多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究

1、多層鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究口北京建都設(shè)計研究院有限責(zé)任公司宋輝本文介紹了多層鋼結(jié)構(gòu)住宅在結(jié)構(gòu)、建筑、設(shè)備等方面的設(shè)計和研充；對試點工程進(jìn)行經(jīng)濟分析；對鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的思考。多層；銅結(jié)構(gòu)住宅；經(jīng)濟分析。隨著建筑業(yè)的住宅產(chǎn)業(yè)化在我國悄然興起，為居民提供高質(zhì)量的符合市場需求的商品化住宅成為必然趨勢。住宅鋼結(jié)構(gòu)體系作為一種推動住宅產(chǎn)業(yè)化興起的新型結(jié)構(gòu)技術(shù)已成為當(dāng)前住宅結(jié)構(gòu)研究中的熱點，國家鼓勵發(fā)展“新型建筑體系，也已將其列入優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)領(lǐng)域中。

2、工程簡介以北京市某房地產(chǎn)開發(fā)公司的花家地7號樓為課題，進(jìn)行課題研究。該住宅樓地上六層鋼結(jié)構(gòu)長68m，寬156m層高29m，總建筑面積5113m。建筑平面布局為一梯兩戶每戶均為三室二廳二衛(wèi)建筑面積為12Om使用面積為968m使用率為8O5％。結(jié)構(gòu)設(shè)計該住宅樓的結(jié)構(gòu)體系采用框架一支撐體系，主要由鋼柱、主梁、次梁、支撐及鋼樓梯等組成，所選材料主要為熱軋H型鋼，材質(zhì)為Q235B。梁柱節(jié)點在橫向上為剛接縱向為鉸接，設(shè)置縱向支撐抵抗水平荷載，限制結(jié)

3、構(gòu)的水平變形。支撐選用角鋼具體形式采用偏心支撐。梁柱的主要連接節(jié)點均采用高強螺栓(1O9級)連接，避免采用現(xiàn)場焊接出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，或是焊接質(zhì)量不好等現(xiàn)象。柱腳節(jié)點設(shè)計成半剛接，基礎(chǔ)主要承受軸力，采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)基礎(chǔ)之間用拉梁連接。該住宅樓的樓蓋選用的就是壓型鋼板混凝土組合樓蓋具體做法是在鋼梁上鋪設(shè)壓型鋼板再現(xiàn)澆8Omm混凝土。在鋼梁上焊接足夠的剪力連接件(焊接螺栓中16@6OO)，使鋼梁與混凝土協(xié)同工作構(gòu)成且合樓蓋。抗震設(shè)計時由

4、于結(jié)構(gòu)布置對稱豎向剛度均勻采用底部剪力法。同時還要滿足剛架柱構(gòu)穩(wěn)定性與鋼框架的整體穩(wěn)定性要求。該住宅樓的結(jié)構(gòu)計算主要是采用中國建筑科研院的PKPM軟件進(jìn)行。經(jīng)計算框架柱選用3OO3OO1222和25O25O912的H型鋼主梁選用4O0200922和350175612的H型鋼，次梁選用25O12569和2OO10069的H型鋼支撐為2L10O1OO1O和2L9O9O7建筑設(shè)計該住宅樓的外墻采用復(fù)合墻體是由輕鋼龍骨和輕質(zhì)墻體面板加保溫隔熱、

5、隔聲和防水材料構(gòu)成。外墻面選用18mm厚真空擠壓高密度水泥纖維板，該產(chǎn)品由日本某公司生產(chǎn)將外墻板和外墻裝飾板合二為一，具有防水、抗裂、耐候和耐粘污的特性既滿足外墻的強度要求，又滿足建筑的美學(xué)需求，但對安裝方法提出較高的要求，其制造成本和應(yīng)用成本相對也較高。內(nèi)墻面板選用防火石膏板。保溫隔熱、隔聲材料采用國產(chǎn)玻璃絲棉。防水材料選用日本某公司生產(chǎn)的單向透氣透水的防水紙。墻梁采用C型冷彎薄壁型鋼一100502O28@455。戶內(nèi)隔墻選用雙面石膏

6、板隔墻廚房、衛(wèi)生間選用防水石膏板隔墻該墻體應(yīng)能適應(yīng)設(shè)施管線的布置與安裝。分戶墻采用預(yù)制的鋼框混凝土板，能夠達(dá)到安全防火和隔聲的性能要求。根據(jù)中國人的裝修習(xí)慣，喜歡在墻上釘釘掛掛，該住宅樓每隔300～4OOmm就有一個輕鋼骨架在它上面安裝自攻螺釘以解決墻體的釘掛問題。鋼結(jié)構(gòu)自身的耐火及耐腐蝕性能：好，須做防護(hù)處理。該住宅樓的鋼結(jié)構(gòu)在工廠生產(chǎn)時除銹等級為SA21／2級，鋼結(jié)構(gòu)耐火等級為二級鋼梁的耐火極限為15小時鋼柱的耐火極限為25小時，防

7、火采用噴涂非膨脹型防火涂料。高強螺栓的處理方式是先對螺栓接觸面進(jìn)行噴砂處理要求摩擦系數(shù)保證在O45以上螺栓安裝后再對防銹面層破壞處補刷防銹漆。設(shè)備設(shè)計廚房衛(wèi)生間改變目前傳統(tǒng)的設(shè)計，采用整體廚房和整體衛(wèi)生間。衛(wèi)生間的地面比正常室內(nèi)地面低25Omm，在承重的樓板上擱置支撐件，再架設(shè)整體衛(wèi)生間，利用雙層樓板問的架空層鋪設(shè)給排水暖通、電氣管道這樣不必在樓板上預(yù)留上下水的孔洞管路出現(xiàn)漏水、堵塞問題時，不會對下一樓層的住戶產(chǎn)生影響在本戶內(nèi)就可以進(jìn)行

8、維護(hù)。同時可以利用這個架空層做為隔聲層減少上下樓層間的噪音影響，這種方式解決隔聲問題效果顯著。該住宅樓利用鋼結(jié)構(gòu)等電位特性做自然接地體連接經(jīng)濟分析該住宅樓按高檔商品房進(jìn)行設(shè)計，廚房、衛(wèi)生間精裝修。初步設(shè)計后根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行工程概算，結(jié)果如上表。通過工程概算采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案建安費用約為278O45元／m，若采用傳統(tǒng)的混合結(jié)構(gòu)，其建安費用約為13OO元／m。。二者建安費用的主要差別在日本進(jìn)口的外墻水泥纖維板及整體廚房、整體衛(wèi)生間的設(shè)備費用

9、。若選用國內(nèi)的外墻材料，工程造價可以有較大幅度的降低。由于鋼結(jié)構(gòu)體系住宅在我國尚處于開發(fā)、研制階段，從鋼結(jié)構(gòu)的加工、制作、安裝到相應(yīng)的內(nèi)、外墻體材料的生產(chǎn)到住宅通用部件(整體廚房、整體衛(wèi)生間等)的生產(chǎn)都沒能形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系列開發(fā)規(guī)模生產(chǎn)，配套供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)住宅部品體系尚未建立，至使鋼結(jié)構(gòu)住宅的工程造價與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式比較優(yōu)勢并不明顯。幾點思考從該住宅樓的研究可以看出相對于傳統(tǒng)住宅，這種新的結(jié)構(gòu)體系傳力明了具有很好的延性。新型復(fù)合墻體的運

10、用，整體廚房、整體衛(wèi)生間的使用，可以整體提升住宅的品質(zhì)。通過本次鋼結(jié)構(gòu)試點住宅的研究，我認(rèn)為要使鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國有較大的發(fā)展，目前應(yīng)解決以下幾個關(guān)鍵問題。由于鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國尚屬于一個新的建筑結(jié)構(gòu)體系，與之相適應(yīng)的設(shè)計、施工及驗收的規(guī)范規(guī)定尚不健全。亟需做的是參考國外的經(jīng)驗教訓(xùn)并結(jié)合我國的實際情況制定出相應(yīng)的設(shè)計、施工規(guī)范及規(guī)定。要使鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，我們必須盡快完成鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑與部品模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的編制，促進(jìn)工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)

11、化體系的形成，重點解決住宅部品的配套性、通用性等問題，實現(xiàn)住宅部品的通用化。要使鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國得到快速的發(fā)展我們尚需從管理體制上進(jìn)行改革。建筑設(shè)計部門作為住宅建設(shè)的技術(shù)主體，應(yīng)承擔(dān)更多的任務(wù)，發(fā)揮更大的作用不僅需從事建筑的設(shè)計工作，還需加強對工廠加工的檢驗施工中的監(jiān)督管理。作為國家的主管機構(gòu)應(yīng)建立相應(yīng)的住宅部件的審定制度對于部件的外觀、質(zhì)量安全性、耐久性、使用性、易于施工安裝性、價格及供應(yīng)條件等進(jìn)行綜合審查，公布合格的部件。要使鋼結(jié)構(gòu)