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PAGE PAGE 1 钢结构房屋结构设计中常见问题分析 　　摘要：随着经济的发展,钢结构在土木工程中的应用日趋广泛,这就要求设计人员必须掌握与此相关的各种知识。本文分析了钢结构房屋发展的前景和优势，阐述了钢结构房屋设计中的结构形式，探讨了钢结构房屋结构设计中常见问题。 　　关键词：钢结构房屋结构设计优势结构形式问题 　　中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号： 　　随着钢产量的不断提高,经济的不断发展,对绿色环保型建筑的要求加大,钢材应用于住宅建筑主体结构会越来越普遍。我国正在加速发展钢结构住宅产业化进程,发展以标准化、系列化、通用化,以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的住宅产业现代化体制。目前经国内广泛研究、实验分析并钢结构住宅通用体系用于民用住宅,具有独特的优势,与其它住宅通用体系相比,其主要特点是:自重轻;布置灵活;可以工厂化生产,更易实现工业化、定型化、批量化生产;施工周期大大缩短。 　　一、钢结构房屋发展的前景和优势 　　目前,经国内广泛研究、实验分析,钢结构房屋通用体系(钢结构住宅05J910~1,2)用于民用住宅,具有良好的发展前景和独特的优势。 　　1、发展前景 　　（1）将钢结构体系用于房屋建筑可以充分发挥钢结构延性好、塑性变形能力强、具有优良抗震性能等优点,从而大大地提高住宅的安全可靠性。近年来的地震灾害,尤其是台湾大地震调查结果证明了钢结构在地震中的良好表现。 　　（2）钢结构房屋比传统建筑更好地满足建筑上大开间、灵活分隔的要求,并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板提高使用面积率。 　　2、钢结构房屋的优势 　　（1）有利于构件标准化,有利于降低成本,实现房屋建筑技术集成化、产业化;钢结构房屋体系工业化程度高,现场湿作业少,符合环保建筑施工的要求。 　　（2）钢结构房屋体系自重轻,约为混凝土结构的一半,可以大大减少基础造价;钢结构住宅体系施工周期短,比传统住宅体系至少可以缩短三分之一,可以大大提高投资效益,加快资金周转。 　　（3）钢结构房屋所用的材料主要是绿色、可回收或易降解的材料,在建筑物拆除时,它的大部分材料可再生或降解,废弃物产生少,因此符合可持续发展的要求。 　　二、钢结构房屋设计中的结构形式 　　对低、多层住宅,目前国内外常用的结构体系主要有: 　　1、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。 　　2、框架 　　目前,这种体系在多层钢结构房屋中应用最广。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,一般只用于4~6层住宅。 　　三、钢结构房屋结构设计中常见问题分析 　　1、结构布置 　　钢结构的结构体系包括框架结构、框架—支撑结构、筒体结构、平面桁架结构、网架(壳)结构、索膜结构、轻钢结构、塔桅结构等。选择结构体系时，应考虑它们不同的特点，如在轻型钢结构工业厂房中，当有较大悬挂荷载时，可考虑放弃门式刚架结构而采用网架结构;建筑设计允许的情况下，可在框架中布置支撑来提高结构刚度，一般能取得比简单的刚性连接节点框架更好的经济性;对屋面覆盖跨度较大的建筑，可选择悬索或索膜结构体系，其构件以受拉为主;高层钢结构设计中，常采用钢—混凝土组合结构，来弥补钢结构本身的缺陷，提高结构性能。 　　结构的布置应根据结构体系的特征、建筑物荷载分布的情况及性质等因素综合考虑。一般说来，结构布置应刚度均匀，力学模型清晰，使荷载以最直接的路径传递到基础。此外，结构布置应根据具体情况灵活多变。如框架结构中次梁的布置，一般为减小截面而沿短向布置次梁，但会使主梁截面加大，因此减小了楼层净高。为避免这一问题，可根据需要调整其荷载传递方向，以满足不同的设计要求。应特别注意的是结构的抗侧应有多道防线，如有框架—支撑结构体系，框架柱至少应能单独承受1/4的总侧向荷载。 　　2、截面设计 　　构件截面设计是否合理直接关系到结构的安全性，工程的造价及施工是否方便。结构形式确定后，可根据经验对构件截面作初步估算。主要包括梁、柱和支撑等构件截面形状与尺寸的假设，一般钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按我国现行钢结构规范限值确定，尽量回避钢梁整体稳定的计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造来初步确定。柱截面根据长细比来估计，通常50≤λ≤80，然后考虑不同的受力情况，选择钢管或H型钢等截面形式。 　　在进行钢结构设计时，应在确保结构安全，满足使用要求的前提下，使结构