鋼結構住宅的案例
林樹枝：裝配式建筑的未來——鋼結構大發(fā)展
結構構件勻質(zhì)性好，使各構件受力均勻合理，確保結構的安全可靠。結構斷面明顯減小，減輕了結構自重，有利于結構抗震，節(jié)省地基基礎成本。
提高建筑使用空間。總建筑面積和建筑總高度不變，由于減小了構件尺寸，而增大了使用面積。
縮短施工周期。機械化施工，可以大大縮短施工周期。地下室可用逆作法施工，可進一步縮短工期。
鋼結構建筑的建造效率還有提升空間：
盡量采用鋼框架-支撐體系作為鋼結構建筑的主導抗側(cè)力體系，抗側(cè)剛度由支撐提供，采用這樣的體系，要比鋼框架-鋼筋砼筒體、鋼框架-鋼筋砼剪力墻體系的裝配效率高很多。
為提高構件加工效率，應盡可能采用軋制型鋼以及成品型材，以減少使用焊接型鋼。
為了提高裝配效率，應盡可能采用現(xiàn)場全螺栓連接，千方百計減少現(xiàn)場焊接的工作量。
構件設計要標準化，以減少構件的品種和規(guī)格，降低制作和安裝的成本。
普通鋼結構住宅--鋼結構推廣應用的瓶頸
普通鋼結構住宅就存在較多問題，鋼結構本身并沒有任何技術難點，問題出在鋼結構住宅的其他配套技術不完善，鋼結構與外圍護系統(tǒng)、管線設備系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)等的匹配方面，仍有較多問題需要解決，鋼結構住宅在國內(nèi)無法迅速推廣的原因是，外圍護系統(tǒng)、管線設備系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)等沒有統(tǒng)一的規(guī)范、標準，企業(yè)的標準體系也各不相同。
鋼結構住宅并非用鋼材代替混凝土作為受力結構體系如此簡單，開發(fā)鋼結構住宅所面臨的主要問題在于，采用怎樣的材料和體系（包括樓板、墻體、廚衛(wèi)等），才能與鋼結構住宅相配套，從而用戶在使用時不會出現(xiàn)問題。鋼結構住宅設計和施工技術已經(jīng)較為成熟和完善，但樓板、墻板等的配套體系仍存在諸多問題尚未解決。
展開 ８月杭州，第七屆全國鋼結構工程技術交流會，定不負期待！
優(yōu)秀論文頒獎；
下午 參觀波形鋼板組合結構體系試驗樓（裝配式鋼結構住宅項目）、中國動漫博物館重大鋼結構項目
二、評選優(yōu)秀論文
會議論文集將以《施工技術》2018年增刊的形式公開出版，有主管部門批準的正式刊號。
裝配式鋼結構+BIM技術在高層住宅中的應用（多圖詳解）
項目概況
該項目位于深圳市南山區(qū)，由住宅、公寓、還遷住宅、養(yǎng)老酒店等8棟高層建筑組成，占地6.7萬平方米，計容建面33.7萬平方米。
▲ 地塊總體規(guī)劃示意圖
根據(jù)建筑使用性能、平立面的規(guī)整性與建筑高度，本案選取8棟建筑中具有代表性的4號建筑進行研究。其結構高度179.6m，結構高寬比10.1，地上55層，層高3.1m(避難層4.0m)。平面尺寸投影尺寸23.1m×42.1m，其中標準層面積約710㎡，每層6戶(3種戶型)，地上總面積約4萬㎡。
深圳南山區(qū)抗震設防烈度7度(0.1g)，設計地震分組為第一組，場地類別Ⅱ類，場地特征周期Tg=0.35s。10年一遇風荷載0.45kN/㎡，50年一遇風荷載0.75kN/㎡，100年一遇風荷載0.9kN/㎡。
▼ 注：本文圖片較大，可雙擊圖片，放大后查看。
▲ 4號建筑平面圖
▲ 4號建筑立面圖
結構體系
由于本項目結構高寬比達到10.1，且水平風荷載大，導致結構設計難度很大。針對這類高層住宅建筑，傳統(tǒng)做法是采用混凝土結構，通過增大構件截面、設置剪力墻等方法來增加結構剛度，以滿足結構安全性與舒適性的需求。但是傳統(tǒng)做法對建筑品質(zhì)有較大影響，且施工工期較長，無法實現(xiàn)建筑工業(yè)化的目標。
為解決以上難點，同濟設計團隊突破傳統(tǒng)設計方法的限制，采用裝配式鋼結構進行設計，以滿足業(yè)主高標準的要求。
鋼結構方案的結構體系構成：CFT柱型鋼框架+支撐+黏滯阻尼墻。支撐布置于公共交通區(qū)域與建筑隔墻的位置，黏滯阻尼墻布置于結構的中上部，共72片。
▲ 鋼結構方案結構體系組成
▲ 鋼結構方案結構平面布置
▲ 黏滯阻尼墻構造圖
▲ 某項目黏滯阻尼墻安裝示意圖
采用鋼結構設計的優(yōu)點
相比于傳統(tǒng)混凝土結構，本項目采用鋼結構體系具有多個方面的優(yōu)勢。
展開 裝配式鋼結構桁架梁承載力性能研究
為滿足城鎮(zhèn)化進程快速的要求，住宅產(chǎn)業(yè)化是一條切實可行的道路。2016年，全國共生產(chǎn)粗鋼8.23億噸，我國粗鋼產(chǎn)量已占世界鋼產(chǎn)量的50.26%。在經(jīng)濟減速、增長結構變化，主要用鋼行業(yè)需求放緩的情況下，鋼產(chǎn)量居高不下，抑制了鋼材價格。在鋼材產(chǎn)量上升、價格下降，國家倡導建設新型城鎮(zhèn)化的背景下，裝配式鋼結構住宅必將得到迅速發(fā)展。
一、有限元模型
第一，幾何模型。為了對比不同跨度下、不同弦桿尺寸下鋼桁架梁的受力性能，我們分別建立3300毫米、3600毫米、3900毫米、4060毫米、4200毫米5種跨度下的鋼桁架梁，鋼桁架梁均采用Q235鋼材，有限元模型采用solid187實體單元。
第二，材料本構模型。應力應變關系采用三折線模型來模擬，它可以模擬多線性隨動強化效應，考慮包辛格效應，模型分析采用Mises屈服準則及相關流動準則。
第三，網(wǎng)格劃分。本鋼桁架梁模型的主體部分桿件多、形狀不規(guī)則，采用solid187四面實體單元，它是高階3維10節(jié)點固體結構單元，在二次位移模式下可以更好地模擬不規(guī)則桁架梁。選擇合理網(wǎng)格密度進行自由網(wǎng)格劃分；為防止過渡部分單元畸形，彈性墊塊同樣選用自由網(wǎng)格，劃分為四面體單元，以實現(xiàn)計算效率和精度的平衡。
第四，邊界條件。桁架梁兩端柱座底下分別添加剛性墊塊，為了模擬梁兩端柱座底下的鉸接支座，對剛性墊塊進行鉸接線約束，對墊塊底部面中軸線上所有節(jié)點的x、y、z 方向平動自由度進行約束。
第五，加載制度。
展開 
盤點中國最具代表性的裝配式建筑
寶業(yè)中心借助BIM技術貫穿設計、生產(chǎn)、施工、運維，其地下空間圍護體系采用疊合剪力墻裝配式結構。并綜合應用諸多綠色、智能化技術，形成了裝配化、綠色化、智能化典型示范項目。
3.深圳裕璟幸福家園
裕璟幸福家園位于坪山新區(qū)坪山街道田頭社區(qū)上圍路南側(cè)，該項目建筑面積6.5萬平米，造價1.97億元，項目預制率約50%，裝配率在70%以上。
該項目以BIM為高效工具，以智能建造平臺為保障手段，創(chuàng)新推行以“研發(fā)+設計+采購+制造+管理”的裝配式建筑REMPC管理模式。是深圳市質(zhì)量最好的保障房，也是深圳市首個裝配整體式剪力墻結構高層建筑，還是深圳市預制剪力墻結構體系預制率及裝配率最高的項目。
4.長春一汽技術中心乘用車所——全裝配式立體預制停車樓
長春一汽技術中心乘用車所建設項目停車樓，位于長春市汽車產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，總建筑面積約7.9萬㎡，共7層，地下部分為現(xiàn)澆結構，地上部分采用預制裝配式大跨雙T板-剪力墻結構體系，該樓裝配率達90%以上，為全國首例預制裝配式立體停車樓。
5.北京成壽寺鋼結構住宅項目
北京成壽寺鋼結構住宅項目位于北京市豐臺區(qū)方莊南路18號院項目工地，項目總建筑面積3.17萬平方米，其中地上建筑面積2.01萬平方米，地下建筑面積為1.16萬平方米，綠地率達30%。
該項目采用裝配化全鋼結構，所有鋼柱、鋼梁及鋼筋桁架樓承板均為工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配化安裝，比傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結構縮短工期50%以上，是北京首例裝配式鋼結構住宅項目。
6.山東建筑大學綜合教學實驗樓
山東建筑大學教學實驗綜合樓項目位于山東建筑大學新校區(qū)內(nèi)信息樓南側(cè)，緊鄰雪山東麓，規(guī)劃建筑面積11936平方米，為我國首個裝配式鋼結構+被動式超低能耗建筑。
展開 2018年3D打印6大作品：從汽車零件到鋼橋和住宅
而今年，建筑師還進行了許多新嘗試，推動了3D打印的藝術極限，比如今年出現(xiàn)了第一座3D打印鋼橋還有3D打印住宅。
以下是3D打印領域2018年出現(xiàn)的杰出成就和創(chuàng)作：
3D打印鋼橋
世界上第一座3D打印鋼橋今年在荷蘭設計周上亮相，設計公司MX3D表示，該人行天橋?qū)⒂诿髂暝诎⒛匪固氐ぐ惭b。雖然整個項目耗時近四年，但該公司表示，天橋的制作生產(chǎn)過程現(xiàn)在可以在六個月內(nèi)完成。
這座長40英尺（12米）的橋梁最初設計是在現(xiàn)場建造，然后在水面上打印，但之后考慮到后勤和環(huán)境問題而改變了原定計劃。相反，公司想到用機器人手臂和焊接機器在一個車間創(chuàng)建了這座橋，之后只要安裝到位就可以使用。
由于施工方法新穎，以前沒有在任何這樣的大型項目運用3D技術，MX3D公司與阿姆斯特丹官員合作還制定了新的安全標準，并與包括英國的阿蘭圖靈研究所（Alan Turing Institute）在內(nèi)的合作伙伴協(xié)調(diào)，為天橋配備了一個傳感器網(wǎng)絡。
MX3D公司表示，一旦到位，這個裝置能夠收集“橋梁交通、結構完整性以及周圍社區(qū)和環(huán)境”的數(shù)據(jù)，其中的信息將被用作“橋梁的‘數(shù)字雙胞胎’的輸入”，將進行監(jiān)控以檢測任何安全問題。橋梁底部的鋼甲板還會提供額外的穩(wěn)定性。這些數(shù)據(jù)也有助于將來設計類似的橋梁。
3D打印住宅
今年在3D打印領域出現(xiàn)了一些令人印象深刻的新應用。創(chuàng)業(yè)公司Icon在3月稱，它可以在12到24小時內(nèi)用3D打印技術建造一個650平方英尺（60平方米）的房子。第一間使用Icon技術制造的住宅位于德克薩斯州奧斯汀。
10月，該創(chuàng)業(yè)公司宣布了其將投入900萬美元的資金，來擴大3D打印項目。
展開 關于2020年度全國裝配式建筑發(fā)展情況的通報
03
不同結構類型發(fā)展情況
從結構形式看，新開工裝配式混凝土結構建筑4.3億㎡，較2019年增長59.3%，占新開工裝配式建筑的比例為68.3%；裝配式鋼結構建筑1.9億㎡，較2019年增長46%，占新開工裝配式建筑的比例為30.2%。其中，新開工裝配式鋼結構住宅1206萬㎡，較2019年增長33%。裝配式鋼結構集成模塊建筑得到快速推廣，為新冠肺炎疫情防控發(fā)揮了重要作用。
04
產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況
隨著政策驅(qū)動和市場內(nèi)生動力的增強，裝配式建筑相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。截至2020年，全國共創(chuàng)建國家級裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地328個，省級產(chǎn)業(yè)基地908個。在裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈中，構件生產(chǎn)、裝配化裝修成為新的亮點。其中，構件生產(chǎn)產(chǎn)能和產(chǎn)能利用率進一步提高，全年裝配化裝修面積較2019年增長58.7%。
目前，針對各地普遍反映的標準化程度不高制約了裝配式建筑發(fā)展的突出問題，我司正組織編制《裝配式住宅設計選型標準》《裝配式混凝土結構住宅主要構件尺寸指南》《住宅裝配化裝修主要部品部件尺寸指南》，結合2020年發(fā)布的《鋼結構住宅主要構件尺寸指南》，構建“1+3”標準化設計和生產(chǎn)體系，引導生產(chǎn)企業(yè)與設計單位、施工單位就構件和部品部件的常用尺寸進行協(xié)調(diào)統(tǒng)一，發(fā)揮標準化引領作用，提高裝配式建筑設計、生產(chǎn)、施工效率，進一步推動全產(chǎn)鏈協(xié)同發(fā)展。
展開 一套6層框架結構住宅樓畢業(yè)設計計算書及設計圖紙
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來源：豆丁施工
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正文如下：
【鋼結構原理】五種鋼結構失穩(wěn)模式
05-殼屈曲（Shell Buckling)
殼體屈曲是指薄而彎曲的結構（殼體），如圓柱形、球形或錐形（例如儲罐、筒倉、管道）在受到壓力或側(cè)向載荷時失去穩(wěn)定性的現(xiàn)象。
當這些載荷導致殼體發(fā)生變形，從而降低其繼續(xù)承受載荷的能力時，可能會導致顯著的變形甚至坍塌。
導致殼體屈曲的內(nèi)力可以是：軸向壓力/環(huán)向壓力/剪力。
殼體屈曲承載力受以下因素的影響：殼體厚度/殼體形狀/邊界條件/初始缺陷/材料特性等。
06-對比表
既然每種失效類型都已定義并概述了其特征，下面的表中總結了它們之間的主要區(qū)別。該表提供了一個簡明的概覽，突出了每種失效模式的主要受影響結構元素、導致失效的主要載荷條件、產(chǎn)生的變形以及決定該模式的關鍵因素
07-總結
在結構設計中，可能會出現(xiàn)幾種常見的穩(wěn)定性問題，尤其是在設計過程中未充分考慮的情況下。本文概述了五種此類屈曲問題。本文旨在幫助您了解這些問題的根本原因、行為及其影響的結構元素。這些知識將使您能夠識別和區(qū)分這些穩(wěn)定性問題，為您在分析中整合這些問題并設計出具有彈性和安全性的結構奠定堅實的基礎。
展開 鋼結構連接、鋼結構強度穩(wěn)定性、鋼筋支架、格構柱計算
◆鋼結構連接計算
一、連接件類別
不焊透的對接焊縫
二、計算公式
1．在通過焊縫形心的拉力，壓力或剪力作用下的焊縫強度按下式計算：
2．在其它力或各種綜合力作用下，σf，τf共同作用處。
式中 N──-構件軸心拉力或軸心壓力，取 N＝100N；
lw──對接焊縫或角焊縫的計算長度，取lw=50mm；
γ─-作用力與焊縫方向的角度 γ=45度；
σf──按焊縫有效截面(helw)計算，垂直于焊縫長度方向的應力；
hf──較小焊腳尺寸，取 hf=30mm；
βt──正面角焊縫的強度設計值增大系數(shù)；取1；
τf──按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應力；
Ffw──角焊縫的強度設計值。
α──斜角角焊縫兩焊腳邊的夾角或V形坡口角度；取 α=100度。
s ──坡口根部至焊縫表面的最短距離，取 s=12mm；
he──角焊縫的有效厚度，由于坡口類型為V形坡口，所以取 he=s=12.000mm.
三、計算結果
1. 正應力：
σf=N×sin(γ)/(lw×he)=100×sin(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；
2. 剪應力：
τf=N×cos(γ)/(lw×he)=100×cos(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；
3. 綜合應力：
[(σf/βt)2+τf2]1/2=0.167N/mm2；
結論:計算得出的綜合應力0.167N/mm2≤對接焊縫的強度設計值ftw=10.000N/mm2，滿足要求！
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多點輸入鋼框架結構動力彈塑性時程分析——結構模型案例 ￥400
針對罕遇地震作用,本文采用位移輸入模式，對超長鋼框架結構建立有限元計算模型，分別采用一致激勵輸入和多點激勵輸入方法，進行動力彈塑性時程分析。通過數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，在超長結構中采用多點激勵輸入計算結構在罕遇地震作用下的響應更合理。
在模型X向采用南北向的EL-centro波，為提高計算效率，對時程曲線的時間步長縮短一倍，即采用時間間隔為0.01s，整體時間縮短一倍，由53.48s縮短為26.74s。由于EL-centro波記錄的是加速度時程，因此需要進行兩次積分轉(zhuǎn)換為位移時程，對采用的加速度時程曲線進行第一次積分得到速度時程，再進行第二次積分得到位移時程。擬設定7度0.15g區(qū)在罕遇地震作用下，參考規(guī)范的峰值加速度取值為310cm/s2。
壓縮包提供了兩個分析模型，一致激勵輸入和多點激勵輸入用于對比分析。
展開 【鋼構欣賞】15座國內(nèi)創(chuàng)意鋼結構建筑
12.北京怡亨酒店
北京怡亨酒店坐落于芳草地通透玻璃鋼艙體大樓中，這座擁有100間客房及套房的設計精品酒店，從客人踏入其風格明顯的酒店大堂開始便可以看到藝術家薩爾瓦多·達利，安迪·沃霍爾，曾梵志和陳文令的原創(chuàng)作品。時髦新奇的設計理念貫穿于整個酒店和客房，演繹全新層次的舒適和奢華：壯觀的玻璃結構設計突出了絕佳的城市景觀并提供了獨特的氣候控溫環(huán)境，這個設計使豪華客房、豪華露臺房以及豪華泳池套房保持全年365天處于夏季氣候，這樣的特色在中國絕無僅有。
13.西雙版納避寒皇冠假日度假酒店
西雙版納避寒皇冠假日度假酒店掩映于廣袤的熱帶雨林中，位于傣王宮舊址，碧水環(huán)繞，猶如一只美麗的孔雀亭立于云南之南——西雙版納景洪市郊。酒店內(nèi)外處處洋溢著濃郁的民族風情，居停之所雅致而不失奢華，盡顯傣家王族風范，完美演繹綠色花園式國際旅游度假酒店的風采。
14.大王山度假村和冰雪世界
在建的大王山度假村和冰雪世界無疑將吸引一大票年輕冬季運動愛好者來到中國。該滑雪樂園靠近湖南長沙，設計由奧地利“Coophimmelb(l)au”建筑事務所負責，將設有室內(nèi)滑雪場，水上樂園和冰雪樂園娛樂設施。在一個水泥采礦采石坑和湖泊上建立，中心則是一個尚未命名的擁有270個套間的五星級酒店，其60間行政套房及6個總統(tǒng)套房都有著令人印象深刻的風景，看得到同曦湖，大王山等周遭景點。
15.三亞海棠灣天房洲際度假酒店
地處國家海岸海棠灣，坐擁碧海幼沙，綿延椰林。酒店占地15萬平方米，設計主張清逸的現(xiàn)代海島風情，3,000平方米開放式大堂，將南海景致一覽無遺。291套客房配置卓越，精心雕琢的觀景角度完美聆海聽濤。7間餐廳與酒吧專供創(chuàng)意美食，國內(nèi)首創(chuàng)海洋餐廳，咫尺探尋海底神秘。
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