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连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定。常常出现的一种情况是,蕞终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不一致,这必须避免。按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者。常用的参考书有丰富的推荐的节点做法及计算公式。
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如-6×500×300×5,表示该零件板厚δ=6mm,板长度为500mm,宽度为300mm,数量有5件。
楼面结构体系
楼面结构由钢梁和楼面板组合而成。楼盖除了将竖向荷载直接分配给墙、柱外,更主要的作用是参与并和抗侧结构的空间协同作用。因此,楼盖有足够的强度、刚度和整体稳定性,同时应尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重,并提高施工速度。作为民用住宅的楼面结构,楼板还应具有较好的隔热、隔声、保温、防水和防火性能。为了钢梁的整体稳定性,楼面主、次梁应采取紧凑型构造措施。目前主要采用的楼板形式如下:
(1)压型钢板-现浇混凝土组合楼板。整体分析时要考虑组合楼板的各向异性对框架梁的影响:①根据楼板设置情况确定是连续板或简支板、传力路径是单向还是双向;②组合钢梁是按强边还是弱边组合造成的刚度差异;
(2)预制预应力混凝土叠合楼板。即钢梁与预制预应力混凝土薄板连接,上浇混凝土薄板以组成叠合楼板。由于这种楼板不仅具有现浇组合楼盖的整体性,还可以省去压型钢板,也无需支模,施工方便,可降低楼板造价,应为。
1.3 围护结构体系
内外墙的造价约占钢结构住宅总造价的 30%,对钢结构住宅的造价影响很大,同时,为减轻结构自重,满足建筑节能要求,充分发挥钢结构住宅的优势,其围护墙体要满足自重轻、强度高、保温隔热性好、安装可靠、经久耐用、经济合理的要求,故应采用轻质材料。如外墙可采用蒸压轻质加气混凝土墙板(ALC板)、SRC 复合保温墙板、钢丝网复合保温板、植物纤维强化空心墙板、玻璃纤维加强水泥墙板等工厂预制的标准化轻质墙板和玻璃幕墙等。内墙可采用轻钢龙骨石膏板、加气混凝土轻质墙板、ALC 轻质砌块、轻质改性石膏砌块、夹层复合板、稻草板等。ALC 板自重轻,抗震性好,安装方便,施工速度快,具有良好的保温隔热性、防水性和防火性,非常适合与钢结构配套使用,使用 250mm 以上厚度的 ALC 板作为外墙,可达到节能 50%的要求,是理想的节能型墙体材料。钢丝网复合保温板或夹层复合板具有质轻、墙薄、施工等特点和较好的抗震、隔音等性能,可分别用于各种结构的外墙或框架结构的非承重墙。稻草板除了具有质轻、墙薄、施工等特点外,还具有抗震、透气性和人居亲和性好等特点,适用于多层建筑非承重的内隔墙。屋盖系统尽量采用有檩体系,屋面材料可与楼面相同,也可采用彩色压型钢板防水屋盖,该屋盖系统既具备了良好的防水防腐效果,又起到了屋面的隔热保温作用,丰富了建筑物的外部造型。如洁面彩色涂层压型钢板屋面系统,具有如下特点:①屋面无明钉,防水性能,可做成大小头,适应屋面的复杂变化,且可自由伸缩;②板肋较低,采用卷边方式固定;③惯性矩小,易做成三维曲面板,屈服强度为 300MPa;④造价适中;⑤适用板材:钢板、铝板、铜板、钛锌板等,其中尤以钢板的造价zui经济。彩涂板本身具有良好的防水性,不会漏水,产生漏水的主因是压型钢板、夹芯板板缝处理不好。
2 钢结构住宅的特点和综合效益
(1)结构轻质高强,抗震性好,工程造价低。钢材的抗拉、抗剪强度相对较高。钢结构住宅可以充分发挥钢材自重轻、强度高、延性好、塑性变形能力强、抗震性能好的特点,不仅所受的重力和地震作用小,从而减小梁、柱截面尺寸,节约钢材,而且还可以降低造价和运输安装费用。
(2)外部造型美观,空间布局灵活,建筑功能增强。由于钢材轻质高强的特点,便于形成大柱距、大开间的建筑空间,灵活地分隔和布置室内的分区,更好地满足现代住宅建筑的使用功能要求,与砖混结构或混凝土结构相比,其有效使用面积可提高 10~15%。建筑造型可丰富多彩,也可简洁明快。
(3)易于改造,管线布置方便。钢结构的内部分割、接高、加固等较为灵活。钢梁的腹板允许穿越小于一定直径的管线,加之结构空间的孔洞与空腔,使管线布置、更换、修理方便。
(4)符合节能环保要求。钢结构住宅建筑所用材料主要是环保型绿色可回收或易降解的材料,在建筑物需拆除时,钢材可全部回收利用,大大减少了建筑垃圾。
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结合高层钢结构的工艺流程与特点(构件验收→吊装→高强螺栓→焊接及其检测→压型钢板与栓钉),对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容:①塔吊的选择、布置及装拆;②构件进场、验收与堆放;③吊装;④测量控制;⑤焊接;⑥工期及质量控制;⑦安全施工。下面是小编带来的关于超高层钢结构施工技术的内容介绍以供参考。
塔吊的选择、布置及装拆塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。另外,采用附着塔吊的造价要远高于同类型起重能力稍小的内爬式塔吊,比如本工程设计高度为150m,采用附着式塔吊的塔身高度约180m(其中考虑钢结构3层柱12m,吊索4~6m,吊钩滑轮及小车全高4m,安全操作距离2m等),加上地下部分高度共200m,而采用内爬式塔吊的塔身约为40~50m。
附着塔吊的租赁成本要大于内爬式塔吊。因此,从经济上考虑,为节约成本,优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
吊装吊装是钢结构施工的龙头工序,吊装的速度与质量对整个工程起着举足轻重的作用。钢结构吊装前应根据结构平面和立面形状、结构形式、塔吊的数量和位置、现场施工条件等因素确定吊装分区与吊装顺序。本工程划分为东、西两个作业区,由两个作业组分别完成各自范围内的构件吊装。吊装的总原则为:
平面内均从中心核心筒向四周扩展,即从中间的一个单元开始,先组装成一个稳定的刚度柱网单元,先吊柱后吊梁,一个柱网单元吊装并临时固定后,再在其左右或前后吊装两个单元,待3个单元构件全部吊装完成后,进行的校正。
竖向吊装顺序(以一柱三层为例):先安4根钢柱→下层框架梁→测量校正→螺栓初拧→中层框架粱→上层框架粱→测量校正→螺栓初拧→测量校正→终拧高强螺栓→焊接→焊缝检测→散铺上层压型钢板与栓钉焊接→下、中层压型钢板散铺与栓钉焊接→下、中、上层钢梯、平台吊装→楼盖钢筋混凝土楼板施工。
焊接高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点,而焊接作为钢结构施工的重要工序,其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、、高速”的完成影响重大。本工程约15000工钢结构安装施工任务,月施工zui快完成9层;采用CO2气体保护半自动焊完成了超厚钢板焊接的施工(zui厚达100mm),整个工程的焊缝100%超声波探伤,100%合格,一次探伤合格率达98%;在钢结构吊装方面,经过项目技术人员不断探索与总结,解决了超高层钢结构空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题,且整体垂直度zui大偏差9mm.。
确定焊接顺序①平面内:应从建筑平面中心向四周扩展,采取结构对称、节点对称和对称的顺序焊接。②竖向上:L层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→玉型钢板支托→中层框架梁→压型钢板支托→焊接检验(柱柱焊接可在梁焊接前进行,也可于之后进行)。③柱一柱焊接应由两名焊工相对,两面等温、等速对称施焊。④柱梁节头的焊接,一般先焊H型钢的下翼缘板,再焊上翼缘板。一根梁的两个端头应先焊一个端头,待其冷却至常温后,再焊另一端。
确定焊接工艺中关村金融中心工程钢结构焊接施工难度较大,不仅钢板厚,而且由于结构为双曲面,设计中采用了大量的斜撑及斜柱,造成立焊、斜立焊较多,此类结构不仅处于结构的重要部位,而且大多处于外向、斜向,安全操作与施工防护都比较困难。尤其是紧迫的工期与较大的焊接工程量之间的矛盾,我们采用CO气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺,从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题,满足了焊接施工的需要。
采光均匀度:是指工作面上采光系数蕞低值与平均值之比。顶部采光,I~Ⅳ级采光等级的采光均匀度不宜小于0.7;侧窗采光不做规定。