高层住宅钢结构设计浅析

随着我国建筑用钢质量及产量的提高，钢结构建筑得到迅速发展，高层钢结构住宅越来越多。现就高层钢结构住宅设计中涉及的主要问题谈几点认识。 一、高层钢结构钢材选用 1、钢材 钢材指标包括力学指标及化学指标。其中力学指标包括屈服强度，抗拉强度，伸长率，冷弯性能，冲击韧性等。化学指标指碳、锰等化学元素含量。钢材选用时应分析其力学指标及化学指标。高层钢结构中常用Q235B、C、D及Q345B、C、D等。截面选用时，柱常用箱形柱、H型柱，梁宜选用热轧H型钢。 2、连接材料 （1）、焊缝Q235钢采用E43焊条，Q345钢采用E50焊条。焊缝等级常采用二级。 （2）、高强螺栓高强螺栓分为摩擦型及承压型高强螺栓。抗震设计时应采用摩擦型。高强螺栓常用8.8级和10.9级（抗拉强度及屈强比），采用摩擦型螺栓时须对其所连接的钢构件进行除锈喷砂处理，增强摩擦。 （3）、园柱头焊钉园柱头焊钉是作为钢构件与砼构件间的抗剪连接件，常用型号φ16、19、22等。 二、结构体系 高层钢结构住宅常用框架结构，当设少量支撑时，可按计算设计支撑，但结构体系宜仍按框架体系考虑，否则须满足框架——支撑体系的要求。纵横框架梁柱刚接，且纵横两个方向宜贯通。抗震设计时应保证梁先于柱屈服 三、节点构造 1、钢柱与基础连接,高层钢结构与地下室砼结构间宜设钢骨砼过渡层。这可以增大地下室层的刚度。钢柱与基础间常用埋入式柱脚。地下室柱采用钢骨砼柱，钢骨与砼间加设栓钉。地下室梁可采用普通砼梁。宜采用宽梁，避免钢筋过密（钢筋遇钢柱时应予留孔）。 2、梁柱节点梁翼缘与柱应采用全熔透焊，梁腹板与柱宜采用摩擦型高强螺栓。悬臂梁与柱应采用全焊接。在节点处应在梁翼缘的对应位置设置柱的横向加劲肋。当柱采用箱型柱时，内加劲肋常采用熔嘴渣焊。 3、梁梁连接主梁与主梁应采用刚性连接，翼缘为全熔透焊，腹板可用高强螺栓连接。在抗震设计时，主梁的塑性区段（距柱轴线1/8～1/10梁跨）可能出现塑性铰应设置水平隅撑。次梁与主梁宜采用铰连接。 4、钢梁与砼板连接为保证板与钢梁共同工作，通常在钢梁上翼缘焊栓钉。栓钉常用[φ16@300]，焊接时配置焊接瓷环。 5、钢结构与外墙连接外墙常采用予制外墙板（200厚）或加气砼砌块（200厚）。外墙采用外墙板时，在梁上、下翼缘焊角钢，角钢与墙板用螺栓连接。采用加气砼砌块时，通常将楼板外挑200（出梁翼缘）并设圈梁，砌体与圈梁拉结。砌体与钢柱采用拉结筋拉结（φ6@500），拉结筋与钢柱焊接。 四、钢结构除锈及防火 1、除锈钢材表面处理直接影响整个涂装质量。高层钢结构宜采用机械除锈，等级常用SA2 1/2级。 2、防火钢结构耐火性差。温度升至500~700 时钢构件基本失去承载力，因此要作好防火处理。一般高层住宅钢结构耐火等级不低于二级。各构件耐火等级应提出要求.