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鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)述
發(fā)布時(shí)間:2014-08-05
1、 工程基礎(chǔ)形式:一般采用鋼筋混凝土獨(dú)立柱基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。當(dāng)有地下室時(shí),鋼柱可直接延伸至地下室,結(jié)構(gòu)傳力途徑簡(jiǎn)捷;結(jié)構(gòu)施工周期短,綜合造價(jià)降低。 2、 鋼框架或框架-支撐結(jié)構(gòu)體系
1)鋼框架或框架-支撐:在鋼結(jié)構(gòu)住宅的鋼結(jié)構(gòu)體系主要采用鋼管混凝土柱、輕型H型梁框架體系和H型鋼T形連接鋼柱、輕型H型梁預(yù)制鋼框架片通過鋼梁現(xiàn)場(chǎng)組裝的組合框架體系兩種鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成的縱橫兩個(gè)方向的多層框架體系類型。
鋼管混凝土框架柱鋼框架,即是在空鋼管內(nèi)灌注高強(qiáng)度素混凝土而形成的復(fù)合受壓構(gòu)件,它利用鋼管約束混凝土,使鋼管內(nèi)的混凝土三向受壓,從而提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度和延性,同時(shí),管內(nèi)的混凝土保證了鋼管的局部穩(wěn)定性,因此鋼管混凝土柱結(jié)合了鋼柱與混凝土柱的優(yōu)點(diǎn),單柱的軸向承載力大幅提高,框架柱截面大幅減少,與H型鋼柱相比,可節(jié)約用鋼量約50%,降低造價(jià)約45%,鋼管直徑不變,壁厚逐漸減薄;另外,鋼管混凝土柱中之混凝土可以吸收熱量,減慢鋼柱的升溫速度,并且一旦鋼柱屈服,混凝土可以承受大部分的軸向荷載,防止結(jié)構(gòu)倒塌。
H型鋼T形連接鋼柱的組合框架,即是鋼結(jié)構(gòu)采用工廠預(yù)制鋼框架片(鋼柱、鋼梁及支撐組合),現(xiàn)場(chǎng)組合的框架體系,技術(shù)上較為先進(jìn),拐角處將兩個(gè)三相垂直的H字型柱合并的處理方法,雙向都有較強(qiáng)的剛度,無弱軸;增加了側(cè)向剛度(加一定支撐),整體結(jié)構(gòu)受力效果好。每個(gè)單片框架可以將墻體龍骨、門窗框同時(shí)組裝在內(nèi),現(xiàn)場(chǎng)通過高強(qiáng)螺栓及連接板連接各框架片,這樣,現(xiàn)場(chǎng)即可直接將結(jié)構(gòu)框架與墻體材料和門窗一起就位,加快建造速度。
鋼結(jié)構(gòu)框架梁一般均采用高頻焊接H型鋼,它的優(yōu)點(diǎn)是,翼緣板的寬度和厚度可以根據(jù)設(shè)計(jì)的要求任意改變,腹板的厚度可以滿足局部穩(wěn)定的條件下比扎制H型鋼(所說的工字鋼)薄,構(gòu)件截面慣性距比扎制H型鋼增加20~30%,對(duì)于以承受彎距為主的框架梁等于節(jié)約了20~30%的用鋼量,因此,在與扎制H型鋼的比較中因重量輕、強(qiáng)度高、外觀美、加工方便、根據(jù)設(shè)計(jì)要求隨意定尺、生產(chǎn)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)使其更具有經(jīng)濟(jì)合理、截面尺寸選擇靈活的特性。
鋼柱與鋼梁之間的連接有剛性連接和鉸接兩種形式,剛性連接指腹板處采用高強(qiáng)螺栓連接,上下翼緣焊接的連接形式;鉸接連接指腹板處采用高強(qiáng)螺栓連接,上下翼緣無須焊接的連接形式。前者需要現(xiàn)場(chǎng)施焊,而后者無須現(xiàn)場(chǎng)施焊,安裝可不受天氣和季節(jié)限制,因此,大為簡(jiǎn)化了安裝程序,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大為減少,鋼結(jié)構(gòu)安裝速度可成倍的提高。同時(shí)可利用此鉸接節(jié)點(diǎn),在鋼梁設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),全部采用鋼-混凝土組合梁截面進(jìn)行計(jì)算,鋼梁受拉,現(xiàn)澆混凝土受壓,充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的受力特點(diǎn),可節(jié)約鋼梁用鋼量,同時(shí)也降低了鋼梁的高度,增加了使用空間。
2)鋼結(jié)構(gòu)的水平受力構(gòu)件-樓板和屋面板形式分為預(yù)制樓板和現(xiàn)澆樓板兩種類型。由于,抗震、易開裂、隔音效果等因素,采用的很少,F(xiàn)階段均采用現(xiàn)澆混凝土樓板,它分為壓型鋼板上現(xiàn)澆混凝土(復(fù)合板)和普通模板現(xiàn)澆混凝土兩種形式,后者從經(jīng)濟(jì)角度考慮比較多,前者則更適合于鋼結(jié)構(gòu)的特性:①壓型鋼板即作為模板又代替樓板下部受力鋼筋;②滿足防火要求;③無須支模;④提供工程作業(yè)面,以利土建、設(shè)備交叉作業(yè);不影響工期;⑤天棚規(guī)整,無須找平砂漿(落物傷人),利于二次裝修效果(涂料、壁紙或其它)的體現(xiàn)。
3、圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系
與鋼結(jié)構(gòu)體系相適應(yīng)的圍護(hù)墻體材料的選擇是制約鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的一個(gè)非常重要的因素。它要求:①工廠化程度高,與鋼結(jié)構(gòu)易于連接,②材料輕且強(qiáng)度高,③防水、抗?jié)B、抗凍性能強(qiáng),④保溫、隔熱、節(jié)能,⑤外飾面,⑥耐火,⑦耐久性,⑧經(jīng)濟(jì)指標(biāo)易于接受,等等。
我國的墻體改革已經(jīng)多年,但由于住宅墻體受各種綜合因素的影響較大,尤其是北方地區(qū),對(duì)于保溫防水性能、安全性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等要求很高,雖然各種材料(復(fù)合墻體)很多,但真正能夠被人接受的很少。因此,許多開發(fā)商不得不采用最傳統(tǒng)的空心磚砌塊的形式,利用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的輕質(zhì)加氣混凝土砌塊(容重700kg/m3),但總是有別于鋼結(jié)構(gòu)住宅的特性;對(duì)于復(fù)合墻體有多種形式,如:ALC、伊通輕質(zhì)墻板;混凝土板材加苯板;砌塊加苯板;DP膜網(wǎng)等,這些墻板配以砂漿也可以保證墻體的功能。隨著我國建材業(yè)的不斷發(fā)展、完善,適宜于本地區(qū)的,適宜于鋼結(jié)構(gòu)住宅生產(chǎn)的墻體材料必將大量涌現(xiàn)。
4、 鋼結(jié)構(gòu)的防火
在滿足我國現(xiàn)行的防火規(guī)范要求下,鋼結(jié)構(gòu)防火一般采用厚涂型和薄涂型(膨脹型)兩種,事實(shí)上,鋼結(jié)構(gòu)防火材料的選擇占整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)成本的比重很大,這無形中也阻礙了鋼結(jié)構(gòu)住宅的順利進(jìn)行。
在鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)中我們?nèi)钥刹捎米枞級(jí)Π、砌塊(包覆)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)防火的方法。
例如:防火板內(nèi)設(shè)耐熱巖棉板通過緊固件固定在鋼構(gòu)件上。這種方法干施工、不受氣候條件的限制、融防火保護(hù)與裝修為一體。
5、 鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕
鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕與空氣的相對(duì)濕度及大氣中的侵蝕性物質(zhì)含量有密切的關(guān)系。通常相對(duì)濕度在60%~70%以下,鋼材的大氣腐蝕是輕微的,而一旦超過鋼材腐蝕的臨界濕度(60%~70%)鋼材的腐蝕速度將加快。因此,必須在鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行刷涂或噴涂防腐涂料。
防火涂料(分底漆和面漆)中底漆應(yīng)與鋼材表面附著力好,面漆與底漆的粘結(jié)力強(qiáng),漆層間作用、性能和硬度配套,F(xiàn)大多采用溶劑基無機(jī)富鋅底漆。因?yàn)檫@種底漆的防銹壽命長,而且本身也可耐5000C高溫。
在鋼結(jié)構(gòu)的鋼材選擇和防火、防腐材料選擇中,寶鋼已開發(fā)出耐候耐火鋼,并陸續(xù)通過防火試驗(yàn),若能在鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用耐候耐火鋼,將會(huì)明顯降低鋼結(jié)構(gòu)防腐防火措施費(fèi)用。
6、 鋼結(jié)構(gòu)施工
由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的框架節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化,即每柱設(shè)三層梁、節(jié)點(diǎn)牛腿H型鋼梁設(shè)計(jì)成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,作到了制作工廠化,這樣就為鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工的裝配化打下了基礎(chǔ)。因此,鋼結(jié)構(gòu)安裝可以單柱安裝,一吊三梁就位連接;同時(shí),也可工廠安制框架網(wǎng)片,現(xiàn)場(chǎng)整體吊裝的施工方法。對(duì)于鋼管混凝土柱,混凝土可按三到四層為一段分次集中澆注。
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