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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。楼盖有足够的强度、刚度和整体稳定性,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,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,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。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。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,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,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。