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多层轻钢住宅的结构体系与设计
作者:佚名 来源:建设工程教育网 点击量: 发布时间:2012-5-3 12:59:20
的细部构造比较复杂。偏心支撑具有非常好的抗震耗能效果。它的工作原理是:在中、小地震作用下,支撑提供主要的抗侧力刚度,与中心支撑相似;在大地震作用下,保证支撑不发生受压屈曲,而让耗能梁段屈服消耗能量。它是专为抗震设计提供的支撑形式。

  (3)框架-钢筋混凝土剪力墙(筒)体系。用钢筋混凝土剪力墙部分或全部代替钢支撑,就形成了框架-钢筋混凝土剪力墙(筒)体系。它适用于小高层住宅。一般将楼梯或电梯间设计成钢筋混凝土墙(筒)。这样即有效的加强了建筑物的侧向刚度,又解决了楼梯间的防火问题。如果结构刚心偏移过大,出现扭转的问题,可在适当部位设置钢支撑。

  (4)周围抗侧力体系。这种体系在欧美国家的商业和民用建筑中十分流行。它的特点是刚架柱强轴与其相交的建筑轴线垂直,形成外筒,抵抗水平荷载,将之传递到基础。它适用于建筑外型接近于正方型的结构。可以将这种思路应用到框架-支撑体系中。把纵向的支撑去掉,将原有位置的刚架柱扭转90度,梁柱由铰接变为刚接。这样,刚架柱同时起到抗风柱与竖向支撑的作用。

  对于多层轻钢民用住宅体系的选择,不必拘泥于某一种特定的体系。可以根据建筑平面设计的要求,灵活处理,综合使用不同的抗侧力体系。

  3.2 楼面屋盖结构

  楼面和屋盖必须有足够的强度,刚度和稳定性,同时应当尽量减少楼板厚度,增加室内净高。压型钢板-混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。它具有施工速度快,平面刚度大,增加房屋净高的优点。具体做法是在钢梁上铺设压型钢板,再现浇100~150mm混凝土。在钢梁上焊接足够的剪力连接件,使钢梁与混凝土协同工作构成组合楼盖。这种做法耗钢量较大,且需防火处理。可以用预应力钢筋混凝土薄板取代压型钢板。此外,预应力圆孔板、迭合板、组合扁梁也是常用形式。

  3.3 墙体结构

  各种轻质墙体材料以其良好的保温、隔热、隔声性能受到开发商的青睐。目前,墙体主要分为自承重式和非自承重式。自承重墙体主要包括用于外围护结构的加气混凝土块、太空板、轻钢龙骨加强板等,以及用于内墙的轻混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。外挂的非自承重式墙体材料主要有彩色压型钢板、彩色压型钢夹芯板、玻璃纤维增强外墙板等。采用非自承重式墙体材料,需设置墙梁用以悬挂外围护结构。门窗洞口上下要布置。墙梁多采用C或Z型冷弯薄壁型钢,尺寸取决于跨度(刚架间距)和墙距(板跨)。

  3.4 多层轻钢住宅的防火

  钢材属于不耐火材料,温度为400 °C时,钢材的屈服强度将降为常温的一半,温度达到600 °C时,钢材基本丧失全部强度和刚度。所以,钢结构不仅要进行结构的抗火设计,还要采用防火措施保护。目前常用的防火措施有以下四种方法(1)防火涂料法。将具有一定厚度的防火涂料直接喷在钢结构构件上。防火涂料主要两类:涂层8~50mm,粒状表面,密度较小,耐火极限1~3h的为厚涂型防火隔热材料;涂层3~7mm,遇火膨胀增厚,耐火极限0.15~2h的为薄涂型防火隔热材料。喷涂法造价较低,操作简便,施工速度快,但是构件表面不平整,影响美观。(2)隔离法。将防火材料或防火砖沿构件的外围,将构件包裹,与外界隔离。这种方法美观,无污染,但施工速度较慢,适用于外露的构件。(3)实心包裹法。将钢构件浇注到混凝土中。(4)膨胀漆覆盖法。将具有一定厚度的膨胀漆喷涂、抹、刷在经过处理的构件表面。抗火极限最高达2h.覆盖法施工容易,但不适用于潮湿的环境,仅适用于干燥的室内。

  4. 工程实例

  4.1 工程背景介绍

  某示范楼建筑面积4665m2,5层纯钢框架结构,长67m,宽13.5m,层高3m.焊接工字形梁,纵横双向刚接H形柱。楼面活荷载为2.0kN/m2,屋面活荷载0.3kN/m2,轻型屋面恒荷载0.3kN/m2;基本风压0.25 kN/m2;设计地震烈度为7度,Ⅱ类场地。屋面为冷弯薄壁C型檩条铺双层镀锌压型钢板夹100mm厚保温棉屋面系统,外墙采用200mm厚陶粒混凝土空心砌体墙,分户墙为180mm厚菱镁土板,户内隔墙为90mm厚菱镁土板。条型基础,柱与基础为刚接。

  示范楼共有四个居住单元,两种建筑平面布置形式,建筑面积分别为143 m2,102 m2.一单元为大两室两厅,二、三、四单元为小两室两厅。一单元的大客厅使用了组合扁梁,从而实现了梁与楼盖的一体化,减少了结构层高。对于正常极限状态下的组合扁梁,将钢和混凝土两种材料组成的组合梁截面换算成同一种材料的截面,再按照弹性理论计算。为了楼板的放置,扁梁的下翼缘一般较宽,需验算施工时产

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