钢结构小高层住宅设计研究与技术经济分析

论文摘要

钢结构住宅建筑具有重量轻、抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环保效果好等特点,符合我国国民经济可持续发展的要求。我们的国情决定了钢结构住宅的发展不可能照抄西方发达国家的模式,一定要走有自己特色的钢结构住宅发展之路。随着城市化进程的推进和经济持续稳定发展,土地资源的稀缺和人民群众对居住品质要求提高这一矛盾越来越突出。钢结构小高层住宅可以成为解决这一矛盾的一个很好的思路。本研究以1016层的钢结构小高层住宅为研究对象,以有限元分析和优化比较分析为基础,运用理论分析、数值计算和工程实例相结合的方法,对其技术性、经济性进行综合评价。分析了钢结构小高层住宅体系在68度抗震设防地区的设计参数,探讨了技术经济性在不同体系间的变化规律及其对主要相关因素的敏感性,归纳和总结了影响钢结构小高层住宅综合评价的指标。目的是综合运用结构工程和工程经济学原理,为钢结构小高层住宅的开发、设计、施工和推广提供定量的理论依据,减少决策和投资的盲目性。本研究的主要结论有:①在抗震设防烈度为67度的地区,钢框架结构的结构性能完全可以满足小高层住宅的要求,其经济性优于钢框架-支撑结构体系。②钢框架-剪力墙结构是钢结构小高层住宅中经济性综合表现最突出的结构体系。其结构性能也优于其它钢结构住宅体系。在高烈度地区,钢框架-剪力墙结构板式小高层住宅的造价、综合用钢量、建筑使用面积等经济性指标的优势更加明显。③影响钢结构小高层板式住宅造价的主要技术经济性指标,按敏感程度由高到低依次为:含钢量、钢材价格、墙板。因此,要降低钢结构住宅的造价首先要降低含钢量,其次是注意钢材价格的波动风险,再次是控制墙板的价格。随着抗震设防烈度的提高,含钢量和钢材价格的敏感性在提高,而墙板的敏感性在降低。钢框架-剪力墙结构对于含钢量和钢材价格的敏感性要明显低于钢框架结构和钢框架-支撑结构。对钢材和水泥两种材料的综合敏感程度,钢框架-剪力墙结构与钢筋混凝土框架-剪力墙结构更加接近。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究课题的背景意义及提出
• 1.1.1 背景意义
• 1.1.2 研究课题的提出
• 1.2 钢结构小高层住宅综述
• 1.2.1 结构体系
• 1.2.2 钢结构住宅的发展沿革
• 1.2.3 钢结构小高层住宅的发展及研究现状
• 1.3 研究对象、内容和方法
• 1.3.1 钢结构小高层板式住宅研究对象范围界定
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究方法
• 第2章 钢结构小高层板式住宅的技术分析与设计研究
• 2.1 分析模型的建立
• 2.2 参数分析及结构性能比选
• 2.2.1 钢框架结构性能分析
• 2.2.2 钢框架-支撑结构性能分析
• 2.2.3 钢框架-剪力墙结构性能分析
• 2.2.4 采用钢-混凝土组合梁对结构性能的影响
• 2.2.5 钢筋混凝土框架-剪力墙结构性能分析
• 2.2.6 与已建试点工程的比较印证
• 2.3 本章小结
• 第3章 钢结构小高层板式住宅的经济性分析
• 3.1 本章前言
• 3.2 基于模型的经济分析
• 3.2.1 抗震设防6 度地区钢结构小高层板式住宅的主要技术经济指标
• 3.2.2 抗震设防7 度8 度地区钢结构小高层板式住宅的主要技术经济指标
• 3.2.3 采用钢-混凝土组合梁对住宅经济性的影响
• 3.2.4 主要技术经济指标的敏感性分析（一）
• 3.2.5 主要技术经济指标的敏感性分析（二）
• 3.3 与已建试点工程的经济参数比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 钢结构小高层板式住宅的综合评价
• 4.1 土建造价的影响
• 4.2 结构性能的影响
• 4.3 施工速度的影响
• 4.4 基础费用的影响
• 4.5 使用面积的影响
• 4.6 居民的收益
• 4.7 环境的收益
• 4.8 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 本文的主要工作和结论
• 5.2 建议与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果