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摘要:近年来,随着我国建筑业的飞速发展,钢筋混凝土框架结构以其以其平面布置较为灵活,能够为建筑提供较大空间,适应多种工艺的施工要求以及各种使用功能的要求而得以广泛应用。型钢混凝土结构是钢筋混凝土构件中一种内置型钢的新型结构,在建筑工程建设中的应用日趋广泛。本文中笔者结合西安市某商用住宅楼的建设为例,针对型钢混凝土在工程转换结构中的应用进行了探讨,以供理论参考。
关键词:型钢混凝土,混凝土浇筑,转换结构,应用
Abstract: in recent years, with the rapid development of construction industry, steel reinforced concrete frame structure with its with its layout more flexible and can provide larger space for the building, adapt to the various process of the construction requirements of all sorts of use functions requirements and be widely used. A steel reinforced concrete structure of reinforced concrete structures is a new type of structure with steel, construction projects in the application is extensive. In this paper the author combined with the construction of a commercial residential buildings in xian city as an example, in view of the steel reinforced concrete structure in engineering conversion paper discusses the application for the theory reference.
Key words: a steel reinforced concrete, concrete casting, convert the structure, the application
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
型钢混凝土是钢筋混凝土构件中的一种内置型钢的新型结构形式。随着钢筋混凝土技术的应用发展,型钢混凝土在我国建筑工程中应用也日益广泛起来。在工程实践中,内置型钢可以分为实腹式和空腹式两种,通常情况下,空腹式内置型钢由于制作简单,加之抗震效果相对较强而应用较多。随着我国建设部于2002年出台的《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)以及随后由我国建筑标准设计研究院和建设部联合编制的《型钢混凝土组合结构构造》(04SG523)的实施,型钢混凝土在工程中的设计和施工技术有了较为全面的基础。我国目前现存的典型型钢混凝土工程又上海金茂大厦和北京的香格里拉饭店等。下文中笔者主要针对型钢混凝土的应用进行了探讨。
一、型钢混凝土的优点介绍
对于型钢混凝土构件,其通过外包钢筋混凝土以及内置型钢构成整体,一起受力。它的受力性比兩结构进行一般的叠加要优越,和之前的钢筋混凝土构件以及钢构件进行比较,主要包括下面的优点:(1)和钢结构进行比较,对于外包混凝土,其能够使钢构件的局部屈曲失稳减少甚至避免,使钢构件的抗压能力提高,充分发挥出来钢材强度;与此同时,外包混凝土使钢材的耐火以及防腐与防锈等一些方面的缺点得以减少,使正常运用过程里的钢构件的维护成本费用减少,还使结构的耐久性增加;运用混凝土的抗压性,和钢结构进行比较,使钢材极其节约,建设费用进而减少;(2)和钢筋混凝土结构进行比较,对于内置型钢,其使构件承载力得以增加,同截面构件可以使承载力提升至少1倍,这使构件的截面尺寸得到合理减少,使合理使用面积增加以及净高提高的效果较为明显起来;还和内置型钢一起产生作用,构件的抗剪承载力得以提升。进行构件受剪破坏的脆性性态的改善,构件延性得以增加,同时结构的抗震性能还提升。通过我国目前的抗震规范,对于有些重点构件,应该积极倡导运用型钢混凝土。
二、型钢混凝土的构造分析
怎样保证型钢混凝土组合结构可以积极发挥出它的优越性,让预期的力学模型得以实现,其中关键之处是构造。对于型钢混凝土的构造,能够划分为节点构造及杆件构造两种。
(一)节点构造分析
对于节点构造,其主要就是梁柱连接节点域的构造,经常表现为下面的形式:型钢混凝土柱、梁和型钢混凝土梁、柱或者钢筋混凝土梁、柱的连接。对于型钢混凝土梁柱在节点区的连接,在节点中,内置型钢应该使用刚性连接。在节点处柱内型钢对应着梁内型钢的上下翼缘的地方,需要进行水平加劲肋的设置,其厚度大于或者等于梁内型钢翼缘板厚度,为了保证混凝土浇筑方便起来,对于水平加劲肋,应该在角部进行排气孔的设置。
(二)杆件构造分析
对于杆件构造,怎样保证外包混凝土与内置型钢构成整体是其要重点解决的问题。一些实验证明,混凝土和型钢间的粘结应力仅为混凝土和圆钢之间粘结应力的一半。所以为了确保型钢和混凝土一起进行工作,应进行剪力连接件的设置,圆柱头栓钉是较为常用的。对于内置型钢自身,应该重视下面几点:(1)为使内置型钢的最大强度得到发挥,内置型钢的翼缘板不应该开洞。腹板开洞应该焊接钢板进行增强;(2)全部焊接需要缸厂进行制作,现场施焊是不合适的,进而使焊缝的焊接质量得到良好保证;(3)最后,内置型钢的接长还应和梁柱的节点区域避开。
在构造设计过程中,需要达到的目的是:施工便利、一起作用、构造简便以及传力可靠。在《型钢混凝土组合结构构造》(O4SG523)图籍里,其中的节点构造较为细致,该文会和具体实际工程进行结合,对型钢混凝土转换梁的构造原理以及要求进行重点阐述,以使有关的工程设计能够对其参考。
三、工程实例分析
(一)工程概况介绍
该工程是某市中心的某座商住楼。中间裙房,南北双塔,在地下1层,就是地下车库,商场在地面的1到5层,在6层以及6层之上是住宅。双塔与裙房地下室相连,成为整体,其平面呈现方形;在地面之上,运用变形缝进行分开,建筑总共高度达到99.6m,其为室外地面到大屋面板板面之间的高度。对于裙房,其利用框架结构体系;在双塔下5层,由于商场要求者大空间,对于上部住宅剪力墙,其不可以全部落地,在5层顶的地方,进行高位转换层的设置,其是部分框支剪力墙结构体系。
(二)进行型钢混凝土设置的合理原因
该工程抗震设防类别属于丙类,它的抗震设防烈度达到7度,归为第一组。场地类别属于Ⅱ类。对于框支柱,它的抗震级别达到特一级,在底部加强区的转换梁、剪力墙以及框架梁的抗震级别归为一级。按照相关的规范要求,特一级框支柱根据型钢混凝土柱进行设计;然而针对转换梁,因为上部荷载较大,抗震级别还高,跨度还大,同时被转换的剪力墙还没有规则的布置,导致转换梁存在比较大的内力,要是利用普通钢筋混凝土梁,那么截面会比较大,还经受层高的制约。当使用型钢混凝土进行计算之后,很大地减少了截面,对于此工程,其中的型钢混凝土梁截面达到900×1800。通过计算,说明:型钢混凝土梁与相同截面的混凝土梁进行比较,都比较大地提高了受弯承载力以及抗剪承载力,与此同时,挠度与裂缝的复核还较为容易地达到规范要求。
(三)型钢混凝土的施工流程介绍
对于型钢混凝土,它的施工流程具体如下:首先,型钢工厂进行制作,还应进行焊接。由于工厂具有比较好的技术保障,对于焊接点,要尽量处于工厂条件之下,把其完成,工厂拼接还存在最大尺寸限度,对运输为基础条件是便利的;其次,在型钢现场进行拼接。当型钢就位之后,应进行尺寸校正,同时搞好现场隐蔽工程记录;再次,合理进行梁柱钢筋的绑扎。首先纵筋进行就位,随后进行箍筋的套设,在箍筋穿型钢腹板的情况下,扩孔或者新开孔是不允许的,注明除此之外,钢筋不要求和型钢进行任意形式的焊接;第四,支模以及混凝土浇筑。因为在构件里,存在着水平钢板,以防在水平钢板之下,浇筑混凝土不够严实,死角出现,更应强化混凝土的振捣;最后,积极做好养护以及拆模工作。
(四)型钢混凝土梁中混凝土浇筑施工工艺
对于型钢混凝土梁,因为存在着上下翼缘,使混凝土的浇筑工作产生一些困难,为了保证混凝土浇筑能够严实,可以按照下面工艺进行施工。在下翼缘下进行混凝土浇筑,在型钢梁一边进行下料并振捣,混凝土由下翼缘钢板溢至梁的另外一侧,当浸至下翼缘钢板上50毫米之后,随后在两侧一齐进行下料振捣。当进行型钢混凝土梁上半部浇筑的时候,能够在某梁柱节点开始进行,顺着梁方向,延伸到另外一节点。保证一次成型。在现场运用此施工办法,让水平翼缘板下气泡可以容易地溢出。使混凝土的浇筑质量得到有效保证。
结束语
在经济性、延性、承载力、变形以及耐久性等许多方面,型钢混凝土结构与一般混凝土结构以及钢结构相比较,都存在突出的优势。对于型钢混凝土设计,不但要对结构的整体计算进行重视,更要对它的节点构造进行关注。节点设计在达到力传递要求的同时,更应便于进行现场施工。对于优秀的结构设计,其不仅要做到施工方便、维护容易及技术先进,还要做到安全适用以及经济合理,其为结构设计工作者的设计思路,同时还为设计要达到的目的。
参考文献
【1】范涛;浅述型钢混凝土结构的特点及应用[J];四川建筑科学研究;2004年04期
【2】郑之俊;王杰光;;国内外型钢混凝土结构设计方法的比较[J];安徽建筑;2006年01期
【3】宋占海;型钢混凝土柱受力性能的试验研究[J];西安建筑科技大学学报;1995年01期
关键词:型钢混凝土,混凝土浇筑,转换结构,应用
Abstract: in recent years, with the rapid development of construction industry, steel reinforced concrete frame structure with its with its layout more flexible and can provide larger space for the building, adapt to the various process of the construction requirements of all sorts of use functions requirements and be widely used. A steel reinforced concrete structure of reinforced concrete structures is a new type of structure with steel, construction projects in the application is extensive. In this paper the author combined with the construction of a commercial residential buildings in xian city as an example, in view of the steel reinforced concrete structure in engineering conversion paper discusses the application for the theory reference.
Key words: a steel reinforced concrete, concrete casting, convert the structure, the application
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
型钢混凝土是钢筋混凝土构件中的一种内置型钢的新型结构形式。随着钢筋混凝土技术的应用发展,型钢混凝土在我国建筑工程中应用也日益广泛起来。在工程实践中,内置型钢可以分为实腹式和空腹式两种,通常情况下,空腹式内置型钢由于制作简单,加之抗震效果相对较强而应用较多。随着我国建设部于2002年出台的《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)以及随后由我国建筑标准设计研究院和建设部联合编制的《型钢混凝土组合结构构造》(04SG523)的实施,型钢混凝土在工程中的设计和施工技术有了较为全面的基础。我国目前现存的典型型钢混凝土工程又上海金茂大厦和北京的香格里拉饭店等。下文中笔者主要针对型钢混凝土的应用进行了探讨。
一、型钢混凝土的优点介绍
对于型钢混凝土构件,其通过外包钢筋混凝土以及内置型钢构成整体,一起受力。它的受力性比兩结构进行一般的叠加要优越,和之前的钢筋混凝土构件以及钢构件进行比较,主要包括下面的优点:(1)和钢结构进行比较,对于外包混凝土,其能够使钢构件的局部屈曲失稳减少甚至避免,使钢构件的抗压能力提高,充分发挥出来钢材强度;与此同时,外包混凝土使钢材的耐火以及防腐与防锈等一些方面的缺点得以减少,使正常运用过程里的钢构件的维护成本费用减少,还使结构的耐久性增加;运用混凝土的抗压性,和钢结构进行比较,使钢材极其节约,建设费用进而减少;(2)和钢筋混凝土结构进行比较,对于内置型钢,其使构件承载力得以增加,同截面构件可以使承载力提升至少1倍,这使构件的截面尺寸得到合理减少,使合理使用面积增加以及净高提高的效果较为明显起来;还和内置型钢一起产生作用,构件的抗剪承载力得以提升。进行构件受剪破坏的脆性性态的改善,构件延性得以增加,同时结构的抗震性能还提升。通过我国目前的抗震规范,对于有些重点构件,应该积极倡导运用型钢混凝土。
二、型钢混凝土的构造分析
怎样保证型钢混凝土组合结构可以积极发挥出它的优越性,让预期的力学模型得以实现,其中关键之处是构造。对于型钢混凝土的构造,能够划分为节点构造及杆件构造两种。
(一)节点构造分析
对于节点构造,其主要就是梁柱连接节点域的构造,经常表现为下面的形式:型钢混凝土柱、梁和型钢混凝土梁、柱或者钢筋混凝土梁、柱的连接。对于型钢混凝土梁柱在节点区的连接,在节点中,内置型钢应该使用刚性连接。在节点处柱内型钢对应着梁内型钢的上下翼缘的地方,需要进行水平加劲肋的设置,其厚度大于或者等于梁内型钢翼缘板厚度,为了保证混凝土浇筑方便起来,对于水平加劲肋,应该在角部进行排气孔的设置。
(二)杆件构造分析
对于杆件构造,怎样保证外包混凝土与内置型钢构成整体是其要重点解决的问题。一些实验证明,混凝土和型钢间的粘结应力仅为混凝土和圆钢之间粘结应力的一半。所以为了确保型钢和混凝土一起进行工作,应进行剪力连接件的设置,圆柱头栓钉是较为常用的。对于内置型钢自身,应该重视下面几点:(1)为使内置型钢的最大强度得到发挥,内置型钢的翼缘板不应该开洞。腹板开洞应该焊接钢板进行增强;(2)全部焊接需要缸厂进行制作,现场施焊是不合适的,进而使焊缝的焊接质量得到良好保证;(3)最后,内置型钢的接长还应和梁柱的节点区域避开。
在构造设计过程中,需要达到的目的是:施工便利、一起作用、构造简便以及传力可靠。在《型钢混凝土组合结构构造》(O4SG523)图籍里,其中的节点构造较为细致,该文会和具体实际工程进行结合,对型钢混凝土转换梁的构造原理以及要求进行重点阐述,以使有关的工程设计能够对其参考。
三、工程实例分析
(一)工程概况介绍
该工程是某市中心的某座商住楼。中间裙房,南北双塔,在地下1层,就是地下车库,商场在地面的1到5层,在6层以及6层之上是住宅。双塔与裙房地下室相连,成为整体,其平面呈现方形;在地面之上,运用变形缝进行分开,建筑总共高度达到99.6m,其为室外地面到大屋面板板面之间的高度。对于裙房,其利用框架结构体系;在双塔下5层,由于商场要求者大空间,对于上部住宅剪力墙,其不可以全部落地,在5层顶的地方,进行高位转换层的设置,其是部分框支剪力墙结构体系。
(二)进行型钢混凝土设置的合理原因
该工程抗震设防类别属于丙类,它的抗震设防烈度达到7度,归为第一组。场地类别属于Ⅱ类。对于框支柱,它的抗震级别达到特一级,在底部加强区的转换梁、剪力墙以及框架梁的抗震级别归为一级。按照相关的规范要求,特一级框支柱根据型钢混凝土柱进行设计;然而针对转换梁,因为上部荷载较大,抗震级别还高,跨度还大,同时被转换的剪力墙还没有规则的布置,导致转换梁存在比较大的内力,要是利用普通钢筋混凝土梁,那么截面会比较大,还经受层高的制约。当使用型钢混凝土进行计算之后,很大地减少了截面,对于此工程,其中的型钢混凝土梁截面达到900×1800。通过计算,说明:型钢混凝土梁与相同截面的混凝土梁进行比较,都比较大地提高了受弯承载力以及抗剪承载力,与此同时,挠度与裂缝的复核还较为容易地达到规范要求。
(三)型钢混凝土的施工流程介绍
对于型钢混凝土,它的施工流程具体如下:首先,型钢工厂进行制作,还应进行焊接。由于工厂具有比较好的技术保障,对于焊接点,要尽量处于工厂条件之下,把其完成,工厂拼接还存在最大尺寸限度,对运输为基础条件是便利的;其次,在型钢现场进行拼接。当型钢就位之后,应进行尺寸校正,同时搞好现场隐蔽工程记录;再次,合理进行梁柱钢筋的绑扎。首先纵筋进行就位,随后进行箍筋的套设,在箍筋穿型钢腹板的情况下,扩孔或者新开孔是不允许的,注明除此之外,钢筋不要求和型钢进行任意形式的焊接;第四,支模以及混凝土浇筑。因为在构件里,存在着水平钢板,以防在水平钢板之下,浇筑混凝土不够严实,死角出现,更应强化混凝土的振捣;最后,积极做好养护以及拆模工作。
(四)型钢混凝土梁中混凝土浇筑施工工艺
对于型钢混凝土梁,因为存在着上下翼缘,使混凝土的浇筑工作产生一些困难,为了保证混凝土浇筑能够严实,可以按照下面工艺进行施工。在下翼缘下进行混凝土浇筑,在型钢梁一边进行下料并振捣,混凝土由下翼缘钢板溢至梁的另外一侧,当浸至下翼缘钢板上50毫米之后,随后在两侧一齐进行下料振捣。当进行型钢混凝土梁上半部浇筑的时候,能够在某梁柱节点开始进行,顺着梁方向,延伸到另外一节点。保证一次成型。在现场运用此施工办法,让水平翼缘板下气泡可以容易地溢出。使混凝土的浇筑质量得到有效保证。
结束语
在经济性、延性、承载力、变形以及耐久性等许多方面,型钢混凝土结构与一般混凝土结构以及钢结构相比较,都存在突出的优势。对于型钢混凝土设计,不但要对结构的整体计算进行重视,更要对它的节点构造进行关注。节点设计在达到力传递要求的同时,更应便于进行现场施工。对于优秀的结构设计,其不仅要做到施工方便、维护容易及技术先进,还要做到安全适用以及经济合理,其为结构设计工作者的设计思路,同时还为设计要达到的目的。
参考文献
【1】范涛;浅述型钢混凝土结构的特点及应用[J];四川建筑科学研究;2004年04期
【2】郑之俊;王杰光;;国内外型钢混凝土结构设计方法的比较[J];安徽建筑;2006年01期
【3】宋占海;型钢混凝土柱受力性能的试验研究[J];西安建筑科技大学学报;1995年01期