多高层钢结构住宅方案设计1、工程概况1.1工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅；1.2建设地点：东莞市区某地；1.3工程概况：场地大小为30m×30m，8～12层，建筑总高度不超过40m，室内外高差为0.3m，设计使用年限为50年；1.4基本风压：0ω=0.8kN/m2，地面粗糙程度为C类；1.5抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。
2、场地土层情况表2-1 场地土层情况33.1建筑布置3.1.1首层建筑平面图如下图3-1所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。
中间设计为过道、楼梯和电梯。
由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四爿店。
由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。
此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。
图 3-1 首层建筑平面图3.1.2标准层平面图如下图3-2所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。
朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧室，两个卫生间，一个厨房，一个阳台（左右侧阳台以一墙分开）。
而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧室，一个书房，一个厨房，两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。
此外，左右两户为于中间墙对称。
图 3-2 标准层平面图3.1.3顶层平面图如下图3-3所示，顶层设计为空旷的天台，外围有1.2m的女儿墙，屋檐外挑500mm。
图3-3 顶层平面图3.1.4剖面图图3-4 剖面图1图3-4 剖面图23.1.5立面图图3-5 南立面图3.2结构布置如下图3-4所示，结构布置为纯框架结构，主梁与柱刚接，由于建筑设计中布置了许多轻质ALC隔板，为满足结构需要，布置连续次梁。
由于结构比较规则，且受力也比较对称，次梁与主梁连接采用刚接方式。
图3-4 标准层结构布置图图3-5 顶层结构布置图4、初步设计 4.1建筑做法1）屋面做法：压型钢板混凝土组合楼板，20mm 石灰砂浆抹底，20mm 水泥砂浆找平，100～140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩保温层，八层作法防水层（三毡四油上铺小石子）。
2）墙身做法：外墙采用150mm 厚ALC 板，分户墙等要加支撑的墙选用混凝土空心小砌块，内隔墙采用100mm 厚ALC 板，计算自重3/5.6m kN3）楼盖做法：楼盖采用压型钢板混凝土组合楼板，压型钢板上的混凝土选取100mm 。
4）门窗做法：门为木门，自重0.2 kN/m2，窗为钢窗玻璃窗，自重0.4 kN/m2。
4.2屋盖做法压型钢板采用国产压型钢板YX70-200-600。
下面查《建筑结构荷载规范》（GB50009_2001）进行荷载计算。
由于屋面为上人的屋面，取标准值为2/0.2m kN 。
恒荷载标准值 20厚水泥混凝土找平2/46.02302.0m kN =⨯100～140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 2/084.072)16.008.0(m kN =⨯÷+八层作法防水层 2/4.0m kN100mm 厚钢筋混凝土楼板 2/5.2251.0m kN =⨯ 20mm 厚石灰砂浆抹底 2/34.01702.0m kN =⨯ 压型钢板自重2/136.0m kN------------------------------------------------------------------------------------------------------- 小计 2/92.3m kN荷载设计值2/5.78.270.40.24.192.32.1m kN q g =+=⨯+⨯=+4.3楼盖做法根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），民用建筑楼面均布活荷载标准值亦取2/0.2m kN 。
恒荷载标准值 水磨石面层2/65.0m kN20厚水泥混凝土找平2/46.02302.0m kN =⨯100mm 厚钢筋混凝土楼板 2/5.2251.0m kN =⨯20mm 厚石灰砂浆抹底 2/34.01702.0m kN =⨯压型钢板自重2/136.0m kN-------------------------------------------------------------------------------------------------小计2/09.4m kN2/71.70.24.109.42.1m kN q g =⨯+⨯=+确定荷载设计值时考虑两种情况：活荷载效应控制和恒荷载效应控制，取大者。
故，在此取2/71.7m kN q g =+。
4.4材料验算查压型钢板规格表，压型钢板强度2/205mm N f =，面积21668mm A p =，压型钢板自重2/136.0mm kN ，464.100cm I ef =，337.27cm W ef =，混凝土选用C20，面层自重为2/11.1m kN ，重心距底板高度为mm 4.41。
平均板厚度为：mm mm mm mm mm mm 1211000)702)5070(51000100(=÷⨯÷+⨯+⨯ 计算简图：由于施工阶段板块还未拼接完成，故分为一块一块，可视其为结构为简支单向板，而在结构布置中，mm l 2100max =。
图4-1 计算简图施工阶段： 恒载 m kN g g k /79.3)136.025121.0(2.12.11=+⨯⨯=⨯=活载 mkN q q k /4.10.14.14.11=⨯=⨯=弯矩()()m kN l q g M ⋅=⨯+⨯=+=86.21.24.179.3818122max 111使用阶段 恒载 2/91.409.42.1m kN g =⨯= 活载 2/80.20.24.1m kN q =⨯=弯矩 ()()m kN l q g M ⋅=⨯+⨯=+=25.41.280.291.4818122max剪力()()kN l q g V 10.81.280.291.42121max 11=⨯+⨯=+=压型钢板验算（施工阶段） 抗弯强度mkN m kN f W M ef ⋅>⋅=⨯⨯==86.216.52051037.273挠度计算()()mml mm I E l q g efs k k 5.10200210020042.91064.1001006.21.280.291.438453845min 8544===<=⨯⨯⨯⨯+=+=-υυ组合板验算（使用阶段） 抗弯强度01007041.4128.6()h mm =+-= 166820535.62()10009.6p ccA f x mm h bf ⨯===<⨯组合截面塑性中和轴在压型钢板顶面以上00.8()0.82051668(128.635.62/2)230.3() 6.23()p xM fA h kN m kN m =-=⨯⨯⨯-=>斜截面抗剪承载力每个肋平均宽度 （50+70）/2＝60（mm ）00.70.7 1.10(560)128.629.7()9.92()t V f bh kN kN ==⨯⨯⨯⨯=>4.5板的设计按弹性设计。
计算简图由结构平面布置图知，楼板最长跨度为十四跨，而由于结构力学知识知，在中间跨部分，弯矩基本相等，而图中中间跨的跨度没有很大的变化，故化为五跨的简图来计算。
中间跨取最大长度mm l 1900max =。
表4-1 五跨计算表由表知，最大内力如下：2/91.409.42.1m kN g =⨯=，2/8.20.24.1m kN q =⨯=弯矩m kN ql gl M ⋅=⨯⨯+⨯⨯=+=39.29.18.21.09.191.4078.01.0078.022221 m kN ql gl M b ⋅=⨯⨯-⨯⨯-=--=40.29.18.2053.09.191.4105.0053.0105.02222剪力kN qlgl M b 05.69.18.2447.09.191.4394.0447.0394.0=⨯⨯+⨯⨯=+=4.6次梁的设计内隔墙采用100mm 厚ALC 板，计算自重3/5.6m kN ，即化为线性均布荷载为m kN /95.1100.0000.35.6=⨯⨯，暂不考虑次梁自重。
4.6.1荷载设计值恒荷载设计值： 板传来恒荷载 m kN /31.101.22.109.4=⨯⨯ ALC 板自重m kN /95.1100.0000.35.6=⨯⨯-------------------------------------------------------------------------------------------------小计m kN /26.12活荷载设计值 m kN /88.51.28.2=⨯4.6.2计算简图由于跨度变化比较大，不应采用等跨度连续梁，但为方便手算，取最长跨度3.3m 作为等跨连续梁进行手算。
计算简图如下：图4-2 恒载标准值分布图图4-3 活载标准值分布图弯矩m kN l q g M ⋅=⨯+⨯=+=4.153.3)88.526.12(078.0)(078.0221 m kN l q g M b ⋅-=⨯+⨯-=+-=7.203.3)88.526.12(105.0)(105.022剪力kN lq g M b 6.233.3)88.526.12(394.0)(394.0=⨯+⨯=+=4.6.3最不利荷载当考虑最不利荷载时，如下组合可得到最大正弯矩、最小负弯矩和最大剪力：4.6.3.1最大正弯矩：图4-4 最大正弯矩分布图mkN ql gl M ⋅=⨯⨯+⨯⨯=+=82.163.388.5100.03.326.12078.0100.0078.02222max 正，4.6.3.2最大支座负弯矩和最大剪力：图4-4 最大支座负弯矩和最大剪力分布图mkN ql gl M ⋅-=⨯⨯-⨯⨯-=--=64.213.388.5119.03.326.12105.0119.0105.02222max 负，kNql gl V 55.363.388.5620.03.326.12606.0620.0606.0max -=⨯⨯-⨯⨯-=--=考虑到内力组合时梁的最不利内力组合多是：恒荷载+活荷载+风荷载，将计算弯矩乘上1.2的放大系数，可得36max 4.1207812150.11064.212.1mm f M W f W M x nx nx x x ＝，⨯⨯⨯=≥≤γγ可选用96100150⨯⨯⨯HM ，3334.120781140000140W mm mm cm nx >==，理论重量为m kg /4.21，化为线性荷载为：m kN /21.010008.94.21=÷⨯，此时，恒荷载设计值为：m kN /47.1221.026.12=+。