本篇文章給大家談談異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊,,以及異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子版對應的知識點,希望對各位有所幫助,,不要忘了收藏本站喔,,本文目錄一覽:,1,、,,求助圓管柱與H型鋼外環(huán)加勁節(jié)點做法,2,、,,鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊絕版了,是不適用了還是要出第四版,?,,3、,,主承重鋼梁(工字鋼)長度不夠可以焊接嗎,?
本篇文章給大家談談異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊,以及異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子版對應的知識點,,希望對各位有所幫助,,不要忘了收藏本站喔。
本文目錄一覽:
- 1,、求助圓管柱與H型鋼外環(huán)加勁節(jié)點做法
- 2,、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊絕版了,,是不適用了還是要出第四版,?
- 3、主承重鋼梁(工字鋼)長度不夠可以焊接嗎,?
- 4、輕型鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子書txt全集下載
- 5,、鋼構(gòu)人必讀——鋼結(jié)構(gòu)住宅設計的幾點總結(jié),,一般人還不知道
求助圓管柱與H型鋼外環(huán)加勁節(jié)點做法
梁位置偏移的外加強環(huán)式鋼結(jié)構(gòu)異形空間節(jié)點,由圓鋼管柱,、外加強環(huán)板、平行腹板...連接腹板和H型鋼梁腹板用高強螺栓連接,并將外加強環(huán)板與H型鋼梁翼緣采用角焊縫.
鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊絕版了,是不適用了還是要出第四版,?
原鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊應該要出新版了異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊,,因為新異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊的鋼結(jié)構(gòu)設計標準已經(jīng)頒布實施了,一些新的設計方法和理論已經(jīng)在新標準中推出和應用,,相應的,,與之配套的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計手冊也需要更新。
主承重鋼梁(工字鋼)長度不夠可以焊接嗎,?
地下連續(xù)墻就是預先進行成槽作業(yè)異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊,形成一定長度異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊的槽段異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊,,在槽段內(nèi)吊放鋼筋籠,、 澆注砼形成單元墻段,然后將單元墻段連接起來形成一道連續(xù)的地下鋼筋砼墻,。地下連續(xù)墻可以在復雜條件下施工,,施工深度大,支護構(gòu)件承載能力大,,防滲性能好,,是基坑支護中最為可靠的支護方式。尤其在砂層中,,要達到止水效果,,必需采用地下連續(xù)墻才是最為可靠的支護方式,。目前,,地下連續(xù)墻不僅作為臨時圍護結(jié)構(gòu)擋土和止水,同時還作地下室永久性承重外墻結(jié)構(gòu)的三墻合一的形式,。
地下連續(xù)墻是一幅一幅進行施工的,,而成槽過程中采用泥漿護壁,墻幅之間接頭會附著一部分泥皮。由于泥皮的存在,,墻幅之間混凝土就會形成一定的縫隙,,在水土壓力較大的情況下,接縫容易出現(xiàn)滲漏,,可以說,,墻幅接頭的止水擋土效果決定了地下連續(xù)墻防滲效果。地下連續(xù)墻接頭通常采用的方法為接頭管,、工字鋼,、十字鋼板等形式。由于墻幅之間接縫的滲漏,,通常在墻幅外接頭處采用攪拌樁,、旋噴樁封堵,或者在墻幅內(nèi)接頭處預埋注漿管注漿封堵,。
接頭處采用工字鋼連接兩幅墻是普遍采用的一種做法,。工字鋼具有一定剛度和強度,能形成兩幅墻較為可靠的連接,。但是,,工字鋼接頭處會由于泥漿的繞流并附著于工字鋼上而使后澆注段混凝土與工字鋼之間夾有泥皮。對于積聚泥皮于工字鋼的問題,,工程上一般采用包裹封堵后澆注側(cè)工字鋼,,減少泥皮積聚形成,并輔以接頭刷清洗,。但是連續(xù)墻墻幅接縫措施仍未將工字鋼接縫有效解決,。同時,對工字鋼接頭在水土壓力下墻幅產(chǎn)生的差異變形,,混凝土收縮也是不可避免的技術(shù)因素,。受力變形和砼收縮使得接縫進一步加大。在地下連續(xù)墻大于一定深度以后,,巨大的水壓力使外側(cè)的水,、砂順著接縫帶入基坑內(nèi),給基坑安全帶來非常大的風險,。另外,,作為永久結(jié)構(gòu)的主體側(cè)墻,接頭滲漏將會給建筑物的正常使用帶來許多不便,、同時結(jié)構(gòu)使用耐久性也存在一定隱患,。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種結(jié)構(gòu)簡單,、止水效果良好的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種上述結(jié)構(gòu)的施工方法。
本發(fā)明的前一技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),包括先行墻幅,、后鄰接墻幅,、連接在先行墻幅和后鄰接墻幅之間的工字鋼,其中所述的工字鋼與后鄰接墻幅的連接部之間分布有錨筋,。
進一步的,,上述的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu)中,所述的工字鋼為非對稱結(jié)構(gòu),,工字鋼與后鄰接墻幅的連接部比工字鋼與先行墻幅的連接部寬100 300mm,。
上述的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu)中,所述的工字鋼與后鄰接墻幅一側(cè)的內(nèi)壁設有至少一條分布有噴孔的灌漿清洗管,,用于對錨筋的清洗和成墻后期的灌漿處理,。上述的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu)中,所述的錨筋與工字鋼固定連接,,錨筋的長度為100 150mm ,;錨筋的分布密度為200 500mmX200 500mm。本發(fā)明的后一技術(shù)方案是這樣的一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu)的施工方法,, 包括下述步驟(1)開挖先行墻幅的地面槽,;(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,并在先行墻幅的鋼筋籠端部設置工字鋼接頭,;(3)在工字鋼內(nèi)側(cè)焊接分布錨筋,;(4)吊放先行墻幅的鋼筋籠于先行墻幅的地面槽內(nèi),并在錨筋外側(cè)與工字鋼內(nèi)側(cè)之間設置擋泥漿接頭管,;( 先行墻幅混凝土澆筑成型,;(6)開挖接頭管外側(cè)的后鄰接墻幅的地面槽,并制作后鄰接墻幅的鋼筋籠,,然后吊出接頭管,,吊放后鄰接墻幅的鋼筋籠于后鄰接墻幅的地面槽內(nèi),清洗錨筋,;(7) 后鄰接墻幅混凝土澆筑成型,;(8)循環(huán)步驟( (7)即可形成連續(xù)墻。上述的一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu)的施工方法中,,步驟中所述的擋泥漿接頭管為縱向設置的一根以上圓形管,;步驟中所述的擋泥漿接頭管也可以為與工字鋼相適應的方形管。上述的一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu)的施工方法中,,步驟(4)還包括在工字鋼與后鄰接墻幅一側(cè)的內(nèi)壁放置灌漿清洗管的過程,。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后,與現(xiàn)有技術(shù)相比,,具有下述優(yōu)點(1)通過在工字鋼與后鄰接墻幅的連接部之間設置錨筋,,可以使工字鋼與后鄰接墻幅之間形成有效地連接,并形成防滲性能優(yōu)良的剛性接頭,,克服工字鋼與后鄰接墻幅之間因混凝土收縮和受力后產(chǎn)生差異變形帶來的接縫滲漏問題,,達到提高地下連續(xù)墻接縫整體抗?jié)B性能。(2)本發(fā)明的施工方法采取了工字鋼接頭,、接頭管及分布錨筋的結(jié)合的施工形式,, 具有結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜,、止水效果好,、能提高地下連續(xù)墻接縫抗?jié)B能力及防止結(jié)合部滲漏的特點。接頭管的加入的目的在于澆注混凝土時阻擋泥漿的繞流,,錨筋的加入的目的在于防止結(jié)合部位也就是工字鋼,、鋼筋籠和接頭管部位的滲漏問題。采用此工藝做出來的連續(xù)墻,,基本上100米以上的墻體,,都能達到很好的擋水擋沙作用,防止?jié)B漏,。(3)采用了整根的接頭管,,具有可以方便操作,節(jié)約時間及使用效果好的特點,。
下面結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明,,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。圖1是本發(fā)明具體實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖,;圖2是本發(fā)明具體實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖,;圖3是本發(fā)明具體實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是本發(fā)明具體施工方法1的結(jié)構(gòu)示意圖,;圖5是本發(fā)明具體施工方法2的結(jié)構(gòu)示意圖,。圖中先行墻幅1、后鄰接墻幅2,、工字鋼3,、錨筋4、灌漿清洗管5,、擋泥漿接頭管6,。
具體實施方式
參閱圖1所示,本發(fā)明的一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),,包括先行墻幅1,、后鄰接墻幅2、連接在先行墻幅1和后鄰接墻幅2之間的工字鋼3,,本發(fā)明的關(guān)鍵是在工字鋼3 與后鄰接墻幅2的連接部之間分布有錨筋4 ,;本實施例中的工字鋼3為非對稱結(jié)構(gòu),,工字鋼 3與后鄰接墻幅2的連接部比工字鋼3與先行墻幅1的連接部寬100 300mm,這樣更有利于分布設置錨筋4,,增強連接效果,,提高地下連續(xù)墻的接頭防滲性能。本發(fā)明中的錨筋4與工字鋼3可以通過焊接形成固定連接,,錨筋4的長度可以根據(jù)需要采用100 150mm ,;錨筋 4的分布密度也應根據(jù)需要(如連續(xù)墻的深度)在200 500mmX200 500mm之間選擇,, 即相鄰錨筋4之間的間隔距離為200 500mm,。
實施例2
參閱圖2所示,,本發(fā)明的另一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),與實施例1基本相同,,不同處是在工字鋼3與后鄰接墻幅2 —側(cè)的內(nèi)壁設有兩條分布有噴孔的灌漿清洗管5,, 用于對錨筋4的采用高壓水進行清洗和成墻后期采用高壓漿進行灌漿處理,便于施工和成墻后期的接頭防滲處理,。
實施例3
參閱圖3所示,,為本發(fā)明的另一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),與實施例1基本相同,,不同處是連接先行墻幅1和后鄰接墻幅2之間的工字鋼3為異形接頭,,其實施效果與實施例1基本相同。
實施例4
參閱圖4所示,,為本發(fā)明具體施工方式之一,,具體包括下述步驟
(1)開挖先行墻幅1的地面槽;
(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,,并在先行墻幅1的鋼筋籠端部設置工字鋼3接頭,;
(3)在工字鋼3內(nèi)側(cè)焊接分布錨筋4 ;
(4)吊放先行墻幅1的鋼筋籠于先行墻幅1的地面槽內(nèi),,并在錨筋4外側(cè)與工字鋼 3內(nèi)側(cè)之間設置擋泥漿接頭管6,,擋泥漿接頭管6為縱向設置的三根圓形管;
(5)先行墻幅1混凝土澆筑成型,;
(6)開挖接頭管6外側(cè)的后鄰接墻幅2的地面槽,,并制作后鄰接墻幅2的鋼筋籠, 然后吊出接頭管6,,吊放后鄰接墻幅2的鋼筋籠于后鄰接墻幅2的地面槽內(nèi),,用高壓水清洗錨筋4;
(7)后鄰接墻幅2混凝土澆筑成型;
(8)循環(huán)步驟(2) (7)即可形成連續(xù)墻,。
實施例5
參閱圖5所示,,為本發(fā)明的另一種施工方法,其與實施例4施工方法基本相同,,不同的是步驟4中所述的擋泥漿接頭管6為與工字鋼3相適應的方形管,,當然也可以采用外側(cè)大內(nèi)側(cè)小的梯形管,;并且,步驟(4)還包括在工字鋼3與后鄰接墻幅2—側(cè)的內(nèi)壁放置灌漿清洗管5的過程,。
本發(fā)明也可以按傳統(tǒng)的沙包擋漿方式進行施工,,總之,上述具體實施方式
為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,,并不能對本發(fā)明進行限定,其他的任何未背離本發(fā)明的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式,,都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi),。
權(quán)利要求
1.一種地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),包括先行墻幅(1),、后鄰接墻幅O),、連接在先行墻幅(1)和后鄰接墻幅(2)之間的工字鋼(3),其特征在于,,所述的工字鋼(3)與后鄰接墻幅O)的連接部之間分布有錨筋G),。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),其特征在于,,所述的工字鋼(3) 為非對稱結(jié)構(gòu),,工字鋼(3)與后鄰接墻幅O)的連接部比工字鋼(3)與先行墻幅(1)的連接部寬100 300mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),,其特征在于,,所述的工字鋼(3)與后鄰接墻幅( 一側(cè)的內(nèi)壁設有至少一條分布有噴孔的灌漿清洗管(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),,其特征在于,,所述的錨筋(4)與工字鋼(3)固定連接,錨筋(4)的長度為100 150mm,;錨筋(4)的分布密度為200 500mmX200 500mm,。
5.根據(jù)權(quán)利要3所述的地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu),其特征在于,,所述的錨筋(4)與工字鋼(3)固定連接,,錨筋⑷的長度為100 150mm;錨筋(4)的分布密度為200 500mmX200 500mm。
6.權(quán)利要求1所述地下連續(xù)墻工字鋼接頭結(jié)構(gòu)的施工方法,,其特征在于包括下述步驟(1)開挖先行墻幅⑴的地面槽,;(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,并在先行墻幅⑴的鋼筋籠端部設置工字鋼( 接頭,;C3)在工字鋼(3)內(nèi)側(cè)焊接分布錨筋,; (4)吊放先行墻幅(1)的鋼筋籠于先行墻幅(1)的地面槽內(nèi),并在錨筋(4)外側(cè)與工字鋼(3)內(nèi)側(cè)之間設置擋泥漿接頭管(6) ,; (5)先行墻幅(1)混凝土澆筑成型,;(6)開挖接頭管(6)外側(cè)的后鄰接墻幅(2)的地面槽,,并制作后鄰接墻幅(2)的鋼筋籠,然后吊出接頭管(6),,吊放后鄰接墻幅O)的鋼筋籠于后鄰接墻幅O)的地面槽內(nèi),,清洗錨筋; (7)后鄰接墻幅( 混凝土澆筑成型,;(8)循環(huán)步驟(2) (7)即可形成連續(xù)墻,。
7.根據(jù)權(quán)利要6所述的方法,其特征在于,,步驟(4)中所述的擋泥漿接頭管(6)為縱向設置的一根以上圓形管,。
8.根據(jù)權(quán)利要6所述的方法,其特征在于,,步驟(4)中所述的擋泥漿接頭管(6)為與工字鋼(3)相適應的方形管,。
9.根據(jù)權(quán)利要6所述的方法,其特征在于,,步驟(4)還包括在工字鋼(3)與后鄰接墻幅 (2) 一側(cè)的內(nèi)壁放置灌漿清洗管(5)的過程,。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下連續(xù)墻的鋼接頭結(jié)構(gòu)及其施工方法,屬于地下連續(xù)墻技術(shù)領(lǐng)域,,旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單,、止水效果良好的地下連續(xù)墻的鋼接頭結(jié)構(gòu);其技術(shù)要點包括先行墻幅,、后鄰接墻幅,、連接在先行墻幅和后鄰接墻幅之間的工字鋼,其中所述的工字鋼與后鄰接墻幅的連接部之間分布有錨筋,;施工方法主要包括(1)開挖先行墻幅的地面槽,;(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,并在先行墻幅的鋼筋籠端部設置工字鋼接頭,;(3)設置錨筋,;(4)吊放鋼筋籠,在錨筋外側(cè)設置擋泥漿接頭管,;(5)混凝土澆筑成型,;(6)開挖后鄰接墻幅地面槽,制作鋼筋籠,,吊出接頭管,,吊放鋼筋籠清洗錨筋;(7)混凝土澆筑成型,;(8)循環(huán)步驟(2)~(7)即可形成連續(xù)墻,。
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鋼構(gòu)人必讀——鋼結(jié)構(gòu)住宅設計的幾點總結(jié),,一般人還不知道
從設計角度分析鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的特點,,介紹異型鋼柱住宅項目的設計思路。針對框架結(jié)構(gòu)采用不同阻尼比,、基礎方案等問題進行數(shù)據(jù)對比分析,;總結(jié)設計中常見問題注意事項;對設計標準提出不同意見,。
一,、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系選擇
從已建成的鋼結(jié)構(gòu)住宅來看,主要有:
1)薄壁型鋼組合墻板形式,;
2)純框架形式,;
3)框架支撐形式;
4)型鋼混凝土組合形式,;
5)鋼框架-混凝土抗震墻形式等等,。
這些結(jié)構(gòu)形式各有特點,,其中薄壁型鋼組合墻板形式特別適宜定型產(chǎn)品,,其體系是從墻板結(jié)構(gòu)演變而來,即將薄壁型鋼柱構(gòu)件按大約600mm 的間距布置形成豎向承重結(jié)構(gòu),、型鋼間設支撐系統(tǒng)以抵抗水平力,,樓板根據(jù)豎向型鋼的位置布置成密肋支撐結(jié)構(gòu),因上部結(jié)構(gòu)為類墻板結(jié)構(gòu),,其基礎根據(jù)受力情況設成條形基礎,,對地基要求不高。
薄壁型鋼組合墻板住宅受密布結(jié)構(gòu)的影響,,對開間,、門窗洞口、挑出構(gòu)件尺寸均有一定限制,。
后面幾種形式可以滿足多高層住宅設計要求,,但從使用的角度都存在一個共同問題,即梁柱突出對住宅內(nèi)部觀感的影響,。
住宅相對于其它建筑有其特殊性,,辦公、廠房可以采用較為固定柱網(wǎng),,層高也較高,,其梁柱所占空間給人的感觀是適宜的,柱網(wǎng)規(guī)則有利于梁的布置,。
相反住宅是一個變化多端的產(chǎn)品,,根據(jù)建筑的要求,很少布置出規(guī)則的柱網(wǎng),,房內(nèi)開間相對較小,、變化較多,,不利于鋼框架布置。
由于鋼材的特點,,它在住宅中只能形成框架體系或桁架體系,,可以說框架體系如果適用于普通住宅,鋼框架必然有其大顯身手的地方,,普通框架結(jié)構(gòu)不能解決住宅應用問題的話,,常規(guī)鋼框架體系在普通住宅中應用也有相似的弱點。
受短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的啟發(fā),,筆者在鋼結(jié)構(gòu)住宅設計中將鋼柱設計成異型柱形式,,以配合建筑變化的要求,圖1 是兩種異型鋼柱截面,,根據(jù)建筑墻體厚度減去面層厚度來設定翼緣寬度,,框架梁與異型鋼柱各個方向的翼緣剛接,圖2 為相應的節(jié)點連接詳圖,。
異型鋼柱示意圖
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異型鋼柱梁柱節(jié)點詳圖
某住宅項目三層樣板間設計成異型鋼柱純框架結(jié)構(gòu),,建筑采用砌塊隔墻,建成后外部及室內(nèi)觀感均令人滿意,,與該住宅成品(混凝土剪力墻結(jié)構(gòu))實際效果一致,,下圖是樣板間實景。
在工業(yè)廠房設計中經(jīng)常采用異型鋼柱,,采用排架受力體系時,,異型鋼柱經(jīng)常設計成雙軸對稱或主受力方向單軸對稱,廠房縱向采用支撐系統(tǒng)抵抗縱向水平力,,系桿,、支撐構(gòu)件多連接于異型柱弱軸形心軸上,這樣在結(jié)構(gòu)概念設計及采用桿系軟件計算容易處理,。
住宅中應用異型鋼柱與廠房設計還是有很大區(qū)別的,,下圖是廠房梁柱連接方式與住宅梁柱連接方式的簡單比較
可以看出在住宅中,梁柱的截面形心軸不在同一位置上,,不符合常規(guī)設計理念,,在采用桿系軟件計算時無法解決偏軸問題。
盡管如此,,與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相比,,筆者認為異型柱是在原來較大的矩形框架柱截面或整片混凝土墻修改為的截面面積較小的異型截面,相應地也減少了截面特性,,而異型鋼柱是在一個工字鋼截面上增加一個T型截面,,相應地是增加了弱軸方向的截面特性,特別是將鋼梁與鋼柱弱軸的剛性連接節(jié)點轉(zhuǎn)化為與柱翼緣連接,優(yōu)于常見設計中工字鋼柱在弱軸方向設外伸連接板的剛性連接,,加強了工字鋼柱弱軸穩(wěn)定,,對結(jié)構(gòu)安全是很有利的。
一般認為工字鋼柱弱軸剛性連接不可靠,,所以在很多構(gòu)造手冊上建議在弱軸采用鉸接框架加支撐體系或者采用鋼管柱設計方案,,抗震規(guī)范“柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時,宜采用箱形截面,。當僅在一個方向剛接時,,宜采用工字形截面,并將柱腹板置于剛接框架平面內(nèi),?!?/p>
規(guī)范中雖然沒有明確說不可采用工字鋼柱弱軸與鋼梁剛接,但根據(jù)抗震規(guī)范節(jié)點抗震承載力驗算要求,,弱軸連接一般是無法滿足相關(guān)條款要求的,。
異型工字鋼柱相比箱形柱的節(jié)點加工容易、施工方便節(jié)約鋼材,,相比框架支撐體系減少了支撐部分的設置,,從應用角度可靈活用于住宅墻體中,滿足建筑師對住宅內(nèi)無外露結(jié)構(gòu)構(gòu)件的要求,。
筆者認為異型鋼柱在結(jié)構(gòu)分析中存在以下問題:
1)異型鋼柱全截面受力情況分析,,這里主要指在弱軸上增加 T 型構(gòu)件,,是否就相應的增加了這部分的截面特性,,包括 T 型構(gòu)件偏軸遠近的影響,筆者認為鋼柱類型不同,,截面特性增加比例也會不同,;
2)異型鋼柱局部穩(wěn)定性計算,這點可以參考規(guī)范中柱板件寬厚比進行控制,;
3)梁柱節(jié)點與鋼柱形心軸偏離時整體受力分析,,采用普通桿系計算軟件是不能解決這個問題的。理想的計算模型應該采用有限元整體建模方式進行內(nèi)力分析,, 可以解決上述問題,,但建模工作量太大了。
筆者在設計中根據(jù)以下幾個原則來確定柱截面:
1)按方鋼管柱方案進行結(jié)構(gòu)分析,,根據(jù)計算應力比結(jié)果接近 0.9 的情況,,選定框架梁截面尺寸,根據(jù)方鋼管截面特性初選 X,Y 方向上工字鋼截面,計算時不考慮腹板作用,,初步確定異型柱截面,;
2)按工字鋼柱方案進行結(jié)構(gòu)分析,異型柱 T 型構(gòu)件布置方向,設柔性支撐代替異型柱中 T 型構(gòu)件在工字鋼弱軸上的剛度影響,,按有側(cè)移鋼框架計算,,調(diào)整異型鋼柱中工字鋼截面尺寸;完成后調(diào)整工字鋼及柔性支撐布置方向,,驗算 T 型構(gòu)件與工字鋼腹板組成的工字鋼截面尺寸,;
3)根據(jù)上一步建立的模型,選取工字鋼強軸所在的單榀框架進行抗震驗算,,只參考工字柱強軸應力計算結(jié)果,,檢驗異型柱單向受力是否滿足;
4)根據(jù)上述計算結(jié)果,,手工核算梁柱節(jié)點處抗震承載能力,,基礎設計時考慮偏軸引起的附加彎矩;
5)以普通工字鋼柱和方鋼管柱按無支撐框架體系分別進行正常設計,,其中鋼梁按設計所選截面計算,,根據(jù)合適的計算結(jié)果,統(tǒng)計鋼柱用鋼量以控制異型柱用鋼量的上下限,。
上述方法沒有可依據(jù)的計算公式及條文,,對偏軸引起的附加彎矩對整體的影響沒有更多處理,這也是筆者只在二三層住宅設計中應用,,沒在更高的工程里使用異型鋼柱的原因,。筆者提出異型鋼框架方案,希望得到大家的批評指正,。
二,、設計細節(jié)的問題
1、 整體計算時選取合適的結(jié)構(gòu)阻尼比根據(jù)抗震規(guī)范要求,,除專門規(guī)定外,,建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應取0.05,當阻尼比不等于0.05時,,地震影響系數(shù)曲線應進行修正,,鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)阻尼比選取值見表 1。
表 1 不同結(jié)構(gòu)阻尼比應用值
從表 1 中數(shù)據(jù)可以看出,,不同的鋼結(jié)構(gòu)體系有不同的地震影響系數(shù),,如果在結(jié)構(gòu)分析時錯誤選擇阻尼比對設計結(jié)果會產(chǎn)生較大影響,其中鋼管混凝土和鋼-砼混合結(jié)構(gòu)由于是兩種材料共同作用,在選取阻尼比時,,應根據(jù)兩種材料應用比例綜合考慮阻尼比,,結(jié)構(gòu)整體剛度越柔,阻尼比選值越低,。
2,、剛接柱腳設計
常見柱腳分埋入式,、外包式、外露式,。在住宅設計中多采用外露式,,相比其它兩種方式,其現(xiàn)場安裝,、定位方便,。
在設計時應注意,柱腳的剛度是靠底板的彈性變形或塑性變形來實現(xiàn)的,,這就意味著整個結(jié)構(gòu)變形包括鋼結(jié)構(gòu)本身變形及底板受拉變形后引起的整體變形,,如在分析內(nèi)力時視外露式為剛性柱腳,設計中要考慮層間位移角限值要有一定的富裕,,同時應考慮底層鋼柱彎矩反彎點下移引起的柱頂彎矩增大,。
根據(jù)節(jié)點設計要求,為保證罕遇地震時不發(fā)生柱腳節(jié)點先于鋼柱破壞,,柱腳節(jié)點連接處的極限抗彎承載能力應大于 1.2 倍鋼柱的全塑性受彎承載力(Wpnx·f)才可以,,常見設計方法是根據(jù)柱腳反力來確定柱腳螺栓直徑、連接焊縫,這樣只能保證柱腳節(jié)點在多遇地震作用下具有一定強度而不破壞,,而柱腳彎矩設計值所需截面抵抗模量一般小于鋼柱本身截面抵抗模量(Wx),,以H628X260X10X14 工字鋼為例,1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍,,外露式很難保證這項設計要求,。
而采用其它兩種柱腳方式在轉(zhuǎn)遞鋼柱內(nèi)力時很容易滿足前項要求,設計中傳力明確,、計算容易,、構(gòu)造簡單、節(jié)省鋼材,。插入式柱腳構(gòu)造相比埋入式更簡單,,大部分書籍認為可靠性不如埋入式,,建議用于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房,,不適合高層建筑鋼結(jié)構(gòu)。
筆者認為在多層建筑鋼結(jié)構(gòu)可以采用,,因為在許多工業(yè)項目中,,單層廠房層高多在 10~30m,廠房內(nèi)設多臺吊車及大量檢修平臺,,單柱荷載及地震作用往往大于普通住宅的情況,,多層住宅柱腳在概念設計和計算設計都滿足規(guī)范要求的情況下,采用插入式是沒有問題的,。新鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范也增加了插入式柱腳的設計和構(gòu)造規(guī)定,。
3、樓板設計
樓板有預制樓板、現(xiàn)澆樓板,、組合樓板等,。采用預制樓板時應考慮預制板由于溫度變化、荷載分布等原因,,造成樓板接縫處開裂形成的單側(cè)翼緣附加彎矩影響,,即鋼梁平面內(nèi)整體抗彎應力與翼緣平面外抗彎應力雙向組合后要滿足折算應力限值,有些項目將樓板擱置在下翼緣上尤其要注意這個問題,。
壓型鋼板組合樓蓋在鋼結(jié)構(gòu)住宅中應用很多,,整體分析時要考慮組合板的各向異性對框架梁的影響,包括根據(jù)樓板設置情況確定連續(xù)板或簡支板,、傳力路徑是單向還是雙向,、組合鋼梁是按強邊還是弱邊組合造成的剛度差異;樓板設計時要避免集中單向布置樓板,,使結(jié)構(gòu)體系形成橫向或縱向承重,,做到合理布置組合樓板,盡量形成雙向承重結(jié)構(gòu),。
4,、梁柱剛性連接設計
梁柱間剛性連接計算可按常用設計法或全截面受彎設計法進行,當鋼梁翼緣的抗彎承載力大于整個截面承載力的 70%時,,可采用常用設計法進行設計,,小于 70%時,應采用全截面抗彎設計法,,在住宅設計中,,鋼梁多屬于前者,常用設計法計算原則為翼緣和腹板分別承擔彎矩和剪力,,普遍認為計算容易,,結(jié)果偏于安全。
事實上根據(jù)多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接節(jié)點的抗震設計和多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性節(jié)點的設計,,不做任何處理的將鋼梁與鋼柱進行栓焊等強連接是很難達到強節(jié)點弱桿件的設計要求,,對加強式節(jié)點設計有設計及構(gòu)造詳細說明。
具體做法主要有三種方式:梁端翼緣加焊楔形蓋板,、梁端底部加腋,、犬骨式連接。通過筆者在實際應用后認為,,三者都存在增加施工難度的問題,。第四種方式:梁端翼緣加寬方式,但在標準圖集中不作為主推形式介紹,,當建筑對梁寬沒有要求的情況下,,這種連接方式最為實用,、便捷。
三,、設計標準的問題
1.“輕型”鋼結(jié)構(gòu)概念問題
近年來因“輕型門式剛架房屋”的出現(xiàn),,在許多設計人包括結(jié)構(gòu)設計人員的頭腦中形成一種輕(質(zhì)量)鋼材概念,一遇到附屬建筑設施或看似不重要的結(jié)構(gòu)時就提出用“輕鋼”來解決,,卻不注重該部分對主體結(jié)構(gòu)的效應分析,,事實上結(jié)構(gòu)概念設計時應清楚,“輕型”實際上是指結(jié)構(gòu)承受相對較輕的荷載,,住宅設計中不會因為采用鋼結(jié)構(gòu)而減少荷載使用標準,,結(jié)構(gòu)體系無論采用鋼還是混凝土,構(gòu)件效應分析是沒有原則上區(qū)別的,。
2.多高層鋼結(jié)構(gòu)設計區(qū)別
根據(jù)規(guī)范有關(guān)條文,,包括鋼結(jié)構(gòu)抗震調(diào)整系數(shù),框架柱長細比,,框架構(gòu)件寬厚比等控制條款,,均以 12 層作為區(qū)分點,因此可以理解為高層鋼結(jié)構(gòu)是指 12 層以上的建筑物,。高規(guī)中高層是指 10 層及 10 層以上或房屋高度超過 28m 的建筑,,這其中包括混合結(jié)構(gòu),再參考國外部分國家高層起始高度多設在 25~30 米或 8 至 11 層,。
由此看來我國的多層鋼結(jié)構(gòu)適用范圍要高于普通結(jié)構(gòu),,也高于國外標準。多高層鋼結(jié)構(gòu)不僅構(gòu)造不同,,相關(guān)抗震調(diào)系數(shù)也不同,,限值差別太大,在前面表 1 已說明,,筆者認為此區(qū)分過于寬泛,,舉例說明一下:層高平均 4m,12 層建筑物高度 48米,,是高規(guī)中 28 米限值的 1.7 倍,,這就產(chǎn)生下面的問題,在混合結(jié)構(gòu)中,,混凝土結(jié)構(gòu)應按高規(guī)構(gòu)造設計,,鋼結(jié)構(gòu)可以按多層構(gòu)造設計,執(zhí)行了兩種標準,。
3、《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》
對住宅結(jié)構(gòu)設計指導作用不大新版規(guī)范延續(xù)了工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)設計指導思想,,例如在變形允許值按廠房構(gòu)件進行分類,,對民用建筑構(gòu)件不做細分,;溫度區(qū)段設置要求以排架結(jié)構(gòu)方式進行劃分而不考慮縱橫向承重體系、鋼混組合結(jié)構(gòu)的特點來區(qū)分,,特別是強制性條文第 8.1.4 條“結(jié)構(gòu)應根據(jù)其形式,、組成和荷載的不同情況,設置可靠的支撐系統(tǒng),。
在建筑物的每一個溫度區(qū)段或分區(qū)建設的區(qū)端中,,應分別設置獨立的空間穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)?!睆奈淖稚侠斫?,鋼結(jié)構(gòu)不應該采用無支撐的純框架結(jié)構(gòu),這顯然與實際應用不符,,設置支撐與否應以結(jié)構(gòu)設計需要來確定,,根據(jù)條文說明也可以知道這是一個原則規(guī)定,但作為強制性條文,,必須嚴格執(zhí)行值得商榷,,民用建筑在使用要求上不同于工業(yè)建筑,包括一些結(jié)構(gòu)體系也存在差異,,應區(qū)別對待,。
相比其他規(guī)范不斷完善抗震部分內(nèi)容,新版只在總則中提到應符合相關(guān)抗震規(guī)范的規(guī)定,,似乎抗震設計在鋼結(jié)構(gòu)中并不重要,,實際上在北嶺和阪神地震后,國外開始紛紛重視鋼結(jié)構(gòu)抗震設計的研究,,國內(nèi)也有很多文章介紹,,應該有很多成果可以總結(jié)成文的。我國抗震規(guī)范規(guī)定應根據(jù)抗震設防烈度采取不同的抗震措施,,而鋼結(jié)構(gòu)抗震要求卻沒有任何區(qū)別也是不妥的,。
四、設計鋼結(jié)構(gòu)住宅應尊重住宅使用的根本要求
鋼結(jié)構(gòu)住宅是今后發(fā)展的一個重要方向,,但鋼結(jié)構(gòu)僅僅是建筑中承重體系,、服務部分,它不是建筑使用中的主要成分,,鋼結(jié)構(gòu)住宅設計首先要遵循住宅建筑設計的一般原則,,然后才是發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,單純突出鋼結(jié)構(gòu)而不考慮生活的舒適性,、不能滿足人文要求的鋼結(jié)構(gòu)住宅項目是沒有市場的,。
對于鋼結(jié)構(gòu)住宅不能因為要推廣鋼材在建筑中的應用而簡單、強行在住宅結(jié)構(gòu)中使用,,這樣作對推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅沒有實際意義,。相對而言公建,、體育場館、工業(yè)廠房等是鋼結(jié)構(gòu)在建筑中最能發(fā)揮其特長的領(lǐng)域,,近年來,,我們已經(jīng)深刻感覺到這種應用變化。
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