一 设计背景

钢结构住宅是以钢结构为骨架，同时配以多种其它材料的墙体和楼板拼装而成的一种住宅体系，是住宅建筑的一个重要分支。钢结构住宅是以工厂化生产的H型钢梁、钢柱(包括H型钢柱、钢管柱、箱形柱、钢骨混凝土柱或圆、方或矩形钢管混凝土柱)为承重骨架，同时配以新型轻质的保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构，并与功能配套的水暖电卫设备和部品优化集成的节能和环保型住宅。

与传统的砖混和混凝土结构住宅相比，钢结构住宅是一种更符合”绿色生态建筑”特征的结构形式。它具有强度高、质量轻，构建界面小、有效空间大，材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越，制造简单、施工周期短，节能、环保等优点。[2]因此，钢结构住宅是我国住宅产业化的发展方向，大力发展钢结构住宅符合我国人口日益增长与经济实力不断提升的国情。同时钢结构住宅的发展依然存在耐火能力弱与容易腐蚀等问题。

50年代中期至60年代末,有限元法出现并迅猛发展,由于当时理论尚处于初级阶段，计算机的硬件及软件也无法满足需求，有限元法和有限元程序无法在工程上普及。到60年代末70年代初出现了大型通用有限元程序，它们以功能强、用户使用方便、计算结果可靠和效率高而逐渐形成新的技术商品，成为结构工程强有力的分析工具。

有限元法是建立在固体流动变分原理基础之上的，用有限元进行分析时，首先将被分析物体离散成为许多小单元，其次给定边界条件、载荷和材料特性，再者求解线性或非线性方程组，得到位移、应力、应变、内力等结果，最后在计算机上，使用图形技术显示计算结果。

由于采用有限元法可以模拟任何形式的结构，且对结构的简化近似可以做到最少，因此有限元计算精度很高，能反映结构的真实受力状态，能够分析复杂结构在复杂受力状态下的效应。[3]本结构可以利用PKPM系列软件对结构进行有限元分析，配合手算及结构设计知识完成主体结构的设计随着经济快速增长，具有强度高、质量轻等优点的钢结构住宅在国内外得到广泛的应用。设计内容包括建筑设计、结构体系方案选择与结构设计三部分。结构体系方案主要通过比较不同方案抗震性能确定。结构设计包括手算设计楼板以及一品框架的竖向内力作用、地震作用以及风荷载作用，配合电算进行构件截面设计、节点设计以及施工图的绘制等。

钢结构设计方法:钢结构的概率极限状态

1.承载能力极限状态

对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形，包括以下几个方面：

整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；