文献综述:

一、建筑结构的特点

类型优缺点：

钢结构作为一种建筑类型， 以其组织结构均匀、强度高、良好 的塑性、韧性及密封性而被广泛 采用。随着我国工业的快速发展， 更多的大跨度场馆、高层建筑、构 筑物、中小型建筑均采用钢结构。 但是该结构还存在着缺陷和隐患，在采用钢结构时，要时刻警惕，并应采取相应的措施。

一、钢结构的优点

1、重量轻。钢结构的容重虽 然较大，但与其它建筑材料相比 强度却高很多，因而当承受的荷 载和条件相同时，钢结构要比其 它结构轻，便于运输和安装，并可 跨越更大的跨度。

2、塑性和韧性好。塑性好，使 钢结构一般不会因为偶然超载或 局部超载而突然断裂破坏。韧性 好，则使钢结构对动力荷载的适 应性较强。钢材的这些性能对钢 结构的安全可靠提供了充分的保 证。

3、更接近于匀质和各向同性 体。钢材的内部组织比较均匀，非 常接近匀质和各向同性体，在一 定的应力幅度内几乎是完全弹性 的。这些性能和力学计算中的假 定比较符合，所以钢结构的计算 结果较符合实际的受力情况。

4、制造简便，易于采用工业 化生产，施工安装周期短。钢结构 由各种型材组成，制作简便。大量 的钢结构都在专业化的金属结构 制造厂中制造，精确度高。制成的 构件运到现场拼装，采用螺栓连 接，且结构轻，故施工方便，施工 周期短。已建成的钢结构也易于

拆卸、加固或改造。

此外，钢结构气密性和水密 性较好，其延性比钢筋混凝土好， 抗震效果较好。钢材可以回收，建 造和拆除时对环境污染较少。

二、钢结构的缺点

1、易失稳。钢结构的失稳分 两类：整体失稳和局部失稳。整体 失稳大多数是由局部失稳造成 的，当受压部位或受弯部位的长 细比超过允许值时，会失去稳定。 它受很多客观因素影响，如荷载 变化、钢材的初始缺陷、支承情况 的不同等。

2、易腐蚀。普通钢材的抗腐 蚀性能较差，尤其是处于湿度较 大、有侵蚀性介质的环境中，会较 快地生锈腐蚀，削弱了构件的承 载力。例如转炉车间的钢屋架，平 均腐蚀速度为每年0.1—0.16mm。 我国在一次钢筋混凝土屋架、木 屋架、钢木屋架和钢屋架等的事 故统计中发现，钢屋架出现倒塌 事故占38.62％，由于腐蚀并缺乏 维修的原因占比重很大。

3、耐温性能差。钢材的耐温 性较差，其许多性能随温度升降 而变化，当温度达到430—540℃ 之间时，钢材的屈服点、抗拉强度 和弹性模量将急剧下降，失去承 载能力。

从钢结构应用范围看，我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。其实，我国钢结构住宅很晚，只是改革开放后，从国外引进一些低层和多层钢住结构宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。
随着钢结构建筑的遍地开花,我国各地分别建起了钢结构的标志性建筑,如,世界第三高度421米的上海金茂大厦，具有国际领先水平，高度279米的深圳赛格大厦，跨度1490米的润扬长江大桥，跨度550米的上海卢浦大桥，345米高的跨长江输电铁塔，以及首都国际机场，鸟巢国家体育中心，首钢钢结构厂房建筑等等许多彩钢结构体系的重要工程，标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。
发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。住宅产业化是我国住宅发展的必由之路，这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于工业化生产，标准化制作，与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。
钢结构建筑材料有绿色优势：混凝土结构材料50年后就会成为建筑垃圾，钢结构却可以被回收利用，再加上重量比合理、抗震性能好、可焊接、可密闭等优点，发展钢结构是必由之路。其实，在”低碳“一词尚未出现时，中国就已经开始使用Q235、 Q345钢材了，它们都属于低碳钢的范畴。
现行国家政策下钢材产量的优势：在上世纪80年代之前，中国产钢量小，国家提倡“少用”钢。在上世纪80年代之后，我国钢铁产量大增，国家提倡“合理用钢”。上世纪90年代，我国钢铁产量居世界首位。但由于我国炼钢技术落后，炼不出好钢，导致钢出口低迷。为此，国家开始推广、支持用钢，并成立了联合用钢小组。建筑行业用钢量大，近年来我国建筑行业一直蓬勃发展，这在一定程度上推动了钢结构行业向前发展。
进口尴尬现状下的战略储备：我国铁矿石多为贫矿，只能从澳大利亚大量进口铁矿石。为了减小进口压力，中国逐步实施了钢材储备战略，将钢材变为现实建筑。其中，钢结构建筑因具有高回收率而备受青睐。
人工制造成本低：对于大型建筑而言，钢结构无疑是最佳选择，而高低层建筑有钢结构与混凝土结构两种选择。然而，随着新一代青年农民工宁愿选择低薪、更体面的工作观念的改变和国家对农民工工资清欠问题的重视，出现了农民工工资当天结算、支付现金的现象，混凝土建筑人工成本不断提高。在这种情况下，技术含量低、操作简易的钢结构对人工的要求要低很多，成本也低。
随着钢结构建筑的发展，钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，同时，钢结构行业建筑规范、建筑的标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来，钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来一声深层次的革命，钢结构的应用前景广阔！

结构重力荷载计算

屋面及楼面的永久荷载标准值

屋面（不上人）

30mm厚细石混凝土保护层

三毡四油防水层

20mm厚水泥砂浆找平层

平均厚度120mm膨胀珍珠岩保温层

20mm厚水泥砂浆找平层

平均厚度115mm钢筋混凝土板

0.8mm厚压型钢板

V形轻刚龙骨吊顶

合计

楼面

瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）

平均厚度115mm的钢筋混凝土板

0.8mm厚压型钢板

V形轻刚龙骨吊顶

合计

屋面及楼面可变荷载标准值

不上人屋面均布活荷载标准值

楼面活荷载标准值

办公室、卫生间

走廊、楼梯间

屋面雪荷载标准值

式中，为屋面积雪分布系数;so为基本雪压。

梁、柱、墙重力荷载计算

框架柱HW自重

框架柱HW自重

框架梁H自重

次梁H自重

次梁H自重

次梁H自重

外墙自重：

混凝土小型空心砌块

外贴面砖

内侧20mm厚水泥砂浆抹灰

合计

内墙自重：

混凝土小型空心砌块

内、外侧各20mm厚水泥砂浆抹灰

合计

门窗自重：

木门

铝合金窗

重力荷载代表值计算 结构抗震分析时一般取整个房屋或抗震缝区段为计算单元，动力计算简图为串联多自由度体系，集中于各楼层标高处的重力荷载标准值Gi，为各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙、柱等的重量。计算Gi时，各可变荷载应乘以相应的组合值系数，且无论是否为上人屋面，其屋面上的可变荷载均取雪荷载。计算顶层重力荷载时还应计入顶部女儿墙自重。

横向框架侧移刚度计算

梁的线刚度ib=EIb/L。其中，E为刚才弹性模量，Ib为梁截面惯性矩，l为梁计算跨度。柱的线刚度ic=EIc/h。其中，Ic为柱子截面惯性矩，h为柱的计算高度。

柱的侧移刚度D值按下式计算：

式中，为柱侧移刚度修正系数。

横向水平地震作用下框架内力和侧移计算

横向自震周期计算

对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，其基本自振周期T1可按下式计算：

式中，ut未把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi视为水平荷载计算得到的结构顶点位移，m； 为结构基本自振周期考虑填充墙影响的折减系数，对于框架结构可取0.60.8。

对于框架结构上式中的uT按下列公式计算：

式中 ——集中在k层楼面处的重力荷载代表值：

——把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得到的第i

层的层间剪力

——第i层的层间侧移刚度

——第i层的层间侧移

水平地震作用及楼层地震减力计算

结构高度不超过40mm，质量和刚度沿高度分布均匀，且变形以剪切型为主，可采用底部剪力法计算水平地震作用。

结构等效总重力荷载代表值：

对于高度不大于50mm的多层钢结构，阻尼比§取0.04,因此地震影响系数曲线下降段衰减指数为：

阻尼调整系数为：

水平地震影响系数为：

式中，为场地特征周期，根据场地类别和抗争设计分组确定；为水平地震影响系数最大值，有结构设防烈度决定。

水平地震作用标准值，即底部剪力为：

若,需考虑顶部附加水平地震作用。顶层附加地震作用系数为：

则顶层水平地震作用为：

其余各层水平地震作用为：

式中，为各楼层处结构标高。

各层的水平地震剪力为：

抗震验算时，结构各楼层的最小水平地震剪力标准值应符合下式：

式中，为剪力系数

水平地震作用下的位移验算：

水平地震作用下各层的层间位移及顶层位移分别采用下式进行计算：

水平地震作用下横向框架的内力计算：

求得框架第i层的层间剪力后，i层j柱分配到的剪力以及该柱上下端的弯矩和分别按下式计算：

式中，

——i层j柱的侧移刚度

h——该层柱的计算高度

y——框架柱反弯点高度比

yn——框架柱的标准反弯点高度比

y1——上、下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值