五大鋼結構之“鋼框架"建筑如何深化設計?
發(fā)布日期:2020-11-17 09:05:25 瀏覽量:1131前言
隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展,人們對建筑功能和造型有了更多追求,鋼框架結構體系越來越復雜化、差異化,深化設計工作的難度也隨之增長。只有不斷的總結和創(chuàng)新,深化設計才能追上技術的發(fā)展,更好的滿足項目和業(yè)主不斷增長的需求。
鋼框架結構是鋼結構中重要的結構形式之一,在建筑、冶金、石油、化工等領域使用廣泛,尤其是近年來隨著經(jīng)濟及技術的發(fā)展,高層、超高層建筑的大量興建,各種形式的鋼框架結構都得到大量的應用。鋼框架結構主體的深化設計需要與圍護系統(tǒng)配合,將幕墻等專業(yè)的連接件一次深化到位,這樣可以節(jié)約大量施工時間和人工成本,同時可以消除不同專業(yè)之間的碰撞,免除后期整改帶來的質量和成本風險。
鋼框架結構是一種由樓板、梁、柱、支撐、剪力墻、基礎等構件共同組成的空間結構體系。根據(jù)其建筑高度及組成不同可以細分為鋼框架結構、鋼框架-支撐結構、鋼框架-核心筒結構、束筒結構、巨型結構等體系。此類體系以柱、梁、支撐等構件相互剛接或鉸接連接而成,具有空間層次清晰、造型簡潔、桿件主次分明等特點,深化設計的重點是結構的布置和節(jié)點的連接,需要清晰的表達構件定位和節(jié)點的連接方式,同時需要綜合考慮運輸、吊裝等影響因素。
鋼框架結構體系
? 柱梁分段及節(jié)點深化設計
框架結構中柱跨越多個樓層支撐起整個體系,在加工與施工過程中由于材料、場地、運輸、吊裝等因素不能做成整支,在深化設計時需考慮柱的分段及分段節(jié)點的設計。深化設計時要注意的主要有以下一些方面:1、柱的拼接位置應設置在內(nèi)力較小的位置而且便于現(xiàn)場施工,通常情況下都設在框架梁上方1.3米附近或柱凈高的一半,取兩都中的小值。2、柱的安裝單元劃分要考慮運輸、起重、施工安全等,一般2~3層一節(jié)比較合適。3、拼接處上下截面大小或板厚不同時,可以采取加填板等方式調整,使上下柱的重心線盡可能一致。4、為便于安裝就位和保證連接前的安全,拼接處設置臨時耳板,連接耳板、螺栓的規(guī)格參數(shù)要根據(jù)單元自重和安裝時可能出現(xiàn)的最大風荷載及施工荷載確定。5、柱的截面高度變化位置宜設在梁柱連接處,便于上下層柱保持等截面利于后期施工。6、通常情況下梁不建議分段,梁的長度超過運輸和吊裝條件時也可分段,分段位置宜設置在梁跨度的1/3處。
框架梁分段對接節(jié)點
? 柱腳深化設計
鋼結構的柱腳有剛接和鉸接之分,鋼框架結構中常用剛接柱腳。柱腳節(jié)點在設計上應傳力明確、構造簡單同時要節(jié)約材料、便于加工和安裝。深化設計時要注意以下幾點:1、柱腳錨栓的長度要與基礎埋深匹配,二次灌漿層的高度需考慮調節(jié)螺母和墊片的厚度,錨栓車絲長度要滿足要求墊片和雙螺母的要求。2、多高層框架結構基礎埋深比較大,柱腳錨栓需要設置固定支架措施。3、埋入式柱腳為便于安裝可設置支撐底座,并采用錨栓或其它方式與鋼柱有效連接。
框架柱腳節(jié)點
? 柱梁連接深化設計
框架柱梁連接也有剛接和鉸接之分,連接的形式多種多樣,單板連接、雙板連接、角鋼連接、支座連接、懸臂段連接、全焊連接、栓焊連接、全螺栓連接等等。深化設計時要注意以下幾點:1、單板連接時梁腹板和柱翼板間距應能確保梁腹板避過單板連接焊縫與連接板緊密貼合保證高強螺栓連接強度,通常情況下≥10mm,對于厚度較大的連接板則根據(jù)連接焊縫高度計算取值。2、雙板連接預留一塊連接板現(xiàn)場安裝鋼梁時連接,連接板較薄時連接焊縫可用單面角焊縫保證焊縫高度,連接板較厚時可采用單坡口焊縫連接。3、柱梁剛接連接時梁翼板與柱翼板應采用全熔透坡口焊縫,并按規(guī)定設置襯板,翼緣坡口兩側設置引弧板。4、框架梁采用懸臂段與柱連接時,懸臂段與柱翼緣應采用全焊連接,懸臂段與梁連接時可采用栓焊連接、全焊連接或是全螺栓連接。懸臂段與梁的拼接位置應設置在節(jié)點塑性區(qū)段以外和內(nèi)力較小的位置且要便于施工,長度一般為1米左右且一般距柱軸線不超過1.6米。
框架柱梁連接節(jié)點
? 梁梁連接深化設計
框架梁與梁的連接亦有剛接和鉸接的區(qū)別,包括梁與梁的拼接連接和主次梁的連接。梁與梁的拼接連接形式與柱梁連接中懸臂段與梁的連接類似,多用于大跨度梁中間區(qū)段的安裝拼接,而主次梁的連接則多為鉸接連接。深化設計時注意以下幾點:1、梁梁拼接節(jié)點應設置在內(nèi)力較小的位置,多為跨度的1/3處。梁梁拼接節(jié)點宜按等強度條件設計。2、梁梁拼接位置可在上翼緣處設置定位板,便于現(xiàn)場定位安裝。3、對于腹板采用焊接連接的梁梁拼接節(jié)點,可以采用設置焊接襯板的方式也可以采用安裝螺栓加連接板的方式,采用安裝螺栓加連接板方式時需要在腹板焊接完成后將連接板圍焊在梁腹板上,增加了施工強度,宜優(yōu)先采用焊接襯板的連接方式。4、主次梁鉸接連接有次梁腹板伸入主梁翼緣內(nèi)側、主梁連接板外伸、雙夾板連接幾種方式,為便于次梁安裝宜優(yōu)先采用連接板外伸或雙夾板連接的方式,防止出現(xiàn)次梁無法安裝。5、主次梁剛接節(jié)點也有使用,此類節(jié)點的連接需注意焊接墊板的設置,或是頂部連接蓋板的焊接。如果采用全螺栓連接則與梁梁拼接類似。
梁梁連接節(jié)點
? 支撐節(jié)點深化設計
鋼支撐是鋼框架結構中常見的構件,支撐的截面有H型、箱型、圓管等多種形式。支撐的形式有X形、單斜桿、人字形、K形等。支撐的連接節(jié)點深化時要注意以下幾點:1、支撐與柱的連接采用節(jié)點板連接,節(jié)點板受力的有效寬度應符合連接桿件每側有不小于30度夾角的規(guī)定,在抗震等級一、二級的框架結構中,支撐端部至節(jié)點板最近嵌固點在沿支撐桿件方賂的距離不應小于節(jié)點板厚度的2倍。2、H型、箱型支撐在與框架柱連接處,支撐端部宜放大或做成圓弧形,兩端與框架采用剛接構造,梁柱與支撐連接處應設置加勁肋。3、支撐交叉部位節(jié)點可通過節(jié)點板連接,也可采用一肢連續(xù),一肢斷開與連續(xù)肢直接焊接或短牛腿連接的方式。
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