摘要：我國現在的城市化發展速度越來越快，而且經過調查之后預計今年可能城市化達 45%，到時將有 6.3 億的城市人口，而這些都將對住房的有更大需求。這使得一方面各城市及周邊地區的土地資源更加稀缺，另一方面，人民群眾也在逐步提高住房質量與舒適度。從目前的住房消費情況看，要想解決在比較少的土地上建造高品質、高質量的住房這一矛盾，毫無疑問小高層鋼結構住宅是首選。

　　關鍵詞：小高層,鋼結構住宅,結構體系

　　1.框架結構體系

　　高層建筑鋼結構常用的一種形式就是純框架結構體系，它是一種無支撐框架體系，是由柱和梁通過剛性或半剛性節點連接組成的。它的優點是：沒有柱間支撐，可以采用較大的柱距從而獲得較大的使用空間;靈活的布置建筑平面;結構體系簡單;剛度均勻;具有良好的延性和較強的耗能能力等。把框架結構應用于多層或低層建筑而言是一種經濟合理的作法，并且這種框架結構的應用也非常廣泛。然而純框架的結構體系其剛度比較小，如果建的太高的話，框架結構會因其剛度相對較小，對其施加水平荷載時，結構會產生超過限值的側向位移。因此由于純鋼框架結構體系抗側力剛度較小，因而建筑高度受到了限制。

　　由于梁與柱的連接形式不同，鋼框架結構可劃分為半剛接框架和剛接框架。而梁柱的連接根據鋼框架結構的受力變形特征，又可劃分為以下三類：(1)剛性連接：梁柱間無相對轉動，連接能承受彎矩;(2)鉸支連接：梁柱間有相對轉動，連接不能承受彎矩;(3)半剛性連接：梁柱間有相對轉動，連接能承受一定彎矩。

　　梁柱連接處會在梁端彎矩作用下產生一定的變形，這表現為梁柱之間的相對轉動，由于梁柱連接彎矩-轉角的定量關系不能預先準確地確定，所以目前還是很少采用半剛性連接框架或按半剛性連接框架進行設計。實際中，一般梁柱連接的梁翼緣部位采取剛接，而其他剛度不大的當作鉸接。梁柱連接按不論按剛接或鉸接，當進行框架計算與設計時，其構造應盡量符合剛接或鉸接的假定，以便使結構內力分析準確，設計安全。

　　2.鋼結構框架——支撐結構體系

　　框架支撐體系是由框架體系演變而來的一種理想的抗側力體系，也就是在框架體系中的某跨或某幾跨間沿框架豎向設置支撐，從而框架梁、柱和支撐斜桿一起構成一種支撐桁架來與鋼框架共同承擔側向荷載。多層及中高層的建筑，由于側向作用力的增大會使梁柱等構件尺寸也相對較大，所以會失去其經濟合理性，這時可以在框架體系的部分框架柱之間設置支撐，從而形成框架支撐體系。支撐結構體系是一種形成雙重抗側力結構體系，它是通過剛性樓板或彈性樓板的變形協調與剛接框架共同工作的。施加水平荷載會引發支撐產生軸向變形，還會引發框架梁、柱的彎曲變形，如果變形能夠調合的話，支撐能承擔所有的水平荷載，框架則幾乎不承擔力，支撐體系一旦破壞，框架才承擔水平荷載，因而在中等以上強度地震作用下框架支撐體系具有良好的抗震性能，所以框架支撐體系成為高層結構中應用最多的體系之一。

　　框架在水平力作用下的受力性能因為設置鋼支撐斜桿而有所改變。鋼支撐框架形成豎向桁架，所有桿件在水平力作用下承受軸力，而桿件的軸向拉伸及壓縮是引起鋼支撐框架側移的主要原因，其側移曲線的形狀呈彎曲型，即層間位移由下而上逐層增大。與桿件的彎曲剛度相比，桿件的軸向剛度大得多，因此，鋼支撐框架的側向剛度比框架大得多。鋼結構框架支撐形式有兩類：中心支撐框架和偏心支撐框架。

　　3.筒體體系

　　3.1框筒結構

　　由密排柱和跨高比比較小的窗群梁連接，形成密柱深梁的框架，這種方式構成框筒結構。框筒一般布置在建筑的外圍，在水平力作用下形成空間受力結構，除了腹板框架抵抗部分傾覆力矩外，翼緣框架柱承受拉、壓力，可以抵抗水平荷載產生的部分傾覆力矩?？蛲步Y構具有很大的抗側移和抗扭剛度，又可以增大內部空間的使用靈活性，對于高層建筑，是有效的抗側力結構體系?？蛲惨部煽闯稍趯嵏雇采祥_了很多小孔洞，但它的受力比一個實腹筒要復雜得多。框筒結構的梁主要為剪切變形，或為剪彎變形，有較大的剛度;而框筒結構的柱產生的主要是與結構整體彎曲相適應的軸向變形，也就是可視為軸力構件。

　　由于框筒結構存在剪切變形，使得框筒柱的軸力分布與實腹筒不完全一致，而出現“剪力滯后”現象，“剪力滯后”使翼緣框架各柱受力不均勻，中部柱子的軸向應力減少，角柱軸向應力增大，腹板框架與一般平面框架相似，各柱軸力也不是直線分布。一般框筒結構的柱距越大，剪力滯后效應越大。所以，如何減少翼緣框架“剪力滯后”的影響成為設計框筒結構時的主要問題。

　　3.2束筒結構

　　單獨采用框筒為抗側體系的高層建筑結構較少，因為框筒的剪力滯后效應的影響會減弱筒體的整體抗彎性能，從而大大降低筒體的抗側性能。所以，把大的框筒結構劃分為一些小框筒，可以很明顯的減小剪力滯后效應，而結構的整體抗震性能也會因此增大，這一個個小框筒就組成看束筒。

　　3.3筒中筒結構

　　用框筒作為外筒，將樓(電)梯間、管道豎井等服務設施集中在建筑平面的中心做成內筒，就成為了筒中筒結構。對于鋼結構的筒中筒結構，外筒用框筒，內筒為一般采用鋼框筒或鋼支撐框架。這種框筒與實腹筒組成的筒中筒結構不僅增大了結構的抗側剛度，還帶來了協同工作的優點，成為雙重抗側力體系。實腹筒是以彎曲變形為主的，框筒以剪切型變形為主，二者通過樓板協同工作抵抗水平荷載。與框-剪結構協同工作類似，框筒與實腹筒的協同工作可使層間變形更加均勻;框筒上部、下部內力也趨于均勻;框筒以承受傾覆力矩為主，內筒則承受部分剪力，內筒下部承受的剪力很大;由于框筒布置在建筑周邊，它使結構的抗扭剛度增大;此外，設置內筒減小了樓板跨度。因此，筒中筒結構時一種適用于超高層建筑的較好的體系。但是它也有缺點，密柱深梁常使建筑外形呆板，窗口小，影響采光與視野。

　　4.巨型結構體系

　　巨型結構也叫做主次框架結構，主框架為巨型框架，次框架為普通框架。其優點為：在主體巨型結構的平面布置和沿高度布置均為規則的前提下，建筑布置和建筑空間在不同樓層可以有所變化，形成不同的建筑平面和空間。

　　參考文獻：

　　[1]豐定國，王社良.抗震結構設計[M].武漢理工大學出版社，2003：27.

　　[2]彭俊生，羅永坤，彭地.結構動力學、抗震計算[M].西南交大出版社，2006：206.

　　[3]龔思禮.建筑抗震設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2002：11.

　　[4]陳富生.高層建筑鋼結構設計[M].北京:中國建筑工業出版社,2000：20.