图5:日本长野县钢框架-钢支撑公共住宅
钢框架-支撑体系的优点包括:1)支撑的设置提高了梁、框架和压轩的承载稳定性;2)结构侧向刚度较大,有效地减小了梁柱的截面积,节约钢材和成本;3)体系采用全钢构件,便于工厂化加工生产。
钢框架-支撑体系的缺点包括:1)节点为梁、柱和钢支撑三种构件的连接,构造复杂;2)传力路线较长,抗侧效果较差;3)支撑常常影响洞口的位置设置,降低了建筑布局的灵活性。4)在钢支撑处无法采用墙板,只能采用砌筑方式。
3.14 钢框架-核心筒结构体系形式、工艺与特点
钢框架-核心筒结构体系是以钢框架为基础,近中心部位通过现绕混凝土墙体或密排框架柱围成封闭核心筒的结构体系。该体系中框架和筒体为铰接,钢框架承担全部竖向荷载,核心筒则承担全部水平荷载,筒体结构一般布置在卫生间或楼电梯间位置。
由于综合受力性能好,钢框架-核心筒体系目前在我国应用极为广泛,特别适合于地基土质较差地区和地震区,新建的高层和超高层建筑几乎都釆用了钢框架-核心筒体系。
钢框架-核心筒结构体系的优点包括:1)节约钢材,造价较低;2)结构各部分受力分工明确,核心筒抗侧移刚度极强3) —般将框架柱布置在阳台和转角部位,不占用住宅的布置空间,且装修方便;4)核心筒为现饶施工方法使得卫生间具有良好的防水性能;5)除筒体部分为现绕外,其余构件均可以工厂化生产,缩短工期达30%~40%。
钢框架-核心筒结构体系的缺点包括:1)钢框架与核心筒的刚度差别大,核心筒承担约九成的水平力,强震作用下的钢筋混凝土核心筒很容易破坏;2)筒体的连接构造复杂,施工技术要求水平较高;(3)混凝土现场作业量很大。
3.15 轻钢龙骨住宅体系形式、工艺与特点
轻钢龙骨结构体系多直接采用北美地区的成套技术,在国外中低层住宅和别墅中应用较多。该结构由北美传统木结构房屋衍变而来,一般应用于2~3层的低层钢结构住宅和别墅。制作轻钢龙骨的材料一般分为两类:一类是冷弯薄壁型钢,一般由双C或四C槽钢构成梁柱,自重约为普通钢结构的33%~50%,另一类是热乳型钢,一般是间距在1.2m~2.0m的轧制矩形钢或H型钢制成钢柱,H型钢制成钢梁。轻钢龙骨的截面形状主要分为C型槽钢和C型立龙骨两类,宽度根据结构部位不同、荷载不同或者构件需要不同而变,一般为60~360mm不等。轻钢龙骨结构体系的外墙和楼板,均采用经过防腐处理的高强冷弯或冷轧镀锌钢板制作。
轻钢龙骨结构体系的荷载传递方式为:柱子与竖向龙骨和支撑、隔板组成受力墙,竖向荷载通过楼面梁传至受力墙的龙骨,再由柱子传至基础,水平荷载则由楼板传经承重墙再传至基础。
轻钢龙骨结构体系的优点:1)构件实现工厂化生产,机械化程度高,施工周期短;2)承重构件梁和柱可以隐藏到墙体内部,装修美观;3)自重非常轻,仅为砖混结构的1/6~1/4; 4)地基、基础的设计、构造和处理简单。轻钢龙骨结构体系的缺点:1)梁柱节点为铰接,整体的抗侧刚度较小;2)成本较高;3)冷弯型钢品种较少,目前国内该体系的工程经验不足。