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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);住宅;結(jié)構(gòu)形式。
鋼結(jié)構(gòu)住宅在歐美日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史了,憑著良好的抗震性、靈活可變的空間劃分、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),迅速發(fā)展壯大。與之相對(duì)應(yīng)的是國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅方面才剛剛起步。制約鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的根本原因是生產(chǎn)力上的落后。1996年,我國(guó)鋼產(chǎn)量首次突破億噸,成為世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)。對(duì)用鋼政策由限制用鋼到合理用鋼再到鼓勵(lì)用鋼,這為發(fā)展我國(guó)鋼鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展創(chuàng)造了極好的時(shí)機(jī)。同時(shí)政府及時(shí)提出在建筑業(yè)中提倡使用鋼結(jié)構(gòu),在組織上采取了一些措施,并且調(diào)整了政策,出臺(tái)了一系列的積極發(fā)展的方針,也編制了一些相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程及計(jì)算軟件。鋼結(jié)構(gòu)住宅作為住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向之一,也進(jìn)入實(shí)質(zhì)性啟動(dòng)階段。
鋼結(jié)構(gòu)住宅由于其自身的優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際當(dāng)中得到人們的青睞。其結(jié)構(gòu)形式是有很多的,每種形式所適用的范圍和情況也是不盡相同的。
1.低層(1~3層)結(jié)構(gòu)體系
1.1框架結(jié)構(gòu)體系
這種體系在低層鋼結(jié)構(gòu)住宅中得到較早的應(yīng)用,它構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工速度快,技術(shù)難度小,同時(shí)由于低層住宅對(duì)水平荷載的要求不高,避開了框架結(jié)構(gòu)彈性剛度差的缺點(diǎn)。梁與柱之間的連接采用剛接,各部分剛度分布均勻。框架體系是一種延性體系,在建筑設(shè)計(jì)和平面布置上還具有很大的靈活性。
1.2輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系
這種體系是隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)不斷成熟而產(chǎn)生的,已經(jīng)成為低層鋼結(jié)構(gòu)住宅主要的結(jié)構(gòu)體系之一。從目前國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用的輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系來看,它主要可以分為:冷彎薄壁型鋼格構(gòu)式結(jié)構(gòu)體系和熱軋型鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系兩種。冷彎型鋼截面形狀合理,力學(xué)性能良好,與截面積相同的熱軋型鋼相比,其回轉(zhuǎn)半徑可增大50%~60%,截面慣性矩和截面抵抗矩可增大50%~180%。此外,冷彎型鋼因材料冷加工后出現(xiàn)的冷彎效應(yīng)現(xiàn)象可使其強(qiáng)度有所提高。目前由于我國(guó)的發(fā)展情況,別墅類建筑不是我國(guó)住宅消費(fèi)的主要對(duì)象。
但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,尤其是大量新型城鎮(zhèn)的建設(shè)以及建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)村的推進(jìn),冷彎型鋼具有廣闊的發(fā)展市場(chǎng)和潛力,值得我們注意。
2.多高層結(jié)構(gòu)體系
2.1 純框架結(jié)構(gòu)體系
鋼框架結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)的比較早,是一種成熟和基本的結(jié)構(gòu)體系。可分為半剛接框架和全剛接框架,半剛接框架的梁柱連接節(jié)點(diǎn)不承受荷載產(chǎn)生的端彎矩;全剛接框架的則需要考慮。由于鋼框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度較小,所以建造高度受到限制,一般不超過12層,如果過高的話,需要加大加強(qiáng)結(jié)構(gòu)截面和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)。
2.2 框架—支撐體系
該結(jié)構(gòu)體系以樓房的框架體系為基礎(chǔ),沿房屋的縱、橫兩個(gè)方向均布置一定數(shù)量的豎向支撐所形成的結(jié)構(gòu)體系稱為框架—支撐體系,簡(jiǎn)稱框—撐體系。由于支撐部位的不同框—撐體系又分為中心支撐和偏心支撐。中心支撐(軸交支撐)的特征是:支撐的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處,各桿的軸心線交匯于一點(diǎn)。偏心支撐(偏交支撐)的特征是;支撐斜桿與梁、柱的軸線不是交匯于一點(diǎn),而是偏離一段距離,形成一個(gè)先于支撐斜桿屈服的“消能梁段”,偏心支撐框架的每根桿件應(yīng)至少有一段與框架梁連接,并在斜桿與梁交點(diǎn)至柱之間或至同一跨內(nèi)另一斜桿與梁交點(diǎn)之間形成消能梁段。
2.3 框架—剪力墻體系
在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置部分剪力墻,使框架和剪力墻兩者結(jié)合起來,取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同抵抗水平荷載,就組成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系。鋼框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中,由于剪力墻剛度大,剪力墻將承擔(dān)大部分水平力(有時(shí)甚至可達(dá)80%~90%),是抗側(cè)力的主體,整個(gè)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大提高,鋼框架則承擔(dān)豎向荷載,提供了較大的使用空間,同時(shí)也承擔(dān)少部分水平力。該體系可細(xì)分為:
鋼框架-混凝土剪力墻體系、鋼框架-帶縫混凝土剪力墻體系、鋼框架-鋼板剪力墻體系是以及鋼框架-帶縫鋼板剪力墻體系。鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)比鋼框架結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力都大大提高了,在地震作用下層間變形減小,因而也就減小了非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(隔墻及外墻)的損壞。這樣無論在非地震區(qū)還是地震區(qū),這種結(jié)構(gòu)都可用來建造較高的高層住宅,在我國(guó)己有很多工程采用。此類結(jié)構(gòu)體系適用于抗震設(shè)防烈度為8度或9度、總層數(shù)超過12層的鋼結(jié)構(gòu)房屋。
2.4 框架—混凝土核心筒結(jié)構(gòu)
該體系是以衛(wèi)生間(或樓、電梯間)組成四周封閉的現(xiàn)澆鋼筋混凝土核心筒,與熱軋H型鋼框架結(jié)合成組合結(jié)構(gòu)。筒體角部可配置小鋼柱以增加延性并方便安裝。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)受力分工明確,核心筒抗側(cè)移剛度極強(qiáng),主要承擔(dān)水平荷載(占結(jié)構(gòu)抗側(cè)移總剛度的90%以上);由于是現(xiàn)澆核心筒,衛(wèi)生間的防水性能佳,可有效避免其他結(jié)構(gòu)形式因施工不當(dāng)容易滲水造成的鋼構(gòu)件銹蝕;可采用滑模施工,施工速度介于純鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)之間,經(jīng)濟(jì)上比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)略高。國(guó)內(nèi)己有較多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),如果建筑結(jié)構(gòu)布置合理,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)設(shè)防妥當(dāng),是值得推廣的一種多高層住宅結(jié)構(gòu)形式。
①多層(6層)鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系優(yōu)選:
7度區(qū):框架一支撐體系(型鋼柱)和框架一支撐體系(鋼管混凝土柱)的最終性能指標(biāo)差不多,鋼框架一筒體體系不理想。
8度區(qū):框架一支撐體系(鋼管混凝土柱)最優(yōu),框架一支撐體系(型鋼柱)次之,鋼框架一筒體體系最差。
②高層(12層)鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系優(yōu)選:
7度區(qū):框架一支撐體系(鋼管混凝土柱)最優(yōu),框架一支撐體系(型鋼柱)次之,鋼框架一筒體體系在最后,但三種方案的差別并不大。
8度區(qū):框架一支撐體系(鋼管混凝土柱)最優(yōu),框架一支撐體系(型鋼柱)次之,鋼框架一筒體體系在最差。
③高層(18層)鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系優(yōu)選:
7度區(qū):鋼框架一筒體體系最優(yōu),框架一支撐體系(鋼管混凝土柱)次之,框架一支撐體系(型鋼柱)在最差,但三種方案的差別并不明顯。
8度區(qū):框架一支撐體系(鋼管混凝土柱)最優(yōu),框架一支撐體系(型鋼柱)次之,鋼框架一筒體體系最差,但三種方案的差別并不明顯。
3.結(jié)論及建議:
①框架結(jié)構(gòu):開間大、使用靈活,受力明確,框架桿件類型少,其缺點(diǎn):側(cè)向剛度較差,層間位移較大,根據(jù)其受力特點(diǎn)看出該體系一般更適用于6層以下的多層建筑,不適于強(qiáng)震區(qū)的高層建筑;而且用于高層建筑經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。
②框架—支撐結(jié)構(gòu):由鋼桁架組成的支撐,與剪力墻相比在達(dá)到同樣的剛度下其重量要小。用于高層住宅結(jié)構(gòu),經(jīng)濟(jì)性好。其缺點(diǎn):構(gòu)件節(jié)間尺寸較小,導(dǎo)致支撐構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)數(shù)量均較多。傳力路線較長(zhǎng),抗側(cè)效果較差。該體系比純框架體系側(cè)向剛度大,常用于多層及高層鋼結(jié)構(gòu),應(yīng)用較廣;而且當(dāng)房屋層數(shù)較高時(shí),該體系要比純框架體系經(jīng)濟(jì)。
③框架—剪力墻結(jié)構(gòu):這種體系總體來說受力性能良好,支撐構(gòu)件相對(duì)較經(jīng)濟(jì),且能與隔墻布置相結(jié)合。不足之處是現(xiàn)場(chǎng)安裝比較困難,制作比較復(fù)雜。該體系同框架-支撐體系一樣,常用于多層及高層結(jié)構(gòu),應(yīng)用較廣;而且從受力特點(diǎn)看出,帶縫剪力墻體抗震性能較好,較適用于地震區(qū)。
④框架—筒體結(jié)構(gòu):側(cè)向剛度大于鋼框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)造價(jià)介于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間。在水平地震力作用下,混凝土核心筒開裂,將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度減小,而加大鋼框架的剪力,鋼框架需按雙重抗側(cè)力體系設(shè)防,另外混凝土核心筒的施工誤差遠(yuǎn)大于鋼結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 施工技術(shù) 質(zhì)量控制
Abstract : with the development of steel structure in our country high-rise and super high-rise building application, its superiority is recognized by more and more people, steel structure construction quality control and management also gradually perfect. Steel structure is a kind of more in line with the " green building " feature structure. It has the advantages of light weight, small occupied area, high degree of industrialization, beautiful appearance, good anti-seismic performance, less environmental pollution and other advantages, has the better comprehensive economic benefit.
Key words: high-rise building steel structure construction technology quality control
中圖分類號(hào):[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:
鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中有著極為廣泛的應(yīng)用,鋼結(jié)構(gòu)屬于框架結(jié)構(gòu),以鋼框架和鋼筋混凝土框架做比較:在跨度相同情況下,鋼梁高度是鋼筋混凝土梁高度的一半。在承載力相同的情況下.鋼柱面積是鋼筋混凝土面積的1/4。這使“肥梁胖柱”的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的弊端在一定程度上有所緩解,一般的高層和超高層建筑當(dāng)采用框一剪、框一筒結(jié)構(gòu)體系,鋼結(jié)構(gòu)建筑分為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)建筑,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)建筑、全鋼結(jié)構(gòu)建筑。
1.鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
1.1平面布置和結(jié)構(gòu)選型
鋼結(jié)構(gòu)適合于平面布置基本規(guī)正、勻稱、凹凸變化較少的建筑平面,不適宜軸線錯(cuò)開較多,形心和質(zhì)心距離較大和易于產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)的住宅平面。
鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)需要對(duì)風(fēng)荷載和地震荷載作用下的水平位移進(jìn)行控制,因此,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的考慮是非常重要。在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常把樓梯間、電梯間墻體設(shè)計(jì)為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。如果位移仍然不能控制在允許值范圍內(nèi)時(shí),可以把單元之間的分戶墻或廚房、衛(wèi)生間的部分墻
體(不動(dòng)墻)也做為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。
1.2變形限值的討論
抗側(cè)力結(jié)構(gòu)可以是鋼結(jié)構(gòu),也可以是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用鋼桁架作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成純鋼結(jié)構(gòu)時(shí),規(guī)范規(guī)定:在風(fēng)力作用下,層間位移1/400.頂點(diǎn)位移1/500;在地震作用下,層間位移1/250,頂點(diǎn)位移1/300.因此,采用鋼桁架作抗側(cè)力結(jié)構(gòu)可能造成用鋼指標(biāo)有較大提高,從而增加造價(jià)。
1.3層數(shù)和層高的確定
任何一種結(jié)構(gòu)形式都有它的適用范圍、最佳建造高度。鋼結(jié)構(gòu)正是在高層、超高層建筑中具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì),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,梁柱的存在仍然是十分尷尬的事。相比之下,我們認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)用于多層和“小高層”,是具備一定優(yōu)勢(shì)的。
1.4柱網(wǎng)確定和柱斷面型式的選擇
柱網(wǎng)的確定一般根據(jù)墻面分割情況,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)也就基本確定了。
2.鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點(diǎn)
2.1 鋼結(jié)構(gòu)建筑總重輕。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕,約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半.可以大大減少基礎(chǔ)造價(jià)。鋼材的塑性和韌性好。鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng),使鋼結(jié)構(gòu)一般不會(huì)因?yàn)榕既怀d或局部超載而突然斷裂破壞。韌性好,則使鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性較強(qiáng)。將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能,大大提高了住宅的安全可靠性。環(huán)保效果好。在建筑物拆除時(shí),大部分材料可以再用或降解,不會(huì)造成垃圾。
2.2 鋼結(jié)構(gòu)防火性能差。隨著溫度的升高.強(qiáng)度就降低。當(dāng)周圍存在著輻射熱,溫度在150度以上時(shí),就應(yīng)采取遮擋措施。如果一旦發(fā)生火災(zāi).結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到500度以上時(shí),就可能全部瞬時(shí)崩潰。為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí),通常都用混凝土或磚把它包裹起來。鋼材易于銹蝕。鋼材在潮濕環(huán)境中,特別是處于有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中容易蝕,必須刷涂料或鍍鋅.而且在使用期間還應(yīng)定期維護(hù)。
3.柱基檢查
第一節(jié)鋼柱是直接安裝在鋼筋混凝土柱基底板上的。鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量和工效同柱基的定位軸線、基準(zhǔn)標(biāo)高直接有關(guān)。安裝單位對(duì)柱基的預(yù)檢重點(diǎn)是定位軸線間距、柱基準(zhǔn)標(biāo)高和地腳螺栓預(yù)埋位置、長(zhǎng)度、垂直度進(jìn)行檢查。基準(zhǔn)標(biāo)高點(diǎn)一般設(shè)置在柱基底板的適當(dāng)位置,四周加以保護(hù),作為整個(gè)高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工階段標(biāo)高的依據(jù)。在柱基中心表面和鋼柱底面之間,考慮到施工因素設(shè)計(jì)時(shí)要考慮留有一定的間隙做為鋼柱安裝時(shí)的標(biāo)高調(diào)整,該間隙一般規(guī)定為50-70mm,我國(guó)的規(guī)范規(guī)定為50mm。
4.柱的標(biāo)高及梁的長(zhǎng)度控制
鋼柱標(biāo)高的控制應(yīng)按土建的標(biāo)高安裝第一節(jié)鋼柱底面標(biāo)高,每節(jié)鋼柱的累加尺寸總和應(yīng)符合設(shè)計(jì)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(yīng)加到每節(jié)鋼柱加工長(zhǎng)度中去.梁的翻樣下料長(zhǎng)度同樣不等于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算再按實(shí)際加工之后校核,確定其翻樣下料的精確長(zhǎng)度。
5.鋼柱、鋼梁的吊裝
5.1鋼柱的吊裝
在吊裝第一節(jié)鋼柱時(shí),應(yīng)在預(yù)埋的地腳螺栓上加設(shè)保護(hù)套,以免鋼柱就位時(shí)碰壞地腳螺栓的絲牙。雙機(jī)抬吊時(shí),鋼柱吊離地面后在空中進(jìn)行回直。單機(jī)吊裝時(shí)需在柱子根部墊以墊木,以回轉(zhuǎn)法起吊,嚴(yán)禁柱根拖地。鋼柱就位后,先調(diào)整標(biāo)高,再調(diào)整位移,最后調(diào)整垂直度。柱子要按規(guī)范規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行校正,標(biāo)準(zhǔn)柱子的垂直偏差應(yīng)校正到零。
當(dāng)上柱與下柱發(fā)生扭轉(zhuǎn)錯(cuò)位時(shí),可在連接上下的耳板處加墊板進(jìn)行調(diào)整。為了控制安裝誤差,對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)先確定標(biāo)準(zhǔn)柱。一般取標(biāo)準(zhǔn)的柱基中心線為基準(zhǔn)點(diǎn),用激光經(jīng)緯儀以基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)柱的垂直度進(jìn)行觀測(cè)。除標(biāo)準(zhǔn)柱外,其他柱子的誤差量測(cè)不用激光經(jīng)緯儀,通常是用丈量法。鋼柱軸線位移校正,以下節(jié)鋼柱頂部的實(shí)際柱中心線為準(zhǔn),安裝鋼柱的底部對(duì)準(zhǔn)下節(jié)鋼柱的中心線即可。
5.2鋼梁的吊裝
高層、超高層框架梁一般采用H型鋼,框架梁與鋼柱宜采用剛性連接.鋼柱為貫通型,在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內(nèi)設(shè)置橫向筋肋.框架梁應(yīng)按設(shè)計(jì)編號(hào)正確就位。鋼梁在吊裝前,應(yīng)于柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子間距,主梁吊裝前,應(yīng)在梁上裝好扶手桿和扶手繩,待主粱吊裝就位后,將扶手繩與鋼柱系牢,以保證施工人員的安全。一般在鋼梁上翼緣處開孔,作為吊點(diǎn)。吊點(diǎn)位置取決于鋼梁的跨度。為加快吊裝速度,對(duì)重量較小的次梁和其他小梁,多利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根。有時(shí)將梁、柱在地面組裝成排架進(jìn)行整體吊裝,減少了高空作業(yè).保證了質(zhì)量,并加快了吊裝速度。
6.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建的鏈接
6.1高強(qiáng)螺栓的鏈接
摩擦面處理。對(duì)高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面一般在鋼構(gòu)件制作時(shí)應(yīng)進(jìn)行處理,處理方法是采用噴砂、酸洗后涂無機(jī)富鋅漆或貼塑料紙加以保護(hù)。螺栓穿孔。安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)應(yīng)盡量做到孔眼對(duì)準(zhǔn),如發(fā)生錯(cuò)孔現(xiàn)象,應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)孔處理,保證螺栓順利穿孔,嚴(yán)禁錘擊穿孔。螺栓緊固。高強(qiáng)度螺栓緊固時(shí),應(yīng)分初擰、終擰。對(duì)于大型節(jié)點(diǎn)可分為初擰、復(fù)擰和終擰。初擰軸力一般宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%-80%.最低不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)軸力的30%,復(fù)擰扭矩值等于初擰扭矩值,終擰時(shí)預(yù)拉力一般為設(shè)計(jì)預(yù)拉力的5﹪-10%。螺栓緊固后的檢驗(yàn)。因螺栓預(yù)拉存在著應(yīng)力松弛現(xiàn)象,隨時(shí)間延長(zhǎng)扭矩值一般會(huì)降低8%~10%.規(guī)范中已規(guī)定允許扭矩值的誤差值±10%,所以螺栓的檢驗(yàn)時(shí)間以盡快為宜,然后再進(jìn)行抽查。抽檢的數(shù)量多一些對(duì)鑒定質(zhì)量有利。但經(jīng)抽檢過的螺栓作報(bào)廢處理?yè)p失太大,如重新使用,二次擰緊對(duì)緊固力有影響,因此在具體工程上如何確定抽檢數(shù)量,可結(jié)合工程情況確定,一般5%為宜。
6.2焊接連接
鋼結(jié)構(gòu)的焊接焊縫分為工廠制作焊縫和現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫兩大類。設(shè)計(jì)要求分為I、Ⅱ、Ⅲ級(jí).I級(jí)焊縫要求最高,Ⅲ級(jí)焊縫要求最低。Ⅲ級(jí)焊縫只需要進(jìn)行外觀檢查,表面應(yīng)無氣孔、夾渣、弧坑裂紋等缺陷。I、Ⅱ級(jí)焊縫應(yīng)進(jìn)探傷檢驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)焊接一般采用手工焊和半自動(dòng)焊
兩種。焊接母材厚度不大于30mm時(shí)采用手工焊,焊接母材大于30mm時(shí)采用半自動(dòng)焊,此外尚應(yīng)根據(jù)工程焊接量的大小和操作條件等來確定。
主梁與鋼柱間的連接,一般上、下翼緣用坡口電焊連接,而腹板用高強(qiáng)螺栓連接。次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強(qiáng)螺栓連接.少量再在上、下翼緣處用坡口電焊連接。為保證梁與鋼柱連接處的節(jié)點(diǎn)域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性,在梁所在位置設(shè)置懸臂梁,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。梁與鋼柱的懸臂梁連接,上下翼緣的連接采用襯板全熔透焊縫.腹板采用高強(qiáng)螺栓連接。
柱與柱的對(duì)接焊接,采用二人同時(shí)對(duì)稱焊接.柱與梁的焊接亦應(yīng)在柱的兩側(cè)對(duì)稱同時(shí)焊接,以減少焊接變形和殘余應(yīng)力。矩形或方形鋼柱內(nèi)的加勁板的焊接應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范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。
7.如何作好鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制
【關(guān)鍵詞】工民建 空間 選型選型 高層建筑
中圖分類號(hào):[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
目前高層建筑的主要用途大體可分為:住宅、旅館、公寓、各種用途的公共建筑。由于它們各自具有不同的建筑功能要求,對(duì)建筑物內(nèi)部的平面布局及空間分隔不同,從而對(duì)結(jié)構(gòu)體系的選型提出了不同的要求,往往某種功能的建筑物可能只有某幾種結(jié)構(gòu)型式和它相匹配例如高層住宅,由于其使用空間較小、分隔墻體較多,且各層的平面布置基本相同。因此這種功能的建筑就比較適合采用剪力墻或框架剪力墻結(jié)構(gòu),因?yàn)檫@兩種結(jié)構(gòu)體系能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)上發(fā)揮承重和抗側(cè)力作用的剪力墻與建筑使用功能上發(fā)揮分隔作用的縱橫墻統(tǒng)一起來很好地適應(yīng)高層住宅使用功能上的特點(diǎn)當(dāng)建筑物功能較為復(fù)雜時(shí),各組成部分將選用不同的結(jié)構(gòu)體系,這時(shí)除了應(yīng)考慮各組成部分各自適用的結(jié)構(gòu)體系以外,選型中還要考慮兩種體系組合的效果是否最佳因?yàn)楫?dāng)建筑物包括不止一個(gè)主要結(jié)構(gòu)時(shí),它們之間必然存在一定的橫向聯(lián)系,分別對(duì)每一結(jié)構(gòu)優(yōu)化所拼湊而成的整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)不一定最優(yōu),故結(jié)構(gòu)選型應(yīng)從整個(gè)工程系統(tǒng),即主要結(jié)構(gòu)的集合出發(fā)進(jìn)行全局優(yōu)化決策根據(jù)工程的具體情況和條件正確解決結(jié)構(gòu)體系的選型問題。
工業(yè)與民用建筑物需要滿足的基本要求
建筑空間使用要求。現(xiàn)代建筑任何一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目自立項(xiàng)之初直到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建設(shè)過程中,都必然對(duì)周圍環(huán)境、建筑空間等有著一定實(shí)用性要求,并會(huì)通過建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)件的具體尺度、建筑規(guī)模、設(shè)計(jì)意圖等間的重要關(guān)系去加以印證。總的來說,選取相異結(jié)構(gòu)選型,其直接作用于建筑物本身使用空間的大小程度。而這理解想對(duì)容易,主要由于建筑結(jié)構(gòu)及內(nèi)部重要構(gòu)件等所占用的空間不同。即是說, 占用空間主要研究的幾點(diǎn)要素包括結(jié)構(gòu)面積、構(gòu)件體積、具體建筑結(jié)構(gòu)高度等的基本空間因素的研究。
美觀功能要求。結(jié)構(gòu)是構(gòu)成建筑藝術(shù)形象的重要因素通常人們比較強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)型式適應(yīng)建筑造型上的美觀性要求,而易于忽視另一方面,即結(jié)構(gòu)本身的美學(xué)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)自身也富有美學(xué)表現(xiàn)力,為了達(dá)到安全與堅(jiān)固的目的,各種結(jié)構(gòu)體系都是由構(gòu)件按一定的規(guī)律組成的,這種規(guī)律性的東西本身就具有裝飾效果,結(jié)構(gòu)選型的參與者、建筑師們必須注意發(fā)揮這種表現(xiàn)力和利用這種裝飾結(jié)果自然地顯示結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)型式與建筑的空間藝術(shù)形象融合起來使兩者成為統(tǒng)一體。
結(jié)構(gòu)受力合理性。因?yàn)楦鞣N結(jié)構(gòu)體系有各自的受力特征,比如在抗風(fēng)能力、抗震能力整體剛度等各方面各不相同,而選型必須保證結(jié)構(gòu)體系的受力合理,所以要根據(jù)力學(xué)上的要求認(rèn)真比較各種結(jié)構(gòu)體系優(yōu)缺點(diǎn),挑選出能入圍的幾個(gè)結(jié)構(gòu)體系,然后再結(jié)合其它影響因素作分析,做篩選結(jié)構(gòu)受力合理性包括結(jié)構(gòu)能有效抗風(fēng)、可靠抗震、傳力途徑明確、應(yīng)力分布合理破壞機(jī)制合理等等。它受環(huán)境條件諸如基本風(fēng)壓、設(shè)防烈度等影響,而基本風(fēng)壓、設(shè)防烈度又因場(chǎng)地條件不同而不同。
結(jié)構(gòu)全壽命期費(fèi)用。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)分析時(shí),通常考慮的是一次性投資費(fèi)用,這是不夠全面的。一幢建筑物在其整個(gè)使用壽命期內(nèi),一般為50年,還會(huì)發(fā)生其它費(fèi)用,如結(jié)構(gòu)的一般維護(hù)維修費(fèi)用、災(zāi)后的重建費(fèi)用等等,而這些費(fèi)用的數(shù)額往往也是不容忽視的。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型決策時(shí)也應(yīng)予以考慮。例如對(duì)于一幢高層建筑如果結(jié)構(gòu)方案采用鋼結(jié)構(gòu),則由于鋼材易于銹蝕在整個(gè)建筑物投入使用后,必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行定期的防銹蝕處理和維護(hù),從建筑的整個(gè)使用壽命期來看這一筆維護(hù)費(fèi)用的數(shù)額是巨大的但如果結(jié)構(gòu)方案采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則基本上不需要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行維護(hù)。
二、建筑物的功能對(duì)結(jié)構(gòu)選型的影響
建筑物的功能要求是建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的首要因素。任何建筑都具有對(duì)客觀空間環(huán)境的要求,根據(jù)這些要求可大體確定建筑物的尺度、規(guī)模與相互關(guān)系。在結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)使所選擇的結(jié)構(gòu)形式剖面與建筑物使用空間相適應(yīng),盡可能降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高度,才能提高空間的使用效率、節(jié)省維護(hù)結(jié)構(gòu)的初始投資費(fèi)用、減少照明采暖空調(diào)負(fù)荷、節(jié)省維護(hù)費(fèi)用從而降低建筑物全壽命期費(fèi)用。其次通過對(duì)結(jié)構(gòu)體系和藝術(shù)加工,將結(jié)構(gòu)形式與建筑的空間藝術(shù)形象融合為一體來表現(xiàn)建筑美。
三、結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)有效性因素分析
國(guó)內(nèi)任何工程的建設(shè)自項(xiàng)目立項(xiàng)后直至工程交付使用的這一時(shí)期在內(nèi),必然要對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益變現(xiàn)加以科學(xué)決策分析,而結(jié)構(gòu)選型就是決定其使用決策成果的一項(xiàng)重要控制指標(biāo)。因此,衡量一個(gè)工程的可觀經(jīng)濟(jì)效益是夠具備時(shí),對(duì)各項(xiàng)因素全面考察以及加以實(shí)踐分析、整改方案等都顯得至關(guān)重要。
l、分析投資建設(shè)勞力及主材消耗。建筑工程投入建設(shè)成本的主體部分是由主材成本、以及勞力支出、設(shè)備工藝應(yīng)用成本三個(gè)方面組成。因此,對(duì)這些因素結(jié)合工程概況立足實(shí)際的分析是極為重要的。
2、考慮合理縮減工期進(jìn)度。縮減施工進(jìn)度及整個(gè)周期,必然能夠完成項(xiàng)目早日投入運(yùn)營(yíng)工作。但值得指出的是,在必要考慮為縮減周期,減少銀行信貸還貸時(shí)間等的同時(shí),要保證其工期縮減方案合理才能保障項(xiàng)目高效運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。
3、全生命周期造價(jià)成本控制。現(xiàn)代工程造價(jià)成本應(yīng)跟進(jìn)時(shí)代步伐,從整個(gè)項(xiàng)目周期使用壽命角度來看,即全過程考慮項(xiàng)目的技術(shù)成本、人力成本的同時(shí),還必要長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮項(xiàng)目維修成本。這是因?yàn)轫?xiàng)目維修成本的數(shù)額結(jié)合時(shí)間年限來看無疑是巨大的一筆支出。因此,結(jié)合到建筑選型而言,就要權(quán)衡各種經(jīng)濟(jì)要素利弊問題,直到造價(jià)控制與總體項(xiàng)目投資決策方向一致,使兩者相互配套并適用。
四、施工水平對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響
1、先進(jìn)施工技術(shù)是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)結(jié)構(gòu)型式的前提
在高層建筑施工的過程中,施工隊(duì)伍的施工技術(shù)與施工水平對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)形式有著非常大的影響。正是由于科技的不斷進(jìn)步,使得各種大型起重機(jī)械及各種建筑機(jī)械,例如混凝土泵等機(jī)器的不斷問世,才使得施工技術(shù)與施工水平不斷提高,最終讓各種結(jié)構(gòu)形式得以實(shí)現(xiàn)。因此,只有不斷提高自身的施工技術(shù),不斷創(chuàng)新,才能夠更加容易地實(shí)現(xiàn)先進(jìn)結(jié)構(gòu)形式。
2、建筑結(jié)構(gòu)方案要密切與施工條件相結(jié)合
一方面,如果現(xiàn)有的施工技術(shù)條件不具備所選用的施工方案所要求的技術(shù)高度或所選用的結(jié)構(gòu)方案不適應(yīng)現(xiàn)有施工技術(shù)能力,整體工程的建設(shè)將會(huì)變得很難。例如,在選擇裝配式框架結(jié)構(gòu)方案時(shí)要對(duì)施工單位焊工的技術(shù)水平進(jìn)行認(rèn)真的考慮,只有焊工的技術(shù)水平符合所選結(jié)構(gòu)要求的水平才可以進(jìn)行施工,不然將嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。在結(jié)構(gòu)選型的過程中,設(shè)計(jì)人員與施工單位人員要進(jìn)行充分的溝通,共同探討在施工過程中可能遇到的問題并探討解決方法。另一方面,選擇結(jié)構(gòu)型式時(shí)要結(jié)合施工工藝因素考慮工程的具體施工條件,許多相同的結(jié)構(gòu)形式有著不同的施工工藝。而不同的施工工藝對(duì)建筑隊(duì)伍有著不同的要求,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)也有著方方面面的影響,只有綜合考慮各種因素,才能夠找出真正適合的施工方案。
結(jié)束語
工民建高層建筑結(jié)構(gòu)選型的決策對(duì)于整個(gè)工程項(xiàng)目有著至關(guān)重要的作用。其整個(gè)過程相對(duì)較為復(fù)雜,所涉及的學(xué)科多、綜合性強(qiáng),其選型受著很多因素的影響與制約。只有相關(guān)人員在這個(gè)過程中密切配合,以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度來工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,并且善于學(xué)習(xí),才能夠讓建筑結(jié)構(gòu)選型變得越來越合理。
參考文獻(xiàn)
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