钢结构住宅用无锡方矩管承载力和抗震性能

近几年，随着马钢、莱钢热轧H型钢产品成功的市场推介，钢结构在建筑业中的应用不断扩大，各种钢结构实验楼、样板房、标志建筑相继推出，设计、施工的标准与规范也开始进入逐步完善阶段，中国的钢结构行业近几年大大迈进了一步。但是，目前我国建筑钢结构应用的主要是热轧H型钢和焊接的各种钢结构，我国热轧H型钢的产能已经达到300万吨，焊接轻型H型钢和各种钢结构的产量也有几十万吨，我国焊管产量一年有700多万吨，其中建筑钢结构用冷弯方矩形管和各种冷弯型钢的产量不到冷弯型钢产量总量的5%。冷弯型钢在我国工民建筑钢结构中应用处于起步阶段，冷弯方矩形结构焊管取代热轧H型钢作钢结构的立柱刚刚开始，其它冷弯型钢在建筑业中应用更少。
　　我国建设部目前已经在工民建筑中建设一些钢结构试验楼，如2002年在天津建成的两栋建设部钢结构示范住宅，该工程采用钢管混凝土柱钢梁框架-钢骨混凝土核心筒(SRC)结构体系，工程总面积8000m2，主体十一层，一栋柱采用圆管，另一栋柱采用方钢管350×350mm，厚度随楼层变化而变化，其中1～3层为16mm，4～6层为14mm，7～9层为12mm，10～11层为10mm，钢管内灌注C40砼。梁采用焊接工字钢，规格为350×200×10×18mm，楼板为高强螺旋肋钢筋预应力叠合板。由于当时国内没有厂家生产如此大口径的方管，工程中采用方钢管是四块板焊接的BOX柱。
　　天津两栋建设部钢结构示范住宅工程对冷弯型钢(主要是方矩管)在钢结构住宅中应用得出两个启示：
　　一是大规格冷弯方矩管市场空间较大，钢结构住宅的合理层数为10～18层，这样的中高层结构也对冷弯方矩管的规格有一定要求。
　　二是方钢管较圆钢管有明显优势，原因有三：
　　其一，同样边长和直径的方、圆管，方管的承载力和抗震性能更佳，根据天津某大学对三层二跨方管和圆管砼柱框架进行的试验，方管柱边长150mm，圆管直径150mm，试验结果前者抗侧力屈服承载力和极限承载力较后者高出80%，抗震性能指标约为后者的两倍;
　　其二，方管施工更方便。钢结构住宅的圆管砼柱一般还需进一步施工，将圆型截面改为方型;
　　其三，采用圆管砼柱，与梁的连接较难处理。我国未来的钢结构市场中，冷弯方矩形管将占重要的份额。钢结构住宅用无锡方矩管承载力和抗震性能