存在很多限制其发展的因素,例如钢结构建筑材料价格高,加上缺乏行之有效的行业法规,几方面原因导致钢结构在普通民用建筑中难于推广应用。鉴于此,本文特以多高层钢结构住宅设计为例,选取其楼板设计为分析对象,从选择原则、类型及综合对比等方面进行了深入地比较与分析,望对钢结构应用于普通民用住宅中起到推进作用。

1 多高层钢结构住宅楼板的选择原则

钢结构的基本元件是冷弯或热轧的型钢和钢板,它的承载能力高,外部尺寸小,重量轻,由于框架这种形式,建筑内部支撑少,空间布置的灵活性大。在设计中,针对结构材料和类型特征,应把握如下设计准则:

(1)设计中综合考虑布置梁柱的位置,特别是柱的形式、排列和柱距,应最大限度地满足居住空间灵活性的要求。(2)选择合理的楼盖结构跨度,既不要太大(导致板厚加大,自重增加),也不要太小(不经济)。(3)选择适当的位置布置结构支撑体系,以不妨碍建筑空间布局为宜,应避免设在有门窗洞口或将来住户有可能开设门窗洞口的位置。(4)选择适宜的钢结构类型,考虑人力、气候、原材料、工期、造价等综合因素的影响。(5)结构构件设计应尽量简化且尺寸精确,以免增加现场安装的困难和导致废料的产生。(6)选择隔声、防渗效果好的楼板体系,保障居住环境的舒适性。(7)充分考虑钢构件的防火性能以及因此而产生的费用。

2 多高层钢结构住宅楼板的类型

2.1 全现浇楼板

这种楼板与混凝土结构建筑完全相同,楼板建造需支模,大量湿作业,施工现场工作量大,混凝土养护时间较长。而且因混凝土收缩、地基沉降、温度等原因,楼板易开裂,影响使用功能。但是成本低、防火性能较好、施工单位较熟悉,目前在钢结构住宅中仍有不少应用。

2.2 半预制半现浇楼板

(1)压型钢板-现浇钢筋混凝土楼板。通过栓钉将压型钢板固定在钢梁上,作为永久性模板,同时考虑压型钢板参与部分楼板受力。现浇混凝土层整体性好,方便水、电等设备管线的敷设。由于压型钢板底部不平整,而且压型钢板外露防火性能较差,因而楼板下部需要做防火处理并加设吊顶,既增加造价又降低室内空间净高,国外一些生产企业对压型钢板进行技术改造,生产推广闭口型压型钢板作为钢结构楼层模板。该种钢承板将板波口部缩小,板面与混凝土现浇层接触面较多,而暴露在外的面积较小,因而可以不做板底防火处理,即能达到楼板防火要求。同时由于板底平整,无须吊顶,只要板底喷涂即可,保证室内有效净空。现浇混凝土若采用轻骨料混凝土,可以大大降低结构楼板自重。(2)预制预应力叠合现浇楼板。将工业化预制的预应力混凝土薄板与钢梁连接,上浇混凝土现浇层组成叠合板。这种叠合板同样无须模板,施工方便,且省去了压型钢板,可降低造价。楼板厚度根据跨度大小经计算确定。通常,预应力混凝土薄板厚度为0~100mm,宽度国内普遍采用900mm、1200mm两种类型,长度可达到6m。现浇混凝土板厚度为50~80mm,现浇层加强楼板整体刚度,防止预制板开裂,并可以增加楼板的隔声性能。(3)双向轻钢密肋组合楼盖。由钢筋或小型钢焊接的单品析架正交成的平板网架,并在网格内嵌入五面体无机玻璃钢模壳而形成双向轻钢密肋组合楼盖。施工时利用平板网架自身的强度、刚度,并配1~2点临时支撑即可完成无模板浇注混凝土作业。钢框架梁和轻钢析架被现浇混凝土包裹形成双向组合楼盖,增加了楼板的刚度。无机玻璃钢模壳高度约250mm,500~600mm见方,混凝土现浇层厚度为50~70mm,楼板总厚度较大(密肋模壳可供设备管线穿过),需要架设吊顶。(4)密排小桁架-现浇混凝土楼板。楼面次梁采用密排小析架替代,与现浇混凝土楼板组合作用,各类管线可从析架空腹穿过,同密肋模壳楼板一样,也需要设置吊顶。

2.3 全预制楼板

(1)压型钢板干式组合楼板。以冷弯薄壁型钢制成的大波纹压型钢板作为结构楼板骨架,结构钢梁预制为下翼缘加强加宽型,压型钢板置于结构钢梁的下翼缘上,跨度可达6m,上部钉高密度水泥刨花板,下部加一层保温隔声材料,底部防火石膏板吊顶。楼板各部件工厂预制,现场施工组装,构件采用螺栓连接,施工全过程无水化。压型钢板厚度与钢梁相同,楼板总厚度在200~400mm。总重量约为混凝土楼板的1/6。在欧洲各国使用较多,国内只有引进的小住宅采用。(2)预制加气混凝土楼板。预制加气混凝土楼板是以硅砂、水泥、石灰等为主要原料,内配经过防锈处理的加强钢筋,经过高温、高压、蒸气养护而成的多气孔混凝土板材。计算密度650kg/m3,是混凝土的1/4。具有质轻耐火等特点。板材由工厂预制加工,可根据设计要求定制,也可批量定型化生产。板材容许最大荷载5.0k N/m2,最大长度可达4m。现在国内已有生产厂家引进日本等国家技术设备,大量生产制作并投入使用。

3 多高层钢结构住宅不同类型楼板的综合比较

从大范围可分为复合式和单板式。其中预制加气混凝土楼板为单板式,压型钢板一现浇钢筋混凝土楼板由于压型钥板在很大程度上作为模板使用,因此也可归为单板类,其余均为复合式。从工厂装配化程度、施工组织、隔声防火效果、设备管线敷设、空间利用率(净高)、造价几方面列表分析中可以看出,不同类型各有优缺点。

4 结语

高层钢结构住宅 篇10

【关键词】实例分析；高层住宅建筑；剪力墙；结构设计

1、工程实例

某住宅楼经调查地表无不良地质现象存在。该工程属于住宅建筑，设计使用年限为50年，建筑耐火等级为二级。抗震设防烈度为七度，主体为剪力墙结构，裙房为框架结构。地基基础设计等级为乙级，主体为筏板基础，裙房为柱下独立基础和墙下条形基础。总建筑面积为6485. 72㎡，东西长约42. 0m，南北长约15. 0m，主体为地上12层带1层地下室，右边裙房为地上1层带1层地下室，前边裙房为地上1层。（本文仅介绍主体的剪力墙结构设计）

2、概念设计与总体指标控制

小高层住宅剪力墙结构由于住宅建筑空间分割面积较小，很多设计人员对剪力墙布置往往有一定的随意性，电算通过后就不加调整地去做施工图，实际上如此结构布置很难做到安全、合理、经济。概念设计具体到工程设计中需要结构设计人员布置剪力墙时，在结构平面上尽量使x向和y向抗侧刚度接近，剪力墙不宜过多以免刚度过大，在梁系布置上也应力求受力明确，传力路径简捷，避免梁系为多重搭接传力，造成安全隐患。在竖向布置上也要力求均匀，避免少数楼层出现敏感薄弱部位，使结构整体形成均匀的抗侧力结构体系，在此基础上，结合电算才能作出安全、经济、合理的结构。

3、基础设计

目前的剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础多采用筏板基础。合理选择筏板厚度及边缘挑出长度也直接影响结构整体安全和工程造价。该工程上部12层带1层地下室，根据勘察报告，取筏板厚为1000 mm，经细算后筏板可減至800mm，经济性明显。因此，基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，对小高层来说一般筏板厚初选时可按楼层数计，即每层按50mm厚增加。如12层建筑则初选可取600mm厚试算，试算后根据筏板配筋情况调整筏板厚度。由于考虑地下室的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达百米以上，中间就设置几条后浇带，也没有其他措施是不妥当的。目前可采用添加剂以补偿混凝土的因水化热引起膨胀与收缩，或采用纤维混凝土等方法在一定范围内可不设或少设后浇带，并且对所设后浇带采取必要的保护和加强措施。该工程长50. 75m，大于规范要求的45m，故筏板基础采后浇带来解决结构超长的问题，效果良好。

4、剪力墙设计

4.1 剪力墙科学合理的布置

剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且x，y两向的刚重比接近。在结构布置应避免“一”字形剪力墙，若出现则应尽可能布置成长墙（h/w>8）；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的2. 5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件时两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍及8倍以下为短肢墙，大于8倍则为普通墙。该工程剪力墙布置后，刚心和质心x向在同一位置，y向相差0. 5 m，大大减小了扭转效应；主梁搁置在剪力墙上的，在相应部位设置暗柱，以控制剪力墙平面外的弯矩。

4.2 剪力墙配筋及构造

4.2.1 剪力墙配筋

该工程剪力墙一层墙厚（除电梯间四周）为250mm，其余地面以上墙厚均为200mm，水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。六层以下水平筋Φ10@ 200双层双向，双排钢筋之间采用Φ6@ 400拉筋；六层以上Φ8@ 200双层双向，双排钢筋之间采用Φ6@ 600拉筋。地下部分外围墙体竖向配筋 14@ 200为主要受力钢筋，水平筋则构造配置，该工程均取 12@ 150。地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制，简化计算后由竖向筋控制。为增大计算墙体的有效高度，可将地下部分墙体的水平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。

4.2.2 剪力墙边缘构件的设置

试验研究表明，钢筋混凝土设置边缘构件后与不设边缘构件的矩形截面剪力墙相比，其极限承载力提高约40%，耗能能力增大20%，且增加了墙体的稳定性，因此一般一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力墙应按《高规》第7. 2. 17条设置构造边缘构件。有工程技术人员对剪力墙约束边缘构件配箍特征值偏大的问题进行了研究，对某具体工程计算结果中在墙肢轴压比小于0. 25情况下计算配筋仅为构造配筋，而约束边缘构件配筋则高达40c㎡，造成设计时钢筋配置困难，施工难度更大，虽然在小高层设计不常见，但上述情况也反映出配箍特征值偏大的实际情况，故对剪力墙的配筋应首先区分剪力墙的受力特性及类别，即普通剪力墙（长墙）、短肢剪力墙、小墙肢和一个方向长肢墙而另一方向属短肢墙来区别对待。对于普通剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区0. 7%，一般部位0.5%；对于短肢剪力墙，应按《高规》第7.1. 2条控制配筋率加强区1.2%，一般部位1.0%；对于小墙肢其受力性能较差，应严格按《高规》控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2%，一般部位1.0%；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往按长肢墙进行暗柱配筋并不妥当，

4.2.3 剪力墙的连梁

剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，虽然在计算中对其刚度进行折减，但在地震作用下弯矩、剪力仍很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。所以连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加1根梁，2根梁之间用轻质材料填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。该工程连梁截面均为墙厚×400mm，大部分连梁纵筋为4 14，箍筋为Φ8@100；个别连梁纵筋为4 16，箍筋为Φ8@ 100。

4.2.4 剪力墙的暗梁

对于框架-剪力墙结构，如剪力墙周边仅有柱而无梁时，宜设置暗梁，并且要求剪力墙两端是明柱，这是因为周边有梁柱的剪力墙，抗震性能要比一般剪力墙要好。剪力墙结构则没有这方面的要求，在墙板交接处设置暗梁对加强墙体整体性作用还是有利的，但究竟有多大则无从确定。因此在楼层位置设置暗梁虽然可行，但没有必要设置太大断面及配筋。该工程在地下室挡土墙顶面设置暗梁，断面取墙厚×500mm，配筋上下各2 18。

5、结束语

小高层住宅剪力墙结构设计呈多样化的趋势，如何做到安全、经济需要结构设计人员通过充分运用概念设计把握结构的整体性，科学布置剪力墙，合理设计基础。

参考文献

[1] 苏绍坚.住宅楼剪力墙结构设计分析[J].核工程研究与设计，2007，（01）.

[2] 吴继成.高层框架剪力墙结构设计[J].建设科技，2010，（06）.

[3] 李盛勇，张元坤.剪力墙边缘构件的一种科学配筋形式[J].建统结构，2009，（08）.

小高层住宅结构选型分析 篇11

1 小高层住宅各种结构类型技术指标

1.1 框架结构:框架结构是由横梁和立柱所组成的结构, 框架体系是指竖向承重结构全部由框架所组成的多 (高) 层房屋结构体系。按照框架布置方向的不同, 框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。框架结构用以承受竖向荷载是合理的。当房屋层数不多时, 水平 (风) 荷载的影响较小, 在非地震区框架结构一般可建至15 层, 最高可达20 层左右。框架结构在水平荷载作用下, 房屋的抗侧移刚度小, 水平位移大, 故一般称它为柔性结构体系。框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系, 是地震设防区采用的主要结构方案之一。框架结构的最大优点是承重结构与围护结构有明确分工, 建筑的内、外分隔墙布置十分灵活, 应用范围很广。

1.2 框架- 剪力墙结构:框架- 剪力墙结构体系是指由框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向力的承重结构体系。在框架- 剪力墙结构中, 竖向荷载主要由框架承受, 而风荷载等水平荷载则主要由剪力墙承受。在一般情况下, 剪力墙约可承受70%~90%的水平荷载。剪力墙的布置除应满足使用要求外, 宜放在恒载较大处, 并宜尽量均匀对称, 以免整个房屋在水平力作用下发生扭转。为了增加房屋的抗扭能力, 剪力墙宜布置在房屋各区段的两端。在平面形状或刚度有变化处, 宜设置剪力墙, 以加强薄弱环节。在结构抗震设计中, 框架- 剪力墙结构体系中的剪力墙为第一道防线, 框架为第二道防线。框架- 剪力墙结构既能为建筑平面布置提供较大的使用空间, 又具有良好的抗侧力性能。

1.3 异形柱框架结构:把框架柱做成截面几何形状为L形、T形和十字形, 且截面各肢的肢高肢厚比不大于4 的柱。因异形柱本身抗震性能差, 所以规范对异形柱要求相对较严, 异形柱结构不应采用多塔、连体和错层等复杂结构形式。

1.4 剪力墙结构:与前三种结构形式相比应用广泛, 剪力墙结构用于小高层住宅技术成熟, 且有以下优势:整体刚度大, 抗震性能好, 水平位移小, 承载力容易满足要求, 居住舒适, 建筑平面布局灵活, 室内无梁无柱, 有效改善室内空间, 方便业户装修。

1.5 短肢剪力墙结构:短肢剪力墙结构是在剪力墙结构的基础上, 吸取了框架结构体系的优点, 近年来逐步发展形成的新型结构形式。对于短肢剪力墙的利弊可以分开来考虑, 如果采用短肢剪力墙, 那么剪力墙间的填充墙的范围可以扩大, 从建筑上讲为以后的房间功能布局改造留有空间, 毕竟住户要求不是千篇一律的, 业主要求房屋灵活布置的占大多数。在小高层住宅中 (特别是刚刚达到高层级别的建筑) 短肢剪力墙的灵活性与框架、异形柱差不多, 但是高层规范对短肢剪力墙的要求比较严格, 从短肢剪力墙截面厚度、轴压比限值、底部加强部位的剪力设计值等可以看出短肢剪力墙结构受到严格限制。

2 小高层住宅各种结构类型优缺点

2.1 框架结构:框架结构的优点是建筑平面布置灵活, 施工速度快, 延性及抗震性能较好;缺点是整体刚度小, 相对水平位移大, 当房屋高度大、层数多时, 结构底部各层框架柱轴力很大, 框架梁柱由于水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移显著增加, 从而导致框架梁柱截面尺寸和配筋增大, 对建筑平面布置和空间处理可能带来困难, 影响建筑空间的合理使用;在材料消耗和造价方面也趋于不合理。

2.2 框架- 剪力墙结构:同框架结构一样, 建筑室内空间没有改善, 露梁露柱, 影响建筑装修美观。从受力特点看, 由于框架- 剪力墙结构中的剪力墙侧向刚度比框架侧向刚度大得多, 在水平荷载作用下约80%以上用剪力墙来承担, 所以使框架柱在水平荷载作用下所分配的楼层剪力, 沿高度分布比较均匀, 各层框架梁柱的弯矩比较接近, 有利于减小框架梁柱截面尺寸, 便于施工。由于增加剪力墙, 在材料消耗和造价方面也比框架结构高。

2.3 异形柱框架结构:由于异形柱抗震性能较差, 规范对其要求相对较严, 而且异形柱框架结构适用的房屋最大高度规范规定为24m, 小高层住宅多采用异形柱框架- 剪力墙结构, 由于异形柱配筋率要求高, 再加上剪力墙, 所以相对来说较不经济。

2.4 剪力墙结构:剪力墙结构施工速度快, 可节省砌筑填充墙工作量。由于剪力墙的间距一般为3~8m, 使建筑平面布置和使用功能等要求受到一定限制, 通常难以满足对使用空间较大建筑的要求, 此外, 剪力墙结构一般自重大, 混凝土、钢筋用量多。

2.5 短肢剪力墙结构:短肢剪力墙肢与填充墙等厚, 连接墙的梁位于隔墙竖向平面内, 避免框架结构中梁柱突出墙面的问题, 保持墙面平整。但是短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率 (底部加强部位一、二级不宜小于1.2%, 三、四级不宜小于1.0%;其他部位一、二级不宜小于1.0%, 三、四级不宜小于0.8%) 与剪力墙的配筋率 (一、二、三级不应小于0.25%, 四级和非抗震不应小于0.20%) 比相差很大, 建筑用钢量多使建设方无法接受。

综上所述, 剪力墙结构整体刚度大, 抗震性能好, 水平位移小, 承载力容易满足要求, 居住舒适, 建筑平面布局灵活, 室内无梁无柱, 方便业户装修;但其自重大, 混凝土、钢筋用量多, 造价高, 拆除或破坏难度高;而框架结构、框架- 剪力墙结构受力及使用方面又有不足。异形柱框架结构对高度限制比较严格, 异形柱配筋率要求高。因此, 对不同抗震地区、不同使用要求的小高层住宅, 应进行综合分析, 考虑施工上技术先进、经济合理等因素选定结构类型。笔者认为小高层住宅优选剪力墙结构, 但是墙长需要调整, 对200 厚的混凝土墙长度取轴线长度1.6m即 (实际计算到墙边为1.7m) , 墙长度不比短肢长多少, 但配筋却节省很多, 小高层住宅可以采用薄墙, 这样混凝土用量也少, 此种剪力墙结构方案造价最低、优选。

摘要：随着房价走势一直处于上升的势头当中, 地价也随之迅速上涨, 提高建筑的容积率、在有限的土地上增加建筑面积成为房地产开发商最关注的问题, 因此小高层住宅越来越广泛的被大家认可。总结了小高层住宅常采用的几种结构类型的特点, 参照实际工程设计, 分析用于小高层住宅的各种结构类型的技术指标与优缺点。

关键词：小高层住宅,结构类型,技术指标,优缺点

参考文献

[1]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

[2]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.