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1、目 录前 言1摘要31. 我国钢结构住宅的发展11.1钢结构缺点32.绪论42.1钢结构住宅结构体系大致可分为以下几种形式。53.课题背景。154.概况205.正文205.1建筑物钢结构的现状及前景。205.2.钢结构的优缺点。225.3建筑物钢结构的防火处理措施。235.4现代钢结构的建筑特点。315.4.1预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短。315.4.2建筑与结构的设计与功能一体化。315.4.3钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求。.325.4. 4原材料可以循环使用，有助于环保和可持续发展。.325.5 钢结构建筑的火灾危险性。325.5.1耐火性能差。.325.5.2跨度大、
2、空间大，火灾蔓延迅速。335.5.3整体连接性强，易变形倒塌。335.6结构住宅的消防安全问题。33参考文献37结束语39i阳泉职业技术学院-毕业论文钢结构居民住宅的防火;摘要：与其它结构形式相比，有着强度高、自重轻、空间大、灵活性好等明显的优势，因此广泛地应用于各种基础的建设。但相对于钢筋混凝土结构和混合结构等耐火结构，钢结构的耐火性能极差，其材料特性在火灾环境下，随着温度的升高而迅速降低。这种致命的缺陷大大影响了钢结构使用的安全性，在很大程度上阻碍了钢结构在实际工程中进一步的推广应用。对钢结构进行抗火设计就是为了加强钢结构的使用安全性，提高钢结构在火灾环境下的耐火时间。目前国内居民建筑大多
3、才用钢结构而建成，其中却隐藏着许多的安全隐患，以火灾最为普遍也最具危害性。本文介绍了钢结构住宅的消防安全问题，并给出了钢结构住宅防火的措施 关键字：钢结构住宅 防火 消防安全前言 钢结构具有强度高、自重轻、抗震性好、施工快、建筑基础费用低、结构占用面积少、工业化程度高，钢结构住宅具有抗震性能高、重量轻、耐久性好、施工速度快的优点。在建筑功能上，由于梁柱截面小、开间大、净空高、使用面积大、居住舒适度高，属于节能和环保型住宅。在工程造价方面，钢结构住宅与钢筋混凝土结构基本持平，但因为钢结构住宅的施工工期比钢筋混凝土结构益更大。因此，钢结构住宅是代替砖混住宅较为理想的建筑结构体系。目前国内居民建筑大
4、多才用钢结构而建成，其中却隐藏着许多的安全隐患，以火灾最为普遍也最具危害性。1. 我国钢结构住宅的发展：我国从80年代开始建高层钢结构建筑，同时在一些工业厂房、仓库，大空间、大跨度的公共建筑也采用钢结构。近来国家对618层的住宅进行采用钢结构的试点目前我国的钢结构住宅比例非常低，几乎全部使用钢筋混凝土结构，采用钢结构比例不到万分之一。中国钢结构住宅发展空间巨大，应当加快发展。”近日，国际钢铁协会钢结构住宅项目负责人斯考特恰普斯（Scott Chubbs）对科学时报。据国际钢铁协会有关分析资料显示，到2030年，世界人口将会从60亿人增长到80亿人。人口的快速增长和城市化进程的不断加快，为民用住
5、宅市场提供了广阔的发展空间。然而，传统的建筑业效率低，对环境和土地资源影响较大，并给社会经济发展带来较大负担。在许多工业发达地区，如欧美、日本、中国台湾等地，钢结构住宅已较为普及。“日本、澳大利亚的钢结构住宅占全部住宅数量的50，美国达20，芬兰、瑞典、丹麦、法国也拥有相当规模的钢结构住宅。与欧、美、日等发达国家相比，目前中国的钢结构住宅比例非常低，几乎全部使用钢筋混凝土结构，采用钢结构的比例不到万分之一。由此可见，中国钢结构住宅发展空间巨大。” 标准缺位：分析人士认为，缺乏有针对性的钢结构住宅规范是限制我国钢结构住宅发展的因素之一。我国的相关标准规范是针对几十年来大量使用的传统钢筋混凝土结构
6、体系编制的，钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白。“例如，我国建国以后建造的建筑物多采用砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料，由此导致我国的建筑设计防火规范在材料选用方面似乎较国外苛刻，钢结构住宅难以满足其要求。”钢结构建筑学者张彦才撰文指出：“这种与国内规范不衔接的状况，使钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段，都会遇到数不尽的障碍与麻烦。”观念变革：钢结构住宅对于习惯了钢筋混凝土的中国人来说还算是一个新鲜事物。钢结构住宅体系是在国外尤其是北美地区木结构住宅的基础上发展起来的，这两种体系虽然在国外已经十分成熟和完善，但是对于我国来说却完全是新东西，因而各种困难几乎无处不在。“第
7、一，在建材和部品方面，目前建造钢结构试验工程所需的材料许多要从国外运来，甚至有些由外商在中国大陆委托加工的部件，往往也只能到国外去采购，在国内市场上一时还找不到。”“第二，是在人员方面，由于在国内无论是中等或是高等专业学校的教学内容中涉及钢结构住宅体系的内容较少，而更加缺乏的是熟练技术工人，所以虽然这一体系单纯从技术层面上讲并无多少难度，但真正推行起来却往往缺乏得力的骨干。”“第三，在建筑管理方面，我国现行的建筑管理模式与钢结构住宅这种工业化生产方式也不适应。我国加入WTO以后，国外许多住宅生产企业希望进入中国大陆市场，但是它们搞不清自己来到中国后应当申领什么资质，属于什么身份设计单位、施工单
8、位、集成商还是制造商？”张彦才说。中国建筑金属结构协会会长杜宗翰对此持相同观点。他说：“中国的消费者由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅，从慢慢开始接受到逐步喜欢轻钢结构住宅，也需要一个渐进的过程.1.1钢结构缺点：从安全的角度看，耐火性差是钢结构的致命伤。钢材在500的高温下，其强度可降低50左右。在一般情况下，一个空间起火且无外来干涉，大约燃烧7分钟，就可达到500的高温。所以无保护的钢结构，其耐火倒塌的时间大致15分钟左右。而对于钢结构而言，。为此钢结构的防火也是结构设计中必须认真考虑的问题。全世界101座超高层建筑中，纯钢结构的有59座。国外60%以上的高档住宅采用的是钢结构。
9、钢结构建筑最突出的优势在于节能环保，是世界建筑领域中的一匹“黑马”。但钢结构不耐火，极易导热。在钢梁自身温度达到540摄氏度左右时，钢材的屈服应力仅有常温屈服应力值的40%，到使承载能力急剧下降，钢结构不可避免地发生变形，造成钢结构建筑物一部分或全部垮塌毁坏。本文介绍了钢结构住宅的消防安全问题，并给出了钢结构住宅防火的措施本文将就钢结构的防火与问题作一专门的论述，介绍了钢结构住宅的消防安全问题，并给出了钢结构住宅防火的措施。附件一2.绪论 改革开放以来,我国的钢产量有了很大的提高,特别是从1997年以后,我国的钢产量连续四年超过亿吨,但我国的钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为2%,而在钢结构用钢
10、量中,建筑钢结构用钢量又仅占10%,这与我国作为产钢大国的地位是很不相称的,为此,国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施,争取在“十五”期间建筑钢结构的用量达到总钢产量的3%，至2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6%,而建设部将钢结构住宅体系的开发和应用作为我国建筑业用钢的突破点,并且制定了钢结构住宅建筑体系产业化技术导则和钢框架核心筒住宅建筑体系技术导则。钢结构住宅具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高的特点，同时钢结构又是可重复利用的绿色环保材料，因此钢结构住宅是符合国家产业政策的推广项目。随着国家禁用实心粘土砖和限制
11、使用空心粘土砖的政策的推出,加快住宅产业化进程、积极推广钢结构住宅体系已迫在眉睫。但我国的钢结构住宅尚处于探索起步阶段，这种体系在钢结构防火、梁柱节点做法、楼板形式、配套墙体材料、经济性及市场可接受程度上尚有许多不完善之处。从前几年开始，全国陆续出现了一批钢结构住宅试点项目，如山东莱钢的樱花园住宅小区、天津的钢框架剪力墙高层住宅、北京赛博思金属结构有限公司的钢框架核心筒多层住宅、上海冶金设计院设计的陆海城、中福城项目、马鞍山钢铁股份有限公司设计的18层示范实验住宅楼等.2.1钢结构住宅结构体系大致可分为以下几种形式:（1）钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系（2）钢框架加支撑的结构体系（3
12、）钢框架与预制混凝土墙体的框剪结构体系（4）纯钢框架结构体系（5）错列桁架结构体系（6）轻钢龙骨结构体系1钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系的特点钢一混凝土混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间采用钢筋混凝土，形成主要的抗侧力结构，而外周的框架.则采用钢框架，这种结构体系将钢材的强度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大的特点有机地结合起来，外周梁柱连接一般采用刚性连接，而楼面钢梁与混凝土墙则采用铰结，由于混凝土承担了绝大部分的水平力，故而混合结构的位移控制指标可参照钢筋混凝土结构采用，但框架部分承担的地震力不得小于结构底部剪力的20%和楼层最大剪力的1.8倍
13、二者的较小值，在大多数情况下，后者往往起控制作用，这种体系的住宅平面上应限制无剪力墙部分框架的长度，否则楼面无限刚的假定将很难满足。这种的受力特点为结构整体破坏属于弯剪型，结构破坏主要集中于混凝土芯筒，特别是结构下部的混凝土筒体四角，对这部位应予加强，保证筒体的延性，此外钢梁与混凝土墙体的连接部位受力复杂，也是最易遭受破坏的地方，该节点应保证能承受钢梁可能出现的轴向力。这种体系的不足之处为芯筒为混凝土，重量减少不是很多，现场浇捣混凝土的工作量仍然较大。从建筑平面布置的角度来看，柱子一般布置在阳台或转角部件，以利于住户的装修处理。2钢框架支撑体系：对于多层及小高层建筑，可以建筑的外墙，结合门窗位
14、置双向交叉支撑，支撑采用角钢、槽钢成圆钢，可按拉杆设计，而且在轻钢住宅结构中，支撑也不一定必须从下到上同一位置设置，也可跳格布置，其目的主要是为了增加结构的刚度，对于外墙开有门窗时，也可在窗台高度范围内布置，形成类似周边带状桁架的结构形式，对结构整体刚度进行加强。对高层住宅，可选择山墙和内墙布置中心支撑或偏心支撑，值得注意的是，当采用单斜柱体系时，应设置不同倾斜方向的两组单斜杆，以抵抗双向地震作用，在节点方面，若支撑足以承受建筑物的全部侧向力作用，则梁柱可部分或全部做成刚接。在高烈度地区，如果柱子比较细长，则大多采用偏心框架体系，这种体系的特点是，在小震或中等烈度地表作用下刚度足以承受侧向水平
15、力，在强震作用下又具有很好的延性和耗能能力。支撑框架在水平力作用下，类似于竖向悬臂桁架，柱子像弦杆一样承担外部荷载产生的弯矩，斜支撑和梁如同腹杆承受水平力，腹杆承担水平剪力，弦杆的轴向变形对框架侧向变形的影响使结构产生弯曲的形状，而腹杆的变形对框架侧向变形的影响使结构产生剪切的形状，最终形成的侧向变形形状是弯、剪两种曲线效果的组合，弯、剪效果的相对大小，主要取决了耗能支撑的刚度，一般在均衡的低层支撑结构中，剪切变形最为重要，有时它基本决定了结构的侧向变形，因此这种结构的底层层间变形较大；在中高层结构中，柱子中较大的轴向力和变形以及二者沿高度的大量积累使弯曲变形占主导地位，在高宽比大于8的单对角支撑区格中，全部水平位移的60%70%通常是弯曲变形引起的，因此这种结构的顶端或接近顶端的层间变形最大，据此认为，对于剪切型的低层结构，应注意在结构的底部设置耗能支撑；对于弯曲型的中高层结构，不能忽视在结构的顶部设置耗能支撑，支撑布置时，不得采用支撑点在柱中的K形支撑，同时对支撑构件应控制其轴压比，7度时一般不得大与/fy。如果作为住宅结构层高较低，构件节间尺寸较小，导致支撑构件及节点数量均较多，而且传力路线较长，抗侧效果差，支撑结构体系也可考虑采用跨层支撑。
