钢骨范文10篇

时间:2023-03-24 04:09:19

钢骨范文篇1

关键词:钢骨砼梁正截面承载力裂缝宽度节点构造

一、前言

由砼包裹型钢做成的结构被称为钢骨砼结构(也称劲性砼结构),在日本应用最为广泛,研究和试验也最多。这种结构被简称为SRC结构,现在已和钢结构、木结构、砌体结构以及钢筋砼结构并列为五大结构之一。其中实腹式钢骨砼构件具有较好的抗震性能、节约钢材、提高砼利用系数、施工方便等优点,在工程建设中得到广泛应用。本文将主要介绍钢骨砼梁的设计方法及构造要求,通过工程设计实例,具体说明其计算和使用,供类似工程设计时参考。

二、结构特点及计算方法

钢骨砼梁是钢梁和钢筋砼梁二者的组合结构,实腹式钢骨通常采用工字形、口字形,截面材料的选用主要是依据现行国家标准“钢结构设计规范(GBJ17-88)”和“高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)”,保证构件具有足够的塑性变形能力,其屈服强度不宜过大,伸长率应大于20%;钢筋砼按照“砼结构设计规范(GBJ10-89)”要求实施。

钢骨砼梁的正截面强度各国的计算方法很不相同。前苏联“劲性钢筋砼结构设计指南CN3-78”假定型钢和砼成为一个整体,能够一致变形,几乎完全套用钢筋砼结构的计算方法。日本“钢筋砼结构计算标准”把钢筋砼梁的抗弯能力和型钢的抗弯能力叠加得到钢骨砼梁的抗弯能力,两种方法不同之处在于型钢梁能否与钢筋砼形成一个整体。现行“钢骨砼结构设计规程YB9082-97”在实腹式钢骨砼梁的计算方法上主要参考了日本计算标准,结合试验研究成果,对称配置钢骨砼梁正截面受弯承载力,计算结果偏于保守。

M≤Mssby+Mrcbu

M为弯矩设计值,Mssby为梁中钢骨部分的受弯承载力,Mrcbu为梁中钢筋砼部分的受弯承载力。

当受拉翼缘大于受压翼缘的非对称钢骨截面,则可将受拉翼缘大于受压翼缘的面积作为受拉钢筋考虑,考虑粘结滑移对截面承载力的影响,砼抗压设计强度以fc代替fcm。由力矩平衡公式ΣM=0,力平衡公式ΣX=0可得:

fcAc=fyAs+Nss,Mu≤fcAc(hos+hoc)-Nss(hos-hoss)+Mss

Ac:受压区砼的面积,hoc、hoss、hos分别为受压区砼的合力点、钢骨中心以及受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离。

对于钢骨偏置在受拉区的非对称截面,按钢与砼组合梁的设计方法计算处理,为保证砼与钢骨整体作用,在钢骨上翼缘设置剪力连接件。在设计中值得注意的是,在钢骨部分受弯承载力的计算中可不考虑局部压屈,基于受力构件达到受弯承载力极限状态时,比弹性极限受弯承载力有所提高采用截面塑性发展系数γs,实际应用中,根据构件重要性可偏于安全取γs=1.0。

钢骨砼梁受剪承载力按照承载力极限状态理论

V≤Vssy+Vrcbu。

V为梁的剪力设计值,Vssy为梁中钢骨部分的受剪承载力,Vrcbu为梁中钢筋砼部分受剪承载力,无地震作用组合时

V≤0.4fcbbhbo,Vrcbu≤0.25fcbbhbo。

钢骨砼梁裂缝宽度和抗弯刚度,钢骨砼结构设计规程给出了计算公式,不对称钢骨砼截面抗弯刚度可按下式计算。

B=EsAshbo2/[1.15Ψ+0.9+6αEρ/(1+3.5γ′f)]+EssIss

三、工程实例

华天贵宾楼工程,地下二层,地上二十八层,标准层层高3.3米,总高99.35米,总建筑面积48000平方米。南北向沿高度作内外7.08°~7.91°倾斜,顶部最大外公倾平面尺寸达14米,外倾面积7700平方米,其倾斜部分采用斜向钢骨砼柱与水平钢骨砼梁拉结,受层高和各专业安管道安装空间的限制,为满足建筑净空使用要求,轴线跨度为11.955米,横向次梁梁高只能做成600毫米,高跨比接近1/20,且位于外挑部位,梁身刚度很难保证,经方案比较,确定采用钢骨砼宽扁梁。

此建筑主楼结构整体采用“SATWE”进行分析计算。其顶层内力最大,最大正弯矩设计值M=829.0kN·m,最大剪力设计值V=331.6kN,轴向力设计值N=17.2kN,短期效用组合下弯矩标准值Mk=637.7kN·m。结合框架柱梁分析结果,假定梁截面尺寸700×600(h),钢骨采用Q235等级C的热扎H型钢HM450×300(440×300×11×18mm),截面特征见表1

表1

Ess

Iss

Wss

fss

fssy

fssv

2.06×105MPa

56100×104mm4

2550×103mm3

215MPa

235MPa

125MPa

混凝土强度等级C30,fc=15MPa,纵向钢筋fy=310MPa,fsv=210MPa。

(1)正截面抗弯、斜截面抗剪承载力计算

表2

名称

公式

计算结果

钢骨受弯承载力

Mssby=rswssfss

575.7kN·m

钢筋砼受弯承载力

Mrcb=M-Mssby

253.3kN·m

钢筋砼受弯配筋

As=Mrcb/fsyγhco

1504mm2

钢骨受剪承载力

Vssy=twhwfssv

555.5kN

钢筋砼剪弯承载力

Vrcb=V-Vssy

<0

(表中a=35mm,hbo=hb-a=600-35=565mm)

①选8Φ16,As=1608mm2,As>ρminbh

②选13Ф18,As=3315mm,

箍筋按构造,ρvmin=0.02fc/fyv=0.14%,选φ8@150(四肢箍)

0.4fcbbhbo=2373kN>V=331.6kN

0.25fcbbhbo=1483kN>Vrcb=0满足要求

(3)裂缝宽度验算

表3

名称

公式

计算结果

受拉钢筋配筋率

ρ=AS/bhbo

0.004066

0.008382

受压翼缘增强系数

γ′f=(b′f-b)h′f/bhbo

0.8

0.8

砼截面开裂弯矩

MC=0.235bh2ftk

118.4kN·m

118.4kN·m

短期荷载效应组合下钢筋砼部分所承担的弯矩

Mrck=EsAShbo/{EsAShbo+ESSISS/hos[0.2+6αEρ/(1+3.5γ′f)]}×MK

421kN·m

492kN·m

钢筋应变不均匀系数

Ψ=1.1(1-MC/Mrck)

0.79

0.8352

折算直径

dc=4(As+Asf)/s

29.9mm

25.43

受拉钢筋和钢骨受拉翼缘配筋率

ρte=(As+Asf)/0.5bh

0.03337

0.0415

短期荷载效应组合下受拉钢筋的应力

δsk=Mrck/0.87Ashbo

532.6Mpa

>310MPa

301.9Mpa

<310MP

(表中Es=2.0×105MPaEc=3.0×104MpaXe=ES/EC=6.67h′f=0.2hbo=113mm)

梁最大裂缝宽度

Wmax=2.1Ψ(δsk)/(Es)×(2.70+0.1de/ρte)γ

=2.1×0.8352×301.87/(2.0×105)×(2.7×25+0.1×25.43/0.0415)×0.7

=0.24mm<0.3mm

平均裂缝宽度Wm=Wmax(1.66×1.5)=0.096mm

(4)挠度变形计算

近似取钢骨砼梁荷载为均匀分布。

表4

名称

公式

计算结果

短期荷载效应组合下截面抗弯刚度

B=EsAshbo2/[1.15Ψ+0.2+6αEρ/(1+3.5γ′f)]+EssIss

2.851×1014N·mm2

长期荷载效应组合下钢筋砼部分所承担的弯矩

Mrclk=(Mlk/Mk)Mrck

446.0kN·m

长期荷载效应组合下梁的抗弯刚度

Bl=Mrck/(Mrck+0.6Mrclk)×EsAshbo2/[1.15Ψ+0.2+6γEρ/(1+3.5γ′f)]+EssIss

2.254×1014N·mm2

(表中砼保护层厚度c=25mm,钢筋表面形状系数γ=0.7)

Δs=5/48×Mlkl2/Bl=5/48×(578.2×106)/(2.254×1014)×119552=38.2mm

Δs/l=38.2/11955=0.0032=3.2‰,理论上满足要求。

设计中,分析外挑结构在荷载及地震作用下推力或拉力对梁不利影响,计算过程中梁端假定为简支,为平衡钢骨产生的拉力,需加配钢骨梁受力负筋;另受梁高限制,钢骨砼保护层厚度小于临界厚度ccr=0.25bft1/2=0.25x300x2.01/2=106.1mm,设置锚固连接件(通常采用圆柱头焊钉,按钢-砼组合梁要求验算,以增强型钢与砼连接面上的粘接强度,限篇幅,从略)。

梁端节点因按“钢骨规程”对钢骨梁与钢骨梁暂无明确规定,遵循钢骨腹板部分设置钢筋贯穿孔时,截面缺损率不应超过腹板面积的20%,主筋不得与钢骨直接焊接的要求。

此工程于二OOO年十月开工,二OO一年八月封顶、并主体验收,二OO二年五月投入使用,建筑从建设至今,经观测,钢骨梁柱无裂缝,挠度也不大,效果良好。

四、结束语

通过此次工程结构设计,有如下体会:

钢骨范文篇2

关键词:钢骨混凝土应用计算

一、前言

随着城市建设的发展与建筑技术的进步,大跨度超高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一。而由混凝土包裹钢骨做成的钢骨混凝土结构(SRC),充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点,与钢筋混凝土结构相比,具有刚度大,延性好,节省钢材的优点。因此,钢骨混凝土结构在我国有着广阔的应用前景。

钢骨混凝土结构的研究和应用在国外开始较早,我国因国情的限制,起步较晚,工程应用就更少,直到1997年11月才由冶金工业部正式了有关规程,并于1998年5月1日起施行。

深圳世贸中心大厦在关键部位应用了钢骨混凝土结构,解决了用普通钢筋混凝土结构不能解决的难题,收到了良好的效果。

二、工程概况

深圳世贸中心大厦于1996年设计,是一幢集金融、贸易、商业、办公于一体的综合性超高层建筑,总建筑面积12万平米。主楼地上52层,地下3层,标准层层高4m,总高230m,采用钢骨混凝土框架-筒体结构。裙房5层,层高5m,总高25m,采用框架-剪力墙结构。主楼与裙房之间未设变形缝,施工时留有施工后浇带。基础采用大直径人工挖孔桩基础最大直径2.9m。

根据建筑功能及使用要求,裙房首层及二层由大厅组成,为大空间;三层为银行办公室,中间部分设一圆形天井;四层设有外汇交易大厅;五层为大会议室;

三、结构布置

为了满足建筑功能及使用要求,需要选择一个受力合理、安全可靠、施工方便的结构方案。由于裙房首层及二层共有6根柱子不能落下,形成了长达25.8m跨的大空间,结构平面采用了井字梁的结构形式。但关键问题是25.8m跨框架大梁采用何种结构型式,并且建筑要求三层框架梁截面高度不超过1m。

方案1:采用普通钢筋混凝土大梁,这种方案梁断面较大,框架梁截面高度需2m以上,不满足建筑功能及使用要求,此方案不可行。

方案2:采用无粘结预应力混凝土大梁,这种无粘结预应力梁本身截面及用钢量均不太大即可满足结构设计要求,但由于三层梁高1m的限制,梁高跨比达到1/25,此方案也不宜采用。

方案3:采用钢骨混凝土大梁,利用大梁中部抗拉柱,按变形协调计算。梁截面比普通钢筋混凝土减小很多,平面和空间利用率都相应提高,又采用由四、五层大梁吊三层梁的悬挂形式,三层框架梁高度为1m,可以满足建筑使用要求。该方案克服了上述二个方案的不足之处,且施工方便,合理可行。经方案比较,优点较突出,虽然增加了用钢量,但因梁截面减小,增加了空间使用面积,抗震能力也大大提高。因此,本工程裙房25.8m大梁采用钢骨混凝土方案。为了保证大梁与柱的固结,与之相接的柱也采用了钢骨混凝土结构形式。

四、钢骨混凝土梁的计算

结构整体计算采用中国建筑科学研究院软件TBSA4.2计算,再采用软件PK对框架梁进行复核。由于本工程在设计时,国内尚未正式出版有关SRC组合结构构件设计规程,针对钢骨混凝土梁的计算,当时有二种计算模型,一种是强度叠加模型,另一种为变形协调模型。下面结合世贸大厦裙房25.8m大梁,分别用两种模型进行计算。

⒈强度叠加模型

假定SRC构件的承载力是钢骨部分与钢筋混凝土部分的承载力之和,钢骨与钢筋混凝土部分的变形彼此独立。这种方法具有计算简单,应用灵活的特点,其设计是偏于安全的。日本的计算标准就采用了此模型,SRC计算方法也是基于这种模型。现SRC梁进行计算,公式如下:

钢骨混凝土梁受弯承载力:M≤Mc+Ms(1)

式中Mc---钢筋混凝土部分受弯承载力,按设计

Ms---钢骨部分的受弯承载力,Ms=γWnf(2)

γ---截面塑性发展系数,Mn---截面净截面抵抗矩,f---型钢材料强度设计值

钢骨混凝土梁受剪承载力:V≤Vc+Vs(3)

式中Vc---钢筋混凝土部分受剪承载力,按设计

Vs---钢骨部分的受剪承载力,Vs=2/3Aswfv(4)

Asw---钢骨腹板部分净截面积,fv---钢材抗剪强度设计值

钢骨混凝土梁的刚度:B=0.65EcIc+EsIs(5)

式中EcIc---钢筋混凝土的刚度,EsIs---钢骨的刚度

由于该模型公式简化,计算简单,故在设计中可先按该模型公式,确定构件截面、钢骨截面及钢筋数量。世贸大厦裙房25.8m跨大梁混凝土及钢骨截面。

弯距设计值为M=19237kN-m,剪力设计值为V=2467kN,混凝土强度等级C40,钢骨为16Mn。

按公式(2):Ms=γWnf=1x4.15x107x315=13100kN-m

按公式(1):Mc≥M-Ms=19237-13100=6137kN-m

再按,Mu=fmcbx(h0-x/2)(矩形截面)

将已知条件代入,得x=170mm,xb=ξbh0=0.55x1765=970mm

选用12Φ36

按公式(4):Vs=2/3Aswfv=2/3x55200x170=6256kN

故V=2467kN<>

按公式(5):B=0.65EcIc+EsIs=1.88x1016Nmm2

挠度:fmax=5ql4/384B+(5n4-4n2-1)Pl/384n3B

=72mm<25800/300=86mm(满足)

SRC计算方法也是基于这种模型,且计算公式也基本相同,除钢骨部分受剪承载力Vs=Aswfv,与有所差异外,其它部分均一致。

2.变形协调模型

沿用钢筋混凝土构件计算中常用的钢筋与混凝土变形协调一致的假定,即钢骨与混凝土之间始终没有相对滑移,构件截面始终保持为平面,钢骨与混凝土能够共同工作。其优点是从力学概念上保持了与钢筋混凝土构件的一致性,主要问题是计算公式过于复杂。前苏联规范就采用了此模型,SRC结构计算也是基于这种模型。由于计算公式较复杂,故在世贸大厦裙房钢骨混凝土大梁设计中,先按强度叠加模型计算截面及配筋,然后再用变形协调模型进行复核。

按第二种情况,中和轴经过钢骨腹板,其截面受压区高度按公式(6)计算:

x=[1.8fayνδw+fsyAs-fsy’As’+fcm(As’+Assf’-δw)]/[fcm(b-δw)+2.25fayδw](6)

将ν=900mm,δw=40mm,fsy=fsy’=310N/mm2,Assf’=3x104mm2,fay=315N/mm2,fcm=23.5N/mm2,

代入得:x=401mm,x<(适筋截面)>

正截面承载力按公式(7)计算:

M=fcmbx2/2+fsyAs(h-x-a)+(fsy’-fcm)As’(x-a’)+0.9fay[+(ν-x)2δw]-fcm(x-)[Assf’+(x-)δw/2](7)

式中---为钢骨塑性抵抗距,=1.17ω=1.17x4.15x107=4.86x107mm3

将各数值代入(7)式得:M=24370kNm>19237kNm(满足)

抗剪承载力按公式(8)计算:V=0.056fcbh0+0.58fywδwhw+fyvAsv/sh0(8)

抗剪承载力与变形经计算,均满足要求,过程不再赘述。

五、设计体会

现行规程中梁正截面受弯承载力及斜截面受剪承载力计算均采用强度叠加模型,公式及含义也基本相同。区别是规程中钢骨部分的受剪承载力是按纯钢构件腹板受纯剪情况计算的,不考虑局部压屈影响,要求放宽。故当计算满足时,也能满足现行规程。

钢骨混凝土构件中的钢骨另由含钢率控制,不受钢筋配筋率的影响,使得有与普通混凝土构件同样的外形尺寸,但其承载力提高很多。同样,在承载力相同的情况下,钢骨混凝土构件的外形尺寸可以相应减小,减轻了结构自重,减小了混凝土用量,利用钢骨本身承载力大的优点,可以节约支模所设的支撑,节省材料。在大跨度,大荷载作用下,钢骨混凝土梁截面尺寸由变形控制。

中和轴通过钢骨腹板的钢骨混凝土构件,在其丧失最大承载力后,由于在其中和轴附近的钢骨腹板仍处于弹性工作状态,所以仍能保持较大承载力,使构件本身并不崩溃,显示出较好的变形能力和抗震性能。

与钢结构相比,节省钢材,降低造价,且耐火性、耐久性、耐腐蚀性均优于钢结构。

钢骨范文篇3

关键词:钢骨混凝土柱钢骨截面形式钢骨含钢率

前言

所谓超限高层建筑工程是指超出国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型、体型特别不规则以及有关规范、规程规定应进行抗震专项审查的高层建筑工程。中广大厦是集办公,住宅,商场,餐饮,娱乐为一体的大型高层综合性建筑。包括三栋高层塔楼(A,B,C栋).裙房五层,地下二层。地下一、二层为设备用房,汽车库,地下二层战时为六级人防。地上一~五层为商场。A、B栋塔楼为6~26层蝶形平面的高层住宅,房屋高度89.1米,包括局部突出在内,建筑总高度106.1米。C栋塔楼为6~28层大空间办公室,房屋高度99.6米。包括局部突出在内,建筑总高度118.800米。五层商场总面积为26745平方米,总建筑面积100010平方米。

因房屋总长度远超过钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距55米的限值,为此设二道抗震缝将房屋分为三段,形成三个结构单元。即A、B栋高层为大底盘、双塔楼;C栋为独立带裙房的框架剪力墙结构高层建筑;其余为框架结构。建筑抗震设防类别均为乙类,场地类别为Ⅱ类。基础采用钢筋混凝土平板式筏形基础,底板厚度1600mm(住宅部分)、1800mm(办公部分),持力层为强风化砂岩,地基承载力标准值400Kpa,压缩模量Es=12~17Mpa.。本建筑的结构安全等级为一级,设计基准期为50年。本文以A、B栋为论及对象。

1、结构布置特点

A、B栋高层为满足上部住宅建筑的舒适性、规则性要求(即住宅室内无柱角)及下部五层商场大空间的使用要求,采用五层大底盘双塔楼框支剪力墙结构,在五~六层中间利用设备层做转换层,采用梁式转换,转换层设置标高为23米。高宽比为3.22,长宽比为4.13,转换层上下剪切刚度比值γ=1.395。

1、房屋高度超限

A、B栋高层房屋高度为89.1米,超过了《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3-91)中规定的框支剪力墙结构8度区适用高度80米的限值。

2、采用双塔楼联体结构,质量、刚度分布不均匀,竖向不规则。

3、高位转换:

在五~六层之间利用设备层做转换层,标高23米。超过8度区转换层宜控制在3层以下的限制。

4、由于住宅建筑平面的要求,局部存在二次转换。

5、由于商场使用功能的限制,A、B栋塔楼的落地剪力墙数量偏少,且大都布置在商场后部,主体结构与大底盘中心的偏心矩与底盘尺寸之比大于0.2。

6、6~26层住宅部分在剪力墙局部开设角窗。

2、构造措施

经我院多次分析论证,认为其主要不利因素为:框支剪力墙结构在转换层以下,支撑框架与落地剪力墙并存,形成了“支撑框架—剪力墙“体系。此中,支撑框架是一个薄弱环节。这种结构体系,在高位转换时,由于在转换层附近的刚度、内力和传力途径发生突变,易形成薄弱层,对抗震不利。同时,支撑框架柱要直接承担上部传来的重力荷载,直接承担其上剪力墙由于倾覆力矩产生的轴力,要直接承担不可能依靠楼板全部间接传力给落地剪力墙而有一部分直接传来的地震水平剪力。这样使得转换层以下支撑框架柱的内力远大于计算分析结果。对此采取以下措施:

1、在塔楼范围内五层以下框支部分采用钢骨混凝土柱,钢筋混凝土梁混合结构(钢骨混凝土柱共48个)。作为解决高位转换和高度超限的一项重要措施。

2、A、B栋塔楼的裙楼楼屋面板,在塔楼高振型的影响下,承受较大反复作用下的纵向拉压力及横向剪力,受力十分复杂。同时,由于建筑使用功能的要求,在裙楼中部开设大洞以便设置电梯,对楼板削弱较大。针对这一不利因素,在设计中采用了加强开大洞处楼板四周梁的断面及配筋,加大楼板厚度,增设斜筋的措施。

3、由于上部住宅为蝶形平面,在转换层个别部位出现了二次转换梁。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第10.2.10条的规定:转换层上部的竖向抗侧力构件(墙、柱)宜直接落在转换层的主结构上。当结构竖向布置复杂,框支主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时,应进行应力分析,按应力校核配筋,并加强配筋构造措施。B级高度框支剪力墙高层建筑的结构转换层,不宜采用框支主、次梁方案。针对这一不利因素,我们采取了加强框支主梁的配筋构造措施,并在框支主梁的下部配筋区设置钢梁的措施。

4、在住宅部分开设角窗,削弱了剪力墙结构体系的整体性,对其抗震性能带来了不利影响,改变了剪力墙与框支梁之间的传力方式。针对这一不利因素,我们决定从受力计算和构造措施两方面予以加强处理。

3、计算结果分析

3.1、总体计算结果

1、计算软件:

采用中国建筑科学研究院的PKPM系列中的TAT(多层及高层建筑结构三维分析与设计软件),SATWE(多、高层建筑结构空间有限元分析与设计软件)两种不同程序分别进行对比计算,其总体计算结果接近。下面列出TAT、SATWE的计算结果。地震影响系数采用《建筑抗震设计规范》GBJ11-89中的数值:多遇地震0.16,罕遇地震0.9,阻尼比取0.05

2、设计参数:

地震烈度8度;场地土类别Ⅱ类;抗震等级框架、剪力墙均为一级;楼层自由度数:每个塔楼每层3个自由度(两个平动,一个扭转);地震作用按侧刚分析模型考虑扭转耦连,用18个振型计算,固定端取在±0.000处。

3、结构基本周期:

SATWE结果:T1=1.3611T2=1.3455T3=1.2611

T4=1.1075T5=1.0510T6=1.0458

(仅列出前六个振型)

TAT结果:T1=1.5046T2=1.4899T3=1.3669

T4=1.2368T5=1.1506T6=1.0749

(仅列出前六个振型)

4、地震作用下的底层水平地震剪力系数:

SATWE结果:Qox/G=4.44%Qoy/G=4.35%

TAT结果:Qox/G=4.08%Qoy/G=4.08%

5、地震作用下按弹性方法计算的最大层间位移与层高比值:

SATWE结果:Ux/h=1/2262Uy/h=1/2187

TAT结果:Ux/h=1/1573Uy/h=1/1583

6、地震作用下按弹性方法计算的最大顶点位移与总高比值:

SATWE结果:Ux/H=1/3021Ux/H=1/2649

TAT结果:Ux/H=1/2428Ux/H=1/2373

7、结构振型曲线及时程分析的部分图形

3.2、计算结果分析

根据以上计算结果来看,两种计算结果接近。下面以SATWE程序为主进行分析:

1、自振周期在合理范围之内,结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0.9,满足规范要求。

2、振型曲线光滑符合规律。

3、底层剪重比>3.2%,满足规范要求。

4、最大层间位移和顶点位移<1/1000,满足规范要求。从最大楼层位移曲线可以看出,五层以下较缓,而转换层以上较陡,说明底盘刚度比塔楼刚度小。

5、分析表明,时程分析的最大位移均不超过反应谱法计算的位移值,y向楼层剪力,X、Y向楼层弯矩均不超过反应谱法计算的楼层剪力及楼层弯矩,仅X向楼层剪力TAF-2波大于反应谱法,但三个波的平均值仍小于反映谱法楼层剪力。动力时程分析复核结果表明,不需要调整个楼层构件的内力和断面配筋。

3.3、局部计算及构造处理

1、框支梁:采用SATWE程序中的框支剪力墙有限元分析程序进行计算,并进行应力分析。同时,加强框支梁的配筋构造措施,为避免框支梁钢筋过密,在框支主梁的下部配筋区加设一根580mm高的钢梁。

2、角窗:整体计算时,角窗上部墙体按双悬臂梁进行计算。配筋设计时同时满足剪力墙连梁的要求。同时,加强角窗周围的暗柱及连梁的配筋,边墙剪力墙加墙垛,角窗部分楼板加斜筋。

3、钢骨柱的计算:首先,确定钢骨的截面形式,预定钢骨柱的钢骨含钢率,带入SATWE程序中进行整体计算,并根据计算结果调整含钢率。有关钢骨柱的构造及具体做法见下面的详细介绍。

4、钢骨混凝土结构设计前的准备工作

采用钢骨混凝土是解决超限问题的重大技术措施,也是本次设计的重要组成部分,在我省也是首次采用。在本次设计中,钢骨柱采用的是实腹式十字型钢,钢骨梁采用的是工字型钢。在钢骨混凝土结构设计中需要注意的几个问题如下:

4.1、钢骨的含钢率:

关于钢骨混凝土构件的最小和最大含钢率,目前没有统一的认识,但当钢骨含钢率小于2%时,可以采用钢筋混凝土构件,而没有必要采用钢骨混凝土构件。当钢骨含钢率太大时,钢骨与混凝土不能有效地共同工作,混凝土的作用不能完全发挥,且混凝土浇注施工有困难。因此,在冶金部行业标准《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082-97中将钢骨含钢率定为2%~15%。一般说来,较为合理的含钢率为5%~8%。另在建设部行业标准《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001中定为4%~10%。在中广大厦钢骨混凝土柱的设计中,考虑到建设单位尽量节约钢材,节省资金的要求,经专家委员会认可,钢骨柱的含钢率确定为3.5%。

4.2、钢骨的宽厚比:

钢板的厚度不宜小于6mm,一般为翼缘板20mm以上,腹板16mm以上,但当钢板厚度大于36mm时,钢材的厚度方向的断面收缩率应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB5313中的Z15级的规定。这是因为厚度较大的钢板在轧制过程中存在各向异性,由于在焊缝附近常形成约束,焊接时容易引起层状撕裂,焊接质量不易保证。钢骨的宽厚比应满足规范的要求。

4.3、钢骨的混凝土保护层厚度:

根据规范规定,对钢骨柱,混凝土最小保护层厚度不宜小于120mm,对钢骨梁则不宜小于100mm。

4.4、要重视钢骨混凝土柱与钢筋混凝土梁在构造连接上的配合协调问题。

5、钢骨的制作与构造措施

5.1、钢骨的制作

钢骨的制作必须采用机械加工,并宜由钢结构制作厂家承担。型钢的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GB50205、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81、《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221的规定,钢材、焊接材料、螺栓等应有质量证明书,质量应符合国家有关规范的规定。焊接前应将构件焊接面除油、除锈,焊工应持证上岗。施工中应确保施工现场型钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量,型钢钢板的制孔,应采用工厂车床制孔,严禁现场用氧气切割开孔,在钢骨制作完成后,建设单位不可随意变更,以免引起孔位改变造成施工困难。

5.2、钢骨混凝土中设置抗剪拴钉的要求

钢骨混凝土与钢筋混凝土结构的显著区别之一是型钢与混凝土的粘结力远远小于钢筋与混凝土的粘结力。根据国内外的试验,大约只相当于光面钢筋粘结力的45%。因此,在钢筋混凝土结构中认为钢筋与混凝土是共同工作的,直至构件破坏。而在钢骨混凝土中,由于粘结滑移的存在,将影响到构件的破坏形态、计算假定、构件承载能力及刚度、裂缝。通常可用两种方法解决,一是在构件上另设剪切连接件(栓钉),并按照计算确定其数量,即滑移面上的剪力全由剪切连接件承担,称为完全剪力连接。这样可以认为型钢与混凝土完全共同工作。另一种方法是在计算中考虑粘结滑移对承载力的影响,同时在型钢的一定部位:如(1)柱脚及柱脚向上一层范围内;(2)与框架梁连接的牛腿的上、下翼缘处;(3)结构过渡层范围内的钢骨翼缘处加设抗剪栓钉作为构造要求。构件中设置的栓钉应符合国家现行标准《园柱头焊钉》GB10433的规定,栓钉直径一般为Ø19,长度不宜小于4倍栓钉直径,间距不宜小于6倍栓钉直径,且不宜大于200mm。并采用特制的设钉枪进行焊接,焊接质量应满足规范要求。

5.3、钢骨的拼接

钢骨柱的长度应根据钢材的生产和运输长度限制及建筑物层高综合考虑,一般每三层为一根,其工地拼接接头宜设于框架梁顶面以上1~3m处。钢骨柱的工地拼接一般有三种形式:(1)全焊接连接;(2)全螺栓连接;(3)栓、焊混合连接。设计施工中多采用第三种形式,即钢骨柱翼缘采用全溶透的剖口对接焊缝连接,腹板采用摩擦型高强度螺栓连接。中广大厦设计中的钢骨工地拼接采用第三种形式。

5.4、钢骨柱的柱脚构造

1、钢骨柱的柱脚分为埋入式和非埋入式两种,在抗震区宜采用埋入式柱脚,柱脚钢骨的混凝土最小保护层厚度为:中间柱:不得小于180mm,边柱和角柱:不得小于250mm。

2、钢骨柱埋入式柱脚的埋入深度不应小于3倍型钢柱截面高度,在注脚部位和柱脚向上一层的范围内,钢骨柱翼缘外侧设置栓钉,栓钉直径不小于Ø19,间距不大于200mm,且栓钉至翼缘板边缘的距离大于50mm。

3、在中广大厦的钢骨设计中,由于建筑物嵌固端取在±0.000米处,为保证地下一层汽车库的使用功能,经多次反复研究、讨论,最终确定了底层框架梁水平、垂直加腋,钢骨伸入框架柱内长度为1.5m,下部与钢筋混凝土柱柱心钢筋焊接。在施工过程中,施工单位提出,钢骨注脚放在半层柱上施工有困难,施工质量无法保证。后经施工单位、设计单位、制作单位及建设单位多次研究,决定在钢骨柱柱脚底部另设格构式支架,将支架一延伸至地下一层底板(支架必须保证拉力传递),比上述方法容易施工,加快了施工进度。经实践证明在今后的设计中若遇到同类问题,宜将钢骨直接伸入地下一层,这样即满足了埋入式柱脚的埋深问题,又取消了底层梁加腋的施工工序、支架的制作安装工序,节省了时间,施工质量较易保证。

5.5、钢骨柱的节点构造

框架梁、柱节点核心区是结构受力的关键部位,设计时应保证传力明确,安全可靠,施工方便,节点核心区不允许有过大的变形。

在钢骨混凝土结构中,梁、柱节点包括以下几种形式:(1)钢骨混凝土梁—钢骨混凝土柱的连接;(2)钢梁—钢骨混凝土柱的连接;(3)钢筋混凝土梁—钢骨混凝土柱的连接。在中广大厦设计中我们遇到的是第三种情况。

规范规定,节点区钢骨部分的连接构造应与钢结构的节点连接相一致,在柱钢骨的钢牛腿翼缘水平位置处应设置加劲肋,其构造应便于混凝土浇灌,并保证混凝土密实。柱中钢骨和主筋的布置应为梁中主筋贯穿留出通道,梁中主筋不应穿过钢骨翼缘,也不得与柱中钢骨直接焊接,钢骨腹板部分设置钢筋贯穿孔时,截面缺损率不宜超过腹板面积的25%。

根据规范要求,在中广大厦钢骨设计中,我们采用的方法是:在钢筋混凝土梁与钢骨柱连接的梁端,设置一段工字型钢梁(牛腿),钢梁的高度由钢筋混凝土梁高决定,一般为钢筋混凝土梁高的0.7倍以上,钢筋混凝土梁内钢筋的一部分与钢牛腿焊接或搭接,钢牛腿的长度应满足梁内钢筋内力传递要求。因钢骨柱主筋穿过钢牛腿翼缘,钢牛腿强度有所削弱,因此梁内钢筋焊接或搭接长度应从牛腿根部起算。在实际施工中,由于钢牛腿长度较长,运输有困难,钢牛腿的长度均取满足梁内主筋焊接长度要求。在钢牛腿的上、下翼缘上设置栓钉,栓钉的直径为Ø19,间距200mm,从框架梁梁端至钢梁(牛腿)端部以外2倍梁高范围内为框架梁端箍筋加密区,梁内主筋保证有不少于1/3主筋面积穿过钢骨连续配置。

为方便钢骨的工厂化制作,钢骨混凝土结构与普通钢筋混凝土结构设计中不同且难度最大的是:

(1)需确定钢骨柱中每根钢筋的准确位置;

(2)根据钢骨这种型钢翼缘的宽度确定框架梁的宽度;

(3)确定框架梁中每根钢筋的位置;

(4)根据柱梁钢筋的位置确定钢骨穿孔的位置;

(5)钢骨中穿钢筋的孔径由钢筋直径确定,一般比钢筋直径大4~6mm;

(6),钢骨中纵横两方向穿钢筋孔的位置至少应错开一个孔径。

5.6、钢骨的柱顶构造

根据规范规定,但结构下部采用钢骨混凝土柱、上部采用钢筋混凝土柱时,其间应设置过渡层。在本次设计中,过渡层设置在转换层中,柱顶加设一块25厚柱顶锚固板。但在实际施工过程中,转换大梁配筋较多,柱顶锚固板直接影响转换大梁钢筋的锚固,经多方研究,取消了柱顶锚固板,为转换大梁的顺利施工创造了条件。

6、经济比较

未采用钢骨混凝土柱前,框支柱截面尺寸为1300X1300mm,上部住宅为6~25层。采用钢骨混凝土柱后,框支柱截面尺寸为1100X1100mm,上部住宅为6~26层,框支柱截面面积减少了30%左右,住宅面积增加了1860平方米。

在整个建筑中,共使用型钢650吨,型钢的材料、制作、安装综合预算价约为6500元/吨,减去缩小柱截面及减少钢筋面积的费用后,增加费用257.63万元,柱截面缩小后商场部分增加使用面积115.2平方米,按20000元/平方米计算,增加收益230.4万元。增加住宅面积增加收益372万元(1860平方米,按2000元/平方米计算),变更后增加净收益352.77万元。

由此可以看出,采用钢骨混凝土结构既可满足设计要求,又能为建设单位增加经济效益,为在高层建筑设计中解决超限问题提供了可靠途经。是一种值得推广的良好的结构体系。

钢骨范文篇4

关键词:混合结构结构设计钢框架

一.概况

广州远洋公寓大厦是远洋宾馆新建的一栋兼汽车库、办公公寓为一体的高层建筑。地上30层,地下3层,建筑面积20000M2,总高度为103m,标准层层高3.20m,地上1~10层为可以停放200辆汽车的立体汽车库,11层以上为公寓,顶部有餐饮及娱乐设施。建筑外形与二十年前建造的远洋宾馆互相呼应成为一体。

由于远洋公寓大厦建地窄小,地处交通要道,混凝土结构施工很不方便。同时,为了提高建筑面积的使用率,增强抗震性能,加快建造周期,由开始的混凝土结构方案改为钢框架——钢筋混凝土剪力墙方案。按照这个方案已于2000年底封顶,成为广州市第一栋高层钢结构,也是国内迄今最高的钢结构住宅建筑。

二.结构方案的选取

1.钢框架——钢筋混凝土剪力墙混合结构。由于原来是钢筋混凝土结构,保留了钢筋混凝土剪力墙,这种结构形式的优点是较全钢结构造价低,楼电梯的墙既是承载又是分割墙;缺点是施工复杂,尤其是由于本工程的建筑平面特点混凝土墙不能先于钢结构施工,影响钢结构的进度。本文第三节将说明解决途径。

在原混凝土结构的结构布局条件下,利用钢结构大柱网的特点,将1、3、4轴上的四排柱改为三排柱,1/4轴上仅保留G轴上一个柱,减少了柱子,减小了柱截面,发挥了钢结构的优势,为租售楼创造了有利的条件。

2.钢框架——支撑体系的纯钢结构方案:这个方案也可以较好地满足建筑平面的要求。结构优点是自重轻、地震作用小、减小了钢——混凝土剪力墙结构平面的刚度偏心影响,有较好的延性。缺点是较钢——混凝土混合结构造价高。经过竣工后的实际比较,为了使钢——混凝土混合结构施工合理,采用本文第三节方案后,实际用钢量与纯钢结构已相差很少。

三.钢骨混凝土剪力墙的采用:

1.为什么本工程中采用钢骨混凝土剪力墙:

1)合理的施工流水作业,加快工期。本工程建筑平面中剪力墙未形成独立的筒形结构,不可能先行施工,国内很多钢——混凝土混合结构是筒中筒结构,筒体可以先于钢结构6~10层浇注混凝土墙体,而后安装钢结构。如果本工程采用一般混凝土剪力墙,钢结构与墙各层需同步施工,必然影响钢结构的进度,失去了钢结构快的优势。因此,本工程在混凝土剪力墙中设置钢柱梁及斜撑,组成临时稳定的结构,与钢框架同时安装形成整体框架——支撑结构,安装之后逐层浇注钢筋混凝土墙。这样安装钢结构与混凝土作业分别进行,相互没有影响。

2)钢——混凝土混合结构在施工中由于钢梁的安装误差与混凝土墙的施工误差相差近十倍,由于混凝土墙的偏斜经常发生钢梁很难就位的情况。在本工程中于墙内设置钢骨后,与钢梁连接的预埋件和墙内钢骨柱相连,可以控制钢结构误差之内使钢梁准确的就位,不会再发生钢梁难安装的问题。

3)本工程十层以下为停车库,由于需满足200辆车位,面积很紧张,按照车辆布局要求,1轴剪力墙不可能上下贯通,需结构作局部转换,上部墙内的钢骨在下部形成钢骨混凝土柱作为支承构件之一,较好的满足上下转换结构的要求。

4)钢骨的设置使钢骨混凝土剪力墙提高了承载能力及延性。经计算,增加钢骨柱可以减小混凝土截面及竖向钢筋,提高墙体抗压弯的承载能力。

2.钢骨混凝土剪力墙的构造及施工:

钢骨设置于墙端及转角处,在外接钢框架梁处挑出钢牛腿并连接预埋件,上边再焊接连接板与钢框架梁腹板用高强度螺栓相连。

由于墙内钢骨柱及梁较小,作为临时支撑结构,在该状态下按6层钢框架——支撑结构承受风及常规荷载计算,可以满足侧向位移限值要求。因此,在施工时要求安装钢结构与浇注灌混凝土相差不得超过6层。

实践证明,在施工中设钢骨混凝土墙做法达到了预期效果。由于墙内设置钢骨,用钢骨增加约15kg/M2。

四.结构分析及钢结构设计:

1.结构分析:

本工程为一般钢——混凝土混合结构,设有很特殊之处,使用了SATWE及美国ETABS软件计算分析,风荷载取值:基本风压0.5km/M2,风载系数1.4,由于周边高层建筑较多,风荷按增大1.3倍计算,地震设防为7度,Ⅱ类场地上,地震作用各系数按混凝土结构取值。

经计算结构主要特征如下:

结构自振周期;Tx=2.95秒Ty=3.13秒

风载作用下结构侧向位移:

2.钢结构设计

1)钢构件:地下一层框架柱、梁为钢骨混凝土结构,其中钢骨与一层柱截面相同,钢框架柱为焊接箱型截面,梁为焊接H型截面,停车库夹层次结构均为焊接H型钢梁柱。最大钢柱为□550Χ550Χ25,由于层荷载较大,最大梁截面为H600Χ250Χ12Χ25,柱、梁采用的最厚钢板为25mm,剪力墙厚度:地下三层至十一层为600mm,十二层至二十四层为500mm,二十四层以上为400mm。混凝土标号分别为C40,C35,C30。楼板为压型钢板作模板上浇钢筋混凝土。

2)钢材全部采用国产钢材,框架柱梁用Q345B级,次梁及次要构件可用Q235B级。

3)节点连接形式:考虑制作及现场施工简便,采用简易常用的连接方式。柱梁刚接时,翼缘剖口焊、腹板用高强螺栓连接;铰接时,腹板用高强螺栓与柱连接。墙内钢骨柱与主梁连接均为铰接。

4)设计用钢量:主框架为1480t,墙内钢骨为310t,平均用钢量:主框架结构70.5kg/M2墙内钢骨为14.7kg/M2

五.小议

1.工程为一般高层建筑结构,结构计算分析方面设有明显的特点。由于建筑平面决定,剪力墙较强,因此基本上是由剪力墙承受水平力。结构的变形性能有明显的剪力墙结构特点。钢框架主要承受垂直荷载。不起担负第二道防线的作用。因此,设计中保证剪力墙的较好抗震性能是非常重要。

2.建筑高宽比为6,正好为限值,层面积较小,剪力墙偏心,平面及竖向的形状对抗震不利,如果采用纯钢结构的钢框架——支撑体系对加强抗震性能更为有利。

3.本工程相对于结构计算分析来说,结构的构造、连接节点、焊接质量及材料的选取更为重要。是保证结构安全、施工质量进度的重要环节。本工程在设计中对这些方面给予了充分的重视,均采取了相应的措施。

钢骨范文篇5

关键词:高层抗震短柱

0引言

在层高一定的情况下,为提高延性而降低轴压比则会导致柱截面增大,且轴压比越小截面越大;而截面增大导致剪跨比减小,又降低了构件的延性。因此,在高层特别是超高层建筑结构设计中,为满足规程[1]对轴压比限值的要求,柱子的截面往往比较大,在结构底部常常形成短柱甚至超短柱。另外,诸如图书馆的书库、层高较低的储藏室、高层建筑的地下车库等由于使用荷载大,层高较低,在设计中也不可避免地会出现短柱。众所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌,无法满足“中震可修,大震不倒”的设计准则。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生,笔者认为,首先要正确判定短柱,然后对短柱采取一些构造措施或处理,提高短柱的延性和抗震性能。

1短柱的正确判定

规程[1]和规范[2]都规定,柱净高H与截面高度h之比H/h≤4为短柱,工程界许多工程技术人员也都据此来判定短柱,这是一个值得注意的问题。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比λ,只有剪跨比λ=M/Vh≤2的柱才是短柱,而柱净高与截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2,亦即不一定是短柱。按H/h≤4来判定的主要依据是:①λ=M/Vh≤2;②考虑到框架柱反弯点大都靠近柱中点,取M=0.5VH,则λ=M/Vh=0.5VH/Vh=0.5H/h≤2,由此即得H/h≤4。但是,对于高层建筑,梁、柱线刚度比较小,特别是底部几层,由于受柱底嵌固的影响且梁对柱的约束弯矩较小,反弯点的高度会比柱高的一半高得多,甚至不出现反弯点,此时不宜按H/h≤4来判定短柱,而应按短柱的力学定义--剪跨比λ=M/Vh≤2来判定才是正确的。

框架柱的反弯点不在柱中点时,柱子上、下端截面的弯矩值大小就不一样,即Mt≠Mb。因此,框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一样的,即λt=Mt/Vh≠λb=Mb/Vh。此时,应采用哪一个截面的剪跨比来判断框架柱是不是属于短柱呢?笔者认为,应该采用框架柱上、下端截面中剪跨比的较大值,即取λ=max(λt,λb)。其理由如下:框架柱的受力情况有如一根受有定值轴压力的连续梁,柱高Hn相当于连续梁的剪跨a,已有的试验研究结果表明[10]:对于剪跨a不变的连续梁,当截面上、下配置的纵筋相同时,剪切破坏总是发生在弯矩较大的区段;对于框架柱,临界斜裂缝也总是发生在弯矩较大的区段。

事实上,在柱高Hn或连续梁剪跨a的范围内,最大剪跨比是出现在弯矩较大区段上的。钢筋砼构件的抗剪承载力是随剪跨比λ增大而降低的。所以,同样条件下,弯矩较大区段的截面抗剪承载力要比弯矩较小区段的小,在荷载作用下,如果发生剪切破坏,就只能是在弯矩较大区段上。用来判断框架柱是否属于短柱的剪跨比λ当然应是可能发生剪切破坏截面的剪跨比λ。

一般情况下,在高层建筑的底部几层,框架柱的反弯点都偏上,即Mb>Mt。此时,可按式(1)或式(2)判定短柱:

或Hn/h≤2/yn(2)

式中,yn--n层柱的反弯点高度比,根据几何关系,可得:yn=1/(1+Ψ),其中,Ψ=Mt/Mb,0≤Ψ≤1;

Hn--n层柱的净高。

式(2)具有一般性。当反弯点在柱中点时,Ψ=1,yn=0.5,式(2)即成为Hn/h≤4;当反弯点在柱上端截面时,Ψ=0,yn=1,式(2)即成为Hn/h≤2;如果框架柱上不出现反弯点,就应采用最大弯矩作用截面的剪跨比λ=M/Vh≤2来判断短柱。

当需要初步判断框架柱是否属于短柱时,可先按D值法确定柱子的反弯点高度比yn,然后按式(2)判断短柱。在施工图设计阶段,可根据电算结果作进一步判断。

2改善短柱抗震性能的措施

当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时,按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可;确定为短柱后,就应当尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。

2.1使用复合螺旋箍筋

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的,柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求,是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此,使用复合螺旋箍筋[4]来提高柱子的抗剪承载力,改善对砼的约束作用,能够达到改善短柱抗震性能的目的。

2.2采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多,在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。因此,可人为地削弱短柱的抗弯强度,使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度,这样,在地震作用下,柱子将首先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。

人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般,连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。

对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明[3~4]:采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变,抗弯承载力稍有降低,但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型转化为弯曲型,从而实现了短柱变“长柱”的设想,有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤1.5的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用[5]。2.3采用钢骨砼柱

钢骨砼柱由钢骨和外包砼组成。钢骨通常采用由钢板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。

与钢结构相比,钢骨砼柱的外包砼可以防止钢构件的局部屈曲,提高柱的整体刚度,显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能,使钢材的强度得以充分发挥。采用钢骨砼结构,一般可比钢结构节约钢材达50%以上[6]。此外,外包砼增加了结构的耐久性和耐火性。与钢筋砼结构相比,由于配置了钢骨,使柱子的承载力大大提高,从而有效地减小柱截面尺寸;钢骨翼缘与箍筋对砼有很好的约束作用,砼的延性得到提高,加上钢骨本身良好的塑性,使柱子具有良好的延性及耗能能力。

由于钢骨砼柱充分发挥了钢与砼两种材料的特点,具有截面尺寸小,自重轻,延性好以及优越的技术经济指标等特点,如果在高层或超高层钢筋砼结构下部的若干层采用钢骨砼柱,可以大大减小柱的截面尺寸,显著改善结构的抗震性能。

2.4采用钢管砼柱

钢管砼是由砼填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料,是套箍砼的一种特殊形式。由于钢管内的砼受到钢管的侧向约束,使得砼处于三向受压状态,从而使砼的抗压强度和极限压应变得到很大的提高,砼特别是高强砼的延性得到显著改善。同时,钢管既是纵筋,又是横向箍筋,其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下,这相当于配筋率至少都在4.6%以上,这远远超过抗震规范[2]对钢筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于钢管砼的抗压强度和变形能力特佳,即使在高轴压比条件下,仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”,不存在受压区先破坏的问题,也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲失稳的问题。因此,从保证控制截面的转动能力而言,无需限定轴压比限值[8]。规程[9]规定,钢管砼单肢柱的承载力可按式(3)计算:

N≤φ1φeN0(3)

式中,;

θ=faAa/fcAc称为套箍指标,0.3≤θ≤3;

φ1,φe的物理意义及计算方法见规程[9]。

由式(3)可以看出,当选用了高强砼和合适的套箍指标θ后,柱子的承载力可大幅度提高,通常柱截面可比普通钢筋砼柱减小一半以上,消除了短柱并具有良好的抗震性能。

3小结

钢骨范文篇6

V型墩施工工艺中,可以采取三维非线性仿真设计,首先构建V型墩施工的模型,通过三维非线性的计算方法,设计V型墩施工的尺寸,综合考虑V型墩施工中的交叉工艺,模拟载荷、强度等因素的影响,设计出合理的V型墩施工工艺;然后按照刚构桥V型墩施工方案,适当调节三维非线性中的模型关系,控制模型中的模量、节点等参数,强化V型墩施工工艺的设计;最后结合V型墩施工工艺的受力变化,设计合理的受力方式,可以建立坐标系,依照V型墩在刚构桥中的受力,确保V型墩在不同工况下的变化。基于刚构桥的V型墩施工设计,应该综合考虑多项因素的干扰,最主要的是结合刚构桥的需求,完善V型墩的施工工艺设计,利用模型适当改进设计方法,落实V型墩施工工艺的应用。

二、刚构桥V型墩的施工工艺

V型墩施工工艺在刚构桥中发挥重要的作用,重点分析V型墩的施工工艺,加强其在刚构桥中的控制力度。

1、刚构桥V型墩的施工准备刚构桥V型墩施工准备工作包括:

(1)施工方案准备,方案是V型墩施工工艺的基础依据,规范指导V型墩在刚构桥中的施工工作,避免出现工程误差;

(2)工作人员准备,V型墩施工中涉及到不同工种的施工人员,如:测量、机械操作等,施工单位需要根据V型墩的施工规模及具体的施工方案,规划专业技术人员的合理配置,确保施工建设的顺利进行;

(3)施工材料准备,比较重要的施工材料有:钢管、工字钢、槽钢、方木等,确定施工材料的用量并完成现场准备;

(4)施工设备准备,主要是指机械设备,如:起重机、挖掘机、罐车等,同样需要符合V型墩施工的相关要求。

2、刚构桥V型墩的施工工艺

2.1基础处理

首先根据V型墩的结构要求设计出V型墩的基础构造,首先采用钢管支柱来保证V型墩基础结构的可靠性,水中可以通过水桩固定的方法保障基础稳定性,陆上可采用钢筋混凝土扩大基础,扩大基础底部设置一定数量的木桩,木桩的根数、排列方式等都需要按照V型墩的基础需要设计,促使其符合刚构桥的受力需求;然后是插打钢管桩,钢管桩类型的选择需要根据V墩的最大施工荷载来计算,一般采用为:φ529×8mm,插打时需要控制钢管桩的入土深度,防止在加载时出现沉降;再次,将相邻的钢管支柱采用槽钢进行连接,确保V型墩基础体系的稳定;最后是分配梁的合理搭设,选用工字钢材料,按照V型墩的施工方案设计的标准梁进行分配梁的搭设。

2.2墩座工艺

刚构桥对V型墩的墩座有明显的要求,V型墩墩座需保持整体性的状态,同时增加横向受力,提高墩座的承重水平,排除V型墩的重力影响。墩座工艺的核心是模板的制作和安装,V墩的墩座为不规则形状,墩座顶部为三维空间体系,故模板的制作要求非常高。模板安装首先要确定模板底部的平面位置和顶部的空间位置,再进行模板的固定工艺,保护墩座模板的安全性,加强刚构桥墩座强度控制的力度。

2.3斜腿施工工艺根据V型墩在刚构桥中的结构方式,需要不断深化平衡架的应用,由此涉及到斜腿支架的设计,斜腿支架工艺有助于改善V型墩的结构受力平衡。刚构桥斜

腿支架工艺一般由内侧平衡架和外置式劲性型钢骨架组成,外置式劲性型钢骨架由斜腿内侧外置式劲性型钢骨架和斜腿外侧外置式劲性型钢骨架组成。施工顺序为先外置式劲性型钢骨架后内侧平衡架。V型墩特殊的结构方式要求模板施工应结合上部构造的施工,为确保V型墩受力的整体性,需保证模板、墩身、支架的一体性。例如:某刚构桥V型墩的施工中,采用了两套斜腿支架方案,分别安排在10#和11#主墩位置,此工程中的斜腿支架安装后,可以直接进行施工,不需重新拆除斜腿支架的模板,可以等刚构桥施工结束后再拆除支架及模板体系。斜腿支架的安装顺序一般为:斜腿外侧膜→斜腿内侧膜→拉杆安装,在施工过程中应保证支架工艺的合理性和可靠性。

2.4钢筋施工工艺

钢筋施工工艺是在V型墩施工的现场进行的。钢筋施工工艺的前提条件是钢筋的规格、性能等均需要达到质量设计、规范及标准的水平,而且要分类存储,不能混淆钢筋类别。结合V型墩在刚构桥中的应用,分析钢筋施工工艺中的要点,如:

(1)按照V型墩施工方案的规范安排钢筋的焊接工作,配合V型墩的预应力等其它工艺,严格遵循强度稳定的工艺要求,保障钢筋工艺的可靠性;

(2)防止钢筋变形,合理控制钢筋在V型墩中的受力,提高钢筋设计的准确性;

(3)清理钢筋施工的环境,维护钢筋安装的性能。

2.5砼浇筑工艺

V型墩施工需要符合刚构桥的施工要求,选择恰当的配合比,满足砼浇筑的强度需求。砼浇筑工艺可以分两次进行,第一次浇筑墩座、第二次浇筑斜腿,砼浇筑采用分层浇筑的方法,控制砼浇筑的厚度,以免影响V型墩施工中的构件,待砼浇筑完成后安排养护,最主要的是防止砼浇筑内外的温差过大,以免影响砼工艺的强度与应力。

三、刚构桥V型墩工艺中的安全控制

刚构桥V型墩工艺中最为重要的一项内容是安全控制,用于保障V型墩的安全性,同时完善刚构桥的结构。结合刚构桥V型墩的施工工艺,分析安全控制的内容,如下:

1、构建安全体系

刚构桥V型墩施工工艺中,应该落实安全体系的应用,结合V型墩施工中的安全隐患,构建安全体系并应用到实际施工中,根据相关的安全规范,监督V型墩的施工,规避潜在的安全隐患,提高V型墩施工工艺的安全性,体现安全体系的实施价值。

2、规划危险源

V型墩在刚构桥施工中面临着较多的危险源,集中表现在V型墩的施工工艺中。施工单位应该主动识别V型墩施工工艺中的危险源,提前做好规划措施。例如:施工单位可以详细规划出危险源,研究危险源可能引起的安全事故,制定有效的解决措施,预防安全事故的发生。

3、落实安全管理

安全管理是V型墩施工安全控制的根本措施,他有利于提高施工现场的管理水平,坚持安全施工与管理的方法,既能确保V型墩施工工艺的安全性,还能规范V型墩施工的工艺,发挥安全管理的作用。

四、结束语

钢骨范文篇7

关键词:城镇燃气;管材;选用

随着“西气东输”、“川气东送”、“海气上岸”,作为方便人民生活,改善大气环境,提高工业产品质量的清洁能源—天然气的引进,不仅能促使城市的经济发展,且已成为一个城市的品位象征。城市燃气作为城市能源的重要组成部分,应与城市未来的总体规划同步进行,城市燃气供应管道化更是城市现代化的主要标志之一,在城市燃气管网建设中,如何选择合适的管材已是一个至关重要的问题,在此分别从管材的特性、管材的价格、使用年限、输送能力等几方面作以比较说明。

一、各类管材的特性

目前室外地下中压与低压管道常用的管材有钢管,聚乙烯复合管(PE管),钢骨架聚乙烯复合管(钢骨架PE复合管),球墨铸铁管。

1.燃气工程中最常用的管材是钢管,它包括无缝管和焊接钢管。钢管具有高强的机械性能,如抗拉强度,延伸率与抗冲击性等。焊接钢管采用焊接制管与连接,气密性良好。其主要缺点是地下易腐蚀,防腐投资大,且使用寿命较短,一般为25年左右。当管径大于DN200时,其投资少于聚乙烯管。

(1)聚乙烯管是近几年来广泛应用于中、低压天然气输配系统的地下管材,具有良好的可焊性,热稳定性,柔韧性与严密性,易施工,耐土壤腐蚀,内壁当量绝对粗糙度仅为钢管的110,使用寿命达50年左右,其本身的应力松弛特性可有效降低由于管基不均匀沉降造成的应力。聚乙烯管的主要缺点是重载荷下易损坏,接口质量难以采用无损检测手段检验,以及大管径的管材价格较高。

(2)钢骨架聚乙烯复合的钢骨架材料有钢丝网与钢板孔网两种,管道分为普通管与薄壁管两种,普通管宜用于输送人工燃气,天然气与液化石油气(气态),薄壁管宜用于输送天然气。钢骨架聚乙烯复合管与聚乙烯管相比,由于加设骨架而增加了强度,使壁厚减薄或耐压程度提高。但管道上开孔接管困难,且价格较高,在城镇燃气建设中一般不被采用。

2.球墨铸铁管采用离心铸造,接口为机械柔性接口,目前已采用至中压A和输配系统。与钢管相比的主要优点是耐腐蚀,强度高,具有强韧性,管材的电阻是钢管的5倍,加之机械接口中的橡胶密封圈的绝缘作用,大大降低了埋地电化学腐蚀。同时,其机械性能接口较铸铁管有较大提高,除了延伸率外与钢管接近。此外柔性接口使管道具有一定的可挠性与伸缩性。球墨铸铁的密封性取决于接口的质量,而接口的质量与使用寿命取决于橡胶密封圈的质量与使用寿命,一般采用丁腈橡胶制作。

二、各类管材选用的比较

对于管材的选用,应作技术经济比较,下面分别从管材的价格、使用年限、压力降及输送能力来进行比较。

1.管材的价格比

注:设钢管(含防腐费)为1。

由上表可见,聚乙烯公称直径小于200mm时较钢管便宜,而球墨铸铁公称直径小200mm时较钢管贵。大管径的球墨铸铁管有一定的价格优势。因此城镇燃气输配管网中主干线常采用球墨铸铁管。如洛阳市和济源市的煤气中压主干线就采用DN400球墨铸铁管,在昆明市和娄底市的煤气管网主干线采用是DN300球墨铸铁管。

2.由于各类管材使用年限有差别,钢管可按25年考虑,聚乙烯与球墨铸铁管可按50年考虑,按使用年限考虑的年平均价格比见下表,设钢管(含防腐费)为1。

按使用年限管材年平均价格比可见,钢管的各种公称直径的价格比均高于聚乙烯管与球墨铸铁管,因此,在选用钢管时应加强钢管的防腐质量,有效延长钢管的使用年限。

3.由于各种管材内壁当量绝对粗糙度的不同,以及相同管径下内径的不同,造成不同管材管道输送燃气能力的差异,即在相同管长后与压力降下输送流量不同或在与流量下压力降不同。下表表示不同管材在相同管长与流量下降的比例,由于按中压设定即为平方差比例,其中设定钢管为1。

管材在相同管长与流量下压力降比

由上表可见,聚乙烯管尽管内径较同公称直径的钢管较小,但由于其内壁当量绝对粗糙度仅为钢管的110,当公称管径大于200mm时输送能力优于钢管,球墨铸铁管由于较大的内壁当量绝对粗糙度而使输送能力下降。

4.考虑管材使用年限与输送能力的综合比值见下表。综合比值为两个比值的乘积。

管材使用年限与输送能力的综合比值

由上表可见,考虑使用年限与输送能力两因素影响的综合比例比值中公称直径400mm以下的聚乙烯管较钢管占有优势。

钢骨架聚乙烯复合管的价格高于聚乙烯复合管,价格比约为1.1-1.6倍,随着管径增大,倍数减小,两者使用年限相同。

三、结束语

随着技术进步,生产规模发展等因素影响,各种管材的价格与使用年限均会发生变化,此外在城镇燃气管道建设中,管材的选用还应根据城市所用气源的类型、特性,用气结构,管道运行的环境,施工条件,施工现场的具体情况等多方面综合考虑。要有预见性,与现实相结合,能适应长期安全运营的要求以及中远期规划发展的要求,科学、合理的选择。

参考文献:

钢骨范文篇8

高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展,城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使近代高层建筑的出现,电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征,具有重要的宣传效应,在日益激烈的商业竞争中,更扮演了重要的角色。

自从1886年世界上第一栋近代高层建筑——美国芝加哥家庭保险公司大楼(HomeIuranceBuilding,10层,高55m)建成以来,至今已有100多年的历史了。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化,而且在高度上也有大幅度增长。而一次又一次地震灾难及教训,警示人们:防震减灾任重道远,刻不容缓。

从上个世纪开始,各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究。进入90年代,结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程。特别是我国处于地震多发区(地震基本烈度6度及其以上的地震区面积约占全国面积的60%),高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切的任务。作为工程抗震设计的依据,高层建筑抗震分析更处于非常重要的地位。

二、材料的选用和结构体系问题在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。

我国高层建筑中常采用的结构体系有:框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系,这也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外,特别地震区,是以刚结构为主,而在我国钢筋混凝土结构几混合结构却占了90%.如此高的钢筋混凝土结构及混合结构,国内外都还没有经受较大的考验。钢结构同混凝土结构相比,具有优越的强度、韧性和延性,强度重量比,总体上看抗震性能好,抗震能力强。

震害调查表明,钢结构较少出现倒塌破坏情况。在高层建筑中采用框架-核心筒体系,因其比钢结构的用钢量少,又可减少柱子断面,故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内往往要承受80%以上的震层剪力,有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土结构的位移值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增加了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值;

此外,在结构体系或柱距变化时,需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成刚度而导致结构刚度突变,常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大,加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时,要慎重选择其结构模式,尽量减小其本身刚度,减小其不利影响。

唐山钢铁厂震害调查资料统计参数结构形式总建筑面积(万㎡)倒塌和严重破坏比例(%)中等破坏比例(%)钢结构3.6709.3钢筋混凝土结构4.0623.247.9砌体结构3.0941.220.9在高层建筑中,应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材产量已居世界前列,建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用型钢混凝土结构(SRC)、钢管混凝土结构(CFS)或钢结构(S或),以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。

在超过一定高度后,由于钢结构质量较轻而且较柔,为减小风振而需要采用混凝土材料,钢骨(钢管)混凝土,通常作为首选。工程经验表明:利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右,由于柱截面减小而相应增加使用面积,钢材消耗指标与钢筋混凝土结构相近,而工程造价和钢筋混凝土结构相比可降低15%左右,工程施工工期缩短1/2.此外钢管混凝土结构显示出良好的延性和韧性。

1995年日本阪神地震震害说明,在钢骨混凝土构件中,采用格构式的型钢时,震害严重,采用实腹式的大型型钢或焊接工字钢的,则震害轻微。因此,在高层建筑结构中,若用钢骨混凝土构件,建议使用后者。

钢骨范文篇9

关键词:建筑施工;钢筋混凝土结构施工技术;技术要点

无论是民用建筑还是工业建筑,钢筋混凝土结构都在其建设中有着广泛的应用,其结构施工的质量水平高低将对整体建筑施工质量起到决定性的影响作用。因此,有必要对建筑施工中钢筋混凝土结构施工技术要点进行分析,对于建筑工程项目的施工质量提升具有重要的影响意义。

1钢筋混凝土结构优势的特点

钢筋混凝土结构相对于一般素混凝土结构而言,除了具有良好的受力性能与较高的承载力之外,还具有以下优势特点;①取材相对较容易,在钢筋混凝土结构中,石料及砂土所占比重较大,钢筋与水泥所占比重相对较小,而石料与砂多是地方性材料,因此,在大多数地区都可以做到就地取材;②抗震、抗冲击性能良好,由于钢筋混凝土结构在施工中可以直接进行整体式结构灌注,因而整体性能良好,能够很好地抵御地震与风浪的冲击,例如在海港工程中,常会用钢筋混凝土建造防巨浪的大堤;③具有良好的耐火、耐久性,钢筋被包含在混凝土中,不易发生锈蚀,从而提升了整体结构的耐久性,而且在火灾发生时,在混凝土对钢筋的保护下,也不会如同钢结构一样很快达到软化温度致使整体结构遭到破坏;④可模性好,能够结合建筑实际要求进行各种形状的结构设计,非常有利于结构变形控制;⑤钢筋混凝土结构将钢筋与混凝土结构的优点集中在一起,刚度大、抗拉、抗压性能强,阻尼度大,并且通过进行科学、合理的钢筋配置,能够使钢筋混凝土结构获得良好的延性与防振性等[1]。

2钢筋混凝土结构施工技术要点

21工程概况。福建省三明市明溪县梓口坊村老年养护院及社区老年人日间照料中心建筑工程分为南北楼,总建筑工程总面积224368m2,占地面积62668m2,南、北楼各4层,其中南楼高1085m,北楼高1415m。工程建筑结构抗震设防烈度为7度,安全等级为二级,耐火等级为二级,使用年限为50年。本工程结构形式为钢筋框架结构,其中外墙采用600×200×300(mm)加气混凝土砌块,内墙为190×190×90(mm)非承重空心砖砌块,基础形式为承台钢筋混凝土基础,混凝土强度等级为C30,地梁混凝土强度等级为C25,主体混凝土强度等级为C25。在屋面工程方面,屋面防水等级为Ⅱ级,二道防水设防。22复合箍筋施工技术要点。在传统复合箍筋施工中,一般都是采用外箍套内箍,一般不会采用外箍加拉筋的形式进行施工。无论是外箍施工还是内箍施工,一般都是选择进行箍筋封闭施工。但实际过程中,封闭箍筋安装费时费力,尤其是面对混凝土钢筋结构要求纵向钢筋分布较为严密且箍筋直径较大的情况,施工更加困难,经常出现少设箍筋等问题发生。如果在框架梁柱混凝土结构出现上述问题,会对结构安全性造成严重影响。基于此,在具体进行负荷箍筋施工时,建议合理采用开口箍筋施工技术,可以有效解决上述问题[2]。在本次工程中,针对框柱、梁架、基础梁等混凝土结构,其复合箍筋中内箍如图1所示,对于框架柱来说,在具体进行开口内箍施工时,可以将开口弯钩向下仅靠纵筋,使其紧紧勾住外箍。在梁这一混凝土结构钢筋配置中,开口弯钩应直接勾住纵筋。图1框架柱、梁、基础梁中复合箍筋中的内箍23钢骨柱钢骨梁模板施工技术要点。若钢骨柱的截面尺寸大于12m,钢骨梁截面高度大于800mm,那么在其外侧模板施工时,需要进行对拉螺杆的设置。在进行钢构件安装时,应以钢筋模板图为依据,在钢构件腹板上预留出对拉螺杆孔洞,并且在具体施工中还要做好钢骨腹板开孔的截面损失率控制,如果不能大于25%,一般超过这一数值,需要增加钢板并做好补强处理。对于螺杆孔洞设置来说,应做好红油漆的标识处理[3],以便在施工中能够对钢筋拉钩开孔位置进行很好的区分,从而可以有效避免施工人员在进行施工时将腹板预留螺杆传入孔洞之中的情况。24预制墙板吊装施工技术要点。应将外墙基础面清理干净,确保接触面不存在油污、灰渣等其他杂物,若施工环境温度非常干燥,在清理干净基础面的前提下,进行喷水工作,使其保持湿润即可,但不能存在积水。在连接钢筋端头处,不得出现翘曲等问题,钢筋的表面不得出现锈蚀污渍,以免影响安全效果[4]。要结合施工图纸,做好外墙的放线工作,例如外墙定位线、外墙安装控制线等,以保证外墙安装的精度得到有效控制。在墙身的顶部应做好插筋钢板定位器的设置,从而有利于钢筋位置检查,检查标准为中心位置误差控制在3mm以内,外部长度、顶点标高误差控制在15mm以内。要以施工图纸为依据,对外墙预制构件拼缝的标高加以把握,并采用垫片做好找平工作。在具体进行找平前,需要用墨斗做好垫片的标示,并对其做好超测记录。为避免灌浆料溢出对外墙造成污染,应采用弹性XPE条(宽度为40mm)对缝隙做好粘贴工作。在安装完成墙线后,需要在外墙夹心保温板之上,做好XPE条的粘贴,在具体粘贴时,应保证橡塑棉条顺直,并且其厚度应比墙下缝高略大,以保证不会出现漏浆问题[5]。在进行墙板吊装时,需要采用吊装梁,以预制墙板的吊环位置为依据,做好起吊点的设置合理,利用卸扣做好钢丝绳与外墙板的预留吊环连接后,开始进行起吊,在起吊至距离地面05m处先暂停一次,做好构件外观质量与吊环连接处的检查,待检查无误后再继续起吊,起吊过程应保持匀速,以免构件与预制墙板边缘相碰,造成不必要的损坏。在预制墙板平稳上升至距楼面05m左右时,应停止降落,此时需要操作人员手扶外墙板,并在工作人员的引导下缓慢降落,并通过利用镜子,做好下层预留连接钢筋是否对准预制墙体底部钢筋套筒的观察,待确认后,将预制楼板缓慢降落到垫片后,停止预制墙板降落;最后做好钢筋对孔检查,保证空洞对准完毕。通过用控制线,做好墙体检查,以保证墙体正确安装在墙体线之上;通过利用线坠和卷尺,做好墙体安装的垂直度的检查,垂直度应控制在5mm内,在具体进行检查时,应在墙体两端同时用线坠进行检查,以确保安装垂直度满足施工要求;待斜支撑支撑好后,调整好墙垂直度及水平度,即可进行吊钩脱钩操作。在水平位置调整方面,可以利用短钢管斜撑调节杆,可以实现对墙板根部的微调;同时也可以对长钢管斜撑调节杆上的可调节装置加以利用,进行墙板顶部的水平位移调节,以达到控制水平垂直度的目的[6]。

3总结

综上所述,随着我国建筑向着高层化方向发展,应提升对混凝土结构施工技术的重视程度,在具体施工中,应紧密联系实际,确保施工技术得到有效落实,提升施工速度,以良好的施工技术应用有效保证钢筋混凝土结构施工质量。

参考文献:

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[2]王朝晖,曹阳,何来胜,等混凝土结构钢筋设计施工中几个细节探讨[J]施工技术,2017,47(6):139-140

[3]宋泓明超长预应力劲性混凝土结构施工技术[J]施工技术,2016,46(18):81-83

[4]王凤起装配式混凝土建筑结构施工技术要点与研究[J]建筑技术,2018,49(1):15-21

[5]孙岩波,孙少辉,李晨光,等装配式混凝土结构用塔式起重机施工技术研究[J]建筑技术,2017,48(8):80-81

钢骨范文篇10

关键词:城市;燃气工程;设计;管材

从早年的城市燃气应用中对其气源进行论述,则人工煤气在其中占有较高的比例,而当时在城市中普遍应用的燃气管道也大多是钢管与铸铁管。现代社会的发展推动了清洁性、安全性的天然气在城市燃气应用中的比重不断攀升,并且,现代社会的高分子科学技术也得到了显著的提高,针对塑料管材的开发与应用也更加科学与全面,各项生产技术得到有效提升,更为突出地展现了塑料管材独有的使用性能。目前,PE管成为城市燃气设计与施工过程中受到最普遍欢迎的管材类型。也就是说,铁铸管、钢管、PE管等是当前阶段城市燃气管道管材的主要应用类型,以下笔者将从安全性、适用性与经济性等几方面分析上述几类管材在城市燃气工程设计中的优劣。

一、安全性分析

城市燃气工程设计时,是否达到安全标准是首要考虑内容。对铸铁管、钢管与PE管这三种管材在工程设计使用中的安全性进行分析,则需要从三种管材的抗拉强度、弯曲强度、延展性、耐腐蚀性、使用寿命、硬度、接口严密性等方面进行分析。铸铁管的抗拉强度与弯曲强度相对较高,PE管的断裂伸长率达到600%,是三类管材中延展性最高的,同时PE管的耐腐蚀性也是三类管材中最好的。从使用寿命方面来看,铁铸管、钢管与PE管都是在50年以上延展性。铁铸管的硬度大约为230HBS,钢管的硬度≤140HBS,而PE管的硬度则为50-70D。除此以外,三者的接口严密性对比则呈现出钢管与PE管为牢固,铁铸管为较牢固。因而,在考虑安全性来选择管材时需要综合考虑,从不同的角度进行研究与论述,对于何种层面的内容更为重视则可以着重选择哪一特点更为突出的管材。

二、适应性分析

对铁铸管、钢管与PE管的适应性进行分析,则主要可以从压力、温差与气源三方面进行分析。第一,压力分析。《城镇燃气设计规范》中曾明确将燃气设计的压力分为七个等级,分别是高压A、高压B、次高压A、次高压B、中压A、中压B、低压。高压A的压力等级为2.5-4.0,高压B的压力等级为1.6-2.5,次高压A的压力等级为0.8-1.6,次高压B的压力等级为0.4-0.8,中压A的压力等级为0.2-0.4,中压B的压力等级为0.01-0.2,低压的压力等级为低于0.01。总体来看,管道的压力相对较高,因此在进行城市燃气工程设计过程中,管道的质量要求也更高,在设计时应用具有较高压力的管道能够高效地较少整个管道系统网络的初期投资。事实上,管道的用途、压力与直径不同,所采用的材质与工艺也会因此而不同。在城市燃气工程设计与建设中,高压与次高压的管道与输气干管大多选择钢管。《城镇燃气设计规范》中还规定“中压与低压燃气管道应当选择使用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管”。其中聚乙烯燃气管道的标准应该符合《燃气用埋地聚乙烯管件》与《燃气用埋地聚乙烯管材》中的相关规定;机械接口球墨铸铁管的标准则应当达到《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》中的相关规定;当钢管类型选择为无缝钢管、镀锌钢管或者焊接钢管等时,无缝钢管、镀锌钢管的应用标准则能够达到《输送流体用无缝钢管》的具体规定,无缝钢管的应用标准应当达到《低压流体输送用焊接钢管》的具体规定;钢骨架聚乙烯塑料复合管需要达到《燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管》和《燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管件》中的具体规定。由此可知,城市输送管道中当压力大于0.4MPa时应当选择的管道类型应该是钢管,它相较于其他管道类型具有更为突出的优势。第二,温差分析。钢管与铸铁管相比,钢管对温差的适应能力要更高,而钢管与铸铁管对温差的适应能力要远远高于PE管。第三,气源分析。在进行城市燃气工程设计时,选择使用钢管更多的应该选用LNG、LPG、煤气、天然气与液化石油气等,铸铁管则使用煤气更为适宜,PE管则对燃气没有过多的要求,它对各种气质都能够较好地适用。

三、经济性分析

所谓的经济性就是指各种类型的管道在应用过程中的资金投入,管径不同时,使用不同的管道类型需要投入不同的金额,现以某一时段的材料价格为参考,对铸铁管、钢管与PE管的综合造价进行全面的对比分析:当管径为100mm时,每米钢管的单价为545元,每米铸铁管的单价为429元,每米PE管的单价为439元;当管径为150mm时,每米钢管的单价为620元,每米铸铁管的单价为497元,每米PE管的单价为536元;当管径为200mm时,每米钢管的单价为660元,每米铸铁管的单价为583元,每米PE管的单价为610元;当管径为250mm时,每米钢管的单价为1004元,每米铸铁管的单价为747元,每米PE管的单价为1040元。从上述的铸铁管、钢管与PE管在不同管径下的用价对比,则铁铸管的综合造价低于钢管与PE管,而当管径低于200mm时,钢管的综合造价是高于PE管的,而当管径大于200mm时,PE管的综合造价则高于钢管。在进行城市燃气工程设计中选择什么样的管材在一定程度上决定着燃气管道输气质量的高低,合理地选择应用燃气管材不仅能够节省工程建设的资金投入,同时还能够提升管网系统整体的水平,保证运行过程中的管理费用能够得到适当的降低。在实际进行工程设计的过程中,应当立足于安全性能,进而对适用性、经济性进行分析,同时不能忽视自然环境在燃气工程设计过程中的影响作用,综合考虑管道设计工程中所处的地理位置、地形特点、土壤性质等因素,从而实现城市燃气工程设计过程中对管材的科学选用。

作者:王久龙 孟睿 单位:辽宁沈阳中交煤气热力研究设计院有限公司

参考文献:

[1]谭兴平.我国城市燃气发展现状与展望[J].四川水泥.2014(11)