结论
本文以邯郸市某高层住宅为原型,根据不同的框架柱截面、不同的支撑布置形式建立了八种不同的钢框架-支撑结构模型,并进行了结构计算与分析,得出结论如下:
1、高层住宅中采用钢框架-支撑结构是可行的,能满足建筑要求和结构设计要求。为便于采光及通风,我国高层住宅中一般 X 方向(南北两侧)开窗面积大于Y 向,X 向支撑布置少于 Y 向,使 X 方向的刚度弱于 Y 方向,从而导致 X 方向周期长、层间位移角大、支撑承担的倾覆力矩小。
2、以刚度比为指标时,由工字钢柱变为箱形截面柱时,最大刚度比差值平均增加了 3.65%;由小支撑布置变为大支撑布置时,最大刚度比差值平均增加了5.82%;由人字支撑变为十字支撑布置时,最大刚度比差值平均增加了 4.89%,故应采用工字钢柱小人字支撑的布置形式,即应优先选择方案一。
3、以层间位移和最大层间位移角为指标时,由工字钢柱变为箱形截面柱,最大位移平均可减小 1.70%;由小支撑布置变为大支撑布置,最大位移平均增加了2.22%;由人字支撑变为十字支撑布置时,最大位移平均减小了 1.76%,故应采用箱形截面小十字支撑的布置形式,即应优先选择方案七。
4、以支撑承担倾覆力矩所占百分比为指标时,由工字钢柱变为箱形截面柱,支撑承担倾覆力矩所占百分比平均减小了 0.81%;由小支撑布置变为大支撑布置,支撑承担倾覆力矩所占百分比平均减小了 8.45%;由人字支撑变为十字支撑布置时,支撑承担倾覆力矩所占百分比平均增加了 8.18%,故应采用箱形截面大人字支撑的布置形式,即应优先选择方案六。
5、以单位面积用钢量为指标时,由工字钢柱变为箱形截面柱时,单位面积用钢量平均增加了 6.22%;由小支撑布置变为大支撑布置时,单位面积用钢量平均增加了 4.63%;由人字支撑变为十字支撑布置时,单位面积用钢量平均增加了 3.41%,故应采用工字钢柱小人字支撑的布置形式,即应优先选择方案一。
6、钢框架-支撑结构的装配率很容易达到 50%,可评为装配式建筑,且预制竖向构件的比例大于 35%,可进行装配式建筑等级评价。在围护墙和内隔墙、装修和设备管线两项中稍做处理就很容易评为更高级别的装配式建筑。因此,高层住宅做装配式建筑时,主体结构可优先考虑采用钢框架-支撑结构。
参考文献(略)