多层轻钢结构的住宅设计？
关键词：轻钢结构 结构体系 组合楼盖
一、前言
轻钢结构住宅相比于传统住宅，有其突出的优点：
（1）轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高，商品化程度高。
（2）现场施工速度快，主要为干作业，有利于文明施工。
（3）钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。
（4）自重轻，抗震性能好。
（5）综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。
随着我国钢产量的快 速增长，对用钢政策由限制用钢到合理用钢到积极用钢，国务院1999年颁发的72号文件提出要发展钢结 构住宅产业，在沿海大城市限期停止使用粘土砖。因此开发轻钢结构住宅体系已成为当前住宅结构研究 中的热点。不过，多层轻钢结构的研究还处于起动阶段，研究力度还不够，实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决，以利于轻钢住宅在我国健康快速发展。
二、结构体系选型
对低、多层住宅，目前国内外常用的结构体系主要有：
（一）冷弯薄壁型钢体系
构件用薄钢板冷弯成C形、Z形构件，可单独使用，也可组合使用，杆件间连接采用自攻螺钉。这种体系节点刚性不易保证，抗侧能力较差，一般只用于1～2层住宅或别墅。笔者处理的几个旧房加层，如蓟县 国税局、天津港派出所等改造工程，使用了该体系，效果较好。
（二）框架
目前，这种体系在多层钢结构住宅中应用最广。纵横向都设成钢框架，门窗设置灵活，可提供较大的开间，便于用户二次设计，满足各种生活需求。钢框架考虑楼盖的组合作用，运用在低多层住宅中，一般 都能满足抗侧要求。但是由于目前框架柱以H型钢为主，弱轴方向梁柱连接的刚性难以保证，因此设计 施工时须慎重处理。
（三）框架支撑体系
在风载或地震作用较大区域，为提高体系的抗侧刚度，增加轴交支撑或偏交支撑效果很好。这种体系为多重抗侧体系，而且梁柱节点，柱脚节点可设计成铰接、半刚接，施工构造简单，基础主要承受轴力， 体形较小，因此成为人们青睐的对象。
（四）框架剪力墙体系
在低多层住宅中，可以应用传统的剪力墙体系，如钢筋混凝土剪力墙或钢板剪力墙。目前正在研究的空腔结构板是一种理想的抗侧结构。空腔结构板是一种新型的轻质板材，采用黄纸制成具有众多等边空腔 结构的板状基架，然后经浸渍而成。该板材与钢框架可靠连接，便可形成新型剪力墙。另外美国，澳大利亚等国还开发了交错桁架体系，比较新颖。
三、 主要构件设计
（一）柱
前已述及，钢结构住宅一般为大开间，框架柱在两个方向都承受较大的弯矩，同时应该考虑强柱弱梁的要求。而目前广泛使用的焊接H型钢或I字热轧钢截面，强弱轴惯性矩之比3～10，势必造成材料浪费。因 此对于轴压比较大，双向弯矩接近，梁截面较高的框架柱采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱是适宜的。对于方钢管混凝土柱，不仅截面受力合理，同时可以提高框架的侧向刚度，防火性能好，而且结 构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。因此，尽管平面受力结构中，选用H型钢或I字钢在受力上还是合理的但总体上，箱形钢管柱尤其是方钢管混凝土柱应得到广泛应用。方钢管混凝土柱将是钢结构住宅发展 的 主要方向，但由于缺乏相应的规范、规程，目前在住宅中应用还很少。尤其钢管砼梁、柱的连接较为复杂，不利于工厂制作和现场施工，应加大力度开发研究。
（二）楼盖
在多层轻钢房屋中，楼盖结构的选择至关重要，它除了将竖向荷载直接分配给墙柱外，更主要的作用是保证与抗侧力结构的空间协调作用；另外从抗震角度来看，还应采用相应的技术和构造措施减轻楼板自 重。常用的楼盖结构有：压型钢板-现浇混凝土组合楼板，现浇钢筋混凝土板以及钢-混凝土叠合板，而以第一种最为常用。目前，在多层轻钢房屋整体分析时，还普遍不考虑楼盖与钢梁的组合作用，即使 设置抗剪键，也偏保守地假设钢结构承受全部荷载，这样不仅增加材料用量和结构自重，反而会造成强梁弱柱的不利情况。有一6层算例，表1、表2分别反映了考虑楼盖组合作用对梁刚度以及结构整体刚度的影响。
表1 截面惯性矩对比
构件名称 截面惯性矩 组合前后的对比
主梁（负弯矩区） 1.51（2.22） 1.47
主梁（正弯矩区） 1.51（4.28） 2.83
次梁 0.797（2.48） 3.11
注：括号内为考虑年组合作用的情况
表2 结构位移对比
结果 工况1 工况2 工况3
楼层梁挠度 16.9（10.9） 16.9（10.2） /
屋盖梁挠度 35.5（35.4） 34.3（34.2） /
底层层间位移 16.9（10.2） 4.8（3.7） 8.4（5.9）
顶点位移 / 18.2（13.8） 49.9（31.0）
注：括号内为考虑年组合作用的情况
算例表明，考虑组合作用后主梁的刚度大大增加，使得梁的挠度和地震作用下柱顶的侧移大为减少，此考虑组合作用应予关注。为使楼层高度减到最小，提供更大的空间，组合扁梁楼盖也成为一种趋势。
（三）支撑体系
支撑分轴交支撑和近年发展起来的偏交支撑两种，前者耐震能力较差，后者在强震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且为门窗洞的布置提供了有利条件，目前国内用的还很少，建议在高烈度区首选偏交支撑。剪切型耗能梁段，加劲肋按以下公式设计：
a＝29tw-d / 5,（γp＝±0.09rad）（1）
a＝38tw-d / 5,（γp＝±0.06rad）（2）
a＝56tw-d / 5,（γp＝±0.03rad）（3）
式中，a―――加劲肋间距，d―――梁高， ―――腹板厚度，γp―――塑性转角；弯曲型耗能梁段还需在 梁段端点外1.5bf处加设加劲肋。
（四）节点抗震设计
框架梁柱节点一般采用两种连接方法，根据"常用设计法"，即翼缘连接承受全部弯矩，梁腹板只承受全部剪力的假定进行设计。震害表明，这种设计不能有效满足"强节点弱杆件"的抗震要求，在高烈度区隐患 很大。改进的框架节点设计，在梁端上下翼缘加焊楔形盖板或者将梁端上下翼缘局部加宽盖板面积或加大的翼缘截面面积主要由大震下的验算公式确定：
式中： 为基于极限强度最小值的节点连接最大受弯承载力，全部由局部加大后的翼缘连接承担；为梁件的 全塑性受弯承载力； 为基于极限强度最小值的节点连接最大受剪承载力，仅由腹板的连接承担；为梁的净跨； 为梁在重力荷载代表值作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。
四、结论
1）低、多层轻钢结构住宅考虑楼盖与钢梁的组合作用，可显著减小主梁挠度和柱顶位移。
2）为改进框架节点的抗震性能，可在梁端上下翼缘加焊楔形盖板或将梁端上下翼缘加宽。
3）设偏心支撑时，梁应根据耗能梁段的受力类型设置加劲肋。
更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：https://bid.lcyff.com/#/?source=bdzd
低层轻钢骨架住宅设计:工程计算内容简介
更是针对钢结构建筑行业技术人员的实用培训教材。无论是从事钢结构建筑设计、研究，还是施工一线的工作人员，都能从中找到设计实践的宝贵参考和指导。无论你是理论研究者还是实践经验丰富的从业者，本书都将为你的工作提供强有力的支持，帮助你提升在低层轻钢骨架住宅设计领域的专业技能和实践能力。
采用轻钢结构体系的住宅可高达多少层?
完全采用轻钢板肋的结构体系的住宅一般可达6层。北美目前已成功应用此体系修建8层旅馆。轻钢结构可与其它结构体系、如热轧H型钢或钢筋混凝土的框剪体系结合形成适用于高层住宅的复合结构体系。、易建房小编为您解答
轻型钢结构低层住宅的特点是什么?
轻型钢结构低层住宅的特点有：结构稳定。造价低廉。轻型钢结构别墅屋内空间的跨度比混凝土建筑的跨度大。工期短，比常规建筑要快的多。折叠性能，抗地震、抗台风: 能够抗震八级以上，并可抵御十一级台风(风速140km\/小时)。防锈抗腐:轻钢结构普通采用热镀锌钢板与Ⅴ型连接件铰接作骨架，防锈蚀性能好、强度...
轻钢结构住房有哪些优缺点
1、优点：建造过程简单，可以省时省力、方便快捷。同时也非常环保，不会产生对人体有害的物质。成本较低且性价比高。结构稳定，不易坍塌，安全指数高。除了以上这些优点，它还防火，可以降低发生火灾的概率。2、缺点：与普通房屋相比，轻钢结构的房屋不能拆除墙壁，在装修时较为麻烦。耐腐蚀性低，无法在...
低层轻钢骨架住宅设计:工程计算作者简介
丁成章的专家身份不仅限于理论研究，他还积极参与行业标准的制定。他是建设部行业标准《低层轻钢结构装配式住宅技术要求》的重要起草人，对于推动行业规范的发展起到了关键作用。在职业道路上，他曾在1991年至1996年担任深圳蓝波空调厂的副总工程师兼技术开发中心主任，展现了深厚的技术积累和管理才能。1996...
轻钢结构和砖混结构哪个好轻钢结构房屋的优缺点
总的来说，轻钢结构和砖混结构各有利弊。但从综合性能来看，砖混结构可能略胜一筹，且成本相对较低。二、轻钢结构房屋的优缺点 1. **优点 - 轻钢结构的配件制作高度工厂化和机械化，现场施工速度快，节省时间和劳动力。- 轻钢结构的自重轻，抗震性能优越，且符合环保建筑的要求。- 相比砖混结构，轻...
轻钢结构住宅的主要结构是什么?
应用 1、屋面系统 是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦（金属或沥青瓦）及相关连接件组成的。迈特建筑轻钢结构的屋面，外观可以有多种组合。材料也有多种。在保障了防水这一技术的前提下，外观有了许多的选择方案。2、墙体结构 轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、...
浅析美国多的层轻钢结构住宅体系?
为提高墙柱的稳定性,一般墙柱高度范围内设三道轻钢拉条。这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递竖向荷载,且布置方便,但该墙体结构不能承受水平荷载。为抵抗水平风荷载与地震作用,美国多层轻钢结构住宅体系中有二种方式,分别为采用轻钢剪力墙或采用带十字交叉支撑的普钢框架结构。轻钢剪力墙一般布置在...
农村5万元一层轻钢房图片
不会像砖墙一样倒塌后伤人。5.轻钢别墅可以设计我们有自己的设计团队，可以进行建筑效果图设计、建筑设计、结构设计、基础设计、水电设计。6.轻钢住宅环保性生态可循环钢材、塑料90%可回收再利用。附加：什么是轻钢房轻钢建筑就是使用轻钢结构的建筑，例如轻钢别墅。轻钢别墅，又被称为轻钢结构房屋，...
轻钢结构能建几层?
轻钢结构，其实就是一种钢结构体系。目前来看广泛用于厂房、商业、多层住宅中。所以，具体能建几层，这个根据自身需要，对于楼层不一样或者使用功能不一样，都需经过专门的设计选择合适的轻钢截面尺寸即可。也就是一层轻钢结构的住宅楼，和七层轻钢结构的住宅楼所使用的钢柱截面、钢梁截面以及钢板厚度，...
毅堵星乐： 优点:减轻结构自重,跨度大,施工进度快,节约施工周期,抗震性能好.缺点:造价比较高,容易腐蚀,抗火能力差!
乾安县13284196310： 多高层钢结构民用建筑设计包括哪些内容 - ？
毅堵星乐： 目前国内进行多高层钢结构住宅建设所采用的结构体系主要分为四种: 1)纯框架形式; 2)框架支撑形式; 3)型钢混凝土组合形式; 4)钢框架一混凝土抗震墙形式. 对于纯框架形式,梁柱材料采用型钢,通过焊接或螺栓连接的方式进行组...
乾安县13284196310： 住宅钢结构设计有哪些要点 - ？
毅堵星乐： 住宅钢结构设计上要注意的有:1、基础与柱脚节点,增加基础埋深,对于轻钢结构基础,还须预埋锚栓用于上部结构和基础的连接;2、梁柱连接节点,可采用端板竖放、端板横放和端板斜放三种形式,充分利用柱的压力对节点受力的有力作用;3、支撑和刚性系杆的设置,将各个平面刚架连接组成具有空间刚度和稳定性的整体结构,为结构和构件的平面外整体稳定提供侧向支撑点.减少平面外的计算长度.明确合理、简捷的传递风力,温度应力、地震力及吊车纵向水平刹车力等纵向荷载.
乾安县13284196310： 轻钢结构住宅的结构设计和混凝土框架结构住宅的结构设计有什么区别? - ？
毅堵星乐： 区别:框架结构的梁与柱是刚结点(传递弯矩),即混凝土是现浇的.而排架结构的梁与柱是铰结点(不传递弯矩),一般是焊接的(也有螺栓连接的) 框架柱标高 依据《11g101-1》中有关“柱平法施工图制图规则、柱平法施工图的表示方法、列表注写方式”中的规定,框架柱和框支柱的根部标高系指基础顶面标高.柱平法施工图制图规范:柱平法施工图系在柱平面上采用列表注写方式或截面注写方式表达.柱平面平面图,可采用适当比例单独绘制,也可与剪力墙平面布置图合并绘制(剪力墙结构是哦功能图制图规范) 在柱平法施工图中,尚应按第1.0.8的规定注明各结构层的楼面标高、结构层高及相应的结构层号.
乾安县13284196310： 轻钢别墅的优点 - ？
毅堵星乐： 轻钢结构的技术及产品配置非常成熟,产业化程度高,是北美近百年建筑技术和建材工业发展的结晶.建筑结构使用的镀锌钢板抗腐蚀性能优异经久耐用,其在正常使用的情况下的使用年限为275年. 轻钢结构的抗震性能远优于传统的混凝土和...
乾安县13284196310： 钢结构及薄壁轻钢住宅建筑的发展情况如何? ？
毅堵星乐： (一)国外的情况: 钢结构尤其是轻钢结构房屋建筑体系诞生于20世纪初,在二战期间得到快速发展.其间多用于对施工速度要求很高的军事建筑设施;40年代出现了门...
乾安县13284196310： 三新实业轻钢结构住宅的特点有哪些? ？
毅堵星乐： 轻钢结构住宅设计在集成化的原则下,显示了制造业和建筑业设计手法相结合的工业化产品新特点,模块化的建筑设计手法是其具体的表现形式,那么她具有什么优点呢? ...
乾安县13284196310： 美国住宅的设计特点有哪些? - ？
毅堵星乐： 美式风格实际上是一种混合风格,有别于欧式的建筑风格是逐渐发展演变而来的,美式风格是在同一时期接受了许多种成熟的建筑风格影响. 美式建筑,尤其是住宅,是集当今世界建筑精华之大成,又融合了美国人自由、活泼、善于创新等一些...
乾安县13284196310： 钢结构住宅有什么优势？
毅堵星乐： 钢结构有点是有好多,就是造价比较高些
乾安县13284196310： 轻型钢结构别墅的介绍 - ？
毅堵星乐： 轻型钢结构别墅,简称轻钢别墅,主要采用活动板房用的建筑主材料、H型钢、以及彩钢夹心板作为主要承重骨架和主墙体系统.瓦面采用琉璃彩瓦,外墙可嵌套不同材质的板材,内墙可根据您的需要,嵌套内甲板做成和普通房屋无异的内墙质感.由此形成别墅小洋房外观的民用住宅.
