高层钢结构住宅结构体系的应用研究

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热度0票  浏览165次 时间：2020年3月06日 14:48

 吴 琼

吉林东北亚国际工程技术集团有限公司 吉林 长春 130000摘要：现阶段的建筑行业发展建设的过程中，普遍选择运用钢结构的建筑结构，因为其自身具有很有的使用优势与超高的技术含量。众所周知，住宅建筑与其他类型的建筑相比较，在建设安装方面的成本相对较高，从对房屋的入住率和对土地使用率的分析结果考虑，对于钢结构的应用都是最为合适的。特别是在我国一些正处于发展前景较好的城市，人口高度集中，在有限的土地上想要容纳过多的人口，就需要建设高层住宅，这也是我国生产力发展的必然产物。基于此，笔者就对高层钢结构住宅体系应用方面展开分析，希望能带给读者朋友一些启示。

关键词：高层钢结构；住宅结构；体系应用

中图分类号：TU973 文献标识码：A

DOI:10.19569/j.cnki.cn119313/tu.201712191 正文：

引言

通常情况下，我们所说的高层结构，是指楼层的高度达到25层以上的建筑，建设高层住宅建筑的对于节能、节地方面都有很大的优势，还可以容纳更多的人口居住，受到大多数群体的广泛欢迎，使得这种钢结构住宅建设体系受到全社会的普遍关注与应用。

1.高层钢结构住宅体系的特点

1.1带有优越的承载能力和抗震性能

由于我们国家属于地震多发地区，因此，在进行住宅建设，特别是在相应结构设计阶段，必须注重优化其抗震性能，而评价抗震性能优劣的一个重要标准就是建筑整体承载能力的强弱，因此，要在建筑物可以承受的范围之内，增大截面承受力，还要具备高强度、性能稳定、可塑性强等优点，这些良好的抗震性能能够使住宅更加安全。

1.2能够保证建筑有效使用面积

在我国以往的建筑体系中，因为运用的相关材料带来了局限性，缩小了控制的自由使用面积，但是，在此阶段如果随意增大空间面积，很容易形成室内楼板和整体截面同时扩大，严重者甚至导 致梁板变形，导致室内布置不协调。而此时合理运用钢结构体系，刚好可以解决这一问题，因为其自身强度等级高，横截面小，可以有效整合建筑平面。对于居住空间范围的把控，可以按照自己喜欢的方式设计，进行相应的组合或者拆分不会受到空间范围的影响，能够极大的满足客户对于住宅在功能使用方面的不同追求，适合人口数不同家庭的结构变化要求。而且，钢结构住宅的显著优点是强度高、刚度大、可用跨度能满足不同人群使用要求3001梁柱等构件截面小,在建筑结构中占用的面积适中。与此同时，此种结构的墙体一般都以轻质填充墙的形式出现，在内部可以进行管线的埋设工作，而且不用影响房间的美观度，也不会对室内的使用面积造成影响。钢结构运用的墙体材料只需要占用很小的面积，可以最大程度的提升空间利用率，住宅的有效使用面积不低于90%。

1.3可回收利用，有助于环保

近些年来，在国家大力号召节能减排政策的宣传下，综合比较各种类型的建设材料，从中不难发现钢结构的使用有点，即产生对噪声、粉尘、建筑垃圾都相对较少，而且钢结构使用的材料是绿色环保材料，能够有效降低对周围环境的污染，而且这些材料可进行回收与再生利用，所以钢结构能够实现人们长期以来追求的“绿色建筑”的理想，至于钢结构的生产状况，由于其自身存在工业化、商品化程度高的特点，所以适宜工厂大批量生产，不仅如此，科学合理的运用钢结构还可以在实现低碳环保的同时，有效隔热和防水，保证建设项目实现一体化发展趋势，从而不断强化住宅建设水平。除此之外，钢材还有可回收再利用的优点，与我们倡导的可持续发展理念相契合，这对资源短缺的我国有重大意义，于此同时，还能够带动相关产业的发展。

2.高层钢结构住宅结构体系的应用

2.1钢框架-中心支撑体系

此种机构体系的施工设计原理主要是由于其自身有赖于梁柱受弯承受荷载。如果我们在较高的结构中应用框架结构，此时，建筑整体就会受到外力引起的强大负荷，那么，这一阶段抗侧刚度就无法满足建设结构需要。因此，我们必须充分考虑施工中可能存在的各种情况，不断提升梁柱整体刚度和可塑性，但是在框架结构中就很难实现这一效果，会直接转化成钢框架-中心支撑结构。

钢框架-中心支撑结构的耗能点来源于支撑体系，在发生地震的情况下，受到压力的中心点就会丧失稳定性，主要表现在：第一，经过反复的压屈，会导致支撑杆的抗压性能大大变弱；第二，在支撑边缘部位中心轴的变形会导致支撑内力出现不稳定性；第三，当横向地震作用力造成较大冲击作用，会转变支撑结构性质，会导致相应构件的承载力被大范围的分散，导致楼层的受剪承载力下降；第四，如果位于中点部位的支撑力无法满足要求，整个结构的承载力会在瞬间减小到最低，致使整个建筑结构处于失稳的状态。因此，为了能够尽可能的保证结构的安全稳定性能，需要合理限制建筑整体高度。

2.2钢框架-偏心支撑

一般情况下，偏心支撑结构的框架刚度和中心支撑框架本身存在一定的相似性，其刚度的大小与承受荷载的梁段长短成反比。

如果一个地区发生中小型地震，此时的建筑结构是以弹性的状态存在的，可以根据实际情况进行改变；在地震等级过高时，可以运用梁段自身可塑性对能量进行吸收转化，保持支撑的弹力。偏心支撑框架的显著优点表现在刚度好、纯框架耗能大抗侧移刚度大、延性好等方面，而且还可以对刚度、强度和耗能方面的问题进行有效融合。不仅如此，偏心支撑框架在对地震产生的破坏能力进行有效分散的过程中能够发挥出更大的作用，极大的降低结构侧向位移和顶层位移，缩短楼层间的差距，还能有效抵御变形问题，而且在使用的过程中容易掌握其自身的运作规律，利用施工操作的展开。当施工过程中出现耗能梁段的偏心支撑情况，可以在第一时间对支撑进行有效保护，如果出现特大地震情况，支撑可以及时保护耗能梁段不受到损害，避免由于支撑失稳而造成整体刚度下降的情况出现。

除此之外，在进行设置支撑斜杆相应要点的基础上，需要施工人员运用先进的施工技术有效简化节点构造，保证轴线和梁柱之间一直处于水平状态，如此，可以灵活随性的设置门窗的开口处。利用偏心支撑框架结构体系，在防止结构发生变形的同时，还起到节材的作用。

2.3钢框架-核心筒体系

此种建设结构体系的核心组成要点为现浇钢筋混凝土核心筒，通过与热扎H型钢框架进行有效组合，达到均匀受力的目的；在此过程中，核心筒主要作用是承担水平方向荷载。而钢框架的主要用途是承担竖向荷载，如此一来，可以有效降低钢构件截面尺寸，在国内有许多关于此的应用经验。

3.结束语

综上所述，我们可以知道在高层住宅建设过程中，运用钢结构建设体系，会出现形式多样的建设特点，不同的体系适用于不同的情况，钢框架支撑结构体系因为其自身带有多方面使用优点和较好的抗震性能，受到广泛欢迎，相信在未来建筑行业的发展过程中，会有较大的发展空间。

参考文献

［1］江冰．低层轻钢结构住宅体系的研究及其应用前景［D］．合肥:合肥工业大学，2006．

［2］尹宗军．高层钢结构住宅体系分析及其在实际工程中的应用［D］．合肥:合肥工业大学，2006．

［3］邹晶．我国钢结构住宅体系适用性分析［D］．上海:同济大学，2008．

［4］石守坤．多层轻钢结构住宅体系抗震分析及应用研究［D］．邯郸:河北工程大学，2013．