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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
生的偏心荷载。为了减少设计工作量,通常把扭矩简化为已对大小相等、方向相反的力分别作用于扁梁的上下翼缘。详细分析方法见文献。

  4.2 计算方法与基本要求

  对于多层轻钢住宅,尽管采用单向板,但由于纵横向均有墙体荷载分布,宜采用三维空间计算模型。本工程采用的是普通楼板,不考虑楼盖对钢架梁刚度增大的作用,忽略楼板的空间联系作用,空间模型为纯框架结构。计算分析是采用有限元分析软件ANSYS完成。在结构计算中采用三维梁单元,质量单元计算结构自振周期以及静力分析。

  相对于工业建筑而言,多层民用建筑的荷载工况简单明了。主要考虑以下三种工况:

  工况一:1.2×恒载标准值+1.4×活荷载标准值

  工况二: 1.2×恒载标准值+0.85×1.4×(风荷载+活荷载)标准值

  工况三:1.2×重力代表值+1.3×水平地震作用标准值

  对于多层轻钢住宅地震荷载计算,由于楼层较低,结构布置对称,采用底部剪力法就可满足要求。

  多层轻钢住宅侧向位移具体要求如下:

  (1)在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比不宜大于1/500.

  (2)层间相对位移与层高之比不宜大于1/400.

  (3)在常遇地震作用下,层间侧移不超过楼层高度1/250.

  对于多层轻钢住宅,还要满足刚架柱构件稳定性与钢框架的整体稳定性要求。

  4.3 计算分析

  由于活荷载与基本风压较小,所以工况三为控制工况。计算设计时将两种方案进行了比较,不改变刚架梁的截面形式,只对刚架柱进行改动。方案一,刚架柱为工字形;方案二,刚架柱为箱形。

  (1)两种方案的刚架柱在强轴方向惯性矩相同,即在横向结构的刚度相同,因此横向主自振周期以及地震作用下横向最大层间位移基本一致。

  (2)本工程长宽比5,纵横双向刚接,因此对于方案一,当横向侧向刚度满足要求时,纵向刚度也能达到要求。

  (3)在满足规范要求的前提下,方案一节约钢材用量,单位面积用钢量减少约10%,经济性好。因此,在设计中选择了工字形刚架柱。但是由于轻钢体系刚架柱的腹板很薄,为了防止局部失稳引起的结构失效,刚架柱宜在纵向梁柱刚接处做成局部箱形柱。

  5. 结论

  从示范楼的实例可以看出,相对于传统住宅,这种新体系传力明了,计算简单,具有很好的延性。并且由于组合扁梁的应用,可以实现楼盖与钢梁的一体化,从而降低楼层高度。综合经济效益优良的多层轻钢住宅,将会有广阔的应用前景。

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