鋼結構高層住宅的優(yōu)缺點范文
時間:2023-12-29 17:51:48
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篇1
關鍵詞: 鋼結構住宅 結構體系 選擇
Abstract: The category of the steel structure residential structure system is discussed, and the structure of steel structure residence system, the advantages and disadvantages are analyzed, confirmed by examples.Key words: steel structure; Structural system; selection
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A
常用的鋼結構住宅主體結構體系有:鋼框架結構體系、鋼框架-剪力墻結構體系、鋼框架-核心筒結構體系、鋼框架-支撐結構體系、交錯桁架結構體系、輕鋼結構住宅體系。
一 鋼框架結構體系
1 結構體系分析
鋼框架體系的主要受力構件是框架梁、框架柱,它們通過鋼接共同抵抗豎向荷載和水平荷載??蚣芄?jié)點是結構整體性的關鍵部位,許多震害表明節(jié)點往往是導致結構破壞的薄弱環(huán)節(jié),框架結構的側向剛度小,屬于柔性結構,在強震作用下,由于彈塑性變形所產生的水平位移較大,框架結構的自振周期長,自重小,地震荷載作用小,對抗震有利。但另一方面,高層框架由于側向剛度小,在強震作用下的頂端水平位移和層間水平位移都過大,導致非結構構件如填充墻、建筑裝修和設備管道等性破壞嚴重。在地震過程中,這些非結構性的破壞常常危及到生命財產的安全,而且震后的修復工作和投資往往也是很大的。
鋼框架體系在水平荷載的作用下產生水平位移,要滿足規(guī)范的要求必須增大框架的抗側力能力,框架體系的抗側力能力主要取決于梁、柱剛度,要提高框架體系中梁、柱剛度,只有增大梁、柱的截面面積,而梁、柱的截面過大會影響住宅的建筑布局和室內空間,因此受水平位移限制的影響鋼框架體系的住宅一般都在10層以下。
2 優(yōu)缺點評價
鋼框架體系的優(yōu)點:(1) 鋼框架體系中鋼材強度高,剛度大,承載同樣的荷載梁柱的截面小,跨度大,增加房間的使用面積3%-8%,空間靈活性強,可以組成大開間,充分滿足住戶室內布局的要求;(2) 剛度均勻,整體性剛度好,抗震性能好;(3) 受力、傳力體系明確,設計簡單;(4) 構件規(guī)則,易與其它結構形式結合;(5) 制造安裝簡單,施工速度快。
鋼框架體系的缺點:
(1) 純框架結構側向剛度差,在水平荷載作用下,層間位移較大,容易導致非結構構件破壞;(2) 節(jié)點采用剛接或者半剛接,在地震時可能會產生較大應力集中,導致結構破壞。
該結構體系一般應用于建造10層及10層以下的低層住宅,特別適用于別墅建筑。
3 應用舉例
湖南長沙遠大集團的輕鋼框架住宅樣板樓。該住宅樓共7層,采用鋼框架結構體系,柱網尺寸3.6m×6.0m,樓面采用壓型鋼板混凝土組合樓面,厚120mm,耗鋼量46kg/m2,造價約650元/m2(不含地價和裝潢費用)。
二 鋼框架-剪力墻結構體系
1 結構體系分析
鋼框架-剪力墻結構體系應用于高層、多層的住宅中,該體系以框架為基礎,沿其柱網的兩個主軸方向布置一定數量的剪力墻,增強建筑的側向剛度。常見的是把樓電梯間填充墻做成剪力墻,既滿足規(guī)范要求,又滿足結構抗力要求。
鋼框架-剪力墻結構體系中豎向荷載由鋼框架承擔,水平荷載由鋼框架和剪力墻共同承擔,并按兩類構件的層間抗側剛度成比例分配??蚣鼙旧碓谒胶奢d作用下呈剪切型變形,剪力墻則呈彎曲型變形,兩者通過樓蓋體系的協(xié)調共同抵抗水平荷載。鋼框架-剪力墻結構體系的上下各層層間變形趨于均勻,減小了頂層的側移,同時框架各層層剪力趨于均勻,各層梁柱截面尺寸也趨于均勻,便于構件的優(yōu)選、設計、加工。
2 優(yōu)缺點評價
鋼框架-剪力墻結構體系的優(yōu)點:(1) 該結構體系側向剛度大,整體穩(wěn)定性、延性好;(2) 傳力路徑明確,結構分析簡單;(3) 耗鋼量低,可向多高層發(fā)展,綜合效益高;(4) 剪力墻對結構的防火、耐火性非常有利,可起到防火墻的作用。
鋼框架-剪力墻結構體系缺點:
(1) 剪力墻屬于剛性結構,而鋼框架屬于柔性結構,當遭遇罕見地震時,剪力墻與框架的連接處易產生應力集中,導致墻體破壞,結構功能喪失;(2) 現澆混凝土剪力墻施工速度慢,而且受天氣的影響較大。
該結構體系一般用于建造多層、中高層鋼結構住宅,7~18層較為經濟。
3 應用舉例
馬鋼光明新村H型高層住宅。該工程共18層,總高度55m,其中地面以上主體17層,層高3.0m,地下室層高4.8m。該工程采用框架—剪力墻結構體系,梁、柱采用馬鋼軋制的熱軋H型鋼,墻體材料除剪力墻外均采用輕質復合墻板—蒸壓輕質加氣混凝土ALC板,樓面采用現澆鋼筋混凝土組合樓板。鋼筋混凝土鋼梁及其他承重鋼構件采用30mm厚ALC板包裹。內隔墻采用50mm厚ALC板,分戶墻采用雙層75mm厚ALC板。該工程主體框架用鋼量為38 kg/m2,造價與混凝土結構持平[35]。
三 鋼框架-核心筒結構體系
1 結構體系分析
鋼框架-核心筒結構體系是由框架和在靠近中心的部位由現澆的混凝土墻體或通過密排框架柱封閉圍成的核心筒組成。筒體一般布置在衛(wèi)生間或樓電梯間,該結構體系具有更大的抗側強度和剛度。該結構體系中,筒體和框架鉸接,核心筒則承擔全部的水平荷載,結構體系的破壞屬于彎剪型整體破壞,集中在混凝土核心筒,特別是混凝土筒體下部的四角和豎向剛度有突變的地方。此外,鋼梁與混凝土的連接部位受力復雜,也是容易遭受破壞的地方。
2 優(yōu)缺點評價
鋼框架-核心筒結構體系的優(yōu)點:
(1) 充分發(fā)揮了鋼材的輕質高強、施工方便和混凝土的抗壓高強、防火耐腐性能;(2) 受力明確,結構分析簡單;(3) 框架柱一般布置在陽臺或轉角部位,便于住宅的布置,并且方便裝修;(4) 節(jié)約鋼材、降低造價、抗側強度大;(5) 除筒體現澆外構件可以進行工廠化生產,工期可縮短 30%~40%。
鋼框架-核心筒結構體系缺點:
(1) 核心筒與鋼框架的剛度差別大,在強震作用下,作為第一道防線的核心筒很容易遭到破壞,而第二道防線的鋼框架非常薄弱,很難抵御后面的余震;(2) 鋼框架與筒體的連接復雜,施工精度要求高;(3) 核心筒一般為現澆混凝土,現場澆搗混凝土的工作量大,施工進度慢。
該結構體系一般用于建造高層、超高層鋼結構住宅,12層以上較經濟。
3 應用舉例
光明新村1號住宅樓。該樓共18層,總高59m。該工程采用框架—混凝土筒體結構,框架柱截面形式有:H350×350×12×9mm,H300×300×10×15mm,H250×250×9×4mm,梁的截面形式有:H300×150×6×9mm,H248×124×5×8mm。組合樓板樓面厚100mm,鋼筋混凝土厚250mm,內隔墻采用50mm厚ALC板,分戶墻采用雙層75mm厚ALC板。該工程主體框架用鋼量為38 kg/m2,工期4個月,造價與混凝土結構持平。
四 鋼框架-支撐結構體系
1 結構體系分析
鋼框架-支撐結構體系是在部分框架柱之間設置橫向或縱向的支撐,形成支撐框架,構成雙重抗側力的結構體系。該體系中的鋼框架主要承受豎向荷載作用,鋼支撐承擔水平荷載作用,支撐框架是第一道防線,框架是第二道防線,支撐斜桿不承擔豎向荷載,支撐框架中的豎向支撐產生屈曲或破壞后,不影響結構承擔豎向荷載的能力,不危及結構的基本安全[36]。該結構體系適用于多高層住宅。
該體系中的鋼支撐可采用角鋼、槽鋼、圓鋼,主要目的是增加結構的抗側剛度。支撐體系的形式有十字交叉、人字型等中心支撐,各種偏心支撐,具體支撐形式如圖3-1所示:
圖1 鋼結構支撐示意圖
支撐一般布置在分戶墻、外墻、衛(wèi)生間和樓梯間墻上,可以根據需要在一跨或者多跨上布置,一跨布置時,一般在中間跨布置,以保證剛度中心位置。支撐一般做成鉸接,按壓桿或者拉桿設計,在地震烈度較高地區(qū)的,或者風荷載較大情況下,為了保證穩(wěn)定性,多按壓桿設計。
支撐充分利用了桿件的軸心受力特性,使住宅全部構件實現了工廠化生產,是鋼結構住宅產業(yè)化發(fā)展的重要方向。
2 優(yōu)缺點評價
鋼框架-支撐結構體系的優(yōu)點:
(1) 支撐多為軸心受力,充分利用鋼材質輕高強的性能,節(jié)約鋼材;(2) 支撐可提高結構的承載能力,提高框架的整體穩(wěn)定性,增大結構的側向剛度;(3) 該結構體系采用全鋼構件,便于工廠化生產;(4) 減少了現場的濕作業(yè),降低了噪音和環(huán)境污染;(5) 全鋼體系可循環(huán)利用,經濟環(huán)保。
缺點:
(1) 鋼支撐一般在住宅外面,影響住宅的立面美觀;(2) 支撐的存在影響門窗洞口的位置布置,給住宅布局帶來不便;(3) 住宅的層高低,構件節(jié)間尺寸小,導致支撐構件及節(jié)點數量較多,節(jié)點為框架梁、框架柱、鋼支撐三種構件的連接,構造復雜;(4) 傳力路線長,抗側效果差;(5) 該結構體系由于支撐的不規(guī)則墻體只能采用砌筑。
該結構體系適用于建造多層、中高層、超高層鋼結構住宅。
3 應用舉例
櫻花園4號樓。該樓共6層,建筑面積1200m2,1層為商店,層高3.9m,2~6層為住宅,層高2.8m,該工程采用鋼框架一支撐結構,框架梁、柱均為Q345H型鋼,樓板采用組合樓板,外墻為200mm厚的蒸壓輕質加汽混凝土板,內墻采用75mm厚的蒸壓輕質加氣混凝土板,主體結構的用鋼量為35 kg/m2,綜合造價為1090元/m2,工期8個月,結構的支撐形式如圖3-2、3-3所示:
圖2結構的豎向支撐示意圖 圖3結構的支撐平面示意圖
五 交錯桁架結構體系
1 結構體系分析
交錯桁架結構體系中的鋼桿件全部受軸力作用,桿件材料的性能得到充分發(fā)揮,但交錯桁架結構體系的腹桿較多,對住宅室內的布置不利。該結構體系由柱子、鋼桁架和樓面板組成,柱子沿房屋周邊布置,桁架在相鄰柱子上下層交錯布置,桁架高度等于層高,中間無柱,滿足建筑上大開間的要求,便于住宅的自由布置。
該結構體系的受力特點是:豎向荷載主要由柱子承擔,水平荷載通過樓面板傳到相鄰桁架的斜腹桿上,經斜腹桿或底層支撐傳至基礎。該結構體系采用小柱距和短跨樓板,樓板厚度小,結構自重輕,整體剛度大,用鋼量可比框架結構減少30%~40% [24]。
2 優(yōu)缺點評價
交錯桁架結構體系的優(yōu)點:(1) 該結構體系的桁架桿件以承受軸力為主,充分利用了鋼材的輕質高強性能;(2) 桁架整體剛度大,側向位移??;(3) 抗震性能好,結構采用小柱距和短跨樓板,樓板厚度小,自重輕,造價低;(4) 工業(yè)化程度高,全部構件在工廠加工制作,現場安裝,施工周期短。
交錯桁架結構體系的缺點:
(1) 該結構體系在大震作用下,結構的抗震性能差,腹桿構件提前屈曲或較早出現非彈性變形,造成承載力和剛度突然減小導致結構破壞;(2) 住宅的結構層高較低,交錯桁架構件節(jié)間尺寸較小,導致構件及節(jié)點數量均較多,構造復雜,不穩(wěn)定因素增加;(3) 國內外的技術和經驗還不成熟。
該結構體系主要用于15~20層的高層住宅。
六 輕鋼龍骨結構體系
1 結構體系分析
輕鋼龍骨結構體系分為兩類:一類由冷彎薄壁型鋼組成的龍骨體系,它的梁柱由雙C或四C槽鋼組成,其他構件采用薄鋼板冷彎成C型、Z型,C型、Z型構件可單獨使用,也可組合使用。冷彎薄壁型鋼組成的龍骨體系, 鋼板厚度較薄,一般僅用1.0~2.2mm,自重約為普通鋼結構的1/2~1/3,材料的屈服強度因其冷彎效應而提高,截面中受壓板件的承載力高,截面積小,用鋼量小。另一類由小型熱軋型鋼組成的龍骨結構體系,由柱、梁、地龍骨和天龍骨、腰支撐和斜支撐以及各種配套的扣件、加勁件組成,構件之間用自攻螺釘來連接,梁柱構件厚度在1~3mm之間,柱子的最大跨度可達到9m[25]。
輕鋼龍骨結構體系的鋼材的強度指標是30~50KSI(230~340N/mm2),應用最多的是33KSI,與我國Q235鋼材的強度接近。輕鋼龍骨的截面分為兩類:C型槽鋼以及C型立龍骨,截面寬度60~360mm。輕鋼龍骨結構體系的外墻和樓板均采用防腐的高強冷軋或冷彎鍍鋅鋼板制作,防腐性能好[22]。
該結構體系荷載的傳遞方式為:柱子與上下龍骨及支撐或隔板組成受力墻壁,豎向力由樓面梁傳至墻壁的龍骨,再通過柱子傳至基礎,水平力由樓板傳至承重墻再傳至基礎。
2 優(yōu)缺點評價
輕鋼龍骨結構體系的優(yōu)點:(1) 自重輕,相當于磚混結構的1/4~1/6;(2) 基礎設計簡單;(3) 結構構件截面尺寸小,可隱藏到墻體內部,實用美觀;(4) 樓板采用輕鋼龍骨體系,上覆刨花板及樓面面層,下設石膏板吊頂,既方便管線的布置,又滿足了隔聲要求;(5) 工業(yè)化程度高,梁柱板構件均在工廠進行加工制作、現場組裝,施工速度快、效率高、質量有保證;(6) 布局靈活,凈實用面積大。
輕鋼龍骨結構體系的缺點:(1) 構件尺寸小,結構體系的抗側力剛度小,整體穩(wěn)定性差;(2) 梁柱鉸接,抗震性能差;(3) 國內冷彎型鋼品種少;(4) 該結構體系成本較高。
該結構體系一般適應于2~3層的低層鋼結構住宅,特別是別墅建筑。
3 應用舉例
早在1986年,我國引進意大利的整體鋼結構住宅就采用了冷彎C型鋼。該工程主體結構為3層,建筑面積180m2,柱子采用H型鋼H140×140× 7×11,主梁采用大斷面冷彎型鋼C280×80×30×5,次梁采用C180×80×25×5,支撐采用角鋼L75×6。該工程由10人40天建成,鋼骨架安裝僅用3天。
七 鋼結構住宅結構體系優(yōu)選
對于鋼結構住宅結構體系的選擇, 不能限定于某一種特定的結構體系,要根據建筑級別、平面、立面、高度的要求,場地條件、抗震類別等靈活選擇, 充分利用不同的抗側力結構體系,最大限度的滿足鋼結構住宅在標準化的基礎上實現多樣化。
1 結構選擇的影響因素:
場地類別,主要包括場地的地物地貌、周圍環(huán)境、氣象條件、水文條件、地質條件、自然災害情況等特點;住宅建筑的級別及抗震設防等級;住宅建筑的方案特征,包括建筑的高度、高寬比、長寬比以及體型;住宅的施工質量、工期要求等;居民的經濟支付能力。
2 結構體系優(yōu)選
低層住宅包括別墅:一般采用輕鋼龍骨結構體系或鋼框架結構體系,該結構體系的構件為全鋼構件,易于實現工廠化生產,現場組裝速度快,鋼材用量低,是我國住宅產業(yè)化的發(fā)展方向之一。
多、高層鋼結構住宅:優(yōu)選鋼框架—支撐結構體系,該結構體系屬于全鋼構件體系,所有構件都可以實現工廠化生產,現場組裝,避免了現場澆搗混凝土、混凝土與鋼框架的公差不一致、混凝土在施工中誤差大、不易達到較高精度等問題。
按住宅的層數劃分,設計者在設計時根據工程的實際情況采用下列相應的結構體系,以達到技術可行、經濟合理的目的:
3層及3層以下的低層住宅及別墅采用輕鋼龍骨結構體系;4~6層多層住宅:鋼框架體系、鋼框架—支撐體系、板柱—支撐體系;7~12層中高層住宅:鋼框架—支撐體系、鋼框架體系、鋼框架—混凝土剪力墻體系;13~30層高層住宅建筑:鋼框架—支撐體系、鋼框架—鋼骨混凝土核心筒體系、鋼框架—鋼板剪力墻體系、鋼框架—內藏鋼板支撐混凝土剪力墻體系、預制混凝土剪力墻體系。
參考文獻:
[1] 王瓏,陳良.鋼結構住宅結構體系概述[J].青島理工大學學報.2007年第1期.7~9
[2] 劉曉,王兵,閻東.國外低層鋼結構住宅結構體系分析[J].沈陽大學學報.2005年第2期.11~14
篇2
Abstract: The popularization and application of the steel structure housing is the inevitable trend of the development of China's housing industrialization. Through comparative analysis of the advantages and disadvantages to common structure form of the steel structure housing, the applicability principle of the structure form was put forward, method of improving lateral force resisting performance was proposed, in order to further promote the steel structure residential structure system, which provides a theoretical reference for in the application domestic building trade, and points out effective approaches of industrialization development of the steel structure housing.
關鍵詞: 鋼結構住宅;結構形式;抗側力性能;產業(yè)化發(fā)展
Key words: steel structure housing;structure;lateral force resisting performance;industrialization development
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)34-0130-02
0 引言
鋼結構住宅以其“環(huán)保、節(jié)能、工業(yè)化”和“綠色建筑”等特征成為了二十一世紀住宅建筑業(yè)的主導方向之一。我國對鋼結構住宅技術的應用和發(fā)展也提出了更明確的要求,為此,建立系統(tǒng)的理論研究和發(fā)展規(guī)劃對鋼結構住宅體系產業(yè)化的迅猛發(fā)展起著至關重要的作用。
1 國內外鋼結構住宅研究現狀
現代鋼結構房屋建筑體系誕生于20世紀初,在一些發(fā)達國家的發(fā)展己有上百年的歷史,工業(yè)化生產和預制裝配程度較高。世界各國逐步形成自己獨特的鋼結構住宅體系I1]。自1960年以來,美國就開始發(fā)展冷成型鋼結構建筑[2]。20世紀80年代,1984年TarpyTS對螺栓連接的冷成型構件墻體的抗剪性能進行了研究[3]。1982年wolfeR.w對有石膏板填充的冷成型鋼構件墻的極限承載力進行了研究[4]。1999年GadE.F研究了冷成型鋼結構住宅中單片墻體以及整體結構在地震荷載下的性能[5]。而我國的鋼結構住宅發(fā)展較晚,與發(fā)達國家相比,國內建筑鋼結構行業(yè)仍是一個朝陽產業(yè),新材料、新技術、新結構體系、新應用領域不斷出現。要加快建設鋼結構行業(yè)的發(fā)展,對現有建筑鋼結構設計規(guī)范的更新、完善或補充,以及對新的結構體系和新的應用領域的建筑鋼結構設計規(guī)范的編制工作顯得非常緊急。
2 鋼結構住宅的技術性分析
2.1 鋼結構住宅主體結構體系比較 鋼結構住宅技術體系并不是簡單的用鋼材替代混凝土和砌體作為支承結構,而是以鋼結構為主體結構,另外還包括圍護結構、鋼結構防火、鋼結構防腐及建筑設備的一個綜合技術體系。鋼結構住宅主體結構體系一般有以下形式:①純鋼框架體系;②冷彎C型鋼龍骨體系及熱軋型鋼龍骨體系;③鋼框架支撐體系;④鋼框架-剪力墻系;⑤鋼框架-混凝土組合結構體系;⑥錯列桁架體系。上述各類結構形式綜合比較如表1所示。
在這幾種結構體系中,前兩種結構體系主要用于低層鋼結構住宅,其他可適用于多高層鋼結構住宅。而且從表中可以看出鋼結構住宅的共同缺點為抗側力性能比較差。為進一步推進鋼結構住宅結構體系在國內建筑的應用,對于該結構體系尚需進行深入的研究。
2.2 提高鋼結構住宅的抗側力性能方法 輕鋼結構住宅的結構體系與傳統(tǒng)磚混結構或混凝土結構住宅體系有很大的不同,它主要由輕鋼結構體系、樓面結構體系和圍護結構體系等組成。而輕鋼龍骨體系是一種新型的結構形式相對于其它結構形式的輕鋼結構住宅,輕鋼龍骨體系的研究和應用更不成熟、不完善,更需要加強研究力度。關于低層輕鋼龍骨住宅的試驗和理論研究主要集中研究復合墻體的抗側力性能的研究,2008年武漢理工大學高景輝對輕鋼龍骨墻體的破壞模式做了分析,得出自攻螺栓連接破壞時一種主要因素,通過有限元參數分析發(fā)現,影響輕鋼龍骨復合墻體抗剪性能的最關鍵因素是自攻螺栓的數量,其次是墻體的尺寸、支撐。2010年浙江工業(yè)大學郎晟頡在靜力分析的基礎上研究了復合墻體的滯回性能與抗震性能,得出了隨著墻板厚度的增加,墻體抗側承載力隨著墻板材料不同有不同程度的提高,導軌與墻板的間距對墻體抗側性能影響最大。同年武漢理工大學張翠萍對三種不同支撐的輕鋼龍骨墻體:輕鋼龍骨剛架體系、輕鋼龍骨剛架支撐體系、輕鋼龍骨剛架端支撐體系,進行了抗側力性能分析,得出帶支撐的墻體的抗側極限承載力能滿足帶蒙皮的組合墻體的抗側力性能的研究。
3 鋼結構住宅的產業(yè)化發(fā)展
鋼結構住宅有著重量輕、抗震性能好、施工周期短、工業(yè)化程度高、環(huán)保效果好等特點,作為未來住宅的發(fā)展方向,人們正在逐漸關注它、接受它。目前的問題是,我國建筑鋼材消費嚴重偏低,且絕對量相差非常之大。如何加大建筑業(yè)中各類鋼結構建筑的使用比例,大力推進建筑鋼結構產業(yè)的快速發(fā)展,提高建筑用鋼在國家總鋼材產量中的份額,將是擺在在我們面前的重要課題。由于市場經濟尚不完善,建筑鋼結構產業(yè)的發(fā)展過于迅猛,長期以來自發(fā)形成的我國建筑鋼結構產業(yè)鏈配置存在較嚴重的問題,而改變這種現狀更加需要推進技術創(chuàng)新和成套技術集成體系的應用,使科技轉化為實際生產力,促進住宅產業(yè)化的發(fā)展。如果我們能實現鋼結構住宅的產業(yè)化生產,住宅建設及相關產業(yè)的勞動生產率將大大提高,其具有的廣泛的社會、經濟效益會更加明顯地展現在社會經濟的各領域,并被市場認可和接受。而進行產業(yè)化發(fā)展的關鍵是影響鋼結構住宅經濟性的主要因素,如施工技術及施工組織設計的選擇;鋼材的選用;結構體系設計,圍護及其它配套體系的發(fā)展及產品更新;鋼結構的防火、防腐處理;原材料價格,尤其是鋼材價格的上下波動;部品部件的產業(yè)化、社會化水平、標準化生產;部品部件的設計、制造、安裝等等。針對影響鋼結構住宅成本的主要因素,從成本控制的角度對供應鏈管理、產業(yè)化、標準化、企業(yè)管理等理論,通過加強鋼結構住宅領域的供應鏈管理,部品部件的生產社會化,住宅區(qū)的產業(yè)化運作,及公司管理理念的創(chuàng)新、提高管理水平,國家政策等一系列措施,尋求鋼結構住宅的成本控制的對策,增強鋼結構住宅與傳統(tǒng)混凝土住宅的競爭優(yōu)勢,從而改善鋼結構住宅面臨的建造成本較高、市場份額小、
社會對鋼結構住宅的認識程度不夠等現狀,吸引更多的社會主體參與到鋼結構住宅建設領域中,來促進鋼結構住宅的基本建設、應用與推廣。
參考文獻:
[1]周濤.鋼結構住宅技術體系及其建筑設計研究以多層、小高層住宅為例[D].北京建筑工程學院,碩士論文,2004.
[2]Yuwei.wen.Cold—formedsteeldesign[M].Newyork: Wiley,1985.
[3]TarpyT·S·Shear resistanee of steel stud wanll Panels. Proe Seventh Int SPeeialty Confon Cold Formed Steel Struetures,1984:203~248.
篇3
關鍵詞:西南;高層CBD;發(fā)展和類型;研究
CBD是中央商務區(qū)(Central Business District)的英文縮寫。它產生于本世紀50年代,美國學者Murphy和Vance提出,集中大量的金融服務機構、商貿機構以及大量商務辦公酒店、公寓等配套設施,具備便捷的交通和完善的通信等基礎設施,進行商務活動的集中地。地價峰值區(qū)是CBD最明顯的特點,以中心商務高度指標和強度指標作為翁量指標。美國曼哈頓,香港中環(huán)等都是中央商務區(qū)代表。
高層的建筑形態(tài)是現代的,它的用材和施工工藝多采用國際先進技術與知名品牌,因此它是國際的——國際的視野、國際的形象。高層住宅的通風的流量、采光面積、綠化風景是多層住宅所不能比擬的。水資源利用,以高壓泵水、屋頂水塔沉淀的優(yōu)勢,確保水的質量,達到了水流量和水壓大大超越多層。隨時隨刻使用方便,無后顧之憂。高層住宅私密性較好,可以不受或者少受周圍環(huán)境的干擾,個人的隱私性較強。高層住宅有冬暖夏涼特性,因采用與多層不同的全剪力墻結構和綠色環(huán)保建材,不但體現了結構牢固穩(wěn)健的特性、可抵御抗震度,然而又體現了厚實嚴密的特性,造就了冬暖夏涼的小環(huán)境。
但高層房屋也有明顯的缺點:結構工藝比較復雜,材料性能要求高,自重大,對基礎要求高,施工難度較大,建筑造價相應提高;由于高層住宅必須配備消防樓梯電梯間、設備管井、多戶共用內走道等,因其得房率要比多層小很多,這就使得同樣的建筑面積,高層住宅的套內面積要比多層少至少15%以上。不過,這些輔助面積和必要配備,是構成高層住宅合理性與舒適性的重要條件。
一、昆明高層CBD的歷史進程
近年來,伴隨著我國城市化的跨越發(fā)展、經濟實力的迅速增長、對城市人居環(huán)境要求的提高和城市土地價格的上漲等因素,國內各大城市的商業(yè)、辦公、居住地區(qū)的城市空間開始以發(fā)展20層以上建筑為主要標志。當城市中的樓房爭相拔地而起,一座比一座更高時,更見證著這個城市現代化的歷史進程。一幢幢摩天大樓的背后,彰顯著城市的現代化特征及經濟實力。
但過多規(guī)劃建設則破壞城市形象,使人流過于集中,惡化城市交通,因此昆明市通過劃定主城各區(qū)域建筑高度控制規(guī)劃,合理布局,集約化開發(fā)利用城市空間,在凸顯昆明自然山水風貌的同時,在非禁建區(qū)通過超高層建筑標榜出昆明實力和形象。
因此,國內外各城市都對建筑容量作出了一定限制,控制建筑密度、建筑高度和容積率。把不準建設高層的地方硬性保護起來,嚴禁在歷史文化保護區(qū)周邊插建高層建筑,嚴格控制在城市水系、城市主要出入口、城市空間視廊和城市天際輪廓線地段建設高層建筑。?早在2009年昆明市就公布了《主城建筑高度控制規(guī)劃方案》。明確主城各片區(qū)建設高度,劃分出六個管理級別。根據片區(qū)的不同情況,制定不同的建筑高度規(guī)范。通過合理布局,凸現昆明自然山水風貌。
二、昆明高層CBD建設一覽
1、項目名稱:東風廣場地塊
建筑高度:地標建筑456米
項目介紹:東風廣場地塊規(guī)劃總面積83700平方米,為昆明市CBD的重要組成部分,是未來城市的新地標。
規(guī)劃將昆明市最高的地標建筑布置在本地塊內,地標建筑高度456米,將成為集商業(yè)、酒店、金融、貿易、公寓、觀光等于一體的城市綜合體,成為昆明人的新驕傲?!独ッ鰿BD地區(qū)東風廣場地塊概念方案設計》方案已于2010年7月進行公示。
2、項目名稱:南亞之門
建筑高度:333米
項目介紹:高達83層的南亞之門,集鉑金五星級酒店、公寓式酒店、5A級寫字樓高品質住宅、城市核心商業(yè)、休閑娛樂為一體。是主城CBD核心區(qū)首個啟動項目,將成為昆明“打開大門,歡迎全世界”的代表性建筑。
項目于2008年12月開工建設,計劃于在2013年底建成投入使用。
3、項目名稱:北京路吹簫巷項目
建筑高度:276米
項目介紹:占地面積33.49畝,總投資22億元,建筑高度267米,建筑面積22萬平方米,建成后將成為昆明市以國際甲級商務辦公為標準的雙塔型區(qū)域標志性建筑。
4、項目名稱:和諧世紀雙塔
建筑高度:249.99米
項目介紹:“江東和諧廣場”是一個集商業(yè)休閑、星級酒店、產權式酒店、高檔辦公為一體的大型城市綜合體。包含:裙房商業(yè)休閑,C座商務辦公(地上26層),B座產權式酒店(地上66層),D座星級酒店(地上66層)。目前,和諧雙塔B座、D座分別完成±0.00工程,即將進入地上主體建設階段。
5、項目名稱:昆鋼科技大廈項目
建筑高度:219.3米
項目介紹:位于環(huán)城西路與滇池路交叉口東北角,用地面積30畝,計劃建設成為集高檔辦公樓和現代化五星級酒店為一體的超高層綜合性地標建筑。去年8月底,項目對原規(guī)劃許可進行變更,新修改方案的建筑限高從156米提高到219.3米,從39層增加到50層。
6、項目名稱:世紀中心
建筑高度:199.3米
項目介紹:位于南屏街世紀廣場東側,是目前云南省開工在建的最高超高層建筑,也是云南最高的全鋼結構建筑。為國際化高端寫字樓。
7、項目名稱:欣都龍城
建筑高度:186米
項目介紹:“位于北京路延長線與北辰大道交匯處,是一個全方位、多功能,集聚商業(yè)、商務、商住的大型綜合性地產項目。
8、樓盤名稱:南亞風情第壹城寫字樓
建筑高度:168米
項目介紹:主體已于2011年1月5日斷水封頂。為5A甲級寫字樓,是昆明市目前已建成的最高樓。
三、高層CBD的美學特點
高層建筑因考慮結構受力,大部分以平面對稱、體型方整為原則,結構體系則主要解決抗風力與地震力的問題,其美學特點呈現五個特征:
1、天際化群體。
城市的天際線體現了城市新舊時代的更替。昆明從上世紀中期的云南飯店、郵電大樓和佳華廣場直至目前的七彩云南第壹城,在建的東風廣場CBD,不斷加高城市的天際線,體現了昆明城市發(fā)展的進程和新舊更替。
2、個性化單體。
高層建筑造型在全球各地呈現出多樣化和個性化的趨勢。各種形態(tài)的“地標建筑”在有限的空間中標新立異,形成多彩進而奇幻的空間景象,高層建筑都力爭“標新立異”并使自己成為城市的主角。例如被稱為“世界第一門”的蘇州“東方之門”,外形酷似“秋褲”,被稱為穿上了時尚潮品方頭大鞋的秋褲大樓。
3、高科技化工程。
高層建筑的功能日益綜合化與智能化,它主要在建筑內外表現了高科技的特點,例如央視大樓,以其雙塔大懸臂回旋式的高空結構,營造出豐富的視覺效果。央視大樓以其震撼人心的工程威力,使其建筑價值超越了其的實用性而有著某種象征意味。
4、生態(tài)化功能。
生態(tài)環(huán)保是建筑設計思想中的趨勢。日照、綠化、景觀以及自然環(huán)境與建筑的有機結合,是設計師追求的目標。德國法蘭克福商業(yè)銀行大廈是高層生態(tài)建筑的杰出代表,這座大廈的主樓平面呈弧狀三角形,中央為貫穿的露天三角形空洞,其對生態(tài)設計的中心理念是全樓的自然通風,因此錯位設計了三個空中花園位于三個立面上,貫通的綠化使這座大樓通風效果非常之好,反映了空透美麗卓越的建筑形體,典型的生態(tài)節(jié)能意識和人與自然的和諧發(fā)展。
5、風格地域化。
高層建筑設計一直未停止對地域文化的探究,后現代主義慣用高層建筑表現地域文化特征。例如七彩云南第壹城在充滿現代藝術感的同時,充分融入了云南版納地域文化元素和南亞、東南亞宗教、文化等元素特征。
四、高層商住的匹配客戶群
8層以下優(yōu)勢詞:
高利用率、生活方便、接近景觀、適宜老人、幼兒
1.居住舒適:八層以下的建筑接近地面,方便近距離欣賞地面人物和景觀,給人以腳踏實地、安寧祥和的感覺,它的生活便利程度、生活舒適程度優(yōu)于八層以上。在日照、采光、通風方面能滿足基本生活需要,比較宜居。
2.方便家中老人兒童使用:如果家中有老人或者孩子,選擇八層以下比較適宜,老人行動不便,如果遭遇停電,不能使用電梯會非常不便,用水也會因停電中斷,較低段樓層則不會受影響。退休人士選擇選擇低樓層,因為上下樓方便,便于早晚鍛煉身體、買菜燒飯。近距離就可感受到外面大自然的清新氣息,對老年人調養(yǎng)身心非常有利。
3.空間利用率高價格便宜:低樓層的空間設計一般比較靈活,例如有地下室,車庫、花園、露臺、天井等空間,往往半賣半送這些空間,購房者可以較小花費得到更大的面積。
8至20層優(yōu)勢詞:
通風、采光、視野、居住成本低、適合各個年齡階段和不同家庭結構居住
1.通風采光良好:兼具高層和多層住宅優(yōu)勢,有比多層更好的室內通風采光,又有踏實居住的感覺,在房間內望出窗外,面向片區(qū)景色一覽無遺,視野較好。當然,比其他樓層價格要高一些,特別是河濱沿岸、公園、商業(yè)區(qū)附近的高層,一般都比低樓層貴。不過,適合各個年齡階段和不同家庭結構居住。
2.居住成本低:物業(yè)服務公司一般會以住宅的中間層作為收費的基準層,比如一棟樓20層高,那么就以10層為基準層,每上一層或者下一層,電梯使用費、電梯維護費等費用都會相應的增加或者減少。
21層以上優(yōu)勢詞:
通風、采光、私密、視野、成功人士
1.通風采光優(yōu)秀:高層住宅占有高度的優(yōu)勢,不會被遮擋,擁有較好的景觀、通風、采光之絕對優(yōu)勢,通風采光基本不會受到外界因素影響,在通風的流量、采光面積、綠化風景、日照時間等方面是多層住宅所不能比擬的,塵土、噪音、光線污染也少。
2.私密性好:高層住宅私密性較好,可以不受或者少受周圍環(huán)境的干擾,個人的隱私性較強。
3.視野開闊:高層視野開闊,光照效果較好,身居高層、開窗見景,放眼望去,遠處景物盡收眼底,有種高樓攬勝景的感覺,平添幾分生活情趣和品味,極大地滿足人們居家景觀的需求,充分體現了現代住宅的人性化理念,給住戶帶來成就感。
五、西南地區(qū)典型CBD
1、5年后防城港亞洲國際金融中心---109層摩天樓
位于防城港市新規(guī)劃的城市干道“金花茶大道”與“江山大道”交匯處,占地面積1295畝,地處廣西防城港市中心城區(qū)的中心位置,總建面500萬平方米。由廣西中外建房地產開發(fā)有限公司開發(fā)。擬建設的中央商務區(qū)亞洲國際金融中心109層高528米,將成為廣西整個北部灣地區(qū)的核心地標。項目設置一座五星、一座四星、及一座三星級酒店,包括大型商業(yè)綜合體以及高級公寓、寫字樓等。預計5年內完成整個項目。而從國家開發(fā)戰(zhàn)略來看,防城港是,北部灣經濟圈核心城市,是進入東盟國家的橋頭堡,中國-東盟自貿區(qū)的中心,具備無限的發(fā)展空間。
目前在建高303米,主體塔樓68層的柳州地王國際財富中心于2010年開工奠基,當時被稱將成為西南第一高。如果亞洲國際金融中心如期建成,它將比柳州國際財富中心高225米,將成為中國西南CBD高層第一高度。
2、重慶聯合國際項目
聯合國際由源自新加坡的麥吉可地產開發(fā)。聯合國際位于西南金融中心“解放碑金融街”規(guī)劃范圍內,處在解放碑中央商務區(qū)(CBD)核心位置。
篇4
關鍵詞:鋼筋混凝土剪力墻 施工質量 有效控制
引言
目前,我國的高層及超高層建筑的數量越來越多,而剪力墻結構在高層建筑中得到了較為廣泛的應用。建筑的結構墻體分為兩類:一是承重墻,它主要承受來自建筑自重的豎向力,一般由砌體或鋼筯混凝土現澆制成;二是剪力墻,剪力墻是用來承受風荷載、地震作用力等水平作用力的墻,因此又稱其為抗風墻或抗震墻?,F代建筑為了保證剪力墻的強度,較為廣泛地采用了高強混凝土作為結構材料。高強度混凝土剪力墻具有強度高、用料省的優(yōu)點,但施工質量不易控制,因此,在施工時應采取一定的措施保證高強混凝土剪力墻的施工質量。
1關于建筑剪力墻結構相關論述
1.1 剪力墻結構的優(yōu)缺點
隨著新材料、新技術及新工藝在建筑施工上的應用,人們對現代建筑的空間要求也越來越高,而在板梁結構建筑中,梁體外露是無法避免的,若以吊頂方式遮蔽,則會大大減少層高凈空,給人以壓抑和不舒適感。剪力墻配合樓板的結構體系則能很好地解決這一弊病,增大層間的凈空。除了空間上的優(yōu)勢外,剪力墻結構還具有結構上的優(yōu)點:剪力墻結構具有很好的承載能力,除了承載豎向荷載之外,還可以承載橫向作用力,增加了建筑的整體性,可以提高建筑的建造高度,同時也保證了良好的抗震性能。
剪力墻也有自身的不足之處,如建筑自重大,對上部結構和下部基礎的設計要求較為嚴格。同時,剪力墻作為建筑的結構體,其平面布置需一定的間距和形式,并不能完全按照建筑的功能使用進行平面布置,因此其建筑靈活性稍差一些,不太適用于大開間的公共建筑等。
2 施工材料的選用
高強度混凝土剪力墻所選用的材料主要成分與普通混凝土構件相類似,主要體現在所用的水泥、減水劑和摻合料等方面。
一般混凝土構件所選用的混凝土標號為c30等級,但高強度混凝土所選用的標號一般為c60~c70,其水膠比比普通混凝土的水膠比要低,一般規(guī)定值宜低于0.36,實際選用時,一般要達到0.30的水膠比,因此,在混凝土的生產過程中須加入一定量的高效減水劑,以保證拌和物在低用水量時的流動度。
適用于高強度混凝土的水泥類型有硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等,在選擇水泥時,應注意到高效減水劑與所選水泥的相容性,避免兩類物質產生互斥作用,影響使用效果。混凝土剪力墻施工過程中常用的硅酸鹽水泥有快硬硅酸鹽水泥、高強度硅酸鹽水泥、快硬無收縮硅酸鹽水泥,硫鋁酸鹽水泥主要用于高強度混凝土的修補。 2具體的鋼筋混凝土施工實例分析
2.1 鋼筋混凝土施工案例
某高層建筑項目為地上六層、地下兩層,混凝土剪力墻結構,剪力墻采用c50高強混凝土,墻內配筋較密。施時季節(jié)為8月份,天氣較為炎熱,室外溫度為40℃左右。由于溫度較高,對高強混凝土的施工影響較大,施工時以優(yōu)選配料、優(yōu)化施工工藝、加強養(yǎng)護等措施,有效地提高了高強度混凝土剪力墻的施工質量,收到了良好的效果。
2.1 施工中注意事項
高強度混凝土的配料選擇為快硬硅酸鹽水泥,并輔以高爐粉煤灰,加高濃減水劑。
由于夏季天氣較為炎熱,施工選擇在夜間。為了保證一次性淺筑完畢,配以兩臺砼泵車同時進行,出料時保證料口與澆筑作業(yè)面的高度不高于15cm,避免骨料離析。震搗時用附著式震搗器,采用梅花型布置,多臺震搗器同時作業(yè),保證內部不留空氣。插入式震搗棒用于內部局部的震搗,保證快插慢拔、直上直下,盡量避免震搗棒碰到鋼筋。
淺筑完成后在混凝土的表面及內部均安置測溫點,派專人進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護期為15天,溫度每2h記錄一次,并繪制溫度曲線圖,保證溫度變化緩慢。
采用以上養(yǎng)護措施后,剪力墻的施工質量優(yōu)良,各項檢測均滿足要求,得到業(yè)主與監(jiān)理單位的一致認可。
2.2 有效控制鋼筋混凝土剪力墻施工質量
現澆混凝土剪力墻的施工流程與其他混凝土構件的施工流程類似,都由放線、支模、澆灌混凝土、振搗、養(yǎng)護、拆模等幾方面組成,但根據現澆砼剪力墻自身的特點,又有不同于一般施工流程的做法,其施工時的質量工藝流程如下:
放線:利用儀器放出模板的連線和控制線。
焊筋:剪力墻根部的頂模需一定的拉力支撐,施工時采用在剪力墻上預埋植筋,并與頂模焊接的辦法來完成。應注意植筋是打板時預埋的,嚴禁與主筋相連。 剔面:在剪力墻與樓板等結合部分,將已成形的樓板沿剪力墻的邊線切割出3~5mm深的邊線,并在線內將其鑿成毛面,以利于混凝土的粘接。 模板準備:檢查施工時的各種模板,尤其是大模板,要將所有模板均勻地刷涂膠模劑。
模板安裝:剪力墻的模板分為內橫墻模板、內縱墻模板、外墻內側模板、墻外側模板等。模板安裝就位后,應對模板的安裝垂直度和平整度進行復檢,復檢合格后,用校正垂直的穿墻螺栓將兩邊的模板鎖緊。
抹漿:由于大模板的根部可能不是很嚴密,需要在澆灌混凝土前,在其根部抹水泥砂漿,防止?jié)补嗷炷習r產生漏漿。
澆灌混凝土與振搗:用混凝土泵將規(guī)定標號的混凝土打入模板中,在灌砼時,要注意加強混凝土的震搗,防止墻體內的空氣產生空泡造成日后的墻體裂紋。
養(yǎng)護:剪力墻體常用的養(yǎng)護方法有濕養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護方法等,這與其他混凝土構件的養(yǎng)護方法較為類似。
拆模:當砼的強度達到1.2mpa時,可以拆模。對于大模板拆除應小心,嚴禁用大力敲擊,造成墻體裂縫。對于墻體的陽角要加強保護,防止損壞。
2.3 施工工藝
2.3.1 澆筑
澆筑料應盡量一次到位,避免混凝土料的堆積,施工中應加強對料斗的控制?;炷翝仓r盡量采用薄層澆筑法,避免厚層澆筑或大塊澆筑,減少產生混凝土離析的可能。一般薄層澆筑的厚度不宜超過30cm,以免層內的空氣無法逸出,影響質量。
2.3.2 震搗
在震搗速度允許的情況下,盡量加快澆筑的速度,一般為15m3/h左右。澆筑與震搗應協(xié)調一致。澆筑時應控制好溫度,避免高溫對混凝土的初凝產生影響。施工時一般采取加蓋遮蔭、灑水降溫、篷布覆蓋等措施,必要時需加冰決或制冷措施,降低混凝土澆筑時的入模溫度,一般夏季入模溫度不超過32℃,冬季不超過5℃,并且保證澆筑前后的溫差不超過25℃。
2.3.3 養(yǎng)護
混凝土養(yǎng)護時如用蒸汽等措施的話,應注意其溫度的變化速率不要過大,一般升溫的速率不要超過15℃/h,預防升溫過快,混凝土的體積發(fā)生膨脹產生裂縫。一般來說,高強度混凝土的恒溫硬化溫度要高于普通混凝土,其值為70℃左右,而且根據水泥與摻料的不同,其恒溫溫度也不一樣?;钚栽礁叩?,恒溫溫度一般越高。另外,拆模降溫時,也要注意溫度降低速率不要過快。冬季施工時,尤其要注意避免混凝土產生沿預埋管道方向的裂紋,不要大量澆冷水,以免局部收縮過快,產生裂紋。
2.4 溫控
高強度混凝土養(yǎng)護時的溫度控制是關鍵,因為高強度混凝土較為密實,熱量不容易排散,澆筑完的混凝土可以布置一些測溫點,以精確控制其溫度變化。測溫點一般布置在混凝土的表面、中間和應力集中的部位,測溫頻率一般為1次/2h,并在整個測溫過程中做好記錄。在拆模前一定要等到其內部溫度降至50℃左右以后再拆模,拆模后應灑溫水保濕。
結束語
混凝土剪力墻技術目前在建筑行業(yè)應用很普遍,做好其施工質量的控制,不僅有利于保證工程的質量,也推動了建筑行業(yè)施工水平和整體素質的提高,廣大施工人員應加強學習,提高自己的專業(yè)技術水平,才能做好本職工作,完成高質量的工程。
參考文獻
[1李偉堅.淺析混凝土剪力墻質量控制[J].科技風.2010.12-16
[2]錢坤.單層大跨鋼結構廠房施工技術要點及質量控制措施[J].中國科技信息.2005.23-26
[3]周青松.房屋建筑工程結構轉換層施工技術[J].民營科技.2011.34-37