一、平面布置和結構選型
鋼結構適合于平面布置基本規正、勻稱、凹凸變化較少的建筑平面,不適宜軸線錯開較多,形心和質心距離較大和易于產生較大扭轉的住宅平面。
二手鋼結構住宅設計需要對風荷載和地震荷載作用下的水平位移進行控制,因此,抗側力結構的考慮是非常重要。在住宅結構設計中常常把樓梯間、電梯間墻體設計為抗側力結構。如果位移仍然不能控制在允許值范圍內時,可以把單元之間的分戶墻或廚房、衛生間的部分墻體(不動墻)也做為抗側力結構。
二、變形限值的討論
抗側力結構可以是鋼結構,也可以是鋼筋混凝土結構。當采用鋼桁架作為抗側力結構組成純鋼結構時,規范規定:在風力作用下,層間位移1/400,頂點位移1/500;在地震作用下,層間位移1/250,頂點位移1/300。因此,采用鋼桁架作抗側力結構可能造成用鋼指標有較大提高,從而增加造價。
若按鋼結構限值1/300控制結構整體剛度,在地震中待鋼結構參加工作時,鋼筋混凝土剪力墻己經產生了結構破壞,這種考慮不夠安全。
若按鋼筋混凝土剪力墻限值1/800控制結構整體剛度時,鋼梁、鋼柱截面會因地震力加大而大幅度增加。
三、柱網確定和柱斷面型式的選擇
柱網的確定一般根據乎面分割情況,結合梁的位置和截面高度,以及鋼梁的隱蔽方法來決定。外墻處的柱距是柱網確定的關鍵,把沿外墻鋼梁和外墻窗上皮的高度關系處理好,柱網也就基本確定了。
鋼柱的截面型式大體分為三種:圓管柱、方管(箱形)柱和H型鋼柱。其中,管柱內澆注混凝土,形成鋼管混凝土柱,承載力比鋼筋混凝土柱大幅度提高,因此用鋼量較省。在節點構造作法上,方管柱構造簡單合理。但是,管柱在與鋼梁連接上下翼緣部位,須加橫隔板以形成貫通式節點,這一要求增加了加工難度,因而也提高了工程造價。H型鋼柱,當外包鋼筋混凝土時形成鋼骨混凝土柱。H型鋼柱加工和施工都比較方便,但鋼柱用鋼量較多。
四、層數和層高的確定
任何一種結構形式都有它的適用范圍、**佳建造高度。鋼結構正是在高層、超高層建筑中具有獨到的優勢,高層住宅由于地震設防,梁、柱斷面雖然與同條件鋼筋混凝土梁、柱相比要小的多,但在尋常百姓家的居室中,梁柱的存在仍然是十分尷尬的事。相比之下,我們認為鋼結構用于多層和“小高層”,是具備一定優勢的。
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