高层钢结构住宅设计.docx
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1、高层钢结构住宅设计 第一篇:高层钢结构住宅设计 2009届优秀毕业设计论文摘要1 高层钢结构住宅设计 学院:建筑与土木工程学院专业班级:土木0505班 姓名:李瑞锋指导老师:雷宏刚高宇波 摘要:本次毕业设计的题目是:高层钢结构住宅,分建筑设计和结构设计两部分内容。 工程概况:地上十四层,层高2.8米。地下一层为停车场,层高为3.3米。场地面积 4995平方米,建筑面积17176.23平方米,设计资料如下:抗震烈度为8度,设计分组为其次组,基本风压0.4KN/,地面粗糙度为C类。 根据房屋运用功能及建筑设计的要求,结构体系为钢框架-支撑体系,充分发挥钢结 构特性。框架梁为H型钢截面。框架柱接受带
2、悬臂梁段的柱单元,与框架梁刚接。框架梁与框架柱的拼接均接受栓焊混接,翼缘为完全焊透的坡口对接焊缝焊接,腹板接受高强度螺栓连接。柱分单元运输。楼板接受压型钢板组合楼板,其上浇注70厚C20混凝土,柱脚接受埋入式柱脚,柱下为筏形基础。 关键词:高层钢结构住宅;钢框架-支撑体系;压型钢板组合楼板筏形基础 The Design of the Residential High-rise Stell Structure AbstractThe graduation project is entitled: residential high-rise steel structure, at the arch
3、itectural design and structural design of the contents of two parts. Project Overview: 14 on the ground floor, 2.8 meters height. Underground parking floors, floor 3.3 meters high. A site area of 4995 square meters, construction area of 17176.23 square meters, the design is as follows: seismic inten
4、sity of 8 degrees, the design division for the second group, the basic wind pressure 0.4KN / , ground roughness for the C category. According to the Housing function and use the requirements of architectural design, structural steel frame systemsupport system; pressure plate combination of floor Raf
5、t foundation 一、建筑设计 1总平面布置,须考虑居住的外部环境设计,考虑绿化、庭院、景观、交通、停车、户外交往空间等设计因素。此设计总体布局为两座高层住宅均布置在规划场地北部,南部为运动场所和花 2高层钢结构住宅设计 园,小区在南部设置1个入口,北部设置1个出口, 场地周边布置景观绿化,营造出美观、舒适的生活空间。 2本住宅主要设置为3个套型,套型比为2:2:1,以中套为主,辅以大套和小套。各套独门独户,并设有卧房、厨房、卫生间及贮存空间等,住宅的平面及空间设计比较紧凑,以多种形式的空间组合方式来满意不同的生活要求,立面及造型处理规则传统,力求创建亲切、和谐的人居环境和住区形象。
6、3住宅的平面及空间设计要紧凑合理,通过多种形式的空间组合方式,满意不同的生活要求。 4立面及造型处理应符合居住区的特点,创建亲切、和谐的人居环境和住区形象。 (1) 建筑造型设计 住宅是居民生活、休息的场所。与人们的生活休戚相关的不仅是住宅的运用功能,其美观问题也是住宅设计的一个重要方面,尤其是当人民的生活和文化素养到达确定的水平常,人们对住宅外观的要求也会日益提高。设计优秀的住宅,不仅可以为家庭生活供应舒适的物质环境,还可以营造亲切、温和、清静的家庭气氛,给人以精神、感官上的愉悦。 (2) 剖面设计 本工程为单层工程,室内外高差0.15m,建筑总高40.0m。 5设备设施的设计应考虑节能环保
7、的要求,满意保温隔热、采光通风、防潮防火等生理要求。 6设计目的:树立可持续进展观,转变一为味追求形式和造型的思想,树立和谐、健康、生态、文化的可持续进展柱区设计思想。 7工程概况 建筑名称:XX公司高层钢结构住宅 建设地点:位置见场地图 建设单位:XX公司. 总建筑面积:17176.32平方米 建筑层数:14层 地下室:一层 总户数:140 总高度:40.0米 建筑类别:二类 建筑耐久年限:50年 耐火极限:二级 抗震设防烈度:8度 主要结构类型:H型钢框架支撑体系 8主要做法 屋面做法: SBS改进性沥青防水卷材 1:3水泥砂浆找平 100-140厚膨胀珍宝岩 压型钢板混凝土组合楼板 V型
8、轻钢龙骨吊顶 楼面做法: 大理石地板 1:3干硬水泥砂浆找平 2009届优秀毕业设计论文摘要3 轻型钢板混凝土组合楼板 V型轻钢龙骨吊顶 外墙: 轻质大理石挂板 1:1水泥砂浆 1:2.5水泥砂浆找平 1:3水泥砂浆粉 煤灰砌块 1:3水泥砂浆 9室内装修 二次装修应遵循以下事项: 1装修不得损坏建筑主体,以免带来平安隐患。 2地面装修严格限制其厚度和重量,原则上不得超过图纸预留设计厚度。 10放水工程 屋面放水等级为二级,屋面防水接受沥青卷材。 11预留孔洞 本工程墙体接受轻质混凝土板材,施工前具体看施工图。住宅配电箱留槽尺寸300*150*100,底边距地180mm,消防栓留孔尺寸为:10
9、00*1200*250,底边距地500mm。 三、结构设计部分 1推断结构是否适合用钢结构,钢结构通常用于高层、大跨度、体型困难的结构。 2结构选型与结构布置,在钢结构设计的整个过程中都应当强调概念设计,他在结构选型与布置阶段尤为重要。结构的布置要根据体型特征,荷载分布状况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最干脆的路途传到基础。 3预估截面,主要是梁柱和支撑等的断面形态与尺寸的假定。钢梁可选用槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据何在与支座状况,其截面高度通常在跨度的1/201/50之间选择,翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按1/b限值确
10、定时,可回避钢梁的整体稳定的困难计算,这种方法很受欢迎。此次设计的截面估计为: 1钢结构框架柱宜选用工字型钢截面,且选用宽翼缘系列,以保证弱轴方向的抗弯实力。考虑到随着层数的增加,柱子受到的力会减小,故可以接受较小的截面,为此选出的截面:-15层为WH 4004002032;611层为WH 4004001625。1214层WH 4004001020 2工字型梁宜取中翼缘或窄翼缘型,高而窄的梁在主轴平面内截面模量大,加上楼盖接受压型钢板组合楼板且与梁有栓钉焊牢,楼板可视为刚性铺板,这样梁没有整体稳定问题,截面只需满意强度、刚度的要求。故在设计中选用了工字钢,其受力性能较好。 框架梁与框架柱接受刚
11、性连接,梁截面高度可以依据1/15跨度来确定,其挠度可以依据简支梁来验算,考虑楼板及梁柱的组合作用。 由此确定梁的截面高度,选择适合的工字钢,查表确定梁截面为窄翼缘: 跨度为7200mm、8100mm、5400mm的梁为HN400200813。 4结构分析,目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析。简洁结构通过手算进行分析,困难结构才需要建模进行程序并做具体结构分析。由于本塔楼柱网布置不规则,因此接受了PKPM软件进行结构分析与帮助设计与计算。 5构件设计,构件的设计首先是材料的选择,比较常用的是Q235和Q345.通常主结构运用单 4高层钢结构住宅设计 一钢种以便于工程管理。经济考虑,
12、也可以选择不同强度刚刚的组合截面。当强度起限制作用时,可选择Q345;稳定限制时,可选择Q235. 6节点设计,连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一,连接的不同对结构的影响很大。比方,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动,不符合结构分析中的假定。具体设计主要包括以下内容: 1、焊接:对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守。2栓接:一般螺栓抗剪性差,可在次要结构部位运用。高强螺栓,运用日益广泛。通常8.8s和10.9s两个强度等级。 连接板:可简洁取其厚度为梁腹板厚度加上4mm。然后验算净截面抗剪等。节点设计必需考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装依次等
13、。 参考文献 住宅建筑设计原理中国建筑工业出版社. 新住宅平面设计中国建筑工业出版社. 建筑结构荷载规范GB50009-2001. 钢结构设计规范 GB50017-2003. 冷弯薄壁型钢结构技术规程 GB50018-2002. 其次篇:钢结构住宅重量 钢结构住宅重量只有同等面积建筑住宅的1/3,是真的吗? 钢结构住宅重量轻、抗震性能好。钢结构住宅的骨架是钢柱、钢梁, 并以高强、隔热、保温以及轻质的墙体建立而成。相比其他建筑结构来说,钢结构在重量上很有优势,是同等面积建筑住宅的1/3。不仅如此,因为钢材的延展性较强,所以,具有优良的防震性能,所以,这类住宅结构多数被应用高层建筑当中。 湖南华胤
14、钢构生产与国际接轨的建筑模台,接受湘刚定制钢材,特殊的含碳量,让模台韧性更强,更不易变形! 第三篇:中国的住宅产业化与钢结构住宅 中国的住宅产业化与钢结构住宅 轻型钢结构住宅技术规程JGJ209介绍 :/ xiexiebang 2022-03-25 08:37:44.0 中国建筑科学探讨院 王明贵 我国第一部关于钢结构住宅的规范轻型钢结构住宅技术规程JGJ209于2022年4月17日由住房和城乡建设部公布了以下简称“规程,该“规程是在总结和分析了我国多年来钢结构住宅工程实践、并做了大量的科学试验和调查探讨的基础上,提出了一种复合中国国情的、与国家现行标准保持一样的“轻型钢结构住宅新体系:由轻型
15、钢框架结构体系和水泥基的轻质墙体、轻质楼面、轻质屋面建筑体系所组成的轻型节能房屋建筑,适用于抗震或非抗震地区的不超过6层的钢结构住宅建筑的设计、施工及验收。该规程全面系统地规定了轻型钢结构住宅建筑的功能和性能,制定了轻型钢结构住宅的材料标准、设计施工和验收技术要求、以及运用和维护的规范管理原则。该“规程的公布,不仅用以规范我国轻型钢结构住宅的工程实践,而且对企业开发新型墙体材料和建筑节能新体系具有指导作用。钢结构住宅建筑具有工厂化制造、现场装配的产业化特点,该“规程的公布,对我国住宅产业化也起到了促进作用。 1、国外钢结构住宅状况 国外利用镀锌轻钢龙骨作为承重结构建立住宅已有近30年的历史,由
16、于这种结构自重轻,抗震、保温、隔热性能好,建立速度快,在美国、加拿大、澳大利亚等国得到广泛利用。国外钢结构住宅的围护体系:在欧美主要接受OSB板和保温岩棉,日本主要接受加气混凝土板。 1北美轻钢结构住宅: 北美轻钢结构住宅是在木结构住宅的基础上派生出来的,在北美小住宅市场上约占20%的份额。房屋骨架用镀锌轻钢龙骨制成,一般为二层左右的独户或联排式住宅图1。其中,美国各地已建成的住宅、旅馆、公寓约300万平方米,在俄亥俄、印地安那、伊利诺伊等非地震区,也有在加利福利亚、佛罗里达等地震区。既有镀锌轻钢龙骨的,也有部分接受热轧型钢加强的,还有混凝土结构作为地下车库的混合结构体系。北京居其美业西式房屋
17、技术开发有限公司引进该项技术,在北京市昌平区小汤山镇建成了20多万平方米17个户型的低层独立住宅建筑,并为其制定了技术标准和施工验收规程。如今,美国也用于建立四层甚至六层的公寓,如1999年建成的位于华盛顿州8层轻钢结构的假日酒店,在西雅图和加拿大不利颠哥伦比亚省的多层轻钢结构公寓,每平米用钢量在3336kg。美国有特地的生产镀锌轻钢龙骨房屋体的企业百余家,其中较著名的是华新顿worthington工业公司下属的迪特瑞驰Dietrich公司,他们年生产镀锌轻钢构件450万吨,并开发了迪特瑞驰建筑体系Dietrich Building System,简称DBS体系。DBS技术体系可以建立多层轻钢
18、结构住宅,墙体接受C型轻钢龙骨两面夹纸面石膏板,楼板接受C型轻钢龙骨铺20厚纤维水泥板,都用玻璃棉填充起到保温隔音的作用。 2日本的薄板钢骨住宅建筑: 日本的薄板钢骨建筑是运用镀锌冷弯型钢的非焊接结合的新建筑工艺,也被称作钢结构24,是一种板肋结构的住宅工艺图2。24是北美的传统住宅工艺:用24英寸为基本尺寸的木材(lumber制作框架,再用钉将胶合板等面材固定其上,构成墙板、楼板,进行箱形组装的工艺。而薄板钢骨建筑则是将框架材料由木材替换为钢材厚度1.0左右的镀锌冷弯型轻钢龙骨的住宅,其墙体、楼板、屋架的型钢两侧安装胶合板、石膏板等各种材料,依此通过其复合截面结构的整体实现结构性能、防耐火性
19、能、耐久性能、保温性能、隔音性能和其他各种性能。1994年11月,日本通商省产业制铁课主办的城市钢铁Urban Steel探讨会上,薄板钢骨建筑成为主题之一,以社团法人钢材俱乐部为事务局,由6家钢铁生产商新日铁、NKK、川崎制铁、住友金属工业、神户制铁所、日新制钢参加着手研发。1996年1月,6家公司在钢铁俱乐部设置薄板钢骨建筑委员会,正式开展关于结构性能、防耐火性能、耐久性能、保温性能、隔音性能等多方面的共同探讨和开发活动,其研发的成果就是“KC型薄板钢骨建筑。薄板钢骨建筑是将钢铁的优势和板肋工艺的优势组合起来的结构,接受“通气层+外保温的标准保温方法。通过进行建筑物实体等大小试验、剪力墙的
20、抗剪耐力试验、地震模拟振动试验,科学地证明白抗震性能、抗风性能以及抗雪载性能,并且实现了能够保证到达建筑基准法所定各基准值的1.5倍、1.2倍及1.2倍性能的设计方法。结果在2000年日本制定的住宅品质确保促进法性能评价制度评估中,抗震性能等结构强度、耐久性能、节能性能等全部项目上都获得了最高等级。日本的城镇,住宅密集,建筑物间隔狭窄,这样各个建筑物都需要具有防耐火性能。为此,进行主体结构主要材料薄板轻钢龙骨的火灾模拟高温失稳试验,明确了耐火特性,同时也明确了墙板、楼板、屋架的性能,并且实现了可保证60分钟准耐火性能可耐受60分钟火热的性能的规格配置。已通过试验证明,接受外保温方式,将基础到屋
21、面的外侧用足够厚度的保温材料严实地包袱起来,即使是冬季的早晨也会感觉温和,而且北侧的储物间也无需担忧结露。实际已证明还可比如今削减50%东京地区可节能约40%的采暖制冷能耗,实现了健康舒适的生活空间。在此基础上,通过对镀锌钢板和自攻螺丝结合部的复合循环试验以及实际房屋中的腐蚀环境测定,证明了耐久性能,并且实现了可保证3代约75年90年的耐久性能性能评价制度的最高等级规格配置。2001年11月,日本国土交通省制定了关于薄板轻钢龙骨结构的技术标准通告第1641号,由此,包括薄板钢骨建筑的薄板轻钢龙骨结构建筑物作为一般工艺被“正式地纳入到建筑基准法体系当中,可适用范围也随之得到快速扩大。以此为契机,
22、6家钢铁制造商结束了共同研发,从2002年起先,根据通告内容,各公司面对超越KC型的极限而更加进展,分新颖力于各自技术、工艺的开发。 日本积水化学工业株式会社设在崎玉县的工厂拥有两条每48分钟即可制造出 1 幢住宅的生产线,运到现场后、进行装配图3。北京北新建材集团与日方合作开发轻钢住宅体系,外墙板接受北新集团自产的15mm厚“金邦板作为防护、装饰面层。 3澳大利亚的博思格轻钢住宅技术: 澳大利亚的博思格从1970年起先用薄壁型钢代替木结构建立住宅,到90年头就形成了“博思格建筑系统。博思格的薄壁钢是1到2毫米厚的高强镀铝锌钢板屈服强度550MPa,外墙接受符合夹心墙:外侧为增加纤维水泥板或加
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