周 偉 （安徽安糧地產有限公司，安徽 合肥 230061）

無比鋼住宅的設計與研究

周 偉 （安徽安糧地產有限公司，安徽 合肥 230061）

無比鋼（Web Steel）住宅是由冷彎薄壁鋼制作而成的梁、板、柱、連接件等構件連接而成的新型住宅，無比鋼住宅具有使用壽命長、工業(yè)化程度高、施工工期短、節(jié)省基礎及結構主體造價、得房率高、房間平整等優(yōu)點越來越得到認可和普及。由于無比鋼細部結構復雜，傳統的有限元軟件較難分析和計算，文章以STR AT三維有限元軟件進行3層坡屋頂住宅建模計算分析。

無比鋼住宅；工業(yè)化；有限元計算；

隨著人民生活水平的提高，住宅多樣化的選擇，越來越多的人離開城市的高層住宅選擇在城郊和農村的別墅和多層住宅居住。傳統的磚混、框架結構等住宅由于材料需求量大、機械化受限、人工費增加及工期較慢費時費力等缺點限制了多層住宅的發(fā)展。無比鋼結構住宅能提高施工速度和效率，從而降低施工成本，提高項目盈利水平，該技術體系的建筑構件主體是小型橋架，它是由鍍鋅冷彎高頻焊接的輕型薄壁中空方管（矩型管）和三角形的V型連接件構成。

圖1 無比鋼住宅示例

圖2 無比鋼外墻體系

根據現行的國家、地方規(guī)范和行業(yè)標準進行設計和荷載輸入，根據《低層冷彎薄壁型鋼建筑技術規(guī)程》（JGJ227-2011）第5.1.1條和第5.1.2條的規(guī)定，豎向荷載應由承重墻體的立柱獨立承擔，水平荷載應由抗剪墻體承擔，可以在兩個方向分別計算水平荷載。每個主軸方向的水平荷載由該方向的抗剪墻體承擔，可根據抗剪剛度大小按照比例分配，并考慮門窗洞口對墻體抗剪強度剛度的削弱的作用。

計算時，預估各截面的基本參數如下表（單位mm）。

序號 部位 類型 矩形鋼管截面（b1×h1×t1）桁架高度H、B 備注1 柱 A 40×40×1 150 2 柱 B 40×40×1 150、150 雙拼，用于轉交處、門窗洞口3 柱 B 40×40×3 150、150 雙拼，門廳處4 梁 A 40×40×2 316 5 梁 B 40×60×2 316、150 雙拼，用于大跨處

圖3 桁架截面圖

圖4 無比鋼住宅三維模型

根據分析得出以下結論：

橫向桁架梁：最大應力為0.79＜1.0，滿足要求。

縱向桁架梁：最大應力為0.68＜1.0，滿足要求。

撓度限值L/250=7200/250=28.8mm。

兩端固結時：最大位移為3.32mm＜28.8mm，滿足要求。

兩端鉸接時：最大應力為3.73mm＜28.8mm，滿足要求。

立柱壓應力比：0.5558、0.5218、0.5477、0.5809、0.6046，滿足要求。

立柱剪應力比：0.0332、0.0332、0.0332、0.0332、0.0332，滿足要求。

剪撐正應力比：0.0309、0.0309、0.0309、0.0309、0.0309，滿足要求。

以上計算結果圖示見圖5，圖6。

圖5 桁架應力圖

圖6 桁架撓度圖

本文主要對典型的3層無比鋼住宅進行建模分析，并按照市場上工業(yè)化的預制構件進行模擬計算，得出構件的內力及位移計算均能滿足要求并存在一定富余。通過工廠化生產能夠進一步提高生產安裝效率，節(jié)約建造成本。由于無比鋼結構住宅的良好的無縫墻體，完整一體、受力均勻的鏈接，更利于抗震和節(jié)能，也是以后被動房、恒溫房的發(fā)展方向。

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屋隙流光，使人覺得建筑仿佛就是一個容器，沉沒在盛滿光的水里，每當容器出現缺口空隙時，光就悄悄的通過這些空隙流淌入室內，溢滿整個空間。如何設計好空隙的位置、空隙的尺寸以及空隙的形狀等，關系到我們作為建筑師如何更好地將光引入室內，創(chuàng)造合適優(yōu)美的光環(huán)境。除了上文提到光之教堂，還有很多利用洞口光影營造出震撼人心空間的例子。然而，現實中也有一些“反面教材”，比如前一陣子新聞報道深圳圖書館，一味追求圖書館的明亮而采用大片玻璃幕墻，不考慮深圳日照環(huán)境，結果造成了圖書館閱覽室暴曬，市民打傘看書的笑話。所以，我們要弄清每個洞口或每個窗口的開設位置、角度及形式，創(chuàng)造良好的光環(huán)境，讓光成為賦予空間精神的靈魂，而不是抹殺空間效果的殺手。

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TU391

A

1007-7359（2016）05-0112-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.033

周偉（1985-），安徽阜南人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學，碩士，工程師。