钢结构住宅范文

2023-09-20

钢结构住宅范文第1篇

摘要:钢结构住宅相对传统混凝土住宅建筑,有其特有的优势:钢结构部件在工厂加工,生产精度高;施工现场拼装,质量更有保障,施工速度快;钢结构住宅为框架结构,室内隔墙可随意改变,满足不同使用功能;钢结构住宅重量轻,抗震性能好;钢结构材料可循环利用,节能环保。

钢结构住宅是可持续发展的住宅,是未来住宅建筑的发展方向。目前高层钢结构住宅在我国刚刚起步,缺乏成熟的技术体系。下面结合实际工程,简单介绍高层钢结构住宅的做法。

1、项目概况

某住宅项目,为高层钢结构住宅,地上28层,地下1层,总建筑面积27904.88平方米,标准层一梯四户,2-3居室套型,套型建筑面积60-90平方米。

钢框架一钢支撑结构,钢管混凝土柱,楼板为钢筋桁架楼承板。外填充墙为200mm厚预制加气混凝土外墙板,粘贴外保温层;室内隔墙为100-200mm厚预制加气混凝土隔墙板。楼梯采用钢楼梯,预制混凝土踏步板。

2、户型设计特点

采用标准化、模块化、系列化的设计方法。纯南一居和南北通透二居,两种户型标准模块,组合拼接成组合体平面;在东西两端和中间局部,使用非标准模块;核心筒均为标准模块,做法统一。

标准层平面图

平面形状规整,框架连续,结构受力合理,符合抗震安全要求,有利于节约钢材。按框架柱网划分单元户型,南侧为大开间6400mm,每开间为一户,户内空间灵活划分,满足建筑全寿命周期的空间适应性。分户墙设在框架梁处,钢支撑布置在住宅公共部分或分户墙上,避免影响住宅使用。外墙框架柱均外凸,避免在室内露明,提高居室空间使用效率。

通过设计优化,减少预制构件与建筑部品的规格种类,如:厨房卫生间采用标准化设计方法,厨房模块尺寸只有一种,预制楼梯段做法简化为一种,空调百叶的规格简化为二种等。

立面设计充分发挥钢结构住宅特点,结合钢柱外凸,用不同色彩饰面形成丰富的韵律效果。各户型模块立面做法一致,减少外围护结构构件的种类。

3、防腐蚀做法

钢结构防腐做法应满足《建筑钢结构防腐蚀技术规程JGJ/T251-2011》、《钢结构防腐蚀涂装技术规程CECS 343:2013》、《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级GB/T 8923.1》等相关规范规程的要求。

做为钢结构住宅,室内装修造成钢结构构件日常的维护维修困难。因此,本项目钢结构构件采用耐久性长的防腐涂料,使用年限大于15年。希望能够延长钢结构构件维修间隔时间,方便业主使用的同时,保证钢结构住宅的安全。

钢结构构件在防腐底漆和中间涂料后,喷涂防火涂料。防腐涂料与防火涂料需做相容性试验,保证二者具有良好的相容性。钢结构采用防火板时,在防腐底漆、中间涂料和面涂料完成后,钉粘防火板。

4、防火做法

钢结构构件防火做法应满足《钢结构防火涂料GB14907-2002》、《钢结构防火涂料应用技术规范CECS24:90》、《建筑钢结构防火技术规范CECS 200:2006》、《建筑防火涂料(板)工程设计、施工与验收规程,DB11/1245-2015》、《高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 99-98》等相关规范规程的要求。钢柱耐火极限≥3小时,钢梁耐火极限/>2小时,楼板及屋顶承重钢构件耐火极限≥1.5小时,钢楼梯耐火极限91.5小时,吊顶钢构件耐火极限≥0.25小时;

梁和柱的防火保护层厚度,宜直接采用实际构件的耐火试验数据。当构件的截面形状和尺寸与试验标准构件不同时,应按现行国家标准术规程JGJ 99-98》附录七的公式进行验算,取其较大值《钢结构防火涂料应用技术规范CECS24:90》附录三的方法,推算实际构件的防火保护层厚度,并按《高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 99-98》确定实际构件的防火保护层厚度。

钢结构构件防火可采用纤维增强硅酸盐防火板或加气混凝土防火板,包覆钢柱、钢梁,在满足防火要求的同时方便装修,在防火板上可直接刮腻子刷涂料,达到良好装饰效果。采用防火板時,防火板应密拼,尽量减小板缝宽度,板缝应用不燃防火材料填塞密实。

采用涂料防火的钢结构构件,在室外露明时需采用适合室外环境的特殊建筑用钢结构防火涂料。该防火涂料需满足《建筑防火涂料(板)工程设计、施工与验收规程,DB11/1245-2015》中,表4.0.1-2“特殊建筑用钢结构防火涂料的理化性能”要求。钢结构防火涂料应由具备相应资质的专业施工队施工。钢结构的防火涂料必须有国家检测机构的耐火极限检测报告和理化性能检测报告,必须有防火监督部门核发的生产许可证和生产厂方的产品合格证。

5、防水做法

在通常混凝土住宅防水做法的基础上,特别加强钢结构构件的防水做法:

位于外墙的钢柱钢梁外侧包加气板和外保温层,确保外围护结构的防水性能。外凸钢柱顶封钢板后,做混凝土压顶,并做屋顶防水做法。加强钢结构保温、防热桥设计,外墙钢柱钢梁均做外保温层,避免钢结构构件出现结露,造成锈蚀。

卫生间采用同层排水做法时,降板区域应设置在钢梁钢柱范围外,避免漏水时浸泡钢结构构件。

地下室钢柱,根部现浇100mm厚混凝土保护墙,刷防水涂料,确保地下室积水时,钢柱不会被浸泡。地下室设大容量集水坑及自动排水设施,地下室漏水时,能够及时排走积水。地下室消防电梯集水坑内钢柱,通高包100mm厚C20防水混凝土,内配钢筋,外侧刷防水涂料,顶面接缝以耐腐蚀型密封胶封堵。

6、保温做法

加强钢结构构件的保温做法。外墙钢柱外保温做法:外包150mm厚加气混凝土板,粘锚80mm厚膨胀聚苯板;外墙钢梁外保温做法:H型钢梁腹板外侧固定80mm厚加气混凝土板,粘锚80mm厚膨胀聚苯板。传热系数≤0.45W/m2K,满足节能规范要求。

户内与公共部分相邻隔墙,钢柱保温做法:防火板上,抹25mm厚憎水膨珠保温浆料;钢梁、钢支撑保温做法:腹板两侧固定80mm厚加气混凝土板,传热系数≤1.5W/m2K,满足节能规范要求。

7、隔声做法

注重住宅隔声设计,杜绝传统钢结构住宅隔声性能差的弊端。

户型设计时,在电梯井道与住宅居室之间布置公共走廊,彻底避免电梯运行时噪声和振动干扰;钢柱做实心的钢管混凝土柱,相当于400mm厚的混凝土柱,隔声效果好;室内钢梁、钢支撑,腹板两侧填玻璃棉吸声材料,形成复合构造,增强隔声性能;隔声量>45dB,满足住宅分户墙的隔声要求。

室内住宅分户墙:双层100mm厚加气混凝土条板,中间留25-50mm厚空气层,填玻璃棉。隔声量>45dB,满足住宅分户墙的隔声要求。户内隔墙:100mm厚加气混凝土条板,隔声量>35dB,满足住宅户内隔墙的隔声要求。

8、钢结构住宅的使用维护

对钢结构住宅未来使用中的日常维护提出要求,是钢结构住宅设计的重要一环。

在施工图设计说明中,应详细注明钢结构住宅使用维护要求,明确钢结构建筑安全管理工作的主体是在使用者本身(业主或物业管理单位)。

钢结构住宅使用者和物业管理单位应制定相应的维护管理规定,检查维护工作应由专人负责,在执行中应做到以下各项:

1)行使管理职责,避免业主在装修和使用过程中,破坏钢构件及钢构件的防腐、防火、保温和隔声层

2)保持结构的环境清洁,不潮湿;结构表面无积水、无结露,积灰能定期清扫;

3)受高温影响或温度较大的结构部位,应采取有效的隔护或通风降湿措施;

4)定期檢查结构防腐涂层的完好情况,及时修补局部涂层出现破损、劣化的部位。根据使用条件与涂层劣化情况,经一定年限后进行防腐涂层的大修;

5)所有检查维修工作应有规范的记录。对大型钢结构建筑物,可选择若干典型部位进行定点、定时检查;对有遮挡不便检查的部位,可选择一定部位设检查孔或采取挂板观测的方法进行检查。

9、结语

当前我国高层钢结构住宅的技术体系尚不完备,特别是外围护结构的做法还需进一步改进完善;钢结构住宅应做到精装修交房,避免业主自行装修中,损害钢结构构件的防腐、防火等构造做法;钢结构住宅相对于混凝土结构住宅,空间分割灵活,使用效率高,但土建成本稍高,在较高标准的商品住宅中更有发展空间。

钢结构住宅范文第2篇

【摘 要】美国、西欧、日本钢结构住宅产业化发展已经达到了一定的规模,总结其发展规律,我国应加大政府的支持力度与引导作用,增加钢结构住宅产业化发展的科技含量,尽快建立钢结构住宅构件的通用体系,以此来促进钢结构住宅产业化的发展。

【关键词】钢结构;住宅;产业化

住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路,这将成为推动我国经济发展新的增长点。在美国、日本等工业发达国家,建筑用钢在钢材总量中占据了50%以上,钢结构面积占到总建筑面积约40%以上。许多国家如美国、日本、英国、澳洲等,正积极推动预制装配化钢结构中低层住宅的应用与发展。相较于国外的发展,我国的钢结构住宅产业化发展水平有待提高。

1.国外钢结构住宅产业化发展现状

1.1美国钢结构住宅产业化发展

美国钢结构住宅市场发育完善,住宅构、配件的标准化、专业化、商品化程度很高,各种施工机械、设备、仪器等租赁化市场非常完善,住宅主要构、配件在工厂里制作,与住宅建筑市场提供的各种配套的住宅部品现场组装成整栋住宅,生产效率高。美国的工程设计、构件制作、部品配套、施工安装由同一企业完成,住宅质量高,技术含量高,生产效率高,成本低。

美国住宅产业化发展特点主要表现在以下几方面:第一,政府的支持与引导。政策上,对钢结构住宅给予科研投入、技术指导、扶持发展的政策;财政上,住宅借贷金融系统推出,开发商可以通过它低息贷款,兴建更多的钢结构住宅,中低收入者可通过长期抵押贷款和贷款担保解决住房问题,对钢结构住宅实行税收免税减税的优惠措施。第二,制定针对不同收入群体的住房政策。对高收入者由市场供应商品房,同时以税收刺激、促进投资建房;对中等收入者给予贷款担保和贴息优惠政策,并调控住宅的建设标准和售价;对低收入者则提供标准较低的廉租屋或公共住房。第三,在坚持构配件的标准化、模数化的基础上,注重住宅的个性化发展,设计师设计别具新意,满足了不同层次的购房需求,同时注重高新科技在住宅中的应用,注重住宅的节能环保。第四,重点发展轻钢结构住宅。1965年轻钢结构在美国仅占建筑市场百分之十五,而1993年则已上升到百分之六十,多层民用住宅、别墅都采用轻钢钢结构[1]。

1.2 西欧钢结构住宅产业化发展

二战后,为解决房荒问题,西欧各国采用对住宅的构、配件工厂化生产方式,形成了标准化、通用化、系列化的钢结构住宅构、配件供应体制。20世纪80年代,随着社会经济、文化的发展,人们对居住要求的提高,住宅工业化开始向注重住宅节能环保和多样化的方向发展,住宅由专用体系向通用体系转变。

法国以装配式大板和工具式模板现浇工艺为标志,建立了许多专用体系,之后向通用构配件过渡。法国住房部提出了工业化住宅体系,它由一系列能互相代换的定型构件组成,形成该体系的构件目录,建筑师可以选用其中的构件,组成多样化住宅。法国的住宅工业化体系在经历了约30年的发展完善后,已经完成由专用体系向通用体系过渡,促进了法国钢结构住宅产业化的全面发展。英国住宅中的杆件在工厂加工制作,以单根杆件的形式运至现场,采用螺栓或自攻螺栓连接,该方式实现了一定程度上构件的工厂化生产,但现安装工程量大,生产效率低。英国的钢结构住宅体系依据其工厂制作的程度不同分为多个等级,根据具体工程选择最经济的技术方案。芬兰的钢框架住宅采用两种结构体系,一种是采用Tremor龙骨的轻钢龙骨结构体系,另一种是普通钢框架体系。芬兰钢结构住宅的重点主要放在在结构形式的选择,龙骨及节点的标准化设计、加工制作上,但在模数标准化方面,考虑不多,使用的材料本身有特定的生产规格,钢结构住宅所需的构件要根据每栋建筑的具体尺寸定制,没有形成完善的标准化、系列化、通用化体系,没有形成构配件的市场供应体制[2]。

1.3日本钢结构住宅产业化发展

为弥补日本建筑业人员不足,提高生产效率,日本政府制定了一系列优惠的住房政策,对住宅构配件采取标准化、工厂化、系列化生产。20世纪80年代中期日本开始推行住宅部品化、集成住宅,至2000年,日本钢结构住宅实现了住宅部品的通用化。后日本企业针对住户的不同需求,先调查,再建造,量身定做,同时对企业自身的规模化产业化的结构进行调整,住宅产业化经历了从标准化、多样化、工业化,到集约化、信息的不断演变和完善。

日本住宅产业化特征主要表现在第一,政府积极扶持。设立通产省和建设省为住宅产业化的政府管理部门,对住宅产业化的实施进行整体规划,统一管理,调动企业、科研单位、高校研发钢结构住宅新技术的积极性,扩大宣传力度,启动银行住房贷款,大力支持住宅信贷。同时,政府财政大力支持,为钢结构住宅科研、建设提供充足的资金保证。第二,始终坚持构配件的标准化、模数化、系列化,对住宅材料、设备、部品、结构、安全性等方面制定的详细配套标准。组织专家研究建立统一的模数标准,逐步实现标准化、部件化。此外,通过建立优良住宅部件的认证制度,对住宅部件的性能运行定量化与区分等级,促进钢结构住宅技术的不断进步。第三,住宅产业集团及行业协会是实施的主体。大型住宅产业集团的形成是住宅产业化成熟的标志,由此形成了完整的住宅产业化链条,设计、加工生产、安装、装修、售后服务一体化。

2.国外钢结构住宅产业化发展对我国的启示

2.1加大政府的支持力度与引导作用

各国政府在实施产业化的过程中起到了至关重要的作用:建立了完善的住宅产业化政策,通过住宅银行信贷、抵押等方式扩大居民购买力,通过税收、法律等杠杆来规范和监督住宅市场体系的健康运行。

2.2 增加钢结构住宅产业化发展的科技含量

科技创新是实现住宅产业化的基础与关键。各国政府在实施产业化过程中,鼓励技术创新,建立了技术体系与技术保障体系,鼓励使用新材料、新工艺、新设备,鼓励科研机构研究新产品、新部件,加快科技成果转化为生产力的速度,加大钢结构住宅的系列化、通用化研究,全面提高住宅节能环保,改善居民居住的生態环境。

同时还要加大技术人才的培养力度。钢结构住宅是技术密集型产品,要推进其产业化,需要大量的设计、施工人员和技术工人,我国目前钢结构住宅设计、施工人员较少,各高校开设钢结构住宅设计专业课程的也很少。因此,我国急需加大钢结构人才的培养[3]。

2.3 尽快建立钢结构住宅构件的通用体系

钢结构住宅通用体系是以构配件的标准化为基础,实现柱、梁、板等标准化单元通用互换,形成住宅零部件的市场供应体系。钢结构住宅产业化的最终目标是建立通用体系,要求把构配件生产与施工分割开来,以建筑标准化的构配件为中心组织专业化、社会化的大生产,形成各自独立但又相互协作的生产施工部门。各部门遵循全国统一制定的钢结构住宅标准化模数尺寸、公差及质量标准,所以生产的构配件可互相装配,并组合成形式多样的钢结构住宅。

【参考文献】

[1]闫宏英.钢结构住宅的研究现状与发展[J].科技致富向导,2009,11.

[2]杨勇,何婧.制约我国钢结构住宅产业化发展的因素及对策[J].山西建筑,2010,2.

[3]孙丽萍.大力推广应用轻钢结构住宅建筑[J].陕西建筑,2008,10.

钢结构住宅范文第3篇

【摘要】在住宅结构设计期间,所涉及的内容非常多,且各个设计环节也较为复杂,若想使住宅结构设计质量得到提升,则应强化认识该项工作,遵循一定设计原则,积极探析住宅结构设计要点,进而使住宅结构设计水平也能够不断获得提高,设计出深受人们喜爱的现代住宅,从而使建筑企业的经济效益也能够得到提升。本文以住宅结构设计原则分析为出发点,着重探析住宅设计的要点。

【关键词】住宅;结构设计;原则;要点

以我国住宅结构设计领域统计情况来看,住宅与居民两者之间的关系是尤为密切的,住宅为居民的生活提供重要场所,使居民能够在住宅居住中得到休息,并获得一定身心上的享受。在此情况下,应注重保障住宅建筑居住质量,而若想使其得到保障,就应在住宅前期定位及设计阶段就开始着手,及时分析具体工程的设计要点,完善住宅设计内容,并让其能够更好地为施工的开展提供辅助,从而使住宅工程的整体质量得以提高。

1、住宅结构设计原则

以住宅结构设计原则来分析,主要涵盖统一性原则、合理性原则、舒适性原则以及环保性原则等,在设计过程中,应严格遵循上述原则,实施有效设计,使住宅结构设计质量能够得到保证,让人们都能够居住到舒适、安全的居住环境之中,并带来美好的心理享受。住宅结构设计原则,详细内容体现如下:

1.1 统一性原则

在住宅结构设计过程中,应遵循统一性原则,使住宅融入至整体环境中,而不是以单一的状态存在的。同时,设计期间还应坚持以人为本原则,将居民的实际需求增添到设计之中,使设计需求性内容能够得到凸显。再者,遵循统一性原则,还利于营造出和谐、统一的居住环境,使居民在居住期间,能够获得心理满足,十分愿意居住在此。对于住宅内部设计来说,应保持结构合理,分隔明确,尽量减少结构构件对建筑整体的影响,采取行之有效的措施,保证内部环境的统一。若外部与内部的设计均能够得到统一,那么所形成的设计特征也会变得明显,会更加使人印象深刻,也会形成一定的宣传效应。

1.2 合理性原则

合理性原则对住宅结构设计来说也是十分重要的,所以在设计期间,应善于遵循这一原则,使住宅结构的合理性能够得到凸显,住宅结构功能性能够得到增强。于设计者而言,还绝不可忽视细节,通过细节设计,利于促进整理的合理性,使所设计出的住宅结构,能够更好地满足人们的居住需求[1]。对此,就要求设计者关注设计体量以及尺寸等,站在生理学层面上对其实施考虑,去提升结构的整体舒适度及受力性能,进而提高人们的居住体验。试想,若结构设计合理性缺失,那么在漫长的使用过程中,势必会遇到诸多不利因素,甚至会影响到房屋的安全,导致最终所建设出的住宅,难以受到人们的青睐。

1.3 舒适性原则

随着社会经济的不断发展,人们生活水平的不断提升,对现代住宅的要求也愈来愈高,不仅仅要求空间大小适合,也对居住的整体的舒适性有着一定要求。所以,在此情况下进行住宅结构设计时,就应秉承舒适性原则,为人们打造出舒适的居住空间,不但要保障住宅的美观程度,还应保证住宅室内的方便性,以及自由性等,从而使居民都能够满意这一居住环境。

1.4 环保性原则

现如今,人们对绿色环保建筑的重视程度越发提升,不但要居住在优美环境之中,还会注重建筑的环保性,以保障人们的身体健康,同时也利于推动我国的持续发展,节约各项资源,避免一些浪费现象的产生,如此也能够使建筑企业经济收益获得较好提升[2]。

2、浅析住宅结构设计的要点

以住宅结构设计要点分析来说,主要包括概念设计要点、地基设计要点、参数计算设计要点、截面尺寸设计要点、构造柱设计要点等。对此,应充分对上述要点加以分析,进而使住宅结构设计质量能够得以提高。住宅结构设计的要点,详细内容体现如下:

2.1 概念设计要点

在住宅结构设计中,应重视概念设计要点,使结构具有合理的体系、传力路径以及整体稳定性,以增强居民对建筑物的安全感。现阶段不管是框架、剪力结構亦或砖混结构的设计来说,其与早期的静力设计都存在明显差异,在结构设计期间,务必要对其抗震性加以考虑,来保障灾害发生时的安全要求。对此,就应对概念性因素加以融入,落实对概念性因素的有效把握,针对不同住宅结构的不同设计需求,都应予以充分掌握,使住宅结构设计中的各个环节都能够得到优化,从而使住宅结构设计质量能够真正获得提高。另外,对于设计者来说,还应多加了解施工现场的实际情况,根据施工现场环境中所存在的各项因素,来进行有的放矢的设计,使设计结果能够与施工需求相符合,为建筑施工的开展提供切实辅助。同时,若运用设计方案的过程中产生问题,则应及时调整施工方案,避免不良因素影响到建筑施工的开展,最终使概念设计要点的重要性得到凸显,切实保障建筑施工质量[3]。

2.2 地基设计要点

若想使住宅使用期间的质量获得保障,就应保证地基的质量,如此才能够有效避免裂缝等问题的出现,而且还能够减小地基均匀程度不够带来的影响,以及减缓不均匀沉降等现象,此现象若一旦发生,就会影响到住宅小区的整体品质,影响到居民的居住体验,甚至会影响到居民的居住安全。针对此,在住宅结构设计过程中,就应对此方面加以控制,切实避免此现象的产生,导致最终发生难以控制的后果,对建设企业及其余各方主体的经济收益产生消极影响。以具体方式来说,在设计期间应尽量降低图纸的设计复杂性,使设计图纸能够以更为清晰、直观的形式呈现出来,防止造成施工层面的误会,为住宅建筑施工质量提供前提保障。对于高低差较为明显等的住宅可进行单元划分,将其划分为多个单元。而对于那些基础位置,则应重视强化其刚度,必要时可对地基进行处理,以保障地基的质量,在最大限度上防止裂缝现象的产生,为住宅小区整体的形象铺垫好基础。

2.3 参数计算设计要点

在结构设计中,应重点关注参数计算设计要点方面内容,积极做好各项参数的调整,使各项参数数据能够与现行规范的要求相符合,以保证设计合理。对此,一方面应保障荷载参数选取的合理性,因为若荷载偏小,则较实际使用情况就会出现较为薄弱的部位,甚至会导致建筑物出现倾斜的情况,造成安全事故的发生,给居民的生命安全造成极大威胁,也会抑制建设企业的长远发展。而若荷载过大,则会导致资源出现浪费现象,严重影响到企业的经济收益。所以,对设计者来说,应切实对此方面加以重视,做好荷载控制工作,确保荷载的合理性,不可过大,且也不可过小。另一方面若底层结构较为薄,就需要考虑塑性变形问题,必要时应采用计算机模拟分析罕遇地震作用下的破坏形态,并针对分析结果进行加强设计。对于楼板的参数计算来说,就应确保传导方式及单元属性的正确定义,最后得出结论后,还应对其实施评估,来验证结论,保障结论的准确性。

2.4 截面尺寸设计要点

通常而言,低烈度区或无抗震要求的地区,设计者也会根据相关标准,科学设计截面尺寸,采用相应的构造措施,以防止突发灾害产生的不良后果。所以,在住宅结构设计中,还应对截面尺寸设计要点加以重视,确保截面的合理性,在设计环节中尽可能降低施工过程中不利影响因素的出现,为施工的顺利进行提供切实保障。

另外,在设计过程中,还不可过分追求简化,而忽视实际情况。如对于梁来说,若将其贸然视为简支梁,则会影响到柱对梁的约束,导致“强梁弱柱”的不利形态。结构若受力,就会影响到梁柱节点的裂缝控制,在此情况下,梁端则会产生裂缝现象,且柱相对梁偏不安全,如此设计方式,不但会阻碍到相关设计标准的落实,也会影响到住宅的使用年限。同时如果地震灾害一旦出现,住宅就难以形成整体的结构体系,给居民的生命安全以及财产安全等产生极大威胁,也会在一定程度上,影响到社会环境的和谐与稳定,丧失居民对建设企业的信任。因此说,务必要注重截面尺寸及节点的设计,尽可能避免不必要消极因素的产生,为住宅质量加以保证。

2.5 构造柱设计要点

在住宅结构设计中,还应注重构造柱设计要点。于构造柱本身而言,可以提升墙体抗剪能力,还利于避免墙体产生裂缝现象,但以如今的住宅结构体系多为框架或剪力墙,设计时通常不考虑构造柱参与整体结构作用,但实际中构造柱存在一定的承重作用,但这样在地震发生时会对传力路径产生一定影响,所以在设计时应适当考虑构造柱及填充墙作用,合理选取周期折减系数,并在满足计算要求及规范规定的前提下尽量减小构造柱的配筋,以弱化其参与整体结构的程度,使结构更接近设计分析时的理论模型。可见,在住宅结构设计过程中,不应轻视构建柱的重要性,以有效保障设计质量及经济性。

总结:

总而言之,随着现代化建设的发展,人们对建筑设计水平也有了更高要求,不但想要住得下,也想要住得好,这就要求设计者能够针对人们对住宅建筑的实际要求,以及施工现场的真实情况,合理、科学实施设计,从而使设计质量能够得到提高。另外,在日后的工作中,还需要对住宅结构设计工作进行深入的学习、研究,從而进一步创新住宅结构设计的理念及方法,提高住宅结构设计的质量,以满足客户的各项需求,同时也推动建筑行业不断的发展,推动我国社会经济建设的不断进步。

参考文献:

[1]陈炳光.高层住宅建筑框支-剪力墙结构设计要点分析[J].住宅与房地产,2018(18):238.

[2]康佳梅.对高层住宅结构中剪力墙结构设计要点的探究[J].建材与装饰,2017(40):78.

[3]赵京江.结构设计中梁式转换层设计要点——怡福苑A1幢住宅结构设计体会[J].建筑设计管理,2015,32(06):76-78.

钢结构住宅范文第4篇

传统的建筑材料,施工方案已经开始落伍。一种改善人类社会居住环境,实现住宅产业工业化的轻钢结构别墅代替传统的房屋。轻钢结构别墅不仅可代替传统的住宅结构模式,还可完全使用工业化生产的建材,以钢代木、钢代砖、钢代混凝土的环保节能型住宅。轻钢结构别墅成为改善人类社会居住环境的最佳产品。

建造轻钢结构别墅对施工单位说,除了施工省时省力,也有很多优点和方便之处。建造轻钢结构别墅不需要二次找平,只要结构完成后可随时布线穿管。无梁无柱,增大可利用空间,大大简化装修流程,同时材料、用工成本可节约很多。生产建造轻钢结构别墅主要有四大结构:轻型钢架结构、墙体结构、楼板结构和屋面结构。钢架结构具有强度高、抗震性能好、组装施工简单快捷等特点;墙体结构分很多品种,根据气候和地区选择不同的墙板能为室内保温或降热带来很大作用;屋面结构采取墙体板材原理设计,达到保温、隔热、隔声、防水、防潮性能;楼板结构重量轻,隔音效果好,安装简便。轻钢结构别墅不用一个多月就能完成房屋主体建筑,轻钢结构别墅建造避免了繁琐的施工工序,减轻工人劳动强度及完成大部分墙外装饰盒室内装饰。

轻钢结构别墅节约能源,清洁环保,建造轻钢结构别墅综合成本较低,许多人看价格容易误解轻钢结构别墅的质量。应该转变观念,大力支持应用轻钢结构别墅,让更多人了解。

1、轻钢结构别墅建筑过程

建房施工过程中,将轻型钢架焊接固定在地基上,然后,用普通锯条在板材上把门窗开好,再把各种板材依次镶嵌在钢架上,进行胶合固定,一幢建筑面积600多平方米的三层中型别墅,只需要12个工人,用不到一个月的时间就可完成房屋主体建筑,并且完成大部分外墙装饰和室内装饰。建造施工只需要普通建筑施工工期的六分之一,并且在整个施工建造过程中,由于建筑材料的集合利用,加上材质轻,简化了烦琐的施工工序,不必使用大型施工机械,大大减轻了工人的劳动强度。

2、轻钢结构别墅的部件

生产建造房屋所用的主要部品部件,有4大结构:轻型钢架结构、墙体结构、楼板结构和屋面结构。

轻型钢架结构:在工厂加工后,在现场组装,具有强度高、抗震性能好、组装施工简单快捷等特点。采用高效防腐剂对钢构件表面进行防锈处理,保证了钢构件的经久耐用。由于钢架结构包裹在保温墙体内,不会产生热桥。用钢量少,重量轻,每平方米用钢20到30公斤,用钢量只有普通钢架结构房屋的60%左右,节省用钢量至少1/3。

墙体结构:有外墙板、内墙板、隔墙板、保温砌块4类品种。可根据不同地区的气候温度,组合成不同的墙体。 寒冷地区组合成既保温由隔热的复合墙体,保证室内热量不被墙体吸收或渗漏,节能效果达到80%,也就是说,只需要普通建筑1/5的能源消耗就可达到室内保温需求。 在炎热地区则采用具有中空对流作用的外墙板组合成复合墙体,太阳辐射热被墙体内流动的空气带走,从而可以保持室内舒适凉爽。 屋面结构:同样采取墙体板材原理设计,具有高标准的保温、隔热、隔声、防水、防潮性能,还可以根据房屋设计随意造型。 楼板结构:重量轻,强度高,独有的密闭微孔结构和空气隔音层,使隔声效果达到41分贝,而且安装简便,承载力每平方米超过200公斤,远远超过普通楼板每平方米承载力150公斤的国家标准。

3、轻钢结构别墅主要性能

环保性:钢材及大部分材料可再生利用,符合生态建筑的要求。节能性能好(保温、隔热、隔音)先进的技术使耗能仅相当于传统住宅体系的40%,大大减少耗能费用。 防腐、防虫:采用镀锌钢材,无原生木材,既防腐又免受虫蛀蚁蚀。

耐火、耐久性:所有材料均为不可燃,同时考虑防火构造,达到国家防火规范。

抗震、防风性:自重轻,抗震性能好,设计时充分考虑风荷载和雪荷载,可抵御暴风暴雪

轻钢别墅

简介

轻钢别墅,又被称为轻钢结构房屋,其主要材料是由热镀锌钢带经冷轧技术合成的轻钢龙骨,经过精确的计算加上辅件的支持与结合,起到合理的承载力,以取代传统房屋。

特殊性能

一、轻钢别墅相比于传统住宅,有其突出的优点:

(1)轻钢别墅的轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。 (2)轻钢别墅的现场施工速度快,不会影响到附近居民有利于文明施工。 (3)轻钢别墅的钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。 (4)轻钢别墅的自重轻,抗震性能好。

(5)轻钢别墅的综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。

(6)轻钢别墅相比砖混住宅来说,可以避免用土烧砖带来的资源浪费

(7)轻钢别墅因为轻钢结构的墙体厚度小,比砖混结构可以增加有效使用面积; (8)轻钢别墅的与钢筋混凝土住宅相比,由于轻钢结构的钢材以后可以循环使用,但混凝土不能循环使用,以后肯定是建筑垃圾,造成环境压力并且,混凝土要40年时间才能全部干燥,因此容易造成室内湿气、潮湿,不利于人体健康。但是轻钢结构完全不用混凝土,因此不存在这个问题。

(9)轻钢别墅的抗震性能好。由于地震的活动为左右和上下活动,所以用螺丝钉连在一起的轻钢结构组成了一个安全稳定的盒子,不会因为地震的摇晃而出现墙体倒塌或楼板掉下危及人身安全。

(10)轻钢别墅的施工采用干施工法,不会造成水资料的浪费。并且节省了费用。

二、轻钢别墅的楼面构造

轻钢别墅的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板,支撑、连接件等组成。 所用的材料是定向刨花板,水泥纤维板,以及胶合板。 在这些轻质楼面上每平方米可承受316~365公斤的荷载。 轻钢别墅的楼面结构体系重量仅为国内传统的混凝土楼板体系的四分之一到六分之一,但其楼面的结构高度将比普通混凝土板高100~120毫米。

三、轻钢别墅的屋面系统

轻钢别墅屋面系统是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦(金属或沥青瓦)组成的。 轻钢结构的屋面,外观可以有多种组合。材料也有多种。在保障了防水这一技术的前提下,外观有了许多的选择方案。

四、轻钢别墅的墙体结构

轻钢别墅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、墙板和连接件组成。 轻钢别墅一般将内横墙作为结构的承重墙,墙柱为C形轻钢构件,其壁厚根据所受的荷载而定,通常为0.84~2毫米,墙柱间距一般为400~600毫米, 轻钢别墅这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递竖向荷载,且布置方便。

五、轻钢别墅的建筑保温节能技术 轻钢别墅为确保达到保温效果,在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。 轻钢别墅一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维外,在墙外侧再贴一层保温材料,有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥;楼层之间搁栅内填充玻璃纤维,减少通过楼层的热传递;所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维,减少户墙之间的热传递。

4.建筑防火技术 轻钢别墅一个最关键的问题是防火技术的应用,轻钢别墅的耐火等级为四级。轻钢别墅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板,对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护,以达到1个小时的防火要求,另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。

5.建筑隔声技术

轻钢别墅在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉,有效阻止了通过空气传播的音频部分,而对于通过固体传播的冲击声,作如下构造处理:对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体;而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨,用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。

发展历史

轻型钢结构低层住宅的建造技术是在北美式样木结构建造技术的基础上演变而来的,经过百年以上的发展,已形成了物理性能优异、空间和形体灵活、易于建造、形式多样的成熟建造体系。在世界上被誉为人居环境最好的北美大陆,有95%以上的低层民用建筑,包括住宅、商场、学校、办公楼等均使用木结构或轻钢结构建造(甚至包括我们的近邻日本和韩国)。北美木结构和轻钢结构在整个建筑市场占有绝对优势。当前,随着木材价格的节节攀升,北美轻钢结构体系的市场发展正以超过30%的增长率快速增长,逐步为市场所广泛接受。同时在我们的近邻日本(在日本成为KC体系)和韩国,以及澳大利亚也被大量采用。

总结北美轻钢结构当前来快速发展的原因,可以总结为技术成熟可靠,结构体系灵活利于建设及商业开发,建筑经济性高,技术先进符合环保节能可持续发展的潮流几个方面。

中国钢铁工业的产量已居于世界前列,但钢材在建筑业的使用比例远低于发达国家的水平,轻钢结构低层民用住宅建筑技术符合国家对建筑业的产业导向;居其美业参与或主持建造的每一个轻钢结构住宅项目,都引起了业内人士与各级政府相关部门的强烈反响和关注,并得到各级政府相关部门在政策上和技术上的支持。

优点

轻钢结构的技术及产品配置非常成熟,产业化程度高,是北美近百年建筑技术和建材工业发展的结晶。建筑结构使用的镀锌钢板抗腐蚀性能优异经久耐用,其在正常使用的情况下的使用年限为275年。

轻钢结构的抗震性能远优于传统的混凝土和砖混住宅。同时,由于轻钢结构的结构自重轻,单位面积重量仅相当于同等面积砖混结构重量的1/4,所以其基础处理简便,适用于大多数地质情况。钢结构住宅不再像木结构住宅那样担心白蚁的危害。

由于结构所用的钢料均采用工厂化加工,所以轻钢结构别墅的结构精确度相当高,一栋别墅的结构体系由上万个构件组成,每个构件的平均误差低于2毫米,确保了房屋的品质,是传统的建筑方式所无法达到的。

具有以下四种特点:

1、结构稳定。

2、造价低廉。

3、轻型钢结构别墅屋内空间的跨度比混凝土建筑的跨度大。

4、工期短,比常规建筑要快的多。

关于数据

一、轻钢住宅抗震性:由于轻钢结构建筑自重轻,金属材料属性以及必须的剪力墙结构形式决定了轻钢结构系统天生的抗震性能。由于地震的活动为左右和上下活动,所以用紧固件连在一起的轻钢结构组成了一个安全稳定的盒子,不会因为地震的摇晃而出现墙体倒塌或楼板掉下危及人身安全。地震烈度为9级时,可满足不倒塌的要求。

二、轻钢住宅隔声性: ①墙体隔声量 ≥45db ②楼板撞击声压≤70db 保温隔热 根据全球气候带要求,外墙、屋面保温隔热层厚度可任意变化。

三:抗风性:抗风荷载可达到12级台风(1.5KN/㎡)。

四:轻钢住宅环保性:生态可循环 钢材、木材、塑料100%可回收再利用。

五:轻钢住宅安全性:永久建筑 与彩板房、活动房有本质上的区别。房屋使用年限达到国家要求的标准50年。

钢结构设计步骤和设计思路

(一) 判断结构是否适合用钢结构

钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。

(二) 结构选型与结构布置

此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。

在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。 运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。

结构选型时,应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载 ),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑.一般的说要刚度均匀.力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础. 柱间抗侧支撑的分布应均匀.其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线. 否则应考虑结构的扭转. 结构的抗侧应有多道防线. 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子.

(三) 预估截面

结构布置结束后,需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎。 确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

柱截面按长细比预估. 通常50<λ<150, 简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等.

初学者需注意,对应不同的结构,规范中对截面的构造要求有很大的不同。 如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题。在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。

除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情况,合理的选择安全经济美观的截面。

(四) 结构分析

目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ. 新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件: 典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形. 简单结构通过手算进行分析. 复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析.

(五) 工程判定

要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做"工程判定"。比如,评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果. 不同的软件会有不同的适用条件.初学者应充分明了.此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离, 为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定, 但对这种误差, 会通过"适用条件、概念及构造"的方式来保证结构的安全. 钢结构设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容.

工程师们不应该过分信任与依赖结构软件.美国一位学者曾警告说:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。” 注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法.

(六) 构件设计

构件的设计首先是材料的选择. 比较常用的是Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn). 通常主结构使用单一钢种以便于工程管理. 经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面. 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235. 构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面.这和结构内力计算的弹性方法并不匹配.

钢结构住宅范文第5篇

【摘 要】近年来,轻钢结构在我国的发展很快,被广泛应用于中小型工厂、仓库、大型超市及民用建筑,在我国显示出非常广阔的应用前景。本文介绍了国内轻钢结构建筑的应用现状及发展,并谈谈笔者的几点建议。

【关键词】轻钢结构;建筑;加固

轻钢结构具有强度高、自重轻、施工快、周期短等优点,多用于厂房、仓库。它与传统的砖石结构、砖木结构相比,更具灵活性。轻钢结构建筑的主要材料是钢结构框架辅以彩色金属压型钢板,其以简捷明快的特点得到社会各界认可。随着高效建筑钢材的开发和建筑技术的进步,轻钢结构建筑继大跨度钢结构建筑和高层钢结构建筑之后,已成为在我国发展最迅速的新型钢结构建筑体系。

1.钢结构的特点及应用现状

1.1轻钢结构的特点

1.1.1节能环保

轻钢结构的住宅彻底抛弃了传统的“秦砖汉瓦”,而且墙体所采用的材料均可回收再利用,另外因其粉尘污染少、施工取土量少、廢钢的回收价值高、拆除结构产生的固体垃圾较少,有着极高的环保意义。

1.1.2节约钢材

由于大量采用薄壁构建,能够有效的节约钢材,自重小。通常,在外荷载、跨度相同的情况下,轻钢结构采用了“弹塑性理论,充分发挥了钢材潜能,较传统钢结构节省钢材15%~30%。

1.1.3综合经济效益好

由于轻钢结构的施工周期短,因而可以提前投入使用,提前获取投资效益。若采用彩色压型钢板,还可改善周边环境的动态感;建筑物本身的自重轻,可以节省投资,耐久性也较好。根据我国目前的市场价格,轻钢结构的造价已低于钢筋混凝土结构,厂房的跨度越大,则其优势更为明显。

1.1.4节约工期

轻钢结构建筑的构建通常由工厂制造、工地拼装,运输、安装方便,施工周期短。制造工业化、构件加工精度高,结构自重轻,安装不需大型安装机械,施工周期短,加速了资金周转,综合经济效益好。

1.1.5工业化生产,安装更方便

构件标准定型,全部在专门的工厂里加工制作,质量容易保证,成本和材料消耗也可以降低。由于结构均在工厂利用机械加工制作,全部构件运到现场后,采用螺栓、自攻螺丝等连接,现场焊接工作量少,无湿作业,不需支模,需要养护期,冬季讯息工期不受影响。

1.1.6自身重量轻,韧性较好,利于抗震

比普通的工字钢、槽钢、角钢截面受力合理,截面利用系数高,单位重量轻,可节省钢材20%~50%。另外钢结构具有塑性韧性好、变形能力强、抗震性能优越的特点。作为面向新世纪的建筑减灾技术,在轻钢结构住宅建筑体系中,应充分采用[1]。

1.1.7布局灵活,净使用面积大

轻钢结构住宅柱距、开间大,所有墙体均为非承重墙,可根据用户要求随意分隔和布置,保温、隔热性能也好;在垂直方向可方便地布置跃层和错层体系,建筑造型可丰富多彩,也可简洁明快,深受住户欢迎。

1.2钢结构的应用现状

20世纪80年代引进的新型轻钢结构建筑包括世界上很多著名厂家的各种工、农业、商业和民用建筑。这些引进的轻钢建筑都能迅速投入使用,与采用传统的砌体—混凝土结构建筑相比,使用效果好,综合技术经济效益高,深受用户的欢迎,发挥了样板建筑的作用,为我国轻钢结构建筑的发展提供了丰富的经验和技术,推动了我国轻钢建筑材料和零配件的生产以及轻钢建筑设计和施工技术的发展。

国内主体结构的钢材仍以Q235和Q345等低强度钢为主,大截面的冷弯型钢市场供货较少,而国外主体结构的钢材多采用高强度钢,冷轧彩板、镀锌或镀铝锌钢板也采用高强钢材;钢结构的防腐目前国内通行做法是采用防锈漆,而且使用一定时期后要重新刷漆,结构围护工作量相当大 轻钢结构的防火处理一般都是在板件表面喷刷防火涂料或防火漆,这无疑会增加建设成本。在建筑构造处理、建筑配件选用等方面,目前国内多由各生产厂家自行处理,这使得工程质量往往难以保证[2]。

2.对轻钢结构应用于建筑中的几点建议

2.1轻钢结构的防腐

钢结构耐锈蚀性较差,钢结构产生锈蚀后,会使构件截面减小,降低承载能力,影响结构的使用寿命,特别是对轻型钢结构影响更大。为此,需采取措施防止钢结构腐蚀。非金属涂层保护是钢结构防腐最常用的一种方法。目前,我国涂料品种多、价格便宜、施工方便。钢结构除必须采取防锈措施外,尚应在构造上尽量避免出现难于检查、清刷和油漆之处,以及能积留湿气和大量灰尘的死角或凹槽。这些构造措施虽没有直接防锈的作用,但它给钢结构造成了一个良好的环境,可减缓钢结构的锈蚀速度,对钢结构的防锈也起到了积极的作用。在从事钢结构的设计时,不容忽视。

2.2轻钢结构的防火

火场温度高于550℃,钢梁、钢柱会长时间处于高温火灾环境中,失去承载力,结构极易倒塌。另外,外墙、屋面采用可燃、易燃材料,极易引起火灾。因此,必须对轻钢结构建筑进行防火处理。首先,增设自动喷淋灭火系统,喷淋系统的设置和安装符合国内规范要求。其次,对钢梁、钢柱进行有效防火保护,可在轻钢结构建筑的主要承重构件上喷涂厚型防火涂料或用防火板材包裹。第三,提高外墙、屋面材料的耐火极限,采用新型的防火材料作外墙、分隔墙、屋面板等。最后,进行可持续的消防安全管理,加强对安全出口和疏散通道的管理,确保其畅通;经常组织灭火演练[3]。

3.对轻钢结构的应用展望

走标准化与产业化道路。我国的轻钢结构进展比较缓慢,轻钢结构在住宅建筑上应用基本上还是空白。它在住宅建筑推广应用难的关键问题在于标准化和产业化上。目前我国在轻钢结构住宅建筑上还没有一套规范化的标准,各个钢结构制造企业都各自按照自己的单一标准,因而形不成产业化,成为阻碍轻钢结构在住宅建筑中推广应用的一个最大障碍。在国外,轻钢结构的低层别墅已成为一种定制的产品,实现了工厂化大生产,形成一种建筑体系。所以,真正实现了住宅建筑的技术集约化、产业化。我国也应当借鉴国外的先进方法,走出一条适合我国国情的钢结构住宅发展的道路,尽快出台钢结构住宅的产业化导则[4]。

在建筑钢结构产业2010年发展规划中也指出“研究钢结构在各类建筑中应用的新体系,扩大应用范围,多层钢结构建筑有大发展”。随着钢结构在住宅产业中的应用和推广,轻钢结构多层住宅这种新的建筑型式最终会以其综合效益和优良的性能赢得人们的欢迎。

总之,轻钢结构自重轻、抗震性能好、施工工期短、施工占地少等特点得到了社会越来越多的关注。虽然国内的轻钢结构的发展仍存在一定的不足,但相信随着轻钢结构建筑的不断发展,必将有更大、更广阔的应用前景。因此应以战略的眼光、时代的紧迫感和历史责任感努力促进轻钢结构的发展,造福于社会,造福于人民。■

【参考文献】

[1]王元清,石永久,陈宏,张勇,李少甫.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J].建筑结构学报,2002,(01).

[2]杨志勇,郑冰心,范么清.我国轻钢结构的发展现状[J].国外建材科技,2006,(03).

[3]张晓晨.轻钢结构在住宅建筑中的应用及发展[J].四川建筑,2007,(03).

[4]金琳.轻钢建筑结构及其发展方向[J].鞍山钢铁学院学报,2009,(06).

钢结构住宅范文第6篇

传统的建筑材料,施工方案已经开始落伍。一种改善人类社会居住环境,实现住宅产业工业化的轻钢结构别墅代替传统的房屋。轻钢结构别墅不仅可代替传统的住宅结构模式,还可完全使用工业化生产的建材,以钢代木、钢代砖、钢代混凝土的环保节能型住宅。轻钢结构别墅成为改善人类社会居住环境的最佳产品。

建造轻钢结构别墅对施工单位说,除了施工省时省力,也有很多优点和方便之处。建造轻钢结构别墅不需要二次找平,只要结构完成后可随时布线穿管。无梁无柱,增大可利用空间,大大简化装修流程,同时材料、用工成本可节约很多。生产建造轻钢结构别墅主要有四大结构:轻型钢架结构、墙体结构、楼板结构和屋面结构。钢架结构具有强度高、抗震性能好、组装施工简单快捷等特点;墙体结构分很多品种,根据气候和地区选择不同的墙板能为室内保温或降热带来很大作用;屋面结构采取墙体板材原理设计,达到保温、隔热、隔声、防水、防潮性能;楼板结构重量轻,隔音效果好,安装简便。轻钢结构别墅不用一个多月就能完成房屋主体建筑,轻钢结构别墅建造避免了繁琐的施工工序,减轻工人劳动强度及完成大部分墙外装饰盒室内装饰。

轻钢结构别墅节约能源,清洁环保,建造轻钢结构别墅综合成本较低,许多人看价格容易误解轻钢结构别墅的质量。应该转变观念,大力支持应用轻钢结构别墅,让更多人了解。

1、轻钢结构别墅建筑过程

建房施工过程中,将轻型钢架焊接固定在地基上,然后,用普通锯条在板材上把门窗开好,再把各种板材依次镶嵌在钢架上,进行胶合固定,一幢建筑面积600多平方米的三层中型别墅,只需要12个工人,用不到一个月的时间就可完成房屋主体建筑,并且完成大部分外墙装饰和室内装饰。建造施工只需要普通建筑施工工期的六分之一,并且在整个施工建造过程中,由于建筑材料的集合利用,加上材质轻,简化了烦琐的施工工序,不必使用大型施工机械,大大减轻了工人的劳动强度。

2、轻钢结构别墅的部件

生产建造房屋所用的主要部品部件,有4大结构:轻型钢架结构、墙体结构、楼板结构和屋面结构。

轻型钢架结构:在工厂加工后,在现场组装,具有强度高、抗震性能好、组装施工简单快捷等特点。采用高效防腐剂对钢构件表面进行防锈处理,保证了钢构件的经久耐用。由于钢架结构包裹在保温墙体内,不会产生热桥。用钢量少,重量轻,每平方米用钢20到30公斤,用钢量只有普通钢架结构房屋的60%左右,节省用钢量至少1/3。

墙体结构:有外墙板、内墙板、隔墙板、保温砌块4类品种。可根据不同地区的气候温度,组合成不同的墙体。 寒冷地区组合成既保温由隔热的复合墙体,保证室内热量不被墙体吸收或渗漏,节能效果达到80%,也就是说,只需要普通建筑1/5的能源消耗就可达到室内保温需求。 在炎热地区则采用具有中空对流作用的外墙板组合成复合墙体,太阳辐射热被墙体内流动的空气带走,从而可以保持室内舒适凉爽。 屋面结构:同样采取墙体板材原理设计,具有高标准的保温、隔热、隔声、防水、防潮性能,还可以根据房屋设计随意造型。 楼板结构:重量轻,强度高,独有的密闭微孔结构和空气隔音层,使隔声效果达到41分贝,而且安装简便,承载力每平方米超过200公斤,远远超过普通楼板每平方米承载力150公斤的国家标准。

3、轻钢结构别墅主要性能

环保性:钢材及大部分材料可再生利用,符合生态建筑的要求。节能性能好(保温、隔热、隔音)先进的技术使耗能仅相当于传统住宅体系的40%,大大减少耗能费用。 防腐、防虫:采用镀锌钢材,无原生木材,既防腐又免受虫蛀蚁蚀。

耐火、耐久性:所有材料均为不可燃,同时考虑防火构造,达到国家防火规范。

抗震、防风性:自重轻,抗震性能好,设计时充分考虑风荷载和雪荷载,可抵御暴风暴雪

轻钢别墅

简介

轻钢别墅,又被称为轻钢结构房屋,其主要材料是由热镀锌钢带经冷轧技术合成的轻钢龙骨,经过精确的计算加上辅件的支持与结合,起到合理的承载力,以取代传统房屋。

特殊性能

一、轻钢别墅相比于传统住宅,有其突出的优点:

(1)轻钢别墅的轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。 (2)轻钢别墅的现场施工速度快,不会影响到附近居民有利于文明施工。 (3)轻钢别墅的钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。 (4)轻钢别墅的自重轻,抗震性能好。

(5)轻钢别墅的综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。

(6)轻钢别墅相比砖混住宅来说,可以避免用土烧砖带来的资源浪费

(7)轻钢别墅因为轻钢结构的墙体厚度小,比砖混结构可以增加有效使用面积; (8)轻钢别墅的与钢筋混凝土住宅相比,由于轻钢结构的钢材以后可以循环使用,但混凝土不能循环使用,以后肯定是建筑垃圾,造成环境压力并且,混凝土要40年时间才能全部干燥,因此容易造成室内湿气、潮湿,不利于人体健康。但是轻钢结构完全不用混凝土,因此不存在这个问题。

(9)轻钢别墅的抗震性能好。由于地震的活动为左右和上下活动,所以用螺丝钉连在一起的轻钢结构组成了一个安全稳定的盒子,不会因为地震的摇晃而出现墙体倒塌或楼板掉下危及人身安全。

(10)轻钢别墅的施工采用干施工法,不会造成水资料的浪费。并且节省了费用。

二、轻钢别墅的楼面构造

轻钢别墅的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板,支撑、连接件等组成。 所用的材料是定向刨花板,水泥纤维板,以及胶合板。 在这些轻质楼面上每平方米可承受316~365公斤的荷载。 轻钢别墅的楼面结构体系重量仅为国内传统的混凝土楼板体系的四分之一到六分之一,但其楼面的结构高度将比普通混凝土板高100~120毫米。

三、轻钢别墅的屋面系统

轻钢别墅屋面系统是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦(金属或沥青瓦)组成的。 轻钢结构的屋面,外观可以有多种组合。材料也有多种。在保障了防水这一技术的前提下,外观有了许多的选择方案。

四、轻钢别墅的墙体结构

轻钢别墅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、墙板和连接件组成。 轻钢别墅一般将内横墙作为结构的承重墙,墙柱为C形轻钢构件,其壁厚根据所受的荷载而定,通常为0.84~2毫米,墙柱间距一般为400~600毫米, 轻钢别墅这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递竖向荷载,且布置方便。

五、轻钢别墅的建筑保温节能技术 轻钢别墅为确保达到保温效果,在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。 轻钢别墅一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维外,在墙外侧再贴一层保温材料,有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥;楼层之间搁栅内填充玻璃纤维,减少通过楼层的热传递;所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维,减少户墙之间的热传递。

4.建筑防火技术 轻钢别墅一个最关键的问题是防火技术的应用,轻钢别墅的耐火等级为四级。轻钢别墅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板,对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护,以达到1个小时的防火要求,另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。

5.建筑隔声技术

轻钢别墅在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉,有效阻止了通过空气传播的音频部分,而对于通过固体传播的冲击声,作如下构造处理:对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体;而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨,用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。

发展历史

轻型钢结构低层住宅的建造技术是在北美式样木结构建造技术的基础上演变而来的,经过百年以上的发展,已形成了物理性能优异、空间和形体灵活、易于建造、形式多样的成熟建造体系。在世界上被誉为人居环境最好的北美大陆,有95%以上的低层民用建筑,包括住宅、商场、学校、办公楼等均使用木结构或轻钢结构建造(甚至包括我们的近邻日本和韩国)。北美木结构和轻钢结构在整个建筑市场占有绝对优势。当前,随着木材价格的节节攀升,北美轻钢结构体系的市场发展正以超过30%的增长率快速增长,逐步为市场所广泛接受。同时在我们的近邻日本(在日本成为KC体系)和韩国,以及澳大利亚也被大量采用。

总结北美轻钢结构当前来快速发展的原因,可以总结为技术成熟可靠,结构体系灵活利于建设及商业开发,建筑经济性高,技术先进符合环保节能可持续发展的潮流几个方面。

中国钢铁工业的产量已居于世界前列,但钢材在建筑业的使用比例远低于发达国家的水平,轻钢结构低层民用住宅建筑技术符合国家对建筑业的产业导向;居其美业参与或主持建造的每一个轻钢结构住宅项目,都引起了业内人士与各级政府相关部门的强烈反响和关注,并得到各级政府相关部门在政策上和技术上的支持。

优点

轻钢结构的技术及产品配置非常成熟,产业化程度高,是北美近百年建筑技术和建材工业发展的结晶。建筑结构使用的镀锌钢板抗腐蚀性能优异经久耐用,其在正常使用的情况下的使用年限为275年。

轻钢结构的抗震性能远优于传统的混凝土和砖混住宅。同时,由于轻钢结构的结构自重轻,单位面积重量仅相当于同等面积砖混结构重量的1/4,所以其基础处理简便,适用于大多数地质情况。钢结构住宅不再像木结构住宅那样担心白蚁的危害。

由于结构所用的钢料均采用工厂化加工,所以轻钢结构别墅的结构精确度相当高,一栋别墅的结构体系由上万个构件组成,每个构件的平均误差低于2毫米,确保了房屋的品质,是传统的建筑方式所无法达到的。

具有以下四种特点:

1、结构稳定。

2、造价低廉。

3、轻型钢结构别墅屋内空间的跨度比混凝土建筑的跨度大。

4、工期短,比常规建筑要快的多。

关于数据

一、轻钢住宅抗震性:由于轻钢结构建筑自重轻,金属材料属性以及必须的剪力墙结构形式决定了轻钢结构系统天生的抗震性能。由于地震的活动为左右和上下活动,所以用紧固件连在一起的轻钢结构组成了一个安全稳定的盒子,不会因为地震的摇晃而出现墙体倒塌或楼板掉下危及人身安全。地震烈度为9级时,可满足不倒塌的要求。

二、轻钢住宅隔声性: ①墙体隔声量 ≥45db ②楼板撞击声压≤70db 保温隔热 根据全球气候带要求,外墙、屋面保温隔热层厚度可任意变化。

三:抗风性:抗风荷载可达到12级台风(1.5KN/㎡)。

四:轻钢住宅环保性:生态可循环 钢材、木材、塑料100%可回收再利用。

五:轻钢住宅安全性:永久建筑 与彩板房、活动房有本质上的区别。房屋使用年限达到国家要求的标准50年。

钢结构设计步骤和设计思路

(一) 判断结构是否适合用钢结构

钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。

(二) 结构选型与结构布置

此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。

在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。 运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。

结构选型时,应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载 ),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱,核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑.一般的说要刚度均匀.力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础. 柱间抗侧支撑的分布应均匀.其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线. 否则应考虑结构的扭转. 结构的抗侧应有多道防线. 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子.

(三) 预估截面

结构布置结束后,需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎。 确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

柱截面按长细比预估. 通常50<λ<150, 简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等.

初学者需注意,对应不同的结构,规范中对截面的构造要求有很大的不同。 如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题。在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。

除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情况,合理的选择安全经济美观的截面。

(四) 结构分析

目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ. 新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件: 典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形. 简单结构通过手算进行分析. 复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析.

(五) 工程判定

要正确使用结构软件,还应对其输出结果的做"工程判定"。比如,评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果. 不同的软件会有不同的适用条件.初学者应充分明了.此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离, 为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定, 但对这种误差, 会通过"适用条件、概念及构造"的方式来保证结构的安全. 钢结构设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容.

工程师们不应该过分信任与依赖结构软件.美国一位学者曾警告说:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。” 注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法.

(六) 构件设计

构件的设计首先是材料的选择. 比较常用的是Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn). 通常主结构使用单一钢种以便于工程管理. 经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面. 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235. 构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面.这和结构内力计算的弹性方法并不匹配.

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