關(guān)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的學(xué)習(xí)報告（PPT25頁）

1、關(guān)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的學(xué)習(xí)報告青島理工大學(xué) 徐超Contents國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的特征和現(xiàn)狀1鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的知識2鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的知識3一種新型裝配式SPW體系的介紹41、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀和特征鋼結(jié)構(gòu)住宅的主要優(yōu)勢自重輕，可減輕建筑物的重量約30%，可以建設(shè)在地質(zhì)承載力低的地方和地震烈度較高的地區(qū)布置靈活、開間大，使房型豐富，一般的結(jié)構(gòu)使用面積只是建筑面積的70%左右，而鋼結(jié)構(gòu)建筑可達到80%-85%，有效地增加了使用面積與可利用空間；可以工廠化生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率，變“現(xiàn)場建造”為“工廠制造”；施工周期大大縮短，減少濕作業(yè)量，且其節(jié)能指標(biāo)可達50%。美日西歐等發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化

2、發(fā)展歷程的三個階段第一階段是產(chǎn)業(yè)化形成的初期階段，重點是建立工業(yè)化生產(chǎn)體系；第二階段是推進產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展期，重點是提高住宅的質(zhì)量和性能價格比；第三階段是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的成熟期。重點是降低住宅的物耗和對環(huán)境的負荷，發(fā)展資源循環(huán)型住宅1、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀和特征日本鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化特征：（1）政府積極扶持是保證；（2）市場化是住宅產(chǎn)業(yè)化的前提條件；（3）始終堅持構(gòu)配件的標(biāo)準化、模數(shù)化、系列化，對住宅材料、設(shè)備、部品、性能、結(jié)構(gòu)、安全性等方面制定的詳細配套標(biāo)準。（4）住宅產(chǎn)業(yè)集團及行業(yè)協(xié)會是實施的主體。（5）循序漸進、突出重點。1、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀和特征美國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的特征（1）政府的積極

3、支持與引導(dǎo)。（2）制定針對不同收入群體的住房政策。（3）在堅持構(gòu)配件的標(biāo)準化、模數(shù)化、系列化的基礎(chǔ)上，注重住宅的個性化，多樣化發(fā)展，以經(jīng)濟實用為原則向多樣化發(fā)展，注重高新科技在住宅中的應(yīng)用，注重住宅的節(jié)能環(huán)保。（4）重點發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅。發(fā)達國家的實踐己充分證明，利用住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)手段是實現(xiàn)住宅建設(shè)低消耗、低污染，達到資源節(jié)約目標(biāo)的根本途徑。1、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀和特征國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅工程狀況我國鋼結(jié)構(gòu)住宅處于研究試點階段。國內(nèi)最早的鋼結(jié)構(gòu)住宅是在1994年8月建于上海浦東北蔡的8層鋼結(jié)構(gòu)住宅。 1、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀和特征我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化特征四低兩高：工業(yè)化水平低，成套技術(shù)集

4、成度低，勞動力生產(chǎn)率低，住宅綜合質(zhì)量低；資源消耗高，住宅生產(chǎn)造成的污染程度高。鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀分析（1）國家僅僅是鼓勵住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，缺乏強制性的政策文件，缺少資金的有力支持；（2）企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模小，主要是定制生產(chǎn)，沒有形成住宅構(gòu)件、部品的市場供應(yīng)體系；（3）節(jié)電、節(jié)能、節(jié)水等的先進環(huán)保技術(shù)在住宅上的應(yīng)用少，資源浪費嚴重；1、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀和特征（4）沒有統(tǒng)一的標(biāo)準化模數(shù)體制，缺乏完善的鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范體系，住宅構(gòu)件的配套性、通用化程度低，住宅構(gòu)件之間的模數(shù)難以協(xié)調(diào)，住宅部品尚未形成配套系列；（5）住宅建設(shè)仍是粗放型方式，科技貢獻率低（6）沒有形成大的住宅產(chǎn)業(yè)化集團，沒有形成規(guī)模化

5、經(jīng)營；（7）科研投入少，相應(yīng)的技術(shù)人才缺乏。1、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀和特征2、鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的知識鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)點強度的重要意義在強烈地震作用下，對鋼結(jié)構(gòu)框架體系影響最大的是梁柱節(jié)點的破壞。高層鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點應(yīng)滿足強連接弱構(gòu)件的要求，節(jié)點的承載能力應(yīng)不小于構(gòu)件的承載力，否則節(jié)點會先于構(gòu)件發(fā)生破壞，塑性鉸也不會形成，給人的生命財產(chǎn)構(gòu)成了嚴重威脅。梁柱節(jié)點的脆性破壞機理發(fā)生脆性破壞的主要原因是焊接產(chǎn)生的集中應(yīng)力作用。典型的脆性破壞形式為:梁自下翼緣與柱翼緣相交處焊縫出現(xiàn)脆性裂紋，隨著受力的不斷增加，裂紋不斷伸長擴展，最終出現(xiàn)不同的斷裂形式。節(jié)點的脆性破壞主要區(qū)域是梁端。只有避免在梁端發(fā)生裂紋才能有

6、效避免脆性破壞的發(fā)生。加強節(jié)點強度的措施(1)塑性鉸位置外移法；(2)改進扇形切角構(gòu)造；(3)對梁翼緣焊縫襯板進行缺口效應(yīng)處理；(4)將梁腹板焊接在柱上；(5)用高沖擊韌性的焊縫來替代。梁柱節(jié)點的基本類型(1)剛性連接節(jié)點。(2)半剛性連接節(jié)點。(3)鉸接連接節(jié)點。2、鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的知識幾種常用改進型節(jié)點（1）翼緣加蓋板(見圖10)：在梁端上下翼緣加焊鋼板，以達到梁端翼緣局部變厚的效果。2、鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的知識（2）梁端加腋(見圖11)：在梁端部上、下翼緣焊鋼板使梁端局部加高。（3）寬翼緣犬骨式(見圖12)：梁端增加上下翼緣寬度，且在局部進行翼緣截面的削弱。2、鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的知識梁柱節(jié)點設(shè)

7、計（1）全焊節(jié)點梁端彎矩主要由梁翼緣承擔(dān)，梁端剪力則主要由梁腹板承擔(dān)。（2）高強螺栓連接節(jié)點a.摩擦型高強度螺栓。b.承壓型高強度螺栓。（3）栓焊混合連接節(jié)點國外近期關(guān)于的地震破壞的資料表明，定位螺栓聯(lián)合焊接的方式將是高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)工程的首選。這種連接的優(yōu)勢在于不但可以保證節(jié)點屬于剛性連接，同時結(jié)構(gòu)可以承受動力荷載，經(jīng)過反復(fù)加載后節(jié)點承載能力基本沒有降低。2、鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的知識3、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的知識低層住宅（1）輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系；（2）型鋼和輕鋼龍骨結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系。輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系在民用住宅中的應(yīng)用范圍 在住宅應(yīng)用上可分以下幾種形式：（1）純輕鋼龍骨結(jié)構(gòu) 所有構(gòu)件均由輕鋼龍骨構(gòu)成。由龍

8、骨做的梁最大跨度可達9米左右，由龍骨和工程板所制作的樓板跨度可達7米左右。這種體系主要適用于低層住宅，成本較高。 （2）型鋼與輕鋼龍骨結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系 在跨度比較大、集中荷載也比較大的結(jié)構(gòu)中，采用型鋼（或H型鋼）與輕鋼龍骨結(jié)合的體系可以獲得更好的技術(shù)經(jīng)濟效果。這種體系比較適合用于多層住宅。 （3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與輕鋼龍骨結(jié)合體系 從當(dāng)前的市場情況來看，對于輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)作為輔助結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于現(xiàn)有的住宅結(jié)構(gòu)體系之中，有著更多的現(xiàn)實意義。3、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的知識3、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的知識多層和高層鋼結(jié)構(gòu)住宅多層、高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，其豎向承重及水平抗側(cè)主要通過鋼框架柱、鋼支撐、混凝土剪力墻、核心筒來實現(xiàn)，所以

9、大的結(jié)構(gòu)體系可以分為：（1）純鋼框架結(jié)構(gòu)純鋼結(jié)構(gòu)框架屬于單一抗側(cè)力構(gòu)件，抗震效果不理想。（2）鋼框架支撐結(jié)構(gòu)鋼框架支撐結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，縱、橫雙向在一跨或者幾跨框架柱內(nèi)布置豎向鋼支撐。這樣，框架柱、框架梁和支撐共同組成了抵抗水平力的支撐框架體系，并且是一種具有雙重抗側(cè)力能力的結(jié)構(gòu)體系。3、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的知識（3）框架剪力墻結(jié)構(gòu)（4）框架核心筒結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)具有同框架支撐結(jié)構(gòu)一樣的優(yōu)點，形成一個雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，并且適用于更高的建筑，甚至超高層建筑。（5）交錯桁架結(jié)構(gòu)3、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的知識4、一種新型的裝配式SPW體系的介紹SPW體系是對鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系的改

10、進。SPW體系基本構(gòu)成為:鋼框架、預(yù)制混凝土抗側(cè)力墻、預(yù)制混凝土組合樓蓋3個部分。4、一種新型的裝配式SPW體系的介紹SPW體系的特點（1）預(yù)制裝配化SPW體系的三大組成單元均可進行工業(yè)化生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝，具有施工周期短、不受季節(jié)限制、現(xiàn)場濕作業(yè)少等優(yōu)點，有利于實現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準化、制造工業(yè)化、安裝機械化，從而能夠促進建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化。（2）抗側(cè)力墻體可更換化SPW體系是一種雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，在風(fēng)荷載及多遇地震作用下，鋼框架和抗側(cè)力墻體提供結(jié)構(gòu)處于彈性階段的承載力和剛度的需求；在罕遇地震作用下，抗側(cè)力墻體作為第1道防線，通過自身的開裂實現(xiàn)能量耗散，對鋼框架提供保護，其退出工作后，鋼框架仍具有一定的承載能力，且結(jié)構(gòu)體系延性好，可實現(xiàn)兩道設(shè)防，避免在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴重破壞甚至倒塌，同時采用預(yù)制墻體并加以合理的構(gòu)造措施，可以實現(xiàn)抗側(cè)力墻體的災(zāi)后維修和更換。4、一種新型的裝配式SPW體系的介紹（3）抗側(cè)力墻體施工階段零軸力化預(yù)制混凝土抗側(cè)力墻體頂部螺栓孔采用長圓孔構(gòu)造形式，并通過螺栓初擰主體結(jié)構(gòu)施工完畢螺栓終擰的方式，使預(yù)制裝配式抗側(cè)力墻體在施工階段不承擔(dān)軸力，而僅在使用階段承擔(dān)少量的豎向活荷載，從而極大地減小了墻體的軸力，提高墻體