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文档简介
.钢结构图纸学且思一、设计总说明 2(1)材料材质 2(2)焊缝 6(3)防腐防火 9(4)其他要求 9二、柱脚形式 10(1)端承式柱脚 10(2)埋入式柱脚 10三、地下室部分 14(1)劲性钢柱节点 14(2)钢管柱节点 18(3)钢骨梁 19四、地上部分 21(1)梁柱节点 21(2)梁梁对接节点 24(3)梁梁节点 26(4)钢梁与埋件 27(5)隅撑 28(6)压型钢板 28五、管桁架施工 33(1)设计 33(2)深化 34(3)制作 35(4)安装 35.一、设计总说明(1)材料材质钢材:现在钢结构用钢材基本上为Q345(屈服强度345Mpa),在一些辅助结构会用到Q235,如檩条、马道、锚栓或热轧型材等。钢材质量等级(根据韧性和塑性区分,主要是韧性)一般用B级,钢材质量等级有ABCD四个级别,锚栓或对韧性要求低的部位可采用A级钢。在超高层或大跨度建筑结构中,也常采用高性能建筑结构用钢(简称高建钢)。钢材,单纯把钢材当成一种材料来看,主要分析三项:化学成分、力学性能和工艺性能,化学成分很容易理解,直接影响钢材的力学和工艺性能,影响因素还有冶炼方法和交货状态等。力学性能主要分为:强度、硬度(一般不考虑)、塑性、韧性,检测的指标分别为屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率(一般仅用于厚度方向)、冲击韧性等,这些也都是钢材检验项目。工艺性能,在建筑钢结构上,除去铸钢件,基本上只有两项指标:焊接性和冷弯性,焊接性直接受化学成分的影响,碳含量(碳当量)越高可焊性越差,工程中一般不重复检验,冷弯性也是钢材检验项目(其也可看成是塑性指标之一)。钢结构项目对钢材的合格证上要保证检验项目合格,复验报告要检验以上项目并合格。具体更为详细的材料检验复验方面的知识参见相对应的材料规范,如 Q233B参见《GB-T700-2006碳素结构钢》,Q345B参见《GB-T1591-2008低合金高强度结构钢》,对于直缝焊管、无缝钢管参见《GB-T13793-2008直缝电焊钢管》、《GB-T8162-2008结构用无缝钢管》等。一般来说,钢材强度越高,屈强比越大,材料的强度储备越低,塑性和韧性也越差,可焊性一般也越差,冷弯性也越差。焊接T形、十字形、角接接头,当其翼缘板厚度等于或大于40mm时,设计宜采用抗层状撕裂的钢板,钢板厚度方向性能级别Z15、Z25、Z35。名词解释:厚度方向性能级别 Z15,表示断面收缩率不小于 15%。高强螺栓:建筑钢结构中常采用摩擦型高强螺栓,通过螺栓的预拉力,将两块或多块钢板连接,通过钢板之间摩擦力提供反作用力,螺栓螺杆不承受局部压力,因此摩擦型螺栓破坏特征为:连接钢板之间发生了滑动。从高强螺栓的工作原理V F可推知,高强螺栓需要预拉力检测报告(确保 F合格)和摩擦面抗滑移系数(确.保合格)实验。项目使用的摩擦型高强螺栓一般也分为大六角和扭剪型两种,扭剪型是大六角的升级版,施工方便(螺栓的直齿状尾端破断即终拧合格),价格稍贵。大六角高强螺栓 扭剪型高强螺栓除了摩擦型高强螺栓外,另一种为承压型高强螺栓,承压型高强螺栓连接中允许外剪力超过最大摩擦力,这时被连接板件之间发生相对滑移变形,直到螺栓杆与孔壁接触。此后,连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力,可以简便的看成是摩擦型高强螺栓和直径为螺杆的销轴共同作用。施工过程中一般用摩擦型高强螺栓,为什么?从直观上看,承压型允许连接面滑动,连接节点变形大,连接刚度小,特别是在动荷载或交变荷载作用下,节点性能差;摩擦型将整个螺杆抗剪和孔壁承压当成强度储备,安全性能好;摩擦型高强螺栓群还能和焊缝共同受力, 比如项目上常会遇到的高强螺栓连接腹板后,将连接板和腹板围焊起来,这就是焊缝和高强螺栓的共同作用,采用承压型允许连接板相对滑动,不能实现这种混合连接。从设计思路上,其实设计师一般愿意算用简单,容易模拟或国家规范有具体计算,安全储备量较大的方案。对于高强螺栓,摩擦型节点抗剪力只来源于摩擦力, 破坏过程简单,规范有详细的计算公式,安全储备高;承压型节点抗剪力来源于摩擦力和螺杆抗剪(以螺杆剪切破坏优先于孔壁承压情况为例)两种,在计算过程中,如何混合这两种力的合力,是很难有准确的计算的,如,摩擦力能提供 20KN的力,螺杆抗剪能提供10KN的力,那么该节点最大抗剪力为多少呢,我们肯定不能直接用 20KN+10KN来得到30KN的答案,因为这两种力的混合绝对不是相加,很有可能在受到 25KN力作用下,摩擦力滑动,螺杆直接承受10KN后破坏。所以对于两种不同情况的反力作用时,特别要注意同时还有变形的情况下,不能简单的相加,因为在超过任何其中一方受力的荷载作用下会发生各个击破的效果,这种情况无法通过计算确定,我们只能有个定型的判断,无法定量,设计人员一般不会采用这种设计方式。同时,在我们做一般的临时支撑结构时, 这个设计思路也是很重要的, 比如我们.最常用的汽车吊上顶板作业,顶板设计活荷载是 3.5KN/m2,下部回顶脚手架能承受10KN/m2,那么我们顶板最多能承受多少的荷载呢?一般情况我们也和摩擦型高强螺栓的设计理念一样,将顶板活荷载当成强度储备,顶板承受 10KN/m2均布荷载。如果汽车吊要求20KN/m2,那么我们就直接用脚手架承受 20KN/m2。钢结构用高强螺栓一般有 8.8、10.9、12.9级三种。名词解释:性能等级10.9s级的螺栓,螺栓材质公称抗拉强度达 1000MPa级;螺栓材质的屈强比值为 0.9;螺栓材质的公称屈服强度达 1000×0.9=900Mpa;S代表Steel,钢结构用螺栓。另,螺栓常用等级一般有 4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9、12.9级,材料的屈强比随着强度的提高而增大,也说明了材料的强度储备随之下降。从高强螺栓的原理也可以得出一些现场施工不可取的做法, 如,①高强螺栓本体严禁焊接。高强螺栓材质为高强钢,可焊性特别差,焊接冷裂纹倾向特别大,焊接破坏了原材料的调质处理,问题一大堆,所以现场高强螺栓本体严禁焊接;②如果采用高强螺栓和焊接的混合连接的方式,施工工序的先后又成了问题,如果先施焊而后上紧螺栓,板层间有可能因焊接变形而产生缝隙,拧紧是不易达到需要的预应力。如果先上紧螺栓而后施焊,高温可能使预拉力下降。合理的办法使对螺栓初拧至设计预拉力的60%,再行施焊,焊后对螺栓终拧。这里也给出了一个问题,就是在高强螺栓周边进行焊接,高温可以使高强螺栓预拉力下降,这是一个显而易见的事实,钢材焊接温度扩散,高强螺栓的预拉力会使因焊接变软的钢材被强大的预拉力直接变形, 导致连接板变薄△t,预拉力下降。所以在高强螺栓周边一般来说也是禁止焊接的。焊接材料:钢结构现场焊接主要以手工焊和二氧化碳气体保护焊为主, 焊接材料分别为焊条和焊丝,例,焊条型号表示为 E4315;焊丝型号表示为 ER50-6。名词解释:焊条型号 E4315,E表示焊条,43表示熔敷金属抗拉强度最小值为430Mpa,15表示药皮类型、焊接位置和电流类型,具体表示参见 GBT5117-2012《非合钢焊条》;焊丝型号 ER50-6,ER表示焊丝,50表示熔敷金属抗拉强度最小值为500Mpa,6表示焊丝化学成分代号,具体参见GBT8110-2008《气体保护电弧用碳钢、低合金钢焊丝》。焊条采用:Q235钢材之间焊接采用 E43XX,Q345钢材之间焊接采用 E50XX,Q235和Q345钢材之间焊接,根据规范可采用与低强度钢材相匹配的焊条,原因:钢结构焊接材料屈服强度大于钢材本体,如 Q235钢材用ER43系列焊材,ER43焊材抗拉极限强度基本不低于 Q345材料,所以一般就低强度钢材。题外话,现在钢结构往高强.度钢材发展,如 Q490钢材,能够满足加工工艺,但与之匹配的焊材 ER60系列,能够满足强度达到 600Mpa,同时具有良好可焊性、韧性的材料制作工艺困难,目前限制我国超高强度钢材推广使用的主要原因。然而这里表示并不是焊接材料就高不就低,如Q235B和Q235D钢材之间焊接,焊接材料宜考虑匹配Q235D钢材,强度是一个级别的,选焊材时要根据高韧性的母材选。这两种选择其实质可以看成是一样的,强度低的材料,韧性比较高,Q235和Q345钢材之间焊接可看成匹配韧性高的钢材,Q235B和Q235D焊接也是匹配韧性高的钢材,所有,焊接材料匹配实质都是在满足强度需求的情况下,匹配韧性比较高的焊材。楼承板:现在使用的楼承板以闭口型和钢筋桁架楼承板居多,开口型基本只用在了厂房类建筑中。钢筋桁架楼承板越来越成为楼承板的趋势,越来越多项目采用钢筋桁架楼承板。压型钢板表示方法:YXB51-226-678(X)压型钢板代号波高波距YXB60-185-555(B)压型钢板要求:
无:开口型(B):闭口型(S):缩口型板宽除版型和施工最大无支撑跨度(后续讲到)外,主要为两大类:材质和镀锌层厚度。材质一般Q235B和Q345B两种,常见的为 Q345B。镀锌层厚度要求:组合楼板和非组合楼板用压型钢板(组合楼板和非组合楼板后续降到)均应采用热镀锌钢板,不应采用电镀锌钢板,其双面镀锌层总含量应满足在使用期间不致锈损的要求, 建议采用120-275g/m2。当为非组合楼板时,镀锌层含量可采用较低值,当为组合楼板时镀锌层含量不宜小于 150g/m2。建议设计人员在设计说明中给出明确的镀锌层含量。有时候,设计院给出的镀锌层含量是以镀锌层厚度 μm为单位,如何换算?锌的.密度为7.14g/cm3,换算为1μm厚度的锌涂层为7.14g/m2,一般我们常用的275g/m2镀锌层含量换算为40μm(实际为38.5μm)。压型钢板施工:当混凝土板直接作用在钢梁上时,钢梁顶面不应涂刷油漆,当组合楼板作用在钢梁上时,钢梁顶面宜涂刷厚度不大于50μm的富锌底漆。参见《05SG522钢与混凝土组合楼(屋)盖结构构造》第五页4.5条。钢筋桁架楼承板表示方式:钢筋桁架楼承板一般用代号HB,目前还未能有统一的规范规定钢筋桁架楼承板的表示方式,设计图一般会有明确的说明,也可参见《JGT368-2012钢筋桁架楼承板》。钢筋桁架楼承板因现场钢筋绑扎数量减少,极大的加快施工进度而受到广泛的推广使用,其他要求同压型钢板。栓钉布置关于压型钢板或钢筋桁架楼承板栓钉布置的问题,很多时候会遇到这样一个问题:比如设计图纸上用的是YXB65-185-555压型钢板,但关于栓钉图纸上常常会写@200布置。那栓钉到底应该怎样布置呢?是按照 @185每个肋槽布置还是按照设计标注的@200布置。这里其实没有任何疑问,首先要明白的是栓钉在四个方向梁上都要布置,其中有两条梁是垂直铺板方向,两条梁是平行于铺板方向,对于垂直于铺板方向,栓钉采用@185布置,对于平行于铺板方向的梁上,栓钉布置为@200(即设计给定的间距)。(2)焊缝.首先要明白,常用的焊缝叫法和他的内部含义。什么是全熔透,部分熔透,角焊缝,还有像对接焊缝、角对接组合焊缝、双面角焊缝、坡口角焊缝等等一大堆的名词。对接焊缝 角对接组合焊缝双面角焊缝 坡口角焊缝XX对接焊缝,一般为全熔透焊缝,其中角对接组合焊缝也可以算是一种对接焊缝,按照全熔透焊缝考虑,根据设计要求,进行一级或二级超声波探伤;坡口角焊缝其实就等于我们一般说的部分熔透焊缝,其实也可以看成是部分熔透焊缝和角焊缝的组合焊缝,这种焊缝一般常见于 H型钢腹板和翼缘焊接,球形支座和预埋件焊接等等不必要或不能够做到剖口全熔透焊缝,此类焊缝不用探伤。框架结构焊缝形式框架结构焊缝形式较为简单,一般分为节点区域和非节点区域。节点区域焊缝一般为全熔透一级焊缝,节点区域一般为梁上下翼缘各 600mm范围内,这是考虑地震梁柱节点塑性区,对柱来说,是梁上下翼缘各 600mm范围,对梁来说是1/10跨长和2倍梁高范围,这里其实也有个隐含的意思,对于加工厂柱留设牛腿现场与梁对接,对接位置应在1/10跨长和2倍梁高范围之外,这样的规定对现场构造是非常重要的。节点区域另一个疑惑点就是节点区域加劲板的焊缝形式及等级该如何确定?柱在梁翼缘对应位置设置加劲肋或隔板,加劲肋或隔板是梁翼缘截面的延伸,是为了保证梁翼缘集中力传递的连续性,大震时还可能经受交变荷载的作用。.在抗震设防的结构中,为避免在地震作用下框架往复变形时破坏, H形柱水平加劲肋与柱翼缘焊接时,宜采用坡口全熔透焊缝,与柱腹板连接时可采用角焊缝。当然,上面说的这种情况是不考虑梁与H型钢腹板垂直连接的形式,若梁与H型钢腹板垂直刚接时,梁翼缘与柱横向加劲肋用全熔透焊缝连接,水平加劲肋与柱腹板的焊接也应采用坡口全熔透焊缝。非节点区域包括梁柱本体焊缝和加工厂、 现场对接焊缝,加工厂、现场对接焊缝为全熔透一级焊缝,梁柱本体焊缝又分如下几种情况:H型钢腹板和翼缘焊缝,若腹板厚度不超过 16mm,一般为可采用双面角焊缝,若腹板厚度超过 16mm,一般为部分熔透 K型焊缝,每边焊接深度不应小于板厚的1/3;箱型壁板焊缝,若箱型内不灌混凝土,根据设计要求,可为部分熔透的 V型焊缝或U型焊缝,焊缝厚度不应小于板厚的1/2,并不应小于14mm,也可为全熔透二级焊缝,否则壁板焊缝为全熔透二级焊缝。特别是对于工期紧张,板厚较厚,全熔透焊缝构件加工制作慢的项目,可与设计沟通将非节点箱型柱壁板焊缝改为部分熔透焊;圆管纵向焊缝,不区分是否浇灌混凝土,均为全熔透焊缝。为什么?根据焊缝的受力特点,焊缝受压能力强于焊缝受拉,焊缝受拉破坏是焊缝破坏的主要形式,所以对于所有施工钢结构,焊缝检测宜以受拉焊缝检测为重点。对于内灌混凝土实腹柱,如箱型和圆管柱,混凝土受压往四周膨胀,钢管对混凝土膨胀提供环向抱箍力,对于圆管纵向焊缝和箱型壁板焊缝来说,承受拉力,所以需要全熔透焊缝;内不灌混凝土箱型柱,可适当降低要求,壁板焊缝为部分熔透焊缝,内不灌混凝土圆管柱,圆管柱从制作过程决定了圆管纵向焊缝无论是否浇灌混凝土均为受拉焊缝, 故不区分是否浇灌混凝土,均为全熔透焊缝。焊缝检测:探伤比例的技术方法应按以下原则确定: ①对工厂制作焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于 200mm,当焊缝长度不足200mm时,应对整条焊缝进行探伤;②对现场安装焊缝,应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度应不小于200mm,并应不小于1条焊缝。为什么?全焊透的一级焊缝100%检验,二级焊缝的局部检验定为抽样检验。钢结构制作一般较长,对每条焊缝按规定的百分比进行探伤,且每处不小于200mm的规定,对.保证每条焊缝质量是有利。的但钢结构安装焊缝一般都不长, 大部分焊缝为梁柱连接焊缝,每条焊缝的长度大多在 250-300mm之间,采用焊缝条数计数抽样检测是可行的。参见GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》第 5.2.4条文说明。(3)防腐防火防腐防火做法:提到防腐防火做法首先要说明的是室内和室外、 外露和非外露结构的区别。室内是指能形成封闭或半封闭空间环境, 室外指开放的空间环境,如超高层梁柱结构为室内环境,入口雨篷结构为室外环境;外露结构指不被其他结构型材料覆盖包裹,直接裸露与空气接触的结构,非外露结构指被其他结构型材料覆盖包裹,无法空气接触的结构。如劲性钢柱为非外露,钢管混凝土柱为外露。钢结构需要涂装防腐防火的结构均为外露结构, 室内结构需要涂装防火涂料,室外结构不需要涂装防火涂料。室外结构虽然不用涂装防火涂料,但防腐面漆要求更高。现在钢结构常用的室内面漆为聚氨酯面漆,室外面漆为丙烯酸聚硅氧烷面漆。常用做法:室内结构:环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+防火涂料+聚氨酯面漆,或环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+防火涂料;室外结构:环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+丙烯酸聚硅氧烷面漆。自防火:钢柱、钢梁防火,设计说明一般说的很清楚,如,建筑物耐火等级为一级,钢柱及支撑耐火极限为 3小时,梁为2小时,楼梯、楼板为 1.5小时。对于组合楼板,设计要求耐火极限为 1.5小时,是否需要在楼承板底面喷涂防火涂料?解决针对防火要求这个问题,首先要清楚项目是否为组合楼板, 若楼承板仅作为施工永久性模板,则为非组合楼板,非组合楼板不考虑压型钢板的防火要求。 对于组合楼板,当耐火极限为 1.5小时时,对于闭口板免防火涂料的要求下的最小楼板厚度h=110mm;对于开口板免防火涂料的要求下肋顶部以上混凝土厚度不应小于 80mm;对于钢筋桁架楼承板,在无防火涂料,楼板厚度为 100mm时,楼板耐火极限为 1.68小时,满足自防火要求。参见 05SG522《钢与混凝土组合楼(屋)盖结构构造》第11页6.9.3条。(4)其他要求起拱:大跨度钢梁和桁架有起拱要求,起拱要求按照设计提供,一般范围在L/1000~L/200之间。对于大跨度钢骨梁,起拱一般参照混凝土梁,混凝土梁规范要求起拱为L/1000~3L/1000,在深化加工前,要与总包土建单位协商确定。.二、柱脚形式钢柱柱脚形式主要为:端承式柱脚和埋入式柱脚。(1)端承式柱脚端承式柱脚大样地脚锚栓图集做法 地脚锚栓简化做法简化做法与图集做法对比:加工简单,套丝只用套顶部 200mm长度,若是图集做法上部套丝长度可能达到400mm,下部套丝长度120mm;施工简单,图集做法需要搭设锚栓支架,与土建穿插施工,先施工锚栓然后绑扎面筋,简化做法面筋施工完后利用定位板安装锚栓。若项目上需要利用锚栓施工增加部分措施费,也可考虑图集做法。(2)埋入式柱脚.埋入式柱脚大样首先,什么叫埋入式柱脚? JGJ138-2001《型钢混凝土组合结构技术规程》中第9.5.2条规定埋入式柱脚的埋置深度不应小于 3倍型钢柱截面高度,同时CECS159:2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》中第7.3.2条规定埋入式柱脚底板埋入基础的深度宜为柱截面高度的2至3倍。埋入式柱脚施工流程:埋入式柱脚根据其结构特点,承台混凝土分两次浇筑,如上图,一次浇筑1000mm,第二次浇筑2800mm。钢结构施工穿插在第一次和第二次混凝土浇筑之前,第一次混凝土浇筑前预埋锚栓,第二次混凝土浇筑前吊装钢柱,钢柱长度根据现场布置分段,可以至基础面上1.3m,也可以在楼层1.3m。埋入式柱脚施工要点:总包承包模式中一般不包含土方、桩基工程,总包在进场施工时,剩余工作量就是清理基坑底部施工垫层,垫层施工完成后绑扎底板钢筋,浇筑第一次混凝土。总体施工顺序对钢结构施工效率要求很高,在承台面筋施工前钢柱吊装就位,钢构件存在深化设计、加工制作、运输吊装等工序,要求钢结构启动迅速,特别是二次深化工作对项目进程的影响,技术人员要充分认识施工流程,合理制定施工计划。两者的区别首先,要介绍一个嵌固端的问题,在一般高层图纸中,我们都会看到一个楼层层高、混凝土等级的表格,如下表。.嵌固端就相当于一个高楼的固定端,假定是不发生水平移动的。一般有嵌固在地下室顶板和基础顶板上两种,上图中代表高楼嵌固端的位置在地下室顶板,加强区应延伸至地下一层,如果在基础顶,则应自基础顶算起。如果一个超高层有劲性钢结构,那么在底部加强区必定有。假设一个高层只有底部加强区有钢骨柱,那么设计图上钢柱的起始标高为-2层(-10.2m)-7层(31.35m),应在设计上上下加一层作为过渡层。这就是我们在很多时候劲性钢柱,特别是部分裙楼的零星钢柱起始标高在负二层的原因。如果在负二层板上起钢柱,采用端承式柱脚(其实质也是埋入式柱脚,锚入深度为一层高度),如果嵌固端在基础顶板,采用埋入式柱脚,这部分在《JGJ138-2001型钢混凝土组合结构技术规程》中9.2.2条文中表述的意思一致。为什么会有劲性柱?劲性钢柱出发点是:混凝土柱达到最大配筋率5%时,还是不能满足受力要求,基本上有两种解决方式,增加柱截面面积和内部增加型钢。增加截面面积可以增加钢筋允许截面面积,增加型钢,型钢截面面积不计算在最大配筋率中。增加柱截面面积减少使用空间,明显是甲方不乐意看到的,那么增加型钢就成了一种必要的选择。PS:柱为什么会有最大配筋率的要求?柱作为主受压构件,因为长期作用下混凝土的徐变变形不能完全恢复,当突然卸载时整个构件回弹,钢筋基本可以完全恢复原长,混凝土由于徐变收缩等原因不能恢复原长,因此钢筋与混凝土会有变形差值,一旦当混凝土达到极限拉应力即被拉坏,为了避免这种情况出现,故要限制最大配筋率。这里在引申下,梁为什么也有最大配筋率的说法?梁纵向受拉主筋最大配筋率一.般控制在2.5%以内,梁最大配筋率其实更容易理解,其实是对结构破坏形式的选择,梁有少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏,其中分别对应少筋、适筋、和超筋三种形式,控制最大配筋率就是为了防止发生超筋破坏,超筋破坏是受压区混凝土限于受拉区钢筋屈服而发生的混凝土压碎破坏,是一种脆性破坏,破坏毫无征兆,所以在工程中要极力避免,方式就是控制梁最大配筋率。除了上述所说的结构计算需要增加的型钢柱外,常见的型钢柱构造位置主要有:大跨度梁两侧,大跨度梁传递较大的弯矩到柱上,用钢骨的翼缘抗弯,一般会做内钢骨,这里面也包括柱四周梁分布不协调,或荷载不协调的情况;钢骨梁两侧,钢骨梁两侧如果不做钢骨柱,钢骨梁锚入到混凝土柱中,一般贯穿柱锚入到柱另一侧梁立面,若另一侧无梁,或柱主筋比较密,钢骨梁翼缘开孔率大,不符合抗震中“强节点”的设计要求,一般钢骨梁两侧柱也做成型钢柱。图纸基本原则还要提到看图纸的基本设定,上图为梁板图的结构层高表,具体为夹层梁板图,以下分别是一层墙柱图层高表和结构平面图层高表。一层墙柱图层高表 夹层结构平面图层高表可以看出一层墙柱图,指的是一层到二层的墙柱布置,而一层结构平面图指的是一层结构平面构件及支撑一层结构的竖向结构布置。.三、地下室部分地下室部分内容介绍劲性钢柱、叠合柱和钢骨梁。主要重点是劲性钢柱与混凝土梁钢筋节点做法、钢管柱与混凝土梁连接节点做法、钢骨梁特别是钢骨转换梁与钢筋连接做法。地下室部分内容与土建主体结构联系紧密,这要求钢结构项目人员对土建结构做法有一定程度的了解,能够看懂平法施工图,这是最基本的。其次,在项目施工过程中多关注土建施工,了解土建基础施工材料、做法、流程等。梁板柱平法施工图参建11G101-1《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》,型钢与钢筋连接做法参见12SG904-1《型钢混凝土钢筋排布及构造详图》。(1)劲性钢柱节点劲性钢柱翼缘与混凝土梁钢筋节点做法常见的有两种:梁纵筋与柱牛腿可靠焊接 梁纵筋与翼缘套筒连接可靠焊接指单面焊不小于 10d,双面焊不小于5d,d为钢筋直径;套筒与翼缘焊接,焊缝质量目前尚未见过相应的规范,通过计算焊脚高度10mm基本上能够满足直径d=25mm及以下钢筋的拉拔要求,可以要求加工厂或现场做焊接工艺评定,通过试验来确定。劲性钢柱腹板与混凝土梁钢筋节点做法常见的有三种: 穿孔、焊接和弯锚。焊接方式是指焊接在型钢柱内加劲板上,弯锚直锚长度不小于 0.4LaE,然后向下弯锚,弯锚长度15d。常用钢筋穿孔的孔径见下表:.钢筋直径101214161820穿孔直径151820-2220-2422-2625-28钢筋直径222528323640穿孔直径26-3030-3236404448穿孔时,型钢腹板截面损失率宜小于腹板面积的 25%,超过时应进行局部补强,参见04SG523《型钢混凝土组合结构构造》第22页。问:为什么只有腹板有截面削弱 25%需要补强,而不包括翼缘?原因是翼缘一般不能开孔,需要开孔时,一般不论截面削弱,所有开孔都需要补强。名词解释:LaE为抗震锚固长度,计算方式参见 11G101-1《混凝土结构施工图 平面整体表示方法制图规则和构造详图》第53页。全面解读劲性钢柱节点梁纵筋:梁纵筋与翼缘碰撞可采用上述两种方式,对于H型劲性钢柱,平行于翼缘方向梁纵筋可以选择贯穿腹板或弯锚,弯锚需能满足直锚长度。牛腿做法一.牛腿做法二相比于牛腿做法二,牛腿做法一牛腿长度长,对于两层面筋梁,牛腿处混凝土浇筑方便,对于焊接套筒连接柱主筋,增加主筋方向加劲板施工方便,同时,若柱主筋要求穿孔,也只会穿过两层钢板,施工可能性提高。但加工过程中板弯弧数量多,特别是牛腿板较厚,弯弧曲率大的,更是直接提高了加工制作难度, 相应的加工制作周期也就变长了。对于牛腿钢板的厚度选择,需要满足等强要求和构造要求。如 HRB400钢筋,钢牛腿采用Q345B,混凝土梁宽度500,钢筋数量为7φ25,φ25钢筋截面积为491mm2,钢牛腿宽度450。根据等强计算牛腿厚度:400 7 491t==9mm450345构造要求,牛腿钢板厚度大于 0.5倍钢筋直径,小于0.7倍钢筋直径,φ25钢筋宜取16mm。(有疑义)梁箍筋:梁箍筋在节点区域一般采用两肢箍筋,与牛腿施工无碰撞。梁腰筋:梁腰筋分为构造腰筋和抗扭腰筋,构造腰筋是指,根据 GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中第 9.2.13条规定梁腹板高度不小于 450mm时,在梁的两个侧面应沿高配置纵向构造钢筋,在梁平法图中表示为 G6 12,抗扭腰筋是指在计算模型中,需要配置钢筋用以抵抗梁自身扭矩 Mz。在梁平法图中表示为 N6 14。构造腰筋在节点区不考虑,抗扭钢筋根据设计院要求,与翼缘碰撞可以通过牛腿焊接,与腹板碰撞可以穿孔或锚固, 也可不做考虑,实际现场施工腰筋要穿孔或焊接比较困难,最好不作考虑。梁拉筋:这里拉筋特制连接腰筋的钢筋, 拉筋在与焊接梁纵筋牛腿腹板碰撞可视.情况考虑开孔,建议不开孔,若开孔,开孔数量过多。柱主筋:柱纵筋原则上尽量避免碰撞钢牛腿或钢骨梁,根据《 12SG904-1型钢混凝土钢筋排布及构造详图》一般构造要求 3.3条:型钢混凝土柱的纵向钢筋尽量设置在柱角部,但每个角部不宜多于 5根,当柱纵向钢筋无法避开梁型钢翼缘或柱型钢牛腿翼缘,造成柱纵筋净距大于 300mm时,可附加配置直径不小于 14mm的纵向构造钢筋,构造钢筋与翼缘采用套筒连接。若柱主筋与焊接牛腿或钢骨梁碰撞,无法避开,常用的有两种做法:套筒和穿孔,优先使用套筒连接,使用套筒连接需要在套筒相应位置增加加劲板。穿孔在梁有多层钢筋,使用多层焊接牛腿时,不能实现,如果穿孔,建议也是在开凹槽。对于窄翼缘,柱主筋可以绕过牛腿。柱箍筋:柱箍筋开孔或添加箍筋断开、添加单支箍筋拉结纵筋。.(2)钢管柱节点钢管柱与混凝土梁连接方式除了焊接牛腿和穿孔外,常见的还有环梁形式。环梁-环形牛腿连接 环梁-抗剪环连接一般在圆管外框架超高层地下室结构中, 大多会采用环梁连接方式,此方式钢结构施工简单,与土建交叉少,是理想的节点形式,除了土建绑扎环梁钢筋不便利。焊接牛腿和穿孔基本上同劲性结构。对于圆管结构,穿孔不能按照应根据实际放样确定,现行规范中《 CECS188-2005钢管混凝土叠合柱结构技术规程》 8.2.4第3条中说明:孔的直径不宜小于 d+13mm(d为钢筋直径)。建议:钢筋混凝土梁与圆管柱连接采用高强度大直径的钢筋, 尽量减少钢筋根数,同时与设计院协商采用并筋的方式布置梁纵向钢筋。名词解释:并筋指为解决无法获得足够直径钢筋及配筋密集引起设计、 施工的困难,将几根钢筋并在一起的布置方式。如下图,详见《 11G101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》第 56页。.并筋的方式对钢管叠合柱的另类思路面对叠合钢管柱钢筋与钢管柱碰撞的问题,在没办法做环梁情况下,不管采用穿孔、套筒还是牛腿的做法都有诸多不便,对于圆管柱,套筒和穿孔都不利于加工,牛腿做法,若一个节点存在多标高,多梁高的变化,牛腿做法也是不好加工,现场安装也不便,所以,归根结底,我们要尽量避免出现交叉施工。对于钢管柱较小的叠合柱,可以采用如下节点,将连接柱的梁做成双梁形式,梁钢筋避开钢管柱。若圆管柱相对于叠合柱本身较大,而梁相对于钢管柱较小,可直接选用穿孔形式。双梁连接节点 穿孔连接节点(3)钢骨梁钢骨梁也主要是和土建配筋穿孔的问题, 基本同劲性钢柱,这里要重点说明的部位是钢骨转换梁。钢柱转换梁比钢骨梁也就多了个对上部结构插筋的碰撞, 转换梁一般会出现梁上生柱的问题,梁上柱柱主筋的与转换钢骨梁的上翼缘的碰撞孔。 如果梁上生柱为钢骨柱或钢柱,若梁柱截面大于钢骨梁上翼缘宽度,需局部增大钢骨梁上翼缘宽度。.梁模板对拉螺杆:对拉螺杆布置间距需要和土建沟通, 对拉螺杆与钢梁腹板的连接方式可以采用开孔。对拉螺杆布置一般梁长方向间距 500~800,高度方向上从底部起200,往上间距可按 400。梁拉筋布置:拉筋与钢骨梁腹板碰撞怎么办,首先拉筋是怎么布置的,拉筋间距为非加密区箍筋间距2倍,每隔一个腰筋设置拉筋。明白了拉筋布置的方式,那么拉筋与腹板碰撞怎么处理,开孔和套筒肯定是不行的,数量太多,加工进度太慢,开孔腹板削弱太多,套筒只适用直径在16mm以上的钢筋连接,一般拉筋的直径小于16mm。具体的措施可以项目上提出,这里提出一个可能,在钢梁腹板对应高度焊接通长角钢,在角钢上开孔,拉筋一端拉在腰筋,一端拉在开孔角钢上。钢骨梁还有个施工要注意的问题, 对于翼缘较大的钢骨梁,翼缘上要开浇筑透气孔,做法如下图。(对翼缘较大的区分,一般单侧宽度大于 150mm的钢骨梁,精确来说应该是翼缘宽度超过( 300+腹板厚度),都需要开浇筑孔,)一般翼缘不能开孔,开孔要和设计院取得联系,在浇筑混凝土密实度和翼缘削弱做一个取舍,也可和设计院联系把整个钢骨梁的翼缘板增厚,这可以算是一个变更点。.四、地上部分(1)梁柱节点a带短梁内隔板式连接 b内隔板式连接C外隔板式连接这三种做法都是 CECS159-2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》 上规定的节点做法,以下是三种做法的优缺点比较。a带短梁内隔板式连接适用范围:能焊接内隔板的钢柱,对于圆管柱,一般要求管径不小于 800mm,对于箱型柱,一般要求壁厚大于16mm(壁厚大于16mm以上才建议采用电渣焊,不然电渣焊的线能量输出过大,整个构件变形过大)。优点:与钢柱的焊缝在加工厂完成,焊接质量可靠,现场安装工作量较少,安装就位采用腹板螺栓固定。钢梁牛腿分段位置在塑性铰范围之外,塑性铰范围就是前面提到过的梁跨度的1/10跨长和2倍梁高范围。缺点:直观的,①一根梁本来只有和钢柱每侧一条焊缝,现在多了牛腿,牛腿和钢柱,牛腿和钢梁,单根钢梁每侧有两条焊缝,这是一般设计院反对这种做法的最主要的声音;②如果加工厂制作费报价中,钢柱的制作费高于钢梁,而且一般的项目都.会是钢柱制作费高于钢梁,不管是圆管柱还是箱型柱,那么采用此种节点,直观的相当于将钢梁的部分重量算在了钢柱上, 增加了施工成本;③如果钢柱尺寸较大,再加上两边牛腿分段要在塑性铰范围外,整个钢柱的平面尺寸会特别大,严重影响运输,直接导致运输费上涨或无法运输; ④带牛腿一般都采用高强螺栓连接, 高强螺栓数量较多;⑤如果楼层采用组合楼板,钢柱包边要重新采用角钢,施工不方便。b内隔板式连接适用范围:适用范围同带短梁内隔板式连接。优点:钢梁每侧只有一条焊缝,构件整体性非常好。可以采用全焊接节点,节约高强螺栓数量。钢柱和钢梁完美分开,不会应为钢柱加工费高于钢梁导致制作成本的上升,同时,运输过程中减小了构件尺寸和不规则程度,运输较为方便;如果钢柱两侧钢梁不等高,采用钢梁腹板加腋形式(下文有图示),钢梁二次深化量差效果显著。缺点:①现场焊接钢梁与钢柱连接焊缝,安装质量和焊接质量难以得到保证,如果采用全焊连接节点,现场需要采用安装措施,一般采用如下图所示的焊接角钢垫或焊接梁托;②如果是圆管柱(或钢梁与钢柱非正交连接),现场钢梁上下翼缘为不规则形状,安装就位非常不便,若是圆管柱,基本上不采用此种方式;③如果楼层采用组合楼板,钢柱包边要重新采用角钢,施工不方便;④因钢梁长度为钢柱之间长度,二次深化过程中钢梁长度修改后痕迹明显,对二次深化加量工作不利。a.角钢支撑措施 b.梁垫支撑措施内隔板式连接钢梁安装就位措施C外隔板式连接适用范围:无法做内隔板的钢柱,或根据项目需要。优点:在做外隔板时,钢管柱内部还是可以做内隔板,节点重量大(这个不能算.纯粹的优点);压型钢板铺设钢柱不用再包边,施工方便;外隔板式,外隔板毛重和净重差距很大,二次深化量差比较大。缺点:①高强螺栓数量多,同带短梁内隔板式连接;②对于钢柱两侧不等高的梁,很多时候需要做几道外隔板,如下图a所示(两道隔板最小距离150mm),其实这不能说是缺点,多做外隔板能够有效的提升二次深化量差,如果采用下图b的方式(两道隔板不超过150mm),采用钢梁腹板加腋形式,也能实现较大的二次深化量差;③钢柱节点重量大,这个是个双刃剑,根据项目具体情况选择做法。其他缺点基本上同带短梁内隔板式连接,运输情况较带短梁内隔板式连接稍好。建议做内隔板式连接,二次深化设计有利,对压型钢板铺设有利。a.不等高梁做法1 b.不等高梁做法2从上图中可以看到,带内隔板的节点,内隔板矩形钢管混凝土柱内隔板上应设置混凝土浇筑孔其孔径不应小于200mm(一般现场最小值不小于250mm,随着钢管管径变大而增大),内隔板四角应设透气孔其孔径宜为25mm。另,在本节最开始,C外隔板式连接节点图中,钢梁与钢柱连接处有楔形板(图中未虚线表示),这是一种强节点的构造做法,用楔形板加强梁柱的刚性连接,各项.目可根据项目实际情况进行深化,依据在《01SG519多高层民用建筑钢结构节点构造详图》第19页中。(2)梁梁对接节点刚接节点通常分为栓焊连接节点、全焊连接节点和全栓连接节点。一般来说三种做法都能实现,能够通用,现在一般用的最常见的是栓焊连接节点,全焊连接节点经常用在悬挑梁端部节点,或与钢管等类似的封闭截面杆件,全栓连接节点一般在民用建筑钢结构中很少使用,为什么很少使用,其中一个比较重要的原因就是民用建筑钢结构用钢板一般都较厚,特别是现在钢结构超高层、大跨度的兴起,而要高强螺栓连接做到等强连接需要用到的高强螺栓数量太多,高强螺栓孔对杆件削弱过多等一系列原因。(下文中会有高强螺栓的简单计算,从计算结果也能看出),这只是其中一个原因,大家还可以自己去想为什么。栓焊连接H型钢为例,栓焊连接上下翼缘为焊接,腹板为高强螺栓连接,为什么这样可行,而全栓连接在民用建筑钢结构中不太可行?一般来说腹板厚度小于翼缘厚度,在受力过程中,梁作为受弯构件,上下翼缘受拉压,腹板受剪,对于钢材来说,抗拉压强度大于抗剪,根据等强连接,同样厚度的腹板和翼缘,腹板所用高强螺栓数量小于翼缘,而腹板一般较薄,故腹板用高强螺栓数量远小于翼缘,高强螺栓腹板等强连接实现不难。下面为一个高强螺栓计算简例。Q345B材质H600×200×16×20对接为例,等强连接腹板栓接高强螺栓(使用性能等级10.9s,M24高强螺栓)需用量。单个螺栓Nu=0.9unP=0.9×0.45×2×225=182.3KN(n=2,双夹板)腹板高度h=600mm,板厚t=16,fv=180N/mm2(抗剪指标)毛截面高强螺栓需求:N=fvA=180×600×16=1728KNN=nNu,n=1728/182.3=10颗设单排5颗螺栓,共两排,求净截面高强螺栓需求:Au=(600-25.5×5)×16=7560mm2fvAu/(1-0.5 ×6/n)=182.3n得:n=10颗螺栓排布为单边两列,单列 5颗螺栓。.高强螺栓使用一般可参考下图标进行选取。上图中对于Q345B材质H600×200×16×20对接,采用了单边单列6颗螺栓,节点共计24颗螺栓的做法,也是满足计算要求的。栓焊连接施工一个要注意的地方就是前面在高强螺栓部分讲到的关于施工顺序的问题,正确的施工顺序应该是:对高强螺栓螺栓初拧至设计预拉力的60%,再行施焊,焊后对螺栓终拧。不过一般翼缘焊接和腹板影响不大,施工现场可以考虑直接先栓后焊。全焊连接全焊连接在H型钢对接中,设计理念和施工难度都不存在,对接时采用马板固定上翼缘,对于斜支撑全焊连接,可以在腹板上设置安装螺栓,用安装螺栓固定,焊接上下翼缘后,拆除安装螺栓及连接板,焊接腹板焊缝。对于箱型杆件,首先,很多时候,箱型构件对于箱型梁腹板与翼缘(上下底板)不齐平比较多见,如下图所示,箱型截面变成了亚字型。采用这种形式主要是从焊接方面考虑,在焊缝形式和防止层状撕裂方面。外伸长度不大的话对钢材惯性矩等影响不大。但验算稳定性时要按照腹板外表面距离为准而不是翼缘的宽度。.全焊连接箱型截面一般采用上翼缘或腹板面开焊接操作人孔,临时连接采用腹板内侧连接板,安装螺栓固定。圆管全焊连接不在本章节中,参见管桁架施工全栓连接从上面高强螺栓计算中也能看出,高强螺栓要做到等强连接需要的高强螺栓数量较多(在钢板厚度不厚的情况下可以实现),在超高层项目中,楼层外建筑小悬挑钢梁也会采用全螺栓连接来达到刚接的效果。主次梁全栓连接节点在超高层中,建议不采用全栓节点,该节点对压型钢板铺设施工存在碰撞。(3)梁梁节点第一种梁梁节点 第二种梁梁节点 第三种梁梁节点第一种梁梁节点:优点:双面连接板,工程量大,对于主梁扭矩一般,安装方便。缺点:主梁翼缘要求较宽,不然不能满足螺栓穿孔,高强螺栓使用数量多。第二种梁梁节点:优点:安装容易,不受主梁翼缘宽度影响。缺点:单剪板节点受力能力较差,对主梁扭矩较大,要注意成品保护。第三种梁梁节点:.优点:对主梁扭矩较小。缺点:安装困难,主梁翼缘要求较宽。对于这三种梁梁节点,不推荐使用第三种连接节点,第三种连接节点安装非常不便,应尽量慎用。(4)钢梁与埋件钢梁和埋件连接在超高层结构中多为钢梁与核心筒埋件连接,连接形式设计院一般有详细的表示,一般连接形式多为铰接,如下图,若为刚接,焊接上下翼缘即可。该节点难点在于施工,预埋件施工因混凝土浇筑会发生较大的偏差,如何处理偏差是施工的难点。处理偏差最常见的做法就是补偿,埋件会发生上下左右里外各个方向的偏差,对于埋件平面内的偏差一般较好处理,埋件板大于钢梁腹板,只要不偏出埋件板范围即可;对于埋件平面外的偏差,一般处理方式是通过连接板调节和将连接板高强螺栓孔开为水平方向长圆孔通过高强螺栓孔调节。处理措施1.加大预埋板,特别是梁高度方向; 2.连接板开长圆孔。.有些设计院不太同意高强螺栓开长圆孔, 主要基于径差的大小主要会产生下列影响:降低螺栓的预拉力,导致摩擦面的抗滑移系数降低, 当摩擦被克服会产生较大的滑动,但并不降低其极限承载能力。对于摩擦型高强螺栓,长圆孔方向不限制,承压型高强螺栓长圆孔长边垂直受力方向。 在承载力方面,可参考放大孔的摩擦型连接要乘以0.85的折减系数,长圆孔连接则乘以 0.7的折减系数。扩孔的危害现场施工发现,由于施工水平的限制,施工过程中累积的误差比较大,现场扩孔现象较为普遍,扩孔的程度也较大,孔径的加大并不会对螺栓的抗剪强度及孔壁承压强度有任何不利的影响(现场火焰扩孔毛刺要打磨),但由于接触面积的减小,孔周边的材料会比较容易在压应力作用下进入到屈服状态,这会使拧紧后的螺栓发生较为明显的松弛现象,螺栓将因此不能获得规定的预拉力,这对摩擦型连接的抗剪强度有着较大的影响,(5)隅撑隅撑从名字就可以看出是“角落里的支撑” ,隅撑的作用逃脱不了支撑的命运,隅撑是支撑在钢梁上医院还是下翼缘?正常的梁柱节点, 上下翼缘焊接,腹板螺栓连接,我们认为节点是刚接节点,两端刚接的梁,在承受均布荷载作用下,支座处是上翼缘受拉,下翼缘受压,钢结构受压(不只是钢结构)存在稳定性的问题,所以需要增加支撑提高稳定性,所以,隅撑应该是加在下翼缘,保证下翼缘受压的稳定性。(6)压型钢板最大无支撑压型钢板施工离不开施工阶段最大无支撑跨度,一般最大无支撑跨度是有设计院提供参数,若超出最大跨度,需要加设临时支撑体系。组合板的施工阶段,需对压型钢板作为浇注混凝土底模的强度和挠度进行验算,.下面大概例举一个计算过程, 大家可以参考,具体详细的计算书,项目上可以要求压型钢板制作厂家出具。以YXB65-170-510(Q345B)版型为例,压型钢板有效宽度 510mm,展开宽度为1000mm,厚度1.2mm,组合楼板高度为 120mm,截面参数如下:施工阶段荷载:压型钢板自重:q1=1.2mm×7.85g/mm2=9.42g/mm=0.0942kN/m≈0.1kN/m混凝土楼板自重:q2=120mm×2.4g/mm2=2.8kN/m施工均布活荷载要求不小于 1.5kN/m2,计算中采用低值,取 1.5kN/m2。施工活荷载:q3=1.5kN/m2×0.51m=0.765kN/m。荷载设计值(可变荷载控制的组合):1.2×(2.8kN/m+0.1kN/m)+1.4×0.765kN/m=4.4kN/m。荷载设计值(永久荷载控制的组合):1.35×(2.8kN/m+0.1kN/m)+1.4×0.7×0.765kN/m=4.5kN/m。荷载设计值取 4.5kN/m。施工阶段强度验算:按单跨简支来计算,跨中正弯矩 Mmax=ql2/8,跨中弯矩值小于压型钢板抗弯承载力指标M=fyW(W为截面抵抗矩)。M=300N/mm2×33.61cm3/m×0.51m=5.14kN.mM>Mmax,l=sqrt(5.14kN.m×8/4.5kN/m)=3.02m施工阶段挠度验算:均布荷载单跨简支挠度计算公式为:5ql450.1KNm2.8KNm0.765KNm4fmax3.02m384EI3842.061052147.942.6mmNmmcmm0.51m施工阶段压型钢板挠度限值为 L/180且不大于20mm,限值为17mm,满足要求。.参数解释:上例计算可以看成取宽度为 0.51m的单块压型钢板梁抗弯能力验算,所以在很多时候会出现×0.51m的后缀,简单的方法是通过量纲来核实。在压型钢板的截面参数图中,惯性矩采用的cm4/m,这显然不是一个正常的惯性矩的量纲,通用惯性矩的量纲为m4,这里代表每米的惯性矩为图上数字,但我们的有效宽度只有510mm,所以单块压型钢板的惯性矩应该为33.61cm3×0.51m,截面抵抗矩同理。/m混凝土楼板采用容重为24kN/m3,压型钢板容重为78.5kN/m3。其余的知识均来自结构力学和材料力学,有兴趣的同事可以在温习下大学的课本。下图是从网上下载的常用楼承板最大无支撑跨度表中截取上例题型号的信息,可供参考,对比两个结果,相差不足1%。在项目施工过程中碰到的很多问题都可以从网上得到结果,我们需要的能力仅为两点:一为筛选关键词用以搜索到我们需要的答案,二为鉴定哪个答案是我们需要的正确答案。上例中仅取单跨简支情况,对于多跨情况,除了最大弯矩计算公式和挠度计算公.式不一样之外,都是差不多的,注意的是多跨情况下弯矩分为跨中最大正弯矩和支座最大负弯矩,和压型钢板抗弯承载力对比的应该是两者中较大者。具体的计算公式可以参见《建筑结构静力计算手册》。超过无支撑最大跨度,二公司的一个专利《钢梁、压型钢板混凝土组合楼板无架杆支撑施工方法》给我们提供了一个思路。专利的做法是:压型钢板放置在一对工字钢梁上,压型钢板下设有木枋,木枋用于支撑压型钢板,木枋的底端抵住另一根长木枋,且该长木枋两端搭设在一对工字钢梁的下翼缘上,混凝土楼板的施工荷载通过压型钢板下的支撑木枋及长木枋传递到工字钢梁的下翼缘上,由工字钢梁承受施工荷载,无需架杆,不占用下层空间。1——支撑用木枋;2——工字钢梁;3——压型钢板;4——组合楼板混凝土;5——长木枋这里只是提供一个思路给,在施工过程中尽量将需要搭设临时支撑系统的压型钢板通过改变版型(如,加肋高,减肋距等方式)增大无支撑施工间距,达到不用临时支撑的要求。降标高压型钢板施工过程中必不可少的会出现降标高部分,对于该部分如果图纸未给出详细节点,可参考如下解决方式:a.降标高位置梁与压型钢板垂直梁方向与压型钢板铺板方向垂直, 钢梁上对压型钢板要有可靠的支撑 (原理同单向板荷载分配),可采用图a的解决方式。.b.降标高位置梁与压型钢板平行梁方向与压型钢板铺板方向平行,钢梁对压型钢板组合楼板的支撑作用不明显,可采用封边板处理方式。图a压型钢板铺板方向垂直钢梁 图b压型钢板铺板方向平行钢梁PS:图b中焊缝表示意思为现场花焊,间隔 300mm,焊接长度25mm。若降板标高较高,且梁方向与压型钢板铺板方向平行,也可采用作图所示,压型钢板与角钢采用熔点焊固定,也可采用上例中间断焊固定。不建议梁方向与压型钢板铺板方向垂直时使用,栓钉焊接缺少操作空间。开洞处理一般孔洞应尽可能留在混凝土浇筑后再切割,如果项目是组合楼板(关于组合楼板和非组合楼板上文中已经解释),除非开孔处未损及压型钢板沟肋,可不需补强,否则都要进行补强,补强参照《05SG522钢与混凝土组合楼(屋)盖结构构造》第25页。文中还规定:当开孔直径或任何一向的尺寸大于750mm时(也有规定是800mm),应该开孔四周添加次梁。.五、管桁架施工随着大跨度空间管桁架结构在实际中运用越来越广泛, 施工过程中所遇到的问题也逐一显现。本文中对钢桁架施工所遇到的问题与对应解决方法,做出如下归纳。(1)设计变截面处理: 对于设计蓝图中出现的变截面形式,与无变截面相比,量差很较少,且变截面处受力复杂,强度较弱,制作费时精度较差,因此前期应与设计院沟通,尽量减少或取消变截面形式。若必须采取变截面,对于大口径圆管,可将板材采用卷管工艺卷至为直缝管件连接件。变截面后管径大多厚度不一,故应提前应先将板材打坡口至薄壁厚度再焊接,避免不等厚对接的出现。小管径由于卷曲难度大且准度不高,不建议采用变截面形式。不等壁厚对接:对于钢管不等壁厚的对接,强行焊接会造成应力比过大而影响安全,且实际操作困难,故设计中应避免,尽量采取等壁厚连接,并可通过提高主管管径、主桁架的截面尺寸等手段来确保管壁厚度平稳过渡。 若必须采取变壁厚连接,对不小于4mm的不等壁厚对接,可要求工厂打内坡口,加折板衬垫焊接(图 1);对直缝卷管,在卷管前应在板材上按设计要求打内坡口;对无缝卷管或成品直缝管,可采取在车床上车内坡口短管(长度不小于500mm)再对接;或采取双面焊处理(长度不小于400mm)以确保工艺(图 2)。节点形式:节点连接形式尽可能简单化, 宜采取间隙式(图3),因为端部切割、组装、焊接都容易。若设计要求节点为搭接式(图 4),应避免腹杆间的二次或更高次相贯焊接。一般来说,搭接型接头比间隙型具有更高的静强度和疲劳强度, 但搭接接头的成本较高,而且当被搭接的腹杆被隐藏的部分需要焊接时, 必须在搭接腹杆定位以前进行,这样就不能在整体结构焊接前将所有的杆件定位并点焊, 而这一过程是许多加工厂愿意采用的一个经济性能好的方法。同时,节点连接应减少如连接板,耳板等连接附属构件的采用,这些将大大减少材料消耗与工时。这要求设计时尽可能考虑直接考虑直接连接而不需要过多的加强。节点插板处理:施工过程中,应尽量避免对主管进行破坏导致削弱主材, 并尽量减少贯穿插板的采用。对于为避免腹杆相互搭接不满足规范要求搭接率的问题, 建议将插板直接焊于主管上,尽量避免破坏截面的影响,同时起到相应作用;对于节点处强度不足时,可采用如下常见方式处理:内加劲板法(图 5)、外加包箍法(图 6)、外加加强劲板法(图 7)、填充混凝土法(图 8)等。对于不同问题产生的节点强度不.足或失效,有如下形式:a.与支管相连的主管壁塑性变形;b.与支管相连(支管较小时)的主管发生剪切失效;c.受压支管在节点处的局部屈曲失效;d.间隙节点处的剪切破坏(K型节点);e.焊缝拉脱;f.主管壁在焊缝处层状撕裂。对于 a、c类型,宜采用图5、图6、图8形式加固;对于b、d类型,宜采用图7、图8形式加固;对于e、f类型,需考虑将节点内力在节点处交汇前分散处理,确保安全。加固处理宜在安装前完成,较易施工。若在安装后加固,可采取图 5、图8处理,其中图5改为两侧加固,如图9所示。图1、图2图3图4 图5 图6图7 图8 图9(2)深化杆件安装顺序:管桁架往往先点焊固定后整体施焊。 搭接节点处在施工前,应确定哪些搭接部位必须焊接并焊接完毕,通常有次桁架连接节点位置的被搭接部分是必须焊接的。如图10所示,在安装完主管后,安装支管2后,将支管1的趾部焊缝焊接完毕,支管3安装前2的趾部焊缝也必须焊接完成,把2、3节点完全焊接完成后,方可进行4的安装,并对2、3、4的相贯部位进行焊接,完成后才可对5、6管安装定位。对间隙节点而言,支管可按上述顺序进行定位安装,而后
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