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随着社会经济的发展,钢结构住宅越来越多的跃入人们的视野,人们在追求物质生活的同时也在追求着精神生活。一直以来,别墅是人们心中的一种憧憬,别墅的结构体系由以前的砖混结构步入到钢筋混凝土结构体系,由以前的传统生活进入到现在的高科技生活,真正采用钢结构作为别墅体系的建筑在我国很少,而在国外建筑中钢结构住宅却很普遍。在我国,随着各地旅游业的兴起,别墅度假区成为一道独特的风景线,本文着重研究山区钢结构别墅的建设。主要研究内容包括:
第一:本文选用冷弯薄壁型钢作为房屋的承重结构,继承了钢结构传统的优点,分析这种结构的受力途径及节点连接形式,运用有限元软件对其梁柱半刚性连接进行分析。这种半刚性连接能够增强构件的延性,可运用于抗震设防烈度为高烈度区的房屋建设之中。冷弯薄壁型钢结构的构件自重轻,工厂预制化生产速度快,梁柱连接采用螺栓连接,采用螺栓将墙体维护板件与墙体立柱相连,实现了房屋的全装配化并促进了住宅产业化的发展。本课题对其构件进行受力分析,为以后的房屋提供设计参考及技术指导。
第二:本文以设防烈度为8度的山区为别墅建设场地,对密柱结构体系在高烈度区的周期及位移进行分析研究,通过多种措施减小结构的抗侧位移,并经STS与SAP2000两种软件对比分析,最终得出提高房屋抗侧能力的最优柱截面形式。对比我国规范和北美规范对板件有效宽度的定义及计算公式,考虑到冷弯薄壁钢材的壁厚较薄,我国对其技术研究和实践应用都很少,而北美一些国家对薄壁板件的研究比较成熟,所以设计壁厚小于2mm的冷弯薄壁构件时,应参考北美规范规定的计算公式设计。
第三:钢结构住宅房屋造价一直以来是人们所关心的问题,本文以一山区别墅为例,对其进行基础、钢框架、屋面及墙体维护板材的经济分析,从造价方面的人工机械费、综合费、规费、税金、措施项目费及房屋装修等综合经济效益上考虑,得出钢密柱结构住宅体系的最优成本造价。根据与不同结构体系的房屋进行含钢量的对比,发现这种体系的优越之处。这种房屋住宅结构体系为促进我国住宅产业化发展提供了有利的保障。