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钢结构 | 钢结构这样设计施工,耐久度不输钢筋混凝土

: 2018-01-11 10:24:32 | : 39

 

钢结构建筑在超高层领域应用十分广泛,因刚度大,自重轻等优点被人们广泛接受使用。增加钢结构的设计稳定性,检测识别安全隐患,结合实际情况进行加固补强是工程中需要准确掌握的技术要点。

一、结构选型


1、梁柱设置

(1)常用的Ⅰ字形截面梁经济跨度为6~12m,设计时须考虑建筑上部结构进行选择。

(2)次梁有利于荷载均匀分布和明确传力途径次,间距一般取1.5~2.5m,在震动设备集中或荷载较大处应适量减小。

(3)钢次梁一般与主梁铰接,可减小梁的跨中弯矩和挠度,但须考虑对焊接工作量的影响。

(4)考虑经济合理因素可选用箱形钢框架柱截面,无强弱轴之分结构较为合理,但拼装焊接量工艺有难度。

(5)框架柱可选用连接难度较小的轧制宽翼缘H型钢,但须考虑层高较高时是否可满足弱轴长细比的要求,如不满足可选用十字形截面钢柱。


2、楼板设置

(1)选用组合楼板时,在使用阶段由压型钢板等效为混凝土楼板的受拉钢筋,须控制钢板镀锌量与板厚,考虑防火因素带来的经济指标要求。

(2)选用非组合楼板时可按普通钢筋混凝土楼板计算,压型钢板会承担较多荷载,施工前应做好防锈处理;此种方式可节省防火方面的开支。

(3)楼板设置时须在钢梁顶设置穿透钢板的圆柱头栓钉,并根据楼板跨度确定栓钉直径及柱顶间距,且高压型钢板顶面须不小于3cm,高出顶面混凝土保护层不小于1.5cm。


二、节点优化


1、梁柱节点

(1)梁柱节点通常采用刚性连接,确保梁上下翼缘与柱翼缘焊接牢固,腹板与柱翼缘剪力板连接,对于有抗震设防要求的建筑,应与梁翼缘设置与其等厚的水平加劲肋,并与柱全熔透焊接。

(2)在每个梁翼缘对应位置设置柱的水平加劲肋可加强梁柱节点的刚度与稳定性,对于截面高度较小的梁腹板可加大局部高度,但须注意腋部翼缘坡度。


2、拼装节点

(1)对于高度较高的柱与跨度较大的梁,常选用多段现场拼接的措施加长,须注意柱接头不在框架节点塑性区内,并须满足极限承载力要求。

(2)Ⅰ字形截面柱接头翼缘可采用全熔透坡口焊接,腹板采用高强度螺栓连接。

(3)柱外悬臂梁段与中间梁段连接时在翼缘采用全熔透焊接,腹板采用高强度螺栓连接;翼缘、腹板采用全熔透焊接。

通过以上优化设计,可增加钢结构的稳定性与合理性,同时不能忽视对于钢结构的检测鉴定,严格把关承载力,并结合实际情况选择补强措施。


三、检测鉴定


(1)钢结构检测包括外观质量检测;构件尺寸及平整度检测;焊缝及螺栓连接检测;钢材锈蚀检测;涂层厚度检测。


(2)测定钢材屈服强度时,对于有明显流幅的钢材应取屈服点应力;对于无明显流幅的钢材应取条件屈服强度。


(3)检测钢材化学成分,控制碳含量,确保强度、塑性、可焊性、耐锈蚀性平衡;控制锰含量,确保强度与脆性平衡;控制硅含量,控制强度与塑性、可焊性、耐锈力的平衡;控制磷含量,确保强度和耐锈力等平衡。


(4)测量涂层厚度时注意包括防火涂层厚度与防腐涂层厚度,多次测量确定薄层位置进行补涂。


(5)测量钢网架挠度,跨度不大于24m者测量下弦中央部位;跨度大于24m者测量下弦中央及下弦跨度四等分点。


四、加固补强


1、柱身加固

(1)使用钢板或型钢补强通过焊接或高强螺栓增强原柱结构;还可增设支撑减小柱自由长度,提高承载能力;须注意钢结构存在严重缺陷和损伤时须验算结构强度、刚度及稳定性再进行加固。

(2)在钢柱四周外包钢筋混凝土加固,注意清理表面增加粘结效果,并确保外包结构与原钢柱形成整体,以免未起到补强效果,反而增加荷载。


2、柱脚加固

(1)增设柱脚加劲肋,减小底板计算弯矩,可在柱脚型钢间浇筑混凝土,使柱脚底板成为刚性块体;施工前注意清理表面以增加粘结力。


(2)增设柱脚附加锚栓,基础较宽大时可钻出孔洞,插入附加锚栓,灌环氧砂浆或硫磺砂浆,包裹整个柱脚并将新配钢筋插入基础内与原钢筋焊接。

来源:三维钢构

 

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