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　　1 概況
　　80年代以來(lái)，空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)普遍在飛機(jī)庫(kù)、侯機(jī)摟、體育場(chǎng)館等高、空、(高度、空間、跨度)建筑物中使用；幕墻建筑和節(jié)能門窗在型公建和民用住宅中廣泛采用；改革開放以來(lái)發(fā)展起來(lái)的高層鋼結(jié)構(gòu)(包括鋼骨混凝土結(jié)構(gòu))，量進(jìn)入民用建筑領(lǐng)域，使得鋼結(jié)構(gòu)建筑，在技術(shù)上更加成熟，在質(zhì)量上更加穩(wěn)定。
　　由于鋼結(jié)構(gòu)住宅具有以下優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)自重輕。比磚混結(jié)構(gòu)輕30%，比混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)輕20%；②耐震性能好。鋼梁、鋼柱組成柔性框架，可以吸收部分地震能量；③施工速度快。和混合結(jié)構(gòu)相比，工期可縮短一倍；④工業(yè)化程度高。便于形成標(biāo)準(zhǔn)化建筑體系，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件工廠化和施工機(jī)械化。因此，鋼結(jié)構(gòu)住宅具備廣闊的前景。
　　鋼結(jié)構(gòu)屬于框架結(jié)構(gòu)，以鋼框架和鋼筋混凝土框架做比較：在跨度相同情況下，鋼梁高度是鋼筋混凝土梁高度的一半。在承載力相同的情況下，鋼柱外圍面積是鋼筋混凝土面積的1/4。這使“肥梁胖柱”的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的弊端在一定程度上有所緩解，但是“藏梁包柱”仍然是鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的一項(xiàng)主要內(nèi)容。
　　去年，我們接受了北京市建委下達(dá)的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系研究項(xiàng)目，并列人建設(shè)部科技攻關(guān)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)試點(diǎn)工程，探索鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化道路。試點(diǎn)工程位于北京東郊十里堡晨光家園，長(zhǎng)72m、寬13m，地下一層、地上九層，總建筑面積11280m2，一梯兩戶，開間3.3m，4.2m，進(jìn)深5.4m+7.2m。
　　2 結(jié)合住宅的功能特點(diǎn)，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)
　　2.1 平面布置和結(jié)構(gòu)選型
　　鋼結(jié)構(gòu)適合于平面布置基本規(guī)正、勻稱、凹凸變化較少的建筑平面，不適宜軸線錯(cuò)開較多，形心和質(zhì)心距離較和易于產(chǎn)生較扭轉(zhuǎn)的住宅平面(圖1)。

　　鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)需要對(duì)風(fēng)荷載和地震荷載作用下的水平位移進(jìn)行控制，因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的考慮是非常重要。在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常把樓梯間、電梯間墻體設(shè)計(jì)為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。如果位移仍然不能控制在允許值范圍內(nèi)時(shí)，可以把單元之間的分戶墻或廚房、衛(wèi)生間的部分墻體(不動(dòng)墻)也做為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。這些剪力墻(或核心筒)在平面內(nèi)要求分布均勻、橫縱軸向兼顧，通過(guò)剪力墻的數(shù)量和長(zhǎng)短控制建筑物總體剛度。
　　2.2 變形限值的討論
　　抗側(cè)力結(jié)構(gòu)可以是鋼結(jié)構(gòu)，也可以是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用鋼桁架作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成純鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，規(guī)范規(guī)定：在風(fēng)力作用下，層間位移1/400，頂點(diǎn)位移1/500；在地震作用下，層間位移1/250，頂點(diǎn)位移1/300。因此，采用鋼桁架作抗側(cè)力結(jié)構(gòu)可能造成用鋼指標(biāo)有較提高，從而增加造價(jià)。當(dāng)采用鋼筋混凝土剪力墻(或核心筒)作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，組成鋼框架一鋼筋混凝土剪力墻(或核心筒)組合結(jié)構(gòu)時(shí)，水平位移極限值應(yīng)該以規(guī)范中的鋼結(jié)構(gòu)限值1/300取值？還是按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)限值1/800取值？
　　我們?cè)谟?jì)算中發(fā)現(xiàn)，在垂直荷載作用下：鋼框架承擔(dān)85%，剪力墻承擔(dān)15%；在水平荷載作用下：鋼框架承擔(dān)不足10%，剪力墻承擔(dān)高于90%。
　　若按鋼結(jié)構(gòu)限值1/300控制結(jié)構(gòu)整體剛度，在地震中待鋼結(jié)構(gòu)參加工作時(shí)，鋼筋混凝土剪力墻己經(jīng)產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)整體剛度時(shí)，鋼梁、鋼柱截面會(huì)因地震力加而幅度增加。根據(jù)抗震規(guī)范提出的“第二水準(zhǔn)烈度體相當(dāng)于現(xiàn)行地震區(qū)劃圖規(guī)定的基本烈度”，在這一烈度下，“結(jié)構(gòu)進(jìn)非彈性工作階段，但非彈性變形或結(jié)構(gòu)體系的損壞控制在可修復(fù)范圍”設(shè)防目的，我們做了量的試算，提出了1/650的極限值，做為試點(diǎn)工程剛度控制值，并在專家討論會(huì)上初步得到認(rèn)可。
　　按照這個(gè)限值進(jìn)行設(shè)計(jì)，示范工程設(shè)計(jì)值：X方向1/699；Y方向1/661。