详细阐述对多层钢结构住宅的结构设计分析

　　摘要：随着我国经济的不断发展，人民生活水平的不断提升，现代社会对于住宅有了更高的要求，住宅不再只是发挥居住的功能，同时还要满足居民的多样化需要。其中钢结构住宅设计成为推动住宅产业兴起的新型技术，并且逐步成为人们关注的焦点。本文主要介绍多层钢结构住宅的结构，并进行简单的设计分析。

 

　　关键词：多层钢结构住宅 结构设计

 

　　一 现状分析

 

　　在现代社会中，经济取得了高速的发展，人民的生活水平和生活质量有了极大地改善，但是我们在获取财富，推动时代进步的同时，却也给整个环境造成了严重的污染，生态环境遭受了巨大的破坏。所以，现在人们提出绿色发展观念。改善经济的增长模式。在建筑业中，人们一直渴望采取一种新的技术既能满足社会居民的需求又能实现绿色建筑的构想。钢结构技术的出现和发展满足了人们的愿望，这种技术的应用不仅在设计施工和使用过程中展现自身的优势，同时也能有效地减少之前混凝土建筑产生的环境污染和垃圾废弃物，可谓是一举两得。在国外钢结构住宅设计应经有了很大的发展，国外有将近一半的高档建筑采用钢结构，就亚洲范围来说，日本和韩国的钢结构技术也是取得了很大的进步。中国是世界上最大的产钢大国，相应的炼钢技术也得到了完善。并且我国的建筑业在近些年来呈现出迅速增长的态势，所以钢结构住宅在我国有非常理想的发展前景。虽然现在我国在这方面和国外有很大的差距，我国的住宅还是以混凝土为主要的结构形式，但是政府的相关部门已经采取了很多措施来加快推进我国钢结构住宅的发展。并且在之前十一五计划中扩大民用建筑用钢被建筑部确定为新世纪住宅发展的重点。所以我们相信只要能够积极的开发和应用钢结构，努力研究相应的设计技术，我国的钢结构住宅业将会取得长足的发展。

 

　　二 结构设计分析

 

　　我们现在就多层钢结构住宅的结构设计中的相关问题进行分析。具体的内容主要包括涉及设计结构的选择和设计过程的注意要点。

 

　　（一）结构选择。

 

　　结构的选择对于整个建筑有着重要的影响，只有清楚地了解各种结构体系的特点和内容，才能更好地进行选择，更好地发挥钢结构的优势。目前我国现在常用的多层住宅钢结构体系主要包括：钢框架体系、框架支撑体系、框架核心筒体系。当然国外还有框架剪力墙体系、大型框架-轻钢填充体系等等，这些在国内还处在研究的过程中，并没有应用到实际的施工建筑中。所以我们主要介绍一下广泛应用的钢框架和框架支撑体系。1对于钢框架体系来说，主要分为钢框架和劲性柱框架两种，我们重点分析钢框架的相关内容。钢框架体系的主要特点是：使用空间较大，刚度均匀，平面布置灵活；构建比较容易标准化和定型化；框架结构延性和自振周期长，重量轻，比较适合应用于抗震建筑；同时在承载力和稳定性上由于框架侧向的刚度较柔，受重力二阶效应的影响较大等等。其中在钢框架结构梁柱上，半刚性连接方式在受力特征上介于刚接和铰接，这种特征经过设计可以使框架的外在受力更加的合理，也可以更好地优化结构弯矩减少结构用钢量。但是这种半刚性的连接钢框架在实际的建筑中很少应用，这主要是因为它的受力变形是非线性的，这给实际的测算带来很多的不便，并且具体的安装和施工过程中也存在着一些问题。2对于框架支撑体系来讲它有中心支撑和偏心支撑两种，中心支撑框架的侧向刚度较大。在受压时它的能量吸收能力主要取决于它的长细比例和在反弹变形时对于局部屈曲的抗力。中心支撑框架耗能能力受到支撑屈曲的影响，在多层钢结构住宅的设计中，抗侧刚度不足的情况下不宜采用这种中心支撑框架。对于偏西支撑框架而言，它主要是在高烈度的情形之下，它的消能梁段就如同整个结构的保险丝一样，能够很好的消耗掉地震在建筑中产生的能量，从而保护建筑的稳定性。

 

　　（二）设计过程中的注意要点。

 

　　1在多层钢架结构的布置方面，设计人员为了满足不同的需要，主要是通过调整框架的荷载传递方向来实现，一般会通过减小次梁截面从而使其沿着短向进行布置，但这样会导致主梁截面加大，减少楼层的净高，进而对顶层边柱造成影响，所以相关人员在结构的布置方面一定要进行合理的设计分析，从整体的角度进行把握，不可只关注一个方面。2梁柱截面的选择方面，一般在只有一个方向和梁刚连接时使用双轴对称的轧制或者是焊接的工字型的截面，而出现两个互相垂直的方向和梁刚连接的时候最好选择箱型的截面。3多层钢结构住宅的荷载除了按照相关的明文规定之外还要充分考虑到安装载荷以及楼层的附加水平载荷，这样才能更好地保证安全性和可靠性。4在一些地震的多发区我们需要对于他们的结构构件内力进行相应的调整，比如说对于框架支撑结构的斜杆可以通过使用端部铰接杆计算；进行内力分析计算时先对地震作用下内力进行调整，然后在进行其他方面的荷载产生的内力进行相关的组合等等。在整个的抗震设计中要按照强柱弱梁的基本要求进行，同时重视结构的抗震延性，在这方面美国有比较科学的研究，他们对于结构延性的要求很高，主要通过延性指数来表示延性，在这方面我们应该想他们虚心学习。当然除了上述的相关要点之外还要注意梁柱的刚性连接、结构的分析等方面。

 

　　结束

 

　　总之，对于多层钢结构住宅的结构设计是一个十分复杂工程，对此我们应该坚持以我为主的方针，积极地学习和借鉴国外先进的技术方法，根据我国的实际情况进行综合分析，统筹安排，从而一步步的提升我国在钢结构设计方面的整体水平。

 

　　参考文献

 

　　[1]沈祖炎．促进我国建筑钢结构产业发展的几点思考[J] ．建筑钢结构进展．2009．

 

　　[2]李国强．半刚性连接框架结构设计[M] ．北京：中国建筑工业出版社．2009．