1.鋼結(jié)構(gòu),有低層和多層之分。低層一般不超過3層,用于別墅;多層用于公寓。本文介紹多層公寓住宅鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些問題。

    2.超過9層為高層。10-12層又稱小高層。抗震規(guī)范GB50011對12層以下和12層以上的房屋提出不同要求。住宅鋼結(jié)構(gòu)一般不宜超過12層。

    3.結(jié)構(gòu)抗震性能與結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性有很大關(guān)系。結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則,地震時(shí)易損壞,而且除彈性設(shè)計(jì)外還要作彈塑性層間位移驗(yàn)算。因此應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)布置符合規(guī)則性要求。

    4.住宅鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對稱。住宅鋼結(jié)構(gòu)常見的布置不規(guī)則,主要是平面不規(guī)則。如平面形狀不規(guī)則,L形等,特別是支撐剪力墻偏置,明顯不對稱等。若樓層的最大彈性水平位移超過質(zhì)心水平位移的1.2倍�熅蛯儆谄矫娌灰�(guī)則�煷藭r(shí)需對支撐剪力墻的配置進(jìn)行調(diào)整。

    結(jié)構(gòu)體系選擇

    1.5-6層以下的,可采用框架體系或框架-支撐體系,6層以上的可采用框架支撐體系或框架-混凝土剪力墻(核心筒)體系。多層房屋大多采用雙重體系。

    2.框架柱有H型鋼柱,鋼管砼柱和鋼骨砼柱,后兩種為組合柱。在小高層中,組合柱比H型鋼柱省鋼。

    3.剪力墻比鋼支撐的延性低,在大震時(shí)延性低的地震力大,延性好的地震力小,從抗大震的性能來說,鋼支撐比砼剪力墻好。

    4.鋼框架-砼剪力墻體系屬混合結(jié)構(gòu),對它的抗震性能目前研究還不夠,未列入抗震規(guī)范,雖然現(xiàn)在應(yīng)用較多,選用時(shí)應(yīng)慎重。核心筒宜用小鋼柱加強(qiáng),也有利于安裝。

    樓板要求

    1.樓板除了承受豎向荷載并將它傳給框架外,還將水平力傳到各個(gè)柱上,因此樓板平面內(nèi)的剛度、整體性和承載力也很重要。作為建筑要求,住宅樓板還應(yīng)能隔音。

    2.現(xiàn)在用得較多的是壓型鋼板組合樓板,疊合板加現(xiàn)澆層,現(xiàn)澆樓板等。這幾種樓板的整體性都很好。鋼梁宜形成組合梁,梁上要設(shè)置栓釘。

    3.預(yù)制板中應(yīng)設(shè)預(yù)埋件,與鋼梁焊接。

    4.在強(qiáng)震區(qū)或重要建筑,柱周邊宜設(shè)置鋼筋和箍筋,以免樓板在水平力下被柱子壓壞。

    抗震計(jì)算的基本要求

    1.對雙重體系,框架部分獨(dú)立承擔(dān)的水平力不應(yīng)少于結(jié)構(gòu)底部剪力的25%。其目的是檢驗(yàn)框架作為抗震二道防線是否滿足要求。檢驗(yàn)方法是忽略支撐或剪力墻進(jìn)行,僅對框架部分進(jìn)行驗(yàn)算。有的單元式住宅柱子很少,用隔墻支撐鋼梁,往往不滿足此項(xiàng)要求。

    2.驗(yàn)算是否符合強(qiáng)柱弱梁,這關(guān)系到結(jié)構(gòu)倒塌機(jī)制,很重要。

    3.框架柱長細(xì)比應(yīng)符合規(guī)定。

    4.驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)域的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和屈服條件。

    節(jié)點(diǎn)和支撐構(gòu)造要求

    1.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震規(guī)范和《高鋼規(guī)程》的要求。

    2.柱通過小懸臂與梁拼接,可以繞過梁柱直接連接的構(gòu)造困難,這是一個(gè)好辦法。此時(shí)梁拼接大多采用翼緣焊接腹板拼接,也可采用全截面螺栓連接。在以上拼接中,腹板拼接要考慮彎矩。

    3.翼緣的坡口全熔透焊縫,要求用一級焊縫以確保焊接質(zhì)量。有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓力容器才用一級焊縫。這是一種誤解。壓力容器很重要,梁翼緣與柱連接同樣很重要,不能用二級。

    4.梁與鋼管砼柱的剛性連接,現(xiàn)在用外加勁肋和內(nèi)隔板的都有,都是可以的。但要注意鋼管壁板與隔板或環(huán)板的厚度匹配。

    5.7層以上時(shí),框架-支撐體系中的框架梁柱應(yīng)剛性連接。

    6.支撐與鋼管砼連接時(shí),不應(yīng)將節(jié)點(diǎn)板焊在鋼管管壁上,以防管壁拉開。

    7.不應(yīng)在鋼管支撐內(nèi)灌砼,對抗震不利。

    8.12層以下可以不設(shè)地下室,但此時(shí)柱腳的計(jì)算反力要加大,嚴(yán)格說來要做到承受大震時(shí)的反力而不破壞。6、7度區(qū)允許采用外包式柱腳,但8度及以上時(shí)應(yīng)采用埋入式柱腳。不允許用鉸接柱腳。附:對框架結(jié)構(gòu)的一般說明

    1.房屋既要承受豎向荷載,又要承受水平力。承受豎向荷載靠梁、柱,承受水平靠抗側(cè)力構(gòu)件。

    2.高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是,結(jié)構(gòu)受水平位移控制,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要使水平位移不超過控制值。

    3.在住宅鋼結(jié)構(gòu)中,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主要有三種:鋼架、支撐框架、剪力墻。

    4.住宅鋼結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)體系是:鋼架(純框架)、框架-支撐,框架-剪力墻。

    5.這里的″框架″都是指節(jié)點(diǎn)鋼接的框架。嚴(yán)格說來,框架包含鋼接和鉸接框架,習(xí)慣叫法框架是指鋼接的,鉸接時(shí)則稱為鉸接框架。

    6.純框架體系最簡單,它的延性好,抗震性能也是最好的(26層的北京長富宮飯店就采用純框架)。它的缺點(diǎn)是用鋼較多。但對多層建筑特別是兩個(gè)方向開間較多的,純框架用鋼并不多。在日本60米以下的鋼結(jié)構(gòu)大部分采用這種體系。

    7.框架-支撐和框架-剪力墻是最常用的。它們都是雙重抗側(cè)力體系。

    在地震區(qū),要求用雙重抗側(cè)力體系。不宜采用鉸接框架加支撐(或剪力墻)。在非抗震區(qū),可以用鉸接框架加支撐或剪力墻。在強(qiáng)震區(qū)結(jié)延性很重要�；炷�土剪力墻的性能不如支撐框架。