鋼結構住宅建筑施工技術特點分析

摘 要 雖然鋼結構房屋具有很多優(yōu)點，但應用于多層民用鋼結構房屋時，由于構件截面小，剛度弱，純鋼結構的側移較大，對抗力體系、樓板、墻體的要求較高。因此，結構體系、抗震技術、連接節(jié)點、樓蓋技術等仍需進一步完善理論研究，如何發(fā)揮鋼結構的優(yōu)勢，亟待我們進行更深入的研究和應用創(chuàng)新技術的開發(fā)。本文分析鋼結構在多高層住宅建筑中的應用，并對鋼結構住宅的主要結構布置和選型以及對主要構造設計和措施做了相應的闡述。

關鍵詞 鋼結構 住宅 建筑施工 技術特點 分析

一、多高層鋼結構的體系與結構布置和選型

我國建筑抗震設計規(guī)范對鋼結構的抗震措施，一般以12層為界區(qū)分。有抗震要求的多高層鋼結構的體系主要有框架體系、框架-支撐(抗震墻板)體系、筒體體系(框筒、筒中筒、桁架筒、束筒等)或巨型框架體系。

（一）多高層鋼結構體系與結構布置

①框架-支撐體系是在框架體系中沿結構的縱、橫兩個方向均勻布置一定數(shù)量的支撐所形成的結構體系。又分中心支撐和偏心支撐兩種。

②框架-抗震墻板體系是以鋼框架為主體，并配置一定數(shù)量的抗震墻板。由于抗震墻板可以根據(jù)需要布置在任何位置上，布置靈活。另外抗震墻板可以分開布置，兩片以上抗震墻并聯(lián)體較寬，從而可減小抗側力體系等效高寬比，提高結構的抗推和抗傾覆能力?？拐饓Π逯饕幸韵氯N類型：鋼抗震墻板、內藏鋼板支撐抗震墻板和帶豎縫混凝土抗震墻板。

③筒體體系是根據(jù)筒體的布置、組成、數(shù)量的不同，筒體結構體系可分為框架筒、桁架筒、筒中筒以及束筒等。

④巨型框架體系：一般高層鋼結構梁、柱、支撐為一個樓層和一個開間內的構件，如果將梁、柱、支撐的概念擴展到數(shù)個樓層和數(shù)個開間，則可構成巨型框架結構。其由柱距較大的立體桁架柱及立體桁架梁構成。立體桁架梁應沿縱橫向布置，并形成一個空間桁架層，在兩層空間桁架層之間設置次框架結構，以承擔空間桁架層之間的各層樓面荷載，并將其通過此框架結構的柱子傳遞給立體桁架梁及立體桁架柱。這種體系能在建筑中提供特大空間，具有很大的剛度和強度。

（二）鋼結構房屋的結構選型

多高層鋼結構的平面布置宜符合下列要求：

(1)建筑平面宜簡單規(guī)則，并使結構各層的抗側力剛度中心與質量中心接近或重合，同時各層剛心和質心接近在同一豎直線上；建筑的開間、進深宜統(tǒng)一。

(2)為避免地震作用下發(fā)生強烈的扭轉振動或水平地震力在建筑平面上的不均勻分布，建筑平面的尺寸關系應符合下表和下圖。當鋼框筒結構采用矩形平面時，其長寬比不宜大于1.5：1，不能滿足此項要求時，宜采用多束筒結構。

(3)由于鋼結構可承受的結構變形比混凝土結構大，故高層建筑鋼結構不宜設置防震縫，但薄弱部位應采取措施提高抗震能力。當建筑平面尺寸大于90米時，可考慮設溫度伸縮縫，抗震設防的結構伸縮縫應同時滿足防震縫要求。需要設置防震縫時，縫寬應不小于相應鋼筋混凝土結構房屋的1.5倍，框架-支撐體系結構的防震縫寬度可取此數(shù)值的70%；筒體體系及巨型結構體系結構的防震縫寬度可取此數(shù)值的50%，但均不宜小于70毫米。

(4)結構平面應盡量避免扭轉不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)等布置形式。

二、多高層住宅體系的其他鋼結構構造設計和措施

（一）鋼結構房屋的地基、基礎和地下室

(1)高層建筑鋼結構的基礎形式應根據(jù)上部結構、工程地質條件、施工條件等因素綜合確定，宜選用筏基、箱基、樁基或復合基礎。當基巖較淺、基礎埋深不符合要求時，應采用巖石錨桿基礎。

(2)鋼結構高層建筑宜設地下室?？拐鹪O防建筑的高層結構部分，基礎埋深宜一致，不宜采用局部地下室。設置地下室時，框架-支撐(抗震墻板)結構中豎向連續(xù)布置的支撐(抗震墻板)應延伸至基礎；框架柱應至少延伸至地下一層。

多高層建筑鋼結構的抗震設計采用兩階段設計方法，即第一階段設計應按多遇地震計算地震作用，第二階段設計應按罕遇地震計算地震作用。

（二）多高層建筑鋼框架構造措施

(1)梁柱連接的構造要求

為防止大震作用下柱和梁連接的節(jié)點域腹板局部失穩(wěn)，在柱與梁連接處，柱應設置與梁上下翼緣位置對應的加勁肋，使之與柱翼緣相包圍處形成梁柱節(jié)點域。梁與柱的連接宜采用柱貫通型連接方式；柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時，宜采用箱形截面；當僅在一個方向剛接時，宜采用工字形截面，并將柱腹板置于剛接框架平面內；梁與柱的連接應采用剛性連接，也可根據(jù)需要采用半剛性連接；梁與柱的剛性連接，可將梁與柱翼緣在現(xiàn)場直接連接，也可通過預先焊在柱上的梁懸臂段在現(xiàn)場進行梁的拼接。

(2)框架柱接頭構造措施

框架柱的接頭一般是剛性節(jié)點，位置宜設在框架上方1.1m～1.3m附近。柱對接接頭應采用全熔透焊縫，柱拼接接頭上下各100mm 范圍內，工字形截面柱翼緣與腹板間及箱形截面柱角部壁板間的焊縫，應采用全熔透焊縫。

(3)鋼柱腳

鋼結構的柱腳分埋入式、外包式和外露式三種。超過12層鋼結構的剛接柱腳宜采用埋入式，外包式柱腳在地震中性能欠佳，一般只有6度、7度時可采用。僅傳遞垂直荷載的鉸接柱腳可采用外露式柱腳。埋入式柱腳和外包式柱腳的設計和構造，應符合有關標準的規(guī)定。

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