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钢结构住宅技术与经济性分析

作　者: 孔德超
导　师: 王彦明；侯和涛
学　校: 山东大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢结构住宅混凝土框架钢框架结构钢结构安装钢结构体系建筑钢结构型钢框架结构钢材构件连接剪力墙结构体系用钢量偏心支撑硅钙板混凝土筒抗震设防耗能梁段经济性分析多高层住宅李国强梁柱连接
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

钢结构具有施工速度快、工业化程度高、综合技术经济指标好、抗震性能优越等特点,把钢结构用于住宅建筑,具有得天独厚的技术优势,也符合我国未来钢铁产业和房地产业的发展规划和产业政策。目前我国已经兴建了一批低层、多层和高层钢结构住宅,但是钢结构的综合技术经济效益还有待于进一步研究和实践。本文分别介绍了目前钢结构低层、多高层住宅采用的几种典型的结构体系,总结了各结构体系的受力特点及应用。利用目前常用的结构设计软件ETABS、SAP和PKPM,选择典型的住宅工程实例,进行如下对比分析研究：(1)对低层钢结构住宅无比钢结构体系与H型钢框架结构体系的经济性对比分析,结果表明：墙体(板)造价对低层钢结构住宅的造价影响较大。H型钢框架结构体系的综合经济效益优于无比钢结构体系。建议采用H型钢框架结构体系和硅钙板墙板加C型钢龙骨体系。(2)对多层钢结构住宅,分别进行了纯钢框架结构体系与钢框架—支撑结构体系之间的对比分析,以及钢框架—支撑结构与混凝土框架—支撑结构之间的对比分析。分析了6层钢结构住宅的结构性能,结果表明：钢框架—支撑结构体系的抗震性能较好。后者分析了在8度(0.2g)抗震设防要求下,钢框架—支撑结构体系与混凝土框架—支撑结构体系的结构性能和综合经济效益,结果表明：两者结构性能均满足规范要求；钢结构的材料成本高于混凝土结构,但是钢结构的综合经济效益优于混凝土结构。(3)对高层钢结构住宅,进行分别进行了钢框架—混凝土筒结构方案优化设计以及钢框架—混凝土筒结构与混凝土剪力墙结构体系的对比分析。优化设计结果表明：合理柱网布置对单位用钢量具有显著影响；钢骨混凝土剪力墙的工程实际应用还需要进一步理论和实践上的完善。后者的对比分析表明：高层钢结构的材料成本略高于混凝土结构。但是钢结构的综合经济效益优于混凝土结构。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
第1章绪论  10-28
  1.1 研究背景  10-18
    1.1.1 住宅产业化和钢结构住宅  10-11
    1.1.2 时代背景  11-12
    1.1.3 发展建筑钢结构产业的必要性和迫切性  12-14
    1.1.4 钢结构住宅的发展契机和发展瓶颈  14-18
  1.2 国内外钢结构住宅的发展与研究现状  18-26
    1.2.1 国外钢结构住宅体系的发展  18-20
    1.2.2 国内钢结构住宅结构体系的研究和发展  20-25
    1.2.3 国内钢结构住宅经济性的研究  25-26
  1.3 研究的主要内容  26-28
第2章钢结构住宅体系  28-54
  2.1 钢结构材料与构件  28-30
    2.1.1 钢结构住宅用钢材的基本要求  28-29
    2.1.2 钢结构住宅用钢类型  29-30
  2.2 钢结构住宅建筑体系  30-35
    2.2.1 钢结构住宅平立面布置  30
    2.2.2 钢结构住宅的墙体(板)  30-33
    2.2.3 钢结构住宅的楼(屋)盖体系  33-35
  2.3 钢结构住宅常用结构体系  35-48
    2.3.1 轻钢结构住宅体系  35-37
    2.3.2 纯钢框架结构体系  37-39
    2.3.3 框架一支撑结构体系  39-43
    2.3.4 钢框架一剪力墙体系  43-44
    2.3.5 钢框架一核心筒体系  44-46
    2.3.6 交错桁架结构体系  46-48
  2.4 钢结构住宅的防腐和防火  48-51
    2.4.1 钢结构住宅的防腐  48-50
    2.4.2 钢结构住宅的防火  50-51
  2.5 结构体系优选的影响因素  51-54
第3章低层钢住宅建筑结构优化设计  54-64
  3.1 无比钢结构设计方法简述  54-56
  3.2 低层钢结构住宅建筑结构方案  56-62
    3.2.1 工程概况  56-57
    3.2.2 结构方案确定  57-59
    3.2.3 经济性比较  59-62
    3.2.4 综合造价比较  62
  3.3 本章小结  62-64
第4章多层钢结构住宅建筑结构优化设计  64-90
  4.1 多层钢结构住宅分析设计方法简述  64-66
  4.2 基本计算模型及方案设计  66-68
    4.2.1 建筑体系  66-67
    4.2.2 荷载条件  67-68
    4.2.3 其它  68
  4.3 6层钢结构住宅结构体系  68-72
    4.3.1 主要构件规格  68-72
    4.3.2 结构体系  72
  4.4 4种6层钢结构方案在不同地震工况下的比较  72-80
    4.4.1 7度区(0.1g)  72-75
    4.4.2 8度区(0.2g)  75-78
    4.4.3 小结  78-80
  4.5 6层八度抗震作用下钢结构住宅与混凝土结构住宅比较分析  80-87
    4.5.1 结构体系与主要构件规格  80-81
    4.5.2 8度区(0.2g)钢结构与混凝土结构结构性能的对比  81-83
    4.5.3 8度区(0.2g)钢结构与混凝土结构经济性能对比  83-86
    4.5.4 小结  86-87
  4.6 本章小结  87-90
第5章高层钢结构住宅建筑结构优化设计  90-106
  5.1 高层钢结构住宅结构方案优化(一)  90-98
    5.1.1 工程概况  90-94
    5.1.2 结构方案优化  94-97
    5.1.3 经济性比较  97-98
    5.1.4 小结  98
  5.2 高层钢结构住宅结构优化设计(二)  98-104
    5.2.1 工程概况  98-100
    5.2.2 方案结构性能比较  100-101
    5.2.3 方案经济性能比较  101-103
    5.2.4 小结  103-104
  5.3 本章小结  104-106
第6章结论和展望  106-108
  6.1 结论  106
  6.2 展望  106-108
参考文献  108-116
致谢  116-118
发表论文和参与科研情况  118-119
学位论文评阅及答辩情祝表  119

钢结构住宅技术与经济性分析

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