亚洲AⅤ日韩AV电影在线观看_亚洲欧美不卡高清在线观看_亚洲人成欧美中文字幕午夜_久久中文无码人妻少妇

泰州文化中心博物館:多層實腹式鋼骨柱節(jié)點處理

作者:周關(guān)亮 曹建慶    
時間:2013-01-25 14:36:30 [收藏]
摘要:對勁性鋼骨柱施工過程與鋼筋連接方式,以及柱對接節(jié)點進行了分析,為類似結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計提供了可借鑒經(jīng)驗。
    關(guān)鍵詞:

    摘要:對勁性鋼骨柱施工過程與鋼筋連接方式,以及柱對接節(jié)點進行了分析,為類似結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計提供了可借鑒經(jīng)驗。

    關(guān)鍵詞:勁性混凝土鋼骨柱,施工,十字型截面,深化設(shè)計

    1 工程概況
          泰州文化中心博物館位于泰州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū),總建筑面積約2.2萬平方米,地上建筑面積14745平方米,地下建筑面積7506平方米,地上1層,地上4層,建筑高度33.70米。主要結(jié)構(gòu)形式框架剪力墻結(jié)構(gòu),二層以上由南北兩側(cè)有懸挑近20m樓層,懸挑部分結(jié)構(gòu)為H型鋼桁架。-1~1層為剪力墻底部加強部位,中間主樓部分柱為勁性鋼骨混凝土柱。

    2 深化設(shè)計難點
          第一,泰州文化中心博物館懸挑樓層分為東西兩面,東面為二~四層,西面為四~五層,以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的平衡性,不過勁性鋼骨柱混凝土還是會出現(xiàn)拉應(yīng)力,而混凝土抗拉強度較低,拉應(yīng)力就由勁性鋼骨承擔(dān),因此對于勁性鋼骨柱焊縫和連接要求很高。
          第二,結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則,部分節(jié)點鋼筋與勁性鋼骨柱節(jié)點復(fù)雜,需每個節(jié)點實際放樣定位。
          第三,懸挑H型鋼桁架存在不均勻下繞,需各點預(yù)支起拱,對于安裝和制作要求精度和難度高。

    3 勁性鋼骨柱深化設(shè)計
          該工程深化設(shè)計采用takle structure 軟件進行三維實體放樣,具體建模順序:軸網(wǎng)建立→截面庫輸入→主體模型搭建→節(jié)點細(xì)部處理→結(jié)構(gòu)分層分段→構(gòu)件編號出圖。

    3.1 柱對接節(jié)點處理
          該工程勁性鋼骨柱多數(shù)為十字型截面,根據(jù)原設(shè)計施工圖紙,十字柱對接節(jié)點為全焊接形式,即柱翼腹板采用全焊透的剖口對接焊縫(見圖1)。
     

    \
    圖1 泰州文化中心博物館鋼骨柱焊接示意圖

    第一,由于本工程十字柱截面最小只為600mm,翼板寬度為400mm,這樣造成內(nèi)部腹板對接焊接操作空間有限,腹板中心焊接難以實現(xiàn)。第二,十字腹板中心存在焊縫交錯,焊接時會出現(xiàn)焊縫二次融透,而且此處的對接焊縫等級為一級,現(xiàn)場焊縫質(zhì)量難以保證?;谝陨蟽牲c,深化設(shè)計提出本工程十字柱腹板現(xiàn)場焊接改為螺栓連接的建議。(見圖2)螺栓數(shù)量規(guī)格計算按腹板等強連接計算,假設(shè)十字柱翼板承受彎矩,腹板只承受拉力和剪力。故得以下計算公式:

          單個螺栓受剪承載力設(shè)計值:
          \

    d0 螺栓孔直徑 tw 腹板厚度 hw 腹板高度
     

    \
    \
    圖2 泰州文化中心博物館鋼骨柱栓焊示意圖
     

    對于十字柱截面對接一般設(shè)計院出的節(jié)點多數(shù)采用全焊透的剖口對接焊縫,這樣連接對于結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單明確。焊接本身屬于等強連接,設(shè)計無需對于對接節(jié)點再做設(shè)計分析。對于現(xiàn)場施工,由于十字型截面的特殊性,截面限制了焊接的操作空間,而且一般柱對接節(jié)點都在高空進行,十字柱腹板焊接質(zhì)量難以保證。如改為腹板螺栓連接,翼板焊接這種栓焊組合的形式,這樣即可保證現(xiàn)場施工的質(zhì)量,也可以保證結(jié)構(gòu)的安全性。
          3.2 鋼筋與勁性鋼骨柱節(jié)點處理
          鋼筋與勁性鋼骨柱連接的處理問題,一直這一類結(jié)構(gòu)的處理難題和重點。如規(guī)范上要求混凝土梁中上下主筋需在節(jié)點區(qū)域貫通,而這一區(qū)域有鋼骨柱的話,規(guī)范上要求十字柱翼板不宜開孔,腹板開孔率不允許超過25%,這就是矛盾點??偨Y(jié)現(xiàn)行的鋼筋與勁性鋼骨柱的連接方式有三種:勁性鋼骨柱開孔鋼筋貫通連接、勁性鋼骨柱設(shè)連接牛腿或者勁板與鋼筋焊接連接和勁性鋼骨柱設(shè)鋼筋套筒與鋼筋機械連接。
          3.2.1勁性鋼骨柱開孔鋼筋貫通連接
          這種連接方式為車間加工時在鋼骨柱上定位鉆孔,現(xiàn)場鋼筋穿孔通過。深化設(shè)計時需注意,根據(jù)規(guī)范鋼骨柱開孔只允許在腹板,而且腹板開孔超過截面的25%時,需對腹板截面進行補強,具體補強節(jié)點可以參見《04SG523》。(見圖3)  
       

    \
    圖3 泰州文化中心博物館柱上開孔示意圖
     

    一般開孔大小為鋼筋直徑增大8mm,即直徑為28mm的鋼筋柱上開孔為36mm。一般這種鋼筋開孔不允許現(xiàn)場氣割泰州文化中心博物館施工圖設(shè)計說明中也明確規(guī)格了這點,而且十字柱成形后,再想在腹板上開孔操作,鉆孔機操作空間沒有。故這種連接方式對于鋼筋定位要求較高,在深化建模時需對節(jié)點區(qū)域所有連接方向的梁鋼筋放樣定位,然后再在腹板上開孔。泰州文化中心博物館項目中一個節(jié)點的鋼筋數(shù)量不少于幾十根,工作量相當(dāng)大。

    穿孔連接的優(yōu)點在于第一,鋼筋貫穿,符合混凝土規(guī)范要求。第二,鋼筋受力與鋼骨分離對于鋼骨本身受力不影響。缺點在于第一鋼筋定位精度要求較高,往往出現(xiàn)混凝土施工時綁扎鋼筋定位與鋼骨放樣鋼筋開孔定位不符。第二,貫通鋼筋一般是整體綁扎厚貫通,孔位限制很難貫穿。一般處理方法為先取一段貫穿鋼筋,穿過鋼骨柱后與整體綁扎鋼筋對接焊接,施工較為費時費工。
          3.2.2 勁性鋼骨柱設(shè)連接牛腿或者勁板與鋼筋焊接連接
          連接方式是在勁性鋼骨柱上設(shè)置H型牛腿,梁的主筋焊與牛腿翼板,并在牛腿翼板出十字柱內(nèi)部設(shè)置加勁板。(見圖4)
     

    \
    圖4 泰州文化中心博物館鋼筋與鋼骨柱牛腿連接示意圖
     

    深化設(shè)計時需注意:第一,牛腿的標(biāo)高定位問題。現(xiàn)場焊接要避免仰焊,所以混凝土梁主筋布置與H型牛腿上翼板。故牛腿上翼板標(biāo)高=h-a-d。h為混凝土梁頂標(biāo)高,a為梁保護層厚度,d是鋼筋直徑。牛腿截面高度=H-2a-2d+t。H為混凝土截面高度,t為H型牛腿翼板厚度。這里還有一點深化時要注意,一般鋼筋都是縱橫交錯的,鋼筋有一個相互疊加的問題,因此深化時要考慮到橫向牛腿比高要比縱向牛腿標(biāo)高低或者高一個鋼筋直徑。第二,柱上箍筋和主筋與新加牛腿相碰處理。箍筋處理比較簡單,直接在牛腿腹板上開孔,然后箍筋穿過?;炷林鹘?,一般最好的方式在柱開始排布主筋時候盡量靠近柱角落,少數(shù)幾根與牛腿翼板相碰時候,可以采用連接板與鋼筋焊接的形式或者采用鋼筋套筒連接。第三,牛腿長度確定。規(guī)范規(guī)定鋼筋與牛腿焊縫長度不小于5d,所以牛腿長度需大于5d。
          設(shè)置牛腿這種連接方式的優(yōu)點:第一,牛腿定位精度要求較其他兩種方式低,現(xiàn)場調(diào)節(jié)能力強。第二,對于鋼筋綁扎的定位要求也較其他兩種方式低。其缺點:第一,牛腿對于混凝土主筋有一定影響,需從柱底開始配筋時調(diào)整主筋位置,否則會與牛腿相碰過多。第二,一般現(xiàn)場焊接要避免仰焊,故牛腿連接不適用于多排鋼筋連接需與其他連接方式配合。
          3.2.3勁性鋼骨柱設(shè)鋼筋套筒與鋼筋機械連接
          鋼筋套筒又名鋼筋接頭,用以連接鋼筋并有與絲頭螺紋相對應(yīng)內(nèi)螺紋的連接件。它是將鋼筋  端部用滾軋工藝加工成直螺紋,并用相應(yīng)的連接套筒將兩根鋼筋相互連接。它的結(jié)構(gòu)原理是將待連接鋼筋端部的縱肋和橫肋用切削的方法剝掉一部分,然后直接滾軋成普通直螺紋后,用特制的直螺紋鋼筋連接套筒連接起來,形成鋼筋的連接.(見圖5)
     

    \
    圖5 泰州文化中心博物館鋼筋與鋼骨柱套筒連接示意圖+


     鋼筋螺紋加工
          (1) 加工鋼筋螺紋的絲頭、牙形、螺距等必須與連接套牙形、螺距一致,且經(jīng)配套的量規(guī)檢查合格。
          (2) 加工鋼筋螺紋時,應(yīng)采用水溶性切削潤滑液;當(dāng)溫度低于0℃時,應(yīng)摻入、15%—20%亞硝酸鈉,不得用機油做潤滑液或不加潤滑液套絲。
          (3) 操作人員應(yīng)逐個檢查鋼筋絲頭的外觀質(zhì)量并做出操作者標(biāo)記。
          (4) 經(jīng)自檢合格的鋼筋絲頭,應(yīng)對每種規(guī)格加工量隨機抽檢10%,且不少于10個,如有一個不合格,即對該加工批全數(shù)檢查,不合格絲頭應(yīng)重加工,經(jīng)再次檢驗合格后可使用。
          (5) 已檢驗合格的絲頭,應(yīng)加以保護戴上保護帽,并按規(guī)格分類整齊待用。
    這種連接方法的優(yōu)點如下:
          1).力學(xué)性能好、連接安全可靠:由于鋼筋端部經(jīng)滾壓成形,鋼筋材質(zhì)經(jīng)冷作處理,螺紋和鋼筋強度都有所提高,彌補了螺紋底徑小于鋼筋母材基圓直徑對強度削弱帶來的影響,使連接的接頭強度高于母材強度,能使母材充分發(fā)揮其強度和延性。
          2).連接方便:在狹小場地鋼筋排列密集處均能靈活操作。施工方便、效率高:鋼筋連接套筒在工廠預(yù)制,質(zhì)量保證:現(xiàn)場滾軋絲頭設(shè)備每臺每班可加工接頭近400個,在大工程量及地下室底版等施工時具有無可比擬的優(yōu)勢,施工時無污染,無明火作業(yè),安全環(huán)保好,可全天候施工。
           3).便于檢測:施工時不需要用特定檢測設(shè)備,只需看鋼筋外露絲牙情況即可測定接頭的質(zhì)量。適用性強:適用于一切抗震和非抗震的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)工程的鋼筋連接,且對彎曲鋼筋、固定鋼筋、鋼筋籠、超長鋼筋等及不能轉(zhuǎn)動的場合均適用。
           80年代末期,通過引進國外先進的機械連接技術(shù),再加上我國一些科研院所的相關(guān)專家的不斷努力,我國鋼筋機械連接技術(shù)得以發(fā)展迅速。機械連接經(jīng)歷了套筒冷擠壓、錐螺紋,鐓粗直螺紋直到目前滾軋直螺紋等不同的發(fā)展階段,技術(shù)不斷成熟穩(wěn)定,成本也不斷降低。搭接的連接方式已不能用于大規(guī)格鋼筋的連接,再加上焊接有很多不足之處,焊接質(zhì)量均無法保證。鋼筋機械連接能避開上述種種困難,顯示出明顯的優(yōu)勢。
          近十年來,我國在鋼筋的機械連接技術(shù)方面取得了很大發(fā)展,其中擠壓連接做為一種新型機械式鋼筋連接措施,與傳統(tǒng)的搭接和焊接相比具有接頭性能可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、不受氣候及焊工技術(shù)水平的影響、連接速度快、安全、無明火、不需大功率電源、可焊與不可焊鋼筋均能可靠連接等優(yōu)點。通過在各類高層建筑、大跨結(jié)構(gòu)、橋梁、水工結(jié)構(gòu)、電視塔、核電站等多項重大工程中應(yīng)用,套筒擠壓連接受到了普遍好評。
          我國的錐螺紋連接技術(shù)和國外相比還存在一定差距,最突出的一個問題就是螺距單一,從直徑16~40mm鋼筋采用螺距都為2.5mm,而2.5mm螺距最適合于直徑22mm鋼筋的連接。雖然在一些方面還存在著差距,隨著中國套筒生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟,會把這些差距最小化的。
           深化設(shè)計時要注意:第一,套筒為車間焊接定位,所以對于定位精度要求很高?;菊`差不超過1~2mm。第二,套筒鋼骨柱焊接部位需設(shè)置加勁板。
          3.2.4 鋼筋連接要求:
          (1) 連接鋼筋時,鋼筋規(guī)格和連接套的規(guī)格一致,鋼筋螺紋的形式、螺距、螺紋外徑應(yīng)與連接套匹配。并確保鋼筋連接套的絲扣干凈、完好無損。
          (2) 連接鋼筋時應(yīng)對準(zhǔn)軸線將鋼筋擰入連接套。
          (3) 接頭拼接完成后,應(yīng)使兩個絲頭在套筒中央位置互相頂緊,套筒每端不得有一扣以上的完整絲扣外露,加長型接頭的外露扣數(shù)不受限制,但有明顯標(biāo)記,以檢查進入套筒的絲頭長度是否滿足要求。
           鋼筋與鋼骨柱節(jié)點區(qū)域非常復(fù)雜,深化設(shè)計時需要三種方式結(jié)合使用。節(jié)點處理需注意:第一,鋼筋盡量避免碰到勁性鋼骨柱,可以適當(dāng)采用折彎繞過或者是直接彎錨入?。◤濆^長度見混凝土設(shè)計規(guī)范)。第二,鋼筋不能避免時,要適當(dāng)對這些鋼筋進行排布,一般鋼筋的最小間距是1.5d,最小不小于25mm。根據(jù)原則這個分布需貫穿腹板的鋼筋和與翼板連接的鋼筋。第三,鋼筋貫穿方向只遇腹板,宜選擇第一種方式貫穿連接。一般由于截面和開孔數(shù)量的限制,同一排鋼筋最多一側(cè)貫穿兩根(十字型柱截面)。鋼筋貫穿方向遇到腹板和兩側(cè)翼板時,如果鋼筋只有單排可采用第二種牛腿焊接方式連接;如果鋼筋由兩排或者更多時,前面幾排采用第三種套筒連接方式,最后一排采用第二種牛腿焊接方式。下圖6是泰州文化中心博物鋼筋與鋼骨典型節(jié)點中一個,是三種方式結(jié)合使用,供大家參考。
     

    \
    \
    圖6 泰州文化中心博物館鋼骨與鋼骨柱節(jié)點區(qū)連接示意圖

         
    3.3 懸挑桁架起拱問題處理
          現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)起拱方式有三種,第一,成型構(gòu)件利用火烤或者機械頂壓起拱。適用于簡單的H型梁截面。第二,深化設(shè)計時放樣起拱,適用于大型跨度門式鋼架。第三,安裝時焊縫起拱,適用于大截面桁架。
          泰州文化中心博物館采用第三種方式起拱,原設(shè)計根據(jù)設(shè)計模型提供各個控制點下繞值,放樣根據(jù)下繞值抬高。深化設(shè)計時,takle structure先不起拱放樣,全部結(jié)構(gòu)和節(jié)點完成是,轉(zhuǎn)化為CAD,然后定點抬高。此時要注意,部分螺栓是否要調(diào)整,一般螺栓孔可以調(diào)節(jié)1~2mm,看差值是否在這以內(nèi)。博物館東面桁架,懸挑長度不一,因此下繞值不同,故每個點起拱值不一樣,需分別放樣確定。
          4.結(jié)束語:
          勁性混凝土鋼骨結(jié)構(gòu)具有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)點,型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提高了結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震能力,減少了柱的節(jié)目尺寸和結(jié)構(gòu)本身的自重,這種結(jié)構(gòu)越來越受各種高層和超高層及橋梁結(jié)構(gòu)的青睞。隨之帶來的節(jié)點處理難點,以及鋼骨存在對于混凝土澆筑帶來一些難度,這些需深化設(shè)計時處理。勁性鋼骨柱能夠適應(yīng)現(xiàn)代化工程結(jié)構(gòu)大跨、高聳和重載的發(fā)展趨勢,符合施工技術(shù)工業(yè)化的要求,因而開會越來越多應(yīng)用于高層和超高層、工業(yè)廠房以及橋梁等結(jié)構(gòu),并且已經(jīng)在實踐中取得良好的經(jīng)驗效益和建筑效果。鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)深化設(shè)計時節(jié)點處理有著廣闊的推廣應(yīng)用前景,并且獲得越來越廣泛的應(yīng)用。
                                  
    參 考 文 獻:
          [1] 陳富生,邱國樺,范重 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(第二版) 中國建筑工業(yè)出版社
          [2] 劉亞維 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造和計算手冊     中國建筑工業(yè)出版社
          [3] 王建軍 吳桂榮 高層建筑實腹式勁性鋼骨混凝土施工技術(shù) 山西建筑

    作者簡介:周關(guān)亮(1983-),浙江中南建設(shè)集團鋼結(jié)構(gòu)有限公司深化設(shè)計工程師,主要從事鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計。
           聯(lián)系地址:浙江省杭州市濱江區(qū)浙江中南建設(shè)集團鋼結(jié)構(gòu)有限公司(310052)
     


    下載附件需要消耗0點,您確認(rèn)查看嗎?

    "歡迎大家轉(zhuǎn)摘!轉(zhuǎn)載須注明中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)(www.pharmaboosters.com)謝謝合作!"

相關(guān)文章:


文章標(biāo)題
建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)--中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會建筑鋼結(jié)構(gòu)分會官方