浅谈型钢混凝土组合结构中钢结构深化设计

浅谈型钢混凝土组合结构中钢结构深化设计一、型钢混凝土组合结构特点1.1、型钢混凝土组合结构的定义型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构形式，其中型钢分为实腹式和空腹式两大类。实腹式型钢除采用轧制型钢外，还可用型钢和钢板焊接而成；空腹式型钢一般是由缀板或缀条连接角钢或槽钢而成的。过去国内对这种结构有的叫劲性钢筋混凝土结构，有的叫钢骨混凝土结构，2001《型钢混凝土组合结构技术规程》发布后，型钢混凝土组合结构这一名程在国内被广大学者所认可，一般我们将其简称为SRC。1.2、型钢混凝土组合结构的特点1.2.1、型钢混凝土组合结构充分利用混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能，钢筋混凝土与型钢型材整体，共同受力。这样的结构的构件的承载力超出同截面的钢筋混凝土结构构件一倍以上，因此在相同荷载情况下，采用型钢混凝土组合结构，可以减小构件截面尺寸，不会形成“肥梁胖柱”，增加使用面积和降低层高。1.2.2、型钢混凝土组合结构，外包混凝土对型钢有较强的约束作用，可以防止型钢的局部变形，提高型钢骨架的整体刚度和抗扭能力。型钢混凝土组合结构具有比钢筋混凝土更好的延性和耗能性能，尤其是配置实腹式型钢的型钢混凝土组合结构的延性性能、承载力、刚度更好，因而具有良好的抗震性能。1.2.3、与全钢结构相比，型钢混凝土结构可以节省1/3左右的钢材，降低成本，同时也克服了钢结构防锈、防腐、防火性能差的弱点。与钢筋混凝土结构相比，型钢混凝土结构构件截面小，结构自重轻，可以增加使用面积，此外，梁截面减小，在保证层高的基础上减少建筑总高度，从而减低 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 总成造价。1.2.4、型钢骨架在浇混凝土之前已形成结构骨架，具有很强的承载能力，可以作为后期的混凝土的浇筑的操作平台，不需设置脚手架等支撑，降低支撑费用，同时加快施工速度。二、钢结构深化设计在建筑钢结构工程设计中，将施工设 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 分为钢结构设计图及钢结构详图两个阶段。前者由设计单位编制完成，后者以前者为依据，由钢结构加工厂深化编制完成，并直接作为加工与安装的依据。可见钢结构深化设计在钢结构施工工程中占有重要位置，钢结构深化设计不是简单的对构件的拆图工作，而是对图纸的二次深化过程。钢结构深化设计的正确与否、精确与否，直接关系到钢结构构件安装的精度，关系到钢结构的质量。以成都国际商城项目的住宅楼为实例，对型钢混凝土结构中钢结构深化设计分析。2.1工程概况成都国际商城位于四川成都市中心天府广场，采用框架-剪力墙结构，地下四层，地上二十九层，框架柱为型钢混凝土，梁为混凝土。2.2深化设计软件钢结构深化设计采用的软件主要是XSTEEL设计软件、AUTOCAD软件。2.3深化设计依据设计院建筑图施工图、结构施工图、《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》（01SG519）、施工图中涉及的相关 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 资料。作者：姓名：唐国财工作单位：潮峰钢构集团有限公司职称：中级工程师联系电话：手机（13867107121）办公室（0571-82861870）E-mail：cftgc@163.com2.4深化设计 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 熟悉设计施工图（疑问汇总）--图纸会审（协调处理相关疑问）--XSTEEL建模--出图(报设计审图)--出图（下发车间加工）。2.5深化设计内容型钢混凝土组合结构的深化任务就是根据梁柱型钢的截面尺寸和位置，适当调整梁柱钢筋的位置，并设计梁柱钢筋穿过型钢或型钢连接的构造措施，使现场梁柱的安装满足设计图纸和规范要求，合理解决型钢混凝土组合结构的施工难点，为工程的顺利进行提供技术保证。型钢混凝土结构深化的内容有两部分：：一是主体部分，如焊接钢梁钢柱的翼缘及腹板、圆柱的柱体及轧制型钢梁柱等；二是节点及附属部分，如与混凝土相关的牛腿和预留孔、连接板、加劲板、吊耳、连接耳板、与混凝土相关的牛腿和预留孔等。2.5.1主体部分主体部分主要考虑结构定位和构件分段。1、主体部件定位：依据蓝图轴网及相关的节点，建立模型轴网，根据蓝图提供的主体部件的截面、材质、产地等要求建立主体部件。2、主体部件分段主体分段的依据有塔吊的技术要求、运输要求、现场场地要求、安装要求、设计要求、车间加工设备要求等。由于此工程地处成都市中心，结合场地很小，市区交通条件的限制，根据业主提供的要求，构件的长度控制在5.5m以内，本工程的层高3m，地下室层高最高的为5m，所以在构件长度方向的分段，一层一段；重量方面，初步建立好主体部分，附属部分按主体部分重量的20~30%考虑，业主提供的塔吊在臂长为45米范围内，可以吊到本工程的所有构件，在臂长为45米，臂端起重量为4.4吨（Ⅳ倍率时），4.9吨（Ⅱ倍率时），而本工程的最大吨位为4.8吨，综合长度、重量方面，本工程一层一段的分段是满足各方面的要求。2.5.2节点及附属部分此部分可以说是深化的重点所在，涉及钢柱的柱脚节点、拼接节点、混凝土梁与钢柱的节点等。2.5.2.1、钢柱的柱脚节点柱脚节点以蓝图的节点为主，这里 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 一点，有些施工图中的柱脚节点大样中没有现场安装调节螺母，为了现场的安装方便，一般我们在深化前与设计单位沟通增设这部分，从结构上没什么影响，但从安装角度来讲，所起到的作用就很大了(图一)。图一2.5.2.2、现场钢柱拼接工地接头应考虑人体焊接最适宜、最舒适的位置及安装方便为原则，柱设于主梁顶面1．0～1．3m处，具体节点形式，一般设计蓝图中没有提供的，一般采用《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》（01SG519）中的节点，在柱的工地接头处应设置安装耳板，耳板厚度应根据阵风和其它的施工荷载确定，并不得小于10mm，安装耳板宜设置于一个柱子的两侧或柱接头受弯应力最大处，安装耳板应与构件采用角焊缝焊接牢固，为了便于构件的吊装，将拼接节点处下柱的耳板中的对称的两个的最上面的孔开为Φ40。2.5.2.3、混凝土梁与钢柱连接节点在型钢混凝土组合结构的梁柱节点部位，由于梁、柱型钢的截面尺寸大，而且此处的钢筋直径大、数量多，造成梁柱节点异常复杂，所以型钢混凝土梁柱节点的深化设计是深化设计内容的重点和难点，需解决梁的主筋遇到型钢柱时如何穿过或如何连接的问题。按照原设计图纸，在梁柱节点处，混凝土梁的上下主筋和抗扭钢筋由两侧至中间分别与型钢混凝土柱的纵筋、柱型钢的腹板、翼板相交叉，设计中采用三种方法解决此问题，即绕过柱型钢、穿过型钢柱腹板以及与型钢柱翼板焊接连接件（钢牛腿、连接板或套筒）。1.梁主筋绕过型钢柱当梁的截面尺寸大于型钢柱的截面尺寸或梁相对钢柱偏心时，梁的最外侧的钢筋可以折弯后从型钢柱的外侧绕过，在实际工程中由于实际钢筋是直径大的螺纹钢，现场实际操作难度比较大，尽量减少大折弯的情况。在本工程中梁截面尺寸都小于型钢柱的截面尺寸，但梁相对型钢柱的偏心情况比较多。2.梁主筋穿过型钢柱腹板节点设计时，尽量将混凝土梁的钢筋避开型钢，无法避开时，钢筋可采用钢筋穿孔穿过型钢柱腹板的方式，但要尽量避免在型钢的翼缘上穿孔，一般根据设计要求，钢筋在遇到型钢构件时，翼缘上不能打孔，腹板可以，当必须在型钢腹板上预留贯通孔时，型钢腹板损失率宜小于腹板截面的25%，当钢筋穿孔造成腹板截面损失率不能满足承载力要求时，可采用型钢腹板局部加厚的办法补强。加厚件应与型钢件可靠连接。依据工程实际经验，型钢构件上开孔，与型钢翼板或劲板之间的距离不宜小于50mm，孔与孔之间的静距离为一根钢筋直径，宜不小于50mm，X、Y方向同标高的钢筋穿孔间的静距离同上要求，当有二排或以上钢筋时，同向钢筋间的静距离不宜小于80mm。3.梁主筋与型钢柱翼缘板焊接连接当混凝土梁的主筋不能绕过型钢柱，也没有足够空间穿过型钢柱的腹板时，只有在型钢柱的翼缘上焊接附加连接件焊接连接，附加连接件为钢牛腿、钢板或套筒（图五）。根据工程实际经验，附加件一般用钢牛腿或钢板便于施工，在钢板或牛腿翼板对应的位置增设型钢劲板，厚度同钢板或牛腿翼板，对空腹式型钢柱，劲板厚度不小于18mm，此主要是考虑焊接工艺。套筒施工比较麻烦，而且现场焊接的焊缝质量也比较难保证。型钢柱上焊接的连接钢板（牛腿的翼缘、钢板）一般采用30mm厚的或与主筋同强度的同材质的钢板；板宽同型钢柱翼缘宽度，长度取值考虑两方面因素：一是满足梁钢筋在连接板上的焊接长度，钢筋与连接板采用双面焊接形式，焊接长度不小于5d（d为钢筋直径），钢筋与连接板采用单面焊接形式，焊接长度不小于10d（d为钢筋直径）二是满足梁上排钢筋端部与型钢翼缘板之间的距离能够让另一方向绕型钢的梁钢筋通过，一般最小预留20mm。牛腿的竖向定位：牛腿的截面高度H=H0-2δ-d（H0—混凝土梁截面高度，δ—混凝土梁保护层厚度，d—混凝土梁主筋的直径），牛腿的上翼缘顶部距混凝土梁顶的距离为δ+d，最小不小于50mm。三、结语参照上述型钢混凝土结构中钢结构深化设计，采用XsteeI设计软件，建立三维模型，对成都国际商城钢结构和杭州财富中心等型钢混凝土结构中的钢结构进行了深化设计，钢构件按深化详图进行加工和现场装配，安装合格率达到100％，没有出现由于设计所产生的偏差。深化设计为钢结构的质量提供了保证。参考文献：[1]《型钢混凝土组合结构构造》图集号：04SG5232004.[2]《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》图集号：01SG5192001.[3]邱鹤年.新编钢结构设计手册(精)[M].1版.北京:中国电力出版社，2005.[4]李星荣.钢结构连接节点设计手册（第二版）.中国建筑工业出版社，2005