淺析鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的應用及具體安裝技術(shù)

1、淺析鋼構(gòu)造在現(xiàn)代建筑中的應用及詳細安裝技術(shù)摘要:鋼筋混凝土構(gòu)造在超高層建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面積比率越來越大,在超高層建筑中采用鋼筋混凝土構(gòu)造受到質(zhì)疑;同時高強度鋼材應運而生,在超高層建筑中采用局部鋼構(gòu)造或全鋼構(gòu)造的理論研究與設(shè)計建造可說是同步前進。本文簡要介紹了高層、超高層建筑的構(gòu)造體系,通過對國內(nèi)已建和在建的高層建筑鋼構(gòu)造國產(chǎn)化問題的調(diào)研,分析了在鋼材、設(shè)計、施工和監(jiān)理等方面國產(chǎn)化所面臨的主要問題,為高層建筑鋼構(gòu)造的開展提出了一些建議。關(guān)鍵詞:高層;概況;開展;體系;施工高層鋼構(gòu)造建筑在國外已有110多年的歷史,1883年最早一幢鋼構(gòu)造高層建筑在美國芝加哥拔地而起,到了二次世界大

2、戰(zhàn)后由于地價的上漲和人口的迅速增長,以及對高層及超高層建筑的構(gòu)造體系的研究日趨完善、計算技術(shù)的開展和施工技術(shù)程度的不斷進步,使高層和超高層建筑迅猛開展。一、鋼構(gòu)造在建筑中的應用1平面布置和構(gòu)造選型鋼構(gòu)造適宜于平面布置根本規(guī)正、勻稱、凹凸變化較少的建筑平面,不適宜軸線錯開較多,形心和質(zhì)心間隔 較大和易于產(chǎn)生較大改變的住宅平面。鋼構(gòu)造住宅設(shè)計需要對風荷載和地震荷載作用下的程度位移進展控制,因此,抗側(cè)力構(gòu)造的考慮是非常重要。在住宅構(gòu)造設(shè)計中常常把樓梯間、電梯間墻體設(shè)計為抗側(cè)力構(gòu)造。假設(shè)位移仍然不能控制在允許值范圍內(nèi)時,可以把單元之間的分戶墻或廚房、衛(wèi)生間的局部墻體(不動墻)也做為抗側(cè)力構(gòu)造。2變形限

3、值的討論抗側(cè)力構(gòu)造可以是鋼構(gòu)造,也可以是鋼筋混凝土構(gòu)造。當采用鋼桁架作為抗側(cè)力構(gòu)造組成純鋼構(gòu)造時,標準規(guī)定:在風力作用下,層間位移1/400,頂點位移1/500;在地震作用下,層間位移1/250,頂點位移1/300。因此,采用鋼桁架作抗側(cè)力構(gòu)造可能造成用鋼指標有較大進步,從而增加造價。假設(shè)按鋼構(gòu)造限值1/300控制構(gòu)造整體剛度,在地震中待鋼構(gòu)造參加工作時,鋼筋混凝土剪力墻己經(jīng)產(chǎn)生了構(gòu)造破壞,這種考慮不夠平安。假設(shè)按鋼筋混凝土剪力墻限值1/800控制構(gòu)造整體剛度時,鋼梁、鋼柱截面會因地震力加大而大幅度增加。3層數(shù)和層高確實定任何一種構(gòu)造形式都有它的適用范圍、最正確建造高度。鋼構(gòu)造正是在高層、超高

4、層建筑中具有獨到的優(yōu)勢,高層住宅由于地震設(shè)防,梁、柱斷面雖然與同條件鋼筋混凝土梁、柱相比要小的多,但在尋常百姓家的居室中,梁柱的存在仍然是非常為難的事。相比之下,我們認為鋼構(gòu)造用于多層和“小高層,是具備一定優(yōu)勢的。4柱網(wǎng)確定和柱斷面型式的選擇柱網(wǎng)確實定一般根據(jù)乎面分割情況,結(jié)合梁的位置和截面高度,以及鋼梁的隱蔽方法來決定。外墻處的柱距是柱網(wǎng)確定的關(guān)鍵,把沿外墻鋼梁和外墻窗上皮的高度關(guān)系處理好,柱網(wǎng)也就根本確定了。鋼柱的截面型式大體分為三種:圓管柱、方管(箱形)柱和H型鋼柱。其中,管柱內(nèi)澆注混凝土,形成鋼管混凝土柱,承載力比鋼筋混凝土柱大幅度進步,因此用鋼量較剩在節(jié)點構(gòu)造作法上,方管柱構(gòu)造簡單合

5、理。但是,管柱在與鋼梁連接上下翼緣部位,須加橫隔板以形成貫穿式節(jié)點,這一要求增加了加工難度,因此也進步了工程造價。H型鋼柱,當外包鋼筋混凝土時形成鋼骨混凝土柱。H型鋼柱加工和施工都比較方便,但鋼柱用鋼量較多。5鋼構(gòu)造的節(jié)點構(gòu)造節(jié)點構(gòu)造直接影響鋼材用量,在試點住宅中集中力量解決了兩個部位的節(jié)點做法。(1)柱腳生根部位試點工程地下層構(gòu)造按鋼筋混凝土框架剪力墻構(gòu)造考慮,柱腳位于地下室頂板標高處,柱腳與頂板預埋鋼板用高強螺栓連接。首層超市用鋼筋混凝土包柱按鋼骨混凝土框架鋼筋混凝土剪力墻構(gòu)造考慮,二層以上鋼框架鋼筋混凝土剪力墻構(gòu)造。(2)鋼框架的鋼梁和鋼筋混凝土剪力墻(核心筒)的連接為了確保試點工程平安

6、可靠,設(shè)計中沒有采用單純在剪力墻中預埋鋼板的連接方法,而是在剪力墻端部和核心筒拐角處自柱腳標高起,設(shè)置上下貫穿的型芯柱,并且,在鋼梁高度處用鋼桁架作為芯柱與芯柱之間的橫向連接,以確保該部位節(jié)點的工作狀態(tài)和計算假定相吻合。6構(gòu)造體系選擇(1)5-6層以下的,可采用框架體系或框架-支撐體系,6層以上的可采用框架支撐體系或框架-混凝土剪力墻(核心筒)體系。多層房屋大多采用雙重體系。(2)框架柱有H型鋼柱,鋼管砼柱和鋼骨砼柱,后兩種為組合柱。在小高層中,組合柱比H型鋼柱省鋼。(3)剪力墻比鋼支撐的延性低,在大震時延性低的地震力大,延性好的地震力小,從抗大震的性能來說,鋼支撐比砼剪力墻好。(4)鋼框架-

7、砼剪力墻體系屬混合構(gòu)造,對它的抗震性能目前研究還不夠,未列入抗震標準,雖然如今應用較多,選用時應慎重。核心筒宜用小鋼柱加強,也有利于安裝。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.二、鋼構(gòu)造制作與安裝1、鋼柱的安裝鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構(gòu)件,在加工制造中必須滿足現(xiàn)行標準的驗收標準。100高的超高層鋼柱一般分為812節(jié)構(gòu)件,鋼柱在翻樣下料制作過程中應考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形,所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設(shè)計長度,即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時也不允許互換,要求對每節(jié)鋼柱應編號予以區(qū)別,正確安裝就位。矩形或方形鋼柱內(nèi)的加勁板的焊接應按

8、現(xiàn)行標準要求采用熔嘴電渣焊,不允許采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。鋼柱標高的控制一般有二種方式:(1)按相對標高制作安裝。鋼柱的長度誤差不得超過3,不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形,建筑物的總高度只要到達各節(jié)柱子制作允許偏向總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格,這種制作安裝一般在12層以下,層高控制不非常嚴格的建筑物。(2)按設(shè)計標高制作安裝。一般在12層以上,精度要求較高的層高,應按土建的標高安裝第一節(jié)鋼柱底面標高,每節(jié)鋼柱的累加尺寸總和應符合設(shè)計要求的總尺寸。每一節(jié)柱子的接頭產(chǎn)生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應加到每節(jié)鋼柱加工長度中去。2、框架梁的制作與安裝為保證框架梁

9、與鋼柱連接處的節(jié)點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的準確性,在工廠制造時,在框架梁所在位置設(shè)置懸臂梁(短牛腿),懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫,腹板采用貼角焊縫?？蚣芰号c鋼柱的懸臂梁(短牛腿)連接,上下翼緣的連接采用襯板(兼引弧板)全熔透焊縫,腹板采用高強螺栓連接。由于鋼筋混凝土施工允許偏向遠遠大于鋼構(gòu)造的精度要求,當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時,腹板的連接板可開橢圓孔,橢圓孔的長向尺寸不得大于2d0(d0為螺栓孔徑),并應保證孔邊距的要求。框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設(shè)計長度,需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經(jīng)歷公式計算再按實際加工之后校核,確定其翻樣下料的準確長度?？蚣芰荷舷乱砭壍倪B接可采用高強螺栓連接或焊接連接,目前大局部采用帶襯板的全熔透焊接連接。施工時先焊下翼緣再焊上翼緣,先一端點焊定位,再焊另一端。腹板那么采用高強度螺栓連接,要充分理解設(shè)計時采用摩擦型還是承壓型高強螺栓。采用摩擦型高強螺栓的摩擦系數(shù)應選用合理。采用高強螺栓群連接時,孔位的