多高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)范文
時(shí)間:2023-12-19 17:46:55
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篇1
Abstract: China's rapid economic development has contributed to the development of the steel structure in the civil construction. The article first analyzes the reasons for the promotion of steel in civil construction, and then describes the development focus and the new steel structure of the steel structure in the civil construction on the residential system, and finally discussed the difficulties in the design of civil steel structures.
中圖分類號(hào):TU381文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
0.引言
隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,鋼鐵需求的持續(xù)高漲,2010年鋼產(chǎn)量超過6億噸,占全球產(chǎn)量的將近一半。我國鋼產(chǎn)量的快速增長和絕對(duì)優(yōu)勢為我國鋼結(jié)構(gòu)建筑事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),提供了有力的資源保障。在國外,20世紀(jì)初期鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)在建筑行業(yè)中廣泛應(yīng)用,陸續(xù)出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)和民用建筑。60年代國外鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)形成比較完善的結(jié)構(gòu)體系。在80年代左右,由于環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和木材短缺等因素,美國、日本、澳洲等發(fā)達(dá)國家,工業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品開始向個(gè)性化、高環(huán)境質(zhì)量的工業(yè)化方向發(fā)展。其中代表性的有意大利的BASIS工業(yè)化建筑體系和日本積水房屋株式會(huì)社的預(yù)制裝配化鋼結(jié)構(gòu)。90年代后,鋼結(jié)構(gòu)的建筑逐漸從數(shù)量的發(fā)展向提高質(zhì)量的方向過渡。許多國外發(fā)達(dá)國家積極推動(dòng)預(yù)制裝配化鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,通過各種質(zhì)量控制理論和方法,來提高和控制鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量,解決鋼結(jié)構(gòu)建筑中所遇到的質(zhì)量問題。美國、瑞典、日本等國家鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼量已占鋼材產(chǎn)量的30%以上,鋼結(jié)構(gòu)建筑面積已占到總建筑面積的40%以上。目前國外鋼結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)化程度己經(jīng)從工業(yè)化專用體系走向了通用體系,成為世界發(fā)達(dá)國家的主導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展水平也是衡量一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。
在我國,鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展歷史比較悠久,早在公元一世紀(jì)五六十年代,就成功的建造了一些鐵鏈橋,近代又建造了一些拱橋、跨度較大的鐵鏈橋和一些鐵塔。近百年來,在我國各地也出現(xiàn)了少量的工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)和鐵路、公路橋梁結(jié)構(gòu)。近年來,國內(nèi)一線城市相繼建起了很多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑,同時(shí),各地還大規(guī)模的興建了單層或二、三層的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑。建筑鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了規(guī)模更大、技術(shù)更新的局面,充分展現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑以高技派的手法帶來現(xiàn)代生活的新氣息。伴隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,新材料、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn),大量新型建筑層出不窮,鋼結(jié)構(gòu)建筑將會(huì)得到更快、更好的發(fā)展,特別是在民用建筑中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛,我國鋼結(jié)構(gòu)建筑與發(fā)達(dá)國家的差距將會(huì)逐漸減小。
1.鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑上的推廣:
鋼材用于民用建筑,具有良好的綜合指標(biāo),原因如下:1)鋼材是輕質(zhì)高強(qiáng)材料,達(dá)到同樣強(qiáng)度時(shí),鋼構(gòu)件的截面尺寸相對(duì)較小,所占建筑面積較小,相對(duì)建筑的使用面積會(huì)增加,這對(duì)于“黃金地段”很重要。2)鋼材的輕質(zhì)使得結(jié)構(gòu)的自重會(huì)有所降低,對(duì)地基的壓力相對(duì)減小,節(jié)省地基造價(jià)。3)鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工速度快,可使建筑很快投入使用,這在時(shí)間就是效益的現(xiàn)今社會(huì),顯得尤為重要。最后,隨著科技水平的提高,研制出越來越多的新型材料,以加強(qiáng)鋼材的防腐性能,提高鋼的耐火極限(也有通過改善鋼自身的組成,來提高這些性能)。以上這些對(duì)推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑上的發(fā)展起到有利作用。
此外,鋼結(jié)構(gòu)用于民用建筑還有以下優(yōu)勢:
l)鋼結(jié)構(gòu)的塑性和韌性好,合理設(shè)計(jì)后,會(huì)具有很好的抗震性能,以保證“大震不倒、小震不壞、中震可修”,這對(duì)于以人為本的民用建筑,至關(guān)重要。
2)采用鋼結(jié)構(gòu),可建成造型新穎別致的建筑。由于鋼材良好的性能,使得其既可很大程度的發(fā)揮建筑師的創(chuàng)造靈感,又可最大限度滿足用戶對(duì)使用和建筑美觀的要求。位于江蘇漣水體育館是漣水縣的主要體育之一,包括一個(gè)主館和兩個(gè)副館. 該體育館采用國際上最新的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)并采用穹頂結(jié)構(gòu), 優(yōu)美的圓弧外形象征著顆顆明珠,成為一道亮麗的風(fēng)景線。
3)采用鋼材能做到可持續(xù)發(fā)展,符合時(shí)代要求。現(xiàn)今社會(huì),隨著人們對(duì)美的追求,卻不忘對(duì)自然的保護(hù)和對(duì)能源的節(jié)約,從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。鋼材屬“環(huán)保、節(jié)能、產(chǎn)品化材料”,鋼結(jié)構(gòu)為“綠色建筑”,符合歷史發(fā)展潮流。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑上的推廣已受到國家相關(guān)部門的重視,這也會(huì)對(duì)我國建筑、冶金及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的動(dòng)力。
2 鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑上的發(fā)展重點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)用于民用建筑,主要發(fā)揮它的輕質(zhì)高強(qiáng)以及良好的塑性和韌性,同時(shí)兼顧到其利于產(chǎn)品化、機(jī)械化。故鋼結(jié)構(gòu)主要用于民用建筑以下幾個(gè)方面:
2.1 單層民用鋼結(jié)構(gòu)。此類型多為大跨度的公共建筑,采用鋼結(jié)構(gòu)不但可提供較大的空間、較美的造型,還為其改建和擴(kuò)建提供方便。如單層鋼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)架不但很容易跨越大空間,而且其經(jīng)濟(jì)性、安全性較好,適應(yīng)性很強(qiáng),制作、安裝方便,設(shè)計(jì)、計(jì)算簡便,網(wǎng)殼可設(shè)計(jì)成風(fēng)格多變,立體美觀的各種大跨度建筑。我國在這方面已有大量工程實(shí)例。
2.2 高層鋼結(jié)構(gòu)。高層建筑高度較高,如采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),不但向上運(yùn)送混凝土不方便,而且龐大的軀體使得下部地基承受巨大壓力,這就迫切需求鋼結(jié)構(gòu)這種輕質(zhì)高強(qiáng)的材料。高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí),構(gòu)件并不是全部采用鋼材,而多為混合結(jié)構(gòu),即下部可采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu),而上部一般都為鋼結(jié)構(gòu)。某科技大樓東西長達(dá)62 m,南北寬達(dá)28.5 m,共計(jì)12層。其工程結(jié)構(gòu)形式采用筏板式基礎(chǔ)的高層鋼結(jié)構(gòu),且鋼柱底部與基礎(chǔ)柱腳連接采用外包方式。
2.3 中低層民用建筑。該類型多為民用住宅,層數(shù)一般在 3 層到10 層之間。我國鋼結(jié)構(gòu)在中低層民用建筑,特別是住宅中的應(yīng)用,目前還處于初步階段。
3.新型鋼結(jié)構(gòu)民用住宅體系
3.1 交錯(cuò)桁架鋼結(jié)構(gòu)住宅體系
交錯(cuò)桁架鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在美國、澳大利亞等國家己有不少應(yīng)用,但在我國,只有1999 年上海北蔡,防水材料廠(上?,F(xiàn)代房地產(chǎn)公司) 造了一個(gè)5 層的住宅示范房,從理論上及計(jì)算上均沒有充分發(fā)揮交錯(cuò)桁架的優(yōu)勢,作法比較粗糙,工程做得不夠理想。
3.2防屈曲支撐框架體系
防屈曲支撐一般包括核心單元、無黏結(jié)膨脹材料和屈曲約束單元3部分,核心單元和屈曲約束單元之間由無黏結(jié)膨脹材料(如橡膠、聚乙烯、硅膠、乳膠等)和間隙隔開。屈曲約束單元通常由砂漿或混凝土和中空鋼套管組成;核心單元又可分為約束屈服段(核心段)、約束非屈服段(過渡段)、無約束非屈服段(連接段) 3 部分。
3.3開豎縫鋼板剪力墻體系
受混凝土開縫剪力墻的啟示,鋼板剪力墻也有帶豎縫的形式。開豎縫剪力墻的構(gòu)造具有如下優(yōu)點(diǎn):通過調(diào)整豎縫的間距、長度等,可以方便地改變單個(gè)墻體的強(qiáng)度和剛度;鋼板只與梁連接,對(duì)柱不產(chǎn)生附加彎矩。通過低周反復(fù)試驗(yàn)研究,可以知道這種新型抗側(cè)力體系符合強(qiáng)柱弱梁的抗震理念,塑性和滯回性能較好。課題組在試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn),螺栓的滑移會(huì)產(chǎn)生很大的聲音。因此,避免螺栓的過早滑移,保證結(jié)構(gòu)的正常使用狀態(tài)是非常重要的。
4.民用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)
對(duì)于用材已選定為鋼材的建筑,設(shè)計(jì)中首要的,也是關(guān)鍵的,便是結(jié)構(gòu)體系的選型。結(jié)構(gòu)體系選擇的是否合適,不僅影響結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性,還關(guān)系到建筑整體造型的美觀和其功能的完美實(shí)現(xiàn)。一般,對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì),可選用的結(jié)構(gòu)體系有很多種,而每種結(jié)構(gòu)體系的適用范圍受各種條件影響,影響的情況非常復(fù)雜,再加上實(shí)際情況的多樣性和特殊性,不但使鋼結(jié)構(gòu)體系難于選擇,更使結(jié)構(gòu)體系的規(guī)范化難上加難。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)非常重要的方面,便是節(jié)點(diǎn)形式的選擇。鋼結(jié)構(gòu)中每種體系可備選用的節(jié)點(diǎn)形式都很多,而且還在不斷推陳出新,日益向“兩高一強(qiáng)發(fā)展”,即:1)安全儲(chǔ)備越來越高;2)可欣賞性和藝術(shù)性越來越強(qiáng);3)機(jī)械化程度越來越高。一個(gè)合理的節(jié)點(diǎn)體系,不但要使建筑能夠結(jié)構(gòu)安全、施工便利,還要做到造型美觀、維護(hù)方便。目前所采用的節(jié)點(diǎn)形式,通常不能保證在某一條件下,各項(xiàng)因素都最優(yōu),需根據(jù)實(shí)際條件,有所選擇,來強(qiáng)化某一方面,而弱化另一方面,從而選出最佳形式。
由上可知,民用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的兩大難點(diǎn)為結(jié)構(gòu)體系的選型和節(jié)點(diǎn)形式的選擇,同時(shí),它們也是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。當(dāng)前,對(duì)于這兩方面問題,研究者和設(shè)計(jì)者產(chǎn)生了矛盾。研究者鑒于問題的復(fù)雜,多采用從形式到條件的方式來解決問題,即研究每種形式(這里形式指結(jié)構(gòu)體系或節(jié)點(diǎn)形式)的最佳適用條件,其結(jié)果往往導(dǎo)致多種形式有相同或相近的適用條件。而從事實(shí)際工程的設(shè)計(jì)者,則希望從條件到形式,即找到一種規(guī)則,使得在給定一些條件后,便可得到對(duì)應(yīng)的最佳形式或得到可選形式的優(yōu)劣順序,從而簡化設(shè)計(jì)工作。
這種矛盾的存在,很大程度上制約了鋼結(jié)構(gòu)在我國民用建筑上的發(fā)展。這種情況已經(jīng)引起很多相關(guān)人士的重視,并逐步開展一定的研究。
5.小結(jié)
鋼結(jié)構(gòu)民用建筑結(jié)構(gòu)體系在我國正處于一個(gè)起步階段,國家政策的導(dǎo)向,人民生活水平的提高對(duì)住宅提出的要求等不僅僅為鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展帶來了機(jī)遇,也帶來了挑戰(zhàn),因此,我們必須本著科學(xué)的態(tài)度對(duì)待這些機(jī)遇和挑戰(zhàn),結(jié)合我們的實(shí)際情況,推動(dòng)我國的住宅建筑健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
篇2
梁柱節(jié)點(diǎn)常用的處理方法及其特點(diǎn)并提出了幾點(diǎn)建議。
關(guān)鍵詞:梁柱節(jié)點(diǎn),抗震設(shè)計(jì), 強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件, 建議
Abstract: this paper through the earthquake damage for example, analyzes the cause of destruction beam-column joints for several reasons, this paper discusses the methods of dealing with the commonly used beam-column joints and its characteristics and puts forward some Suggestions.
Keywords: beam-column joints, seismic design, strong weak stem a node, the proposal
中圖分類號(hào):TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
一、前言
近年來,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛。建筑鋼結(jié)構(gòu)以其卓越的抗震性能,輕質(zhì)高強(qiáng)和安裝方便等特點(diǎn)日益受到人們的青睞,在商場、展廳、大型場館、多高層及超高層等建筑中日益得到應(yīng)用,如上海金茂大廈、深圳地王大廈、深圳證券交易所、深圳太平金融大廈等。在多層和高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)是其中的一個(gè)非常重要的組成部分,其設(shè)計(jì)得是否合理將直接影響到結(jié)構(gòu)的安全及穩(wěn)定。從以往的震害情況來看,梁柱節(jié)點(diǎn)又是破壞多發(fā)的部位之一,因此,必須對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)給予足夠的重視。
二、震害舉例及原因分析
⑴墨西哥地震
1985年,墨西哥西海岸發(fā)生里氏8.1級(jí)地震,造成城區(qū)內(nèi)102棟鋼結(jié)構(gòu)房屋破壞,震后經(jīng)調(diào)查,鋼框架的破壞主要發(fā)生在梁柱節(jié)點(diǎn)連接處。
⑵美國北嶺地震
1994年,美國北嶺地震中有100多棟鋼結(jié)構(gòu)建筑在梁柱節(jié)點(diǎn)處發(fā)生了斷裂,震后對(duì)2066棟鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行考察發(fā)現(xiàn),其中50%在梁柱節(jié)點(diǎn)梁端的下翼緣焊縫處有損壞,20%在上翼緣焊縫處有損壞,且斷裂發(fā)生時(shí)梁端翼緣未見明顯屈服。
⑶日本阪神地震
1995年,日本阪神地震中大約有988棟鋼結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)不同程度的損壞,其中有90棟房屋倒塌,266棟房屋中度破壞,300棟房屋輕度破壞。經(jīng)調(diào)查,其最常見的破壞形式也是發(fā)生在梁,柱翼緣相交的焊縫區(qū),很多節(jié)點(diǎn)發(fā)生了脆性斷裂,出現(xiàn)了顯著的變形,甚至喪失了承載能力,但與美國北嶺地震不同的是,斷裂發(fā)生時(shí)梁端翼緣已有明顯屈服或局部屈曲現(xiàn)象。
從以上幾次地震的后果來看,梁柱節(jié)點(diǎn)破壞是房屋損壞的重要原因之一,究其原因,主要有以下幾點(diǎn):
① 節(jié)點(diǎn)受力不合理
鋼框架在水平及豎向荷載的作用下,彎矩極值出現(xiàn)在梁端。即使節(jié)點(diǎn)與梁等
強(qiáng),也是節(jié)點(diǎn)區(qū)先進(jìn)入塑性。
② 焊縫金屬?zèng)_擊韌性低
美國北嶺地震前,焊縫采用E70T-4或E70T-7自屏蔽藥芯焊條,這種焊條對(duì)沖擊韌性無規(guī)定,實(shí)驗(yàn)室試件或從實(shí)際破壞的結(jié)構(gòu)中取出的連接試件在室溫下的試驗(yàn)表明,其沖擊韌性往往只有10~15J,這樣低的沖擊韌性使得連接很容易產(chǎn)生脆性破壞,成為引發(fā)節(jié)點(diǎn)破壞的重要因素。
③ 焊縫缺陷
由于焊接操作過程中產(chǎn)生的裂紋、欠焊、夾渣及氣孔等,這些缺陷都能成為
斷裂開展直接斷裂的起源。
④ 三軸應(yīng)力的影響
分析表明,梁柱連接的焊縫變形由于受到梁和柱的約束,施焊后焊縫殘留三
軸拉應(yīng)力,使材料變脆。
⑤ 構(gòu)造缺陷
由于焊接工藝的要求,梁翼緣與柱連接處設(shè)有襯板,實(shí)際工程中襯板在焊接
后就留在了結(jié)構(gòu)上,因此在襯板和柱翼緣之間就形成了一條“人工”裂縫,導(dǎo)致裂縫開展。
鑒于以上分析,采用合理的抗震設(shè)計(jì)方法來改善梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能,以減輕地震災(zāi)害的影響將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
三、梁柱節(jié)點(diǎn)常用處理方法
如今,隨著抗震知識(shí)的不斷完善,新的建筑抗震思想觀念不斷涌現(xiàn),針對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn),“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的抗震概念設(shè)計(jì)思想已經(jīng)為工程設(shè)計(jì)人員廣泛認(rèn)知及采納。在此抗震概念設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下,人們提出了以下幾種梁柱節(jié)點(diǎn)的處理方法,如:1.提高焊縫材料強(qiáng)度、韌性、施工質(zhì)量和焊接工藝;2.改進(jìn)焊接工藝孔的形狀和尺寸;3.采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施迫使梁端塑性鉸外移;在這幾種方法當(dāng)中,以第三種方法最為常用,其具體的做法有:
⑴ 加強(qiáng)式連接:如擴(kuò)展翼緣型節(jié)點(diǎn)(圖1);蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)(圖2)
⑵ 削弱式連接:如犬骨式節(jié)點(diǎn)(圖3);腹板開槽型節(jié)點(diǎn)(圖4)
圖1 圖2
圖3 圖4
現(xiàn)對(duì)梁端塑性鉸外移的幾種做法討論如下:
① 加強(qiáng)式連接:
包括擴(kuò)展翼緣型節(jié)點(diǎn)和蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn),此種處理方式是通過增大梁端及其與鋼柱焊接的截面,使梁端及節(jié)點(diǎn)承載力高于正常鋼梁截面承載力,在地震作用下,加強(qiáng)的梁端及梁柱節(jié)點(diǎn)尚未進(jìn)入全截面塑性受力狀態(tài)時(shí),接近梁端的正常鋼梁截面因剛度較小先形成塑性鉸,迫使塑性鉸外移,從而起到保護(hù)梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)的作用。但是在實(shí)際的應(yīng)用中,如果嚴(yán)格按照抗震設(shè)計(jì)思想的思路來進(jìn)行設(shè)計(jì)的話,由于加大了梁端截面,必然導(dǎo)致柱腹板高度需要加高或節(jié)點(diǎn)域腹板厚度需要加厚,在整體抗震時(shí)不利于節(jié)點(diǎn)域發(fā)揮其耗能的作用。
② 削弱式連接:
a.腹板開槽型節(jié)點(diǎn):實(shí)驗(yàn)和理論研究表明, 腹板上開槽對(duì)腹板的削弱和梁的彈性階段的荷載―位移曲線影響不十分明顯, 在此原理下產(chǎn)生此種節(jié)點(diǎn)。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)為: 能有效地使梁柱節(jié)點(diǎn)在地震作用下的塑性鉸外移, 起到保護(hù)焊接節(jié)點(diǎn)、防止發(fā)生脆性破壞的目的; 能夠減小梁與柱翼緣焊接焊縫處的應(yīng)力集中。從而有利于節(jié)點(diǎn)抗震性能的發(fā)揮, 使節(jié)點(diǎn)的破壞模式從原來的焊縫的塑性屈曲破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榱阂砭壈宓木植壳茐?。這種結(jié)構(gòu)的不足之處也是明顯的, 類似狗骨式節(jié)點(diǎn), 也有工藝復(fù)雜, 要求精度較高, 在槽型孔底部容易形成應(yīng)力集中點(diǎn)的問題, 削弱后的腹板在安裝過程中易受到外力沖擊而發(fā)生變形。
b. 犬骨式節(jié)點(diǎn):本方法是利用梁的塑性儲(chǔ)備來吸收和耗散地震輸入的能量的思想來對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)的。該方法利用削弱梁截面的方法人為地限定了塑性鉸形成的位置和長度, 充分保護(hù)了梁柱的焊縫, 使削弱處的梁截面的承載力小于節(jié)點(diǎn)處的承載力, 在地震作用下, 塑性鉸發(fā)生在梁的削弱處, 發(fā)生塑性破壞。同時(shí), 使得較長的一段梁可以幾乎同時(shí)進(jìn)入塑性。實(shí)驗(yàn)表明, 當(dāng)梁翼緣被削掉50%時(shí), 結(jié)構(gòu)剛度僅降低6% ~ 7%左右; 削弱40%時(shí), 僅降低4% ~ 5% 。狗骨式節(jié)點(diǎn)按削弱形狀不同分直線型、錐型和圓弧型三種。狗骨型節(jié)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在了美國和臺(tái)灣地區(qū)的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中, 天津市的國際貿(mào)易中心也采用該方式的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該節(jié)點(diǎn)也是被看好的新型框架節(jié)點(diǎn)。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)表明, 在地震力作用下該節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)出了良好的延性, 并在規(guī)范中被推薦使用。但該節(jié)點(diǎn)還是有其不足之處, 主要有以下的幾點(diǎn): 首先, 梁的破壞一般是在梁截面應(yīng)力最大即截面面積最小的狗骨處發(fā)生, 而中間梁段的全截面的承載力并沒有被充分利用。對(duì)整個(gè)梁來說, 它的承載力主要是由狗骨處的小截面決定, 造成了梁中間大截面部分的材料浪費(fèi), 經(jīng)濟(jì)效益不好。其次, 由于梁截面被削弱, 在一定程度上降低了梁的承載力和剛度, 從而影響了整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的可靠性。另外, 為了防止在削弱處由于加工不精, 存在缺陷而引起應(yīng)力集中, 在施工過程中對(duì)加工工藝的精度要求很高, 工序復(fù)雜,費(fèi)用高。
四、梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)建議
⑴ 在整體設(shè)計(jì)階段,要重視抗震概念設(shè)計(jì)的思想應(yīng)用,在整體設(shè)計(jì)時(shí)就要預(yù)先考慮到節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造做法,看其是否能滿足整體設(shè)計(jì)的假定;在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí),要緊扣規(guī)范,規(guī)范規(guī)定的承載力要求、構(gòu)造要求必須滿足,如梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受彎、受剪承載力要求Mu 1.2Mp,Vu 1.3Mp/lh且Vu0.58hwtwfy,
這都是實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件” 抗震概念設(shè)計(jì)思想的保證?,F(xiàn)在,新的抗震規(guī)范已經(jīng)開始實(shí)施,極限承載力的放大系數(shù)比以前有所提高,不再局限于1.2。
⑵ 要重視構(gòu)造措施,制作工藝等對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響。如將混合連接上端扇形切角的上部圓弧半徑改為lOmm-15mm ,與半徑35mm的切角相接;同時(shí),圓弧起點(diǎn)與襯板外側(cè)焊縫間保持lOmm-15mm 的間隔,可以減小焊接熱影響區(qū)的相互影響;又如采用角焊縫封閉襯板邊緣的方法可以消除襯板的缺口效應(yīng);再如對(duì)于腹板連接較弱的螺栓連接用恰當(dāng)?shù)慕呛缚p補(bǔ)強(qiáng)可以改善連接的滯回性能等;
⑶ 在施工方面,由于焊縫的質(zhì)量是影響剛性連接框架的延性的因素之一,因此,在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)嚴(yán)格控制施焊順序以及控制焊接的最高溫度等施工細(xì)節(jié)是十分必要的;另外,重要部位由技術(shù)等級(jí)高的工人施焊,也是減少梁柱連接焊縫缺陷的一種保證。
⑷ 焊縫及焊接熱影響區(qū)的缺陷是導(dǎo)致梁柱連接脆性破壞的重要因素。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用韌性比較好的焊條,施工時(shí)應(yīng)保證焊縫質(zhì)量,尤其是下翼緣施焊的質(zhì)量,注意施焊順序,控制焊接時(shí)的最高溫度。對(duì)于難以施焊處應(yīng)采用熔化咀電渣焊。
五、結(jié)語
隨著鋼結(jié)構(gòu)在大型公共建筑,高層建筑,超高層建筑中的應(yīng)用日益廣泛,梁柱節(jié)點(diǎn)(包括其它節(jié)點(diǎn))的合理設(shè)計(jì)對(duì)建筑的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性將產(chǎn)生重要的影響,我們必須從連接方式、構(gòu)造、材料及施工工藝等方面綜合考慮以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)!
參考文獻(xiàn)
⑴ GB 50011-2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 中國建筑工業(yè)出版社
⑵ JGJ 99-98 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中國建筑工業(yè)出版社
⑶ GB50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中國計(jì)劃出版社
⑷《多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》 李國強(qiáng) 編著中國建筑工業(yè)出版社
篇3
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);梁柱;剛性連接節(jié)點(diǎn);抗震設(shè)計(jì)
梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)整個(gè)設(shè)計(jì)工作中的一個(gè)非常重要的組成部分,因其設(shè)計(jì)得是否恰當(dāng)將直接影響到鋼結(jié)構(gòu)承載力的安全性和可靠性。當(dāng)前,隨著鋼結(jié)構(gòu)日益廣泛的應(yīng)用,為了避免出現(xiàn)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究已經(jīng)迫在眉睫。
1鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的基本特性
1.1剛性連接節(jié)點(diǎn),從保證構(gòu)件原有的力學(xué)特性來說,在連接節(jié)點(diǎn)處應(yīng)保證其原有的完全連續(xù)性。這種構(gòu)造能使所連接的構(gòu)件之間夾角在達(dá)到承載能力之前不發(fā)生變化,其連接強(qiáng)度應(yīng)不低于被連接構(gòu)件的屈服強(qiáng)度。
1.2半剛性連接節(jié)點(diǎn),能保證其承載力等于或大于構(gòu)件的承載力,但由于所采用的連接方法和細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)的關(guān)系,致使連接節(jié)點(diǎn)的彈性剛度比構(gòu)件的彈性剛度低,這樣的節(jié)點(diǎn)形式作為設(shè)計(jì)要求一般不采用。
1.3鉸接連接節(jié)點(diǎn),從理論上講是完全不能承受彎矩的連接節(jié)點(diǎn),因而一般不能用于構(gòu)件的拼接連接。鉸接連接節(jié)點(diǎn)通常只用于構(gòu)件端部的連接,比如柱腳、梁、析架和網(wǎng)架桿件的端部連接等。
2 梁柱剛性節(jié)點(diǎn)的主要處理形式
2.1梁端削弱式(犬骨式)方案
該方案是對(duì)靠近梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼梁翼緣進(jìn)行圓弧削弱,在地震作用下,翼緣削弱處先于梁柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)塑性鉸,實(shí)現(xiàn)塑性鉸外移,起到保護(hù)梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)的作用。設(shè)計(jì)時(shí),需考慮剛度變化對(duì)整體分析的影響。該方案符合“強(qiáng)連接弱桿件”設(shè)計(jì)思路,構(gòu)件加工時(shí),處理圓弧削弱要求加工尺寸準(zhǔn)確,切割面光滑無尖角,避免應(yīng)力集中,磨平時(shí)應(yīng)順翼緣長度方向加工,對(duì)加工工藝有較高要求。
2.2 梁端加強(qiáng)或加腋式方案
梁端加強(qiáng)方案即是增大梁端及其與鋼柱焊接的截面,使梁端及節(jié)點(diǎn)承載能力高于正常鋼梁截面承載能力。在地震作用下,加強(qiáng)的梁端及梁柱節(jié)點(diǎn)尚未進(jìn)入全截面塑性受力狀態(tài)時(shí),接近梁端的正常鋼梁截面因截面較小,先形成塑性鉸,從而起到保護(hù)梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)的作用。
加腋式方案是在節(jié)點(diǎn)部位梁的下面加上三角形梁腋,以增加節(jié)點(diǎn)處的有效高度,迫使塑性鉸在節(jié)點(diǎn)區(qū)域外形成,減少梁下翼緣處對(duì)接焊縫的應(yīng)力。
3 梁柱節(jié)點(diǎn)連接時(shí)的規(guī)定
3.1 強(qiáng)柱弱粱的規(guī)定
所謂“強(qiáng)柱弱梁”即控制塑性變形能力大的梁端先于柱出現(xiàn)塑性鉸。為此AISC抗震規(guī)范和我國的抗震規(guī)范都規(guī)定了梁柱受彎承載力的比值:
ΣMPc≥ηΣMPb
式中:MPc= WPc(fyc-N/Ac)為柱的全塑性彎矩;η為強(qiáng)柱系數(shù),各規(guī)范取在1.0-1.15之間;MPb為梁的全塑性彎矩,一般取MPb= WPbfyb。
3.2節(jié)點(diǎn)域抗剪承載力的規(guī)定
現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范都允許節(jié)點(diǎn)域在地震作用下產(chǎn)生塑性變形,耗散地震能。我國抗震規(guī)范和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對(duì)于節(jié)點(diǎn)域的要求為:
Ψ(MPb1+ MPb2)/vp≤(4/3)fv
式中:Ψ為系數(shù),6度Ⅳ類場地和7度時(shí)可取0.6,8、9度時(shí)取0.7;MPb1、MPb2分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的全塑性受彎承載力;vp為節(jié)點(diǎn)域的體積;fv為節(jié)點(diǎn)域鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
3.3 連接承栽力的規(guī)定
節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般要求多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足傳力可靠、構(gòu)造簡單、具有抗震延性及施工方便的要求。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮地震下結(jié)構(gòu)已進(jìn)入彈塑性受力階段,按照結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)遵循的原則――“強(qiáng)節(jié)點(diǎn),弱桿件”, 即:
Mw≥1.2Mp
Vu≥1.3(2Mp/l)
式中:Mw――僅由翼緣連接(焊接或螺栓)承擔(dān)的最大受彎承載力;
Mp――梁的全塑性受彎承載力;
Vu――由腹板連接(焊接或螺栓)承擔(dān)的最大受剪承載力;
l――梁的凈跨。
4鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)建議
4.1鋼梁腹板上下端為確保翼緣焊縫連續(xù)施工,做扇形切口,上切口半徑35mm,下切口規(guī)定高度50mm,如采用腹板現(xiàn)場焊接連接,共減少腹板高度85;如采用連接板連接時(shí),一般連接板上下距梁翼緣各50mm,相比腹板減少高度100。
4.2無論梁端削弱式還是加強(qiáng)式方案,其設(shè)計(jì)的目的是希望在地震的作用下,在鋼柱和梁柱節(jié)點(diǎn)以外出現(xiàn)塑性鉸,即出現(xiàn)在鋼梁上。根據(jù)(GB50017-2003)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定,構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸的截面處,必須設(shè)置側(cè)向支撐桿。而根據(jù)(GB50011-2003)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定,其上下翼緣處均應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐桿。在設(shè)計(jì)時(shí),要求其側(cè)向支撐桿應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,設(shè)置應(yīng)符合相關(guān)要求。
4.3 在采用梁端削弱式方案時(shí),為避免增加梁的鋼材用量,在設(shè)計(jì)削弱截面時(shí),應(yīng)避免根據(jù)彈性設(shè)計(jì)結(jié)果選定鋼梁截面,在其基礎(chǔ)上進(jìn)行梁截面削弱,造成在多地震作用下可能出現(xiàn)塑性鉸。
4.4 由于鋼梁下翼緣焊縫因腹板相隔造成焊接工作中斷,易形成焊縫缺陷。在過去的施工中,一般是將上下翼緣焊縫襯板割除,以檢查翼緣下部焊縫質(zhì)量及裂縫。但在具體施工中,在襯板割除作業(yè)中,如稍不小心,就會(huì)傷及主材。因此,在設(shè)計(jì)時(shí),有兩種建議:①在下翼緣處將襯板割除,上翼緣處用角焊縫將襯板與翼緣焊接封閉;②上翼緣處震害較少,可不處理,下翼緣處用角焊縫將襯板與梁柱翼緣封閉,包括翼緣兩側(cè)與襯板相接處。在具體的設(shè)計(jì)時(shí),筆者更傾向于后者,因?yàn)榈诙N設(shè)計(jì)方案可減少襯板割除的工作量,從而可大大降低對(duì)主材的傷害。
4.5在采用梁端削弱式(犬骨式)方案時(shí),建議梁腹板與柱的連接應(yīng)優(yōu)先采用焊接,即用全熔透坡口焊縫將梁腹板直接焊在柱上或通過較厚連接板焊接。很多研究成果指出,腹板焊接的性能比栓接好,能更好地傳力,從而減小翼緣和翼緣坡口焊縫的應(yīng)力。在采用焊接連接時(shí),應(yīng)采用與母材強(qiáng)度相適應(yīng)的焊條或焊絲、焊劑。
4.6在以往地震下的鋼結(jié)構(gòu)中取出連接試件在室溫下的試驗(yàn)表明,其焊縫沖擊韌性往往很低,沖擊韌性過低會(huì)使連接焊縫在地震作用反復(fù)受力下容易產(chǎn)生脆性破壞,成為引發(fā)節(jié)點(diǎn)破壞的重要因素。因此,在具體設(shè)計(jì)時(shí)建議,應(yīng)考慮地震作用高應(yīng)變速率對(duì)焊縫韌性的影響,要對(duì)焊縫的沖擊韌性提出應(yīng)用要求,應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防的要求和地震載荷特點(diǎn)提出對(duì)梁柱焊接節(jié)點(diǎn)局部韌性的要求,選用韌性達(dá)標(biāo)的焊接材料,使其滿足或優(yōu)于鋼梁所需沖擊韌性的合格保證,施工單位在檢驗(yàn)時(shí)要提供相關(guān)檢驗(yàn)報(bào)告。
4.7 按抗震設(shè)計(jì)的多層及高層鋼結(jié)構(gòu),其梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)的最大承載力可分別驗(yàn)算焊縫的極限承載力(對(duì)接焊縫受拉,角焊縫受剪)、高強(qiáng)度螺栓連接的極限受剪承載力、有螺栓孔等削弱的桿件最大承載力(軸心控力、剪力)等,其連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)按地震組合進(jìn)行彈性設(shè)計(jì),并應(yīng)進(jìn)行地基檢限承載力驗(yàn)算。
4.8 設(shè)計(jì)時(shí),梁與柱的連接應(yīng)符合下列構(gòu)造要求:①梁與柱的連接宜采用柱貫通式,到頂層時(shí)若梁柱連接為鉸接,則在頂層也可采用梁貫通式。梁貫通型的連接形式多用于鋼骨混凝土柱中的 “ 十”字形鋼柱。②在抗震結(jié)構(gòu)中,當(dāng)柱在兩個(gè)方向都與梁相接時(shí),宜采用箱形柱、“ 十” 字形柱或圓管柱。③設(shè)計(jì)地震烈度大于或等于 8度的框架梁,為了保證連接具有足夠的承載力,使節(jié)點(diǎn)處因梁端最大彎矩形成的塑性鉸向梁的跨中部轉(zhuǎn)移,除采用梁端加強(qiáng)式連接外,也可采用梁翼緣削弱式連接。
5 結(jié)束語
綜上所述,解決鋼框架體系中梁柱剛性節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)問題,對(duì)于大力發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)具有重大而深遠(yuǎn)的意義。在具體的設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)切實(shí)可行地貫徹“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱桿件”的原則,以確保梁柱剛性節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)能滿足鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求,從而確保鋼結(jié)構(gòu)工程的整體性和可靠性。
參考文獻(xiàn):
[1]GB50017-2003.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2] GB50011-2003.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
篇4
關(guān)鍵詞:高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);施工技術(shù)
前言
對(duì)于高層及高層建筑的劃分,建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范沒有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)定,一般認(rèn)為建筑總高度超過24m為高層建筑,建筑總高度超過100m為超高層建筑。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則,選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系,一般分為六大類:框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框―筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。高層和高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(代號(hào)RC)外,還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)(代號(hào)SRC),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(代號(hào)CFS)和全鋼結(jié)構(gòu)(代號(hào)S或SS)。
一.高層建筑的發(fā)展意義
隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步,人們不再滿足于現(xiàn)有的生活狀態(tài),不斷的進(jìn)行挑戰(zhàn),不斷的進(jìn)行探索,例如宇宙飛船的研制,滿足了人們探索太空的心愿。各個(gè)領(lǐng)域都在挑戰(zhàn)領(lǐng)域的極限,建筑行業(yè)也不例外,不斷的建高樓,而且越建越高,高層建筑物要求的質(zhì)量要相當(dāng)高,所以在建筑中基本都是用鋼構(gòu)結(jié)構(gòu),鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)能保證高層建筑的質(zhì)量,可以說高層建筑物就是高層鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)。
二.高層鋼結(jié)構(gòu)建筑工程實(shí)例及工程特點(diǎn)介紹
工程南北長125m,東西寬度56.5m,一共有18層高。本工程鋼柱底部與基礎(chǔ)采用外包式柱腳連接。鋼柱為650×650H截面,腹板厚度為20mm,翼緣厚度為28mm。梁柱節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M32高強(qiáng)螺栓連接。地腳螺栓M32,螺母和墊圈為Q235鋼。水平結(jié)構(gòu)中樓板為鋼筋混凝土壓型鋼板組合結(jié)構(gòu),壓型鋼板與鋼梁間采用栓釘連接,鋼柱外包加氣混凝土砌塊,內(nèi)墻采用加氣混凝土砌塊。民用建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)建筑做法與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式區(qū)別較大,在整個(gè)建筑中,不同的建筑中鋼結(jié)構(gòu)一般不相同,因此其安裝不可能有一個(gè)統(tǒng)一的或相對(duì)固定的安裝模式與工藝。
三.高層建筑物鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)以及措施
在對(duì)高層建筑物鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工前,首先要對(duì)安裝的技術(shù)路線進(jìn)行選擇,那么該如何選擇施工技術(shù)呢,在選擇前,要對(duì)高層建筑物的建筑環(huán)境以及建筑物本身的特點(diǎn)進(jìn)行分析,要把所有能影響到施工的因素都要考慮進(jìn)來,只有全面的勘察才能保證施工的質(zhì)量與施工的進(jìn)度。
1.安裝技術(shù)路線的選擇時(shí)候
(1)要對(duì)施工的環(huán)境以及施工的周圍環(huán)境進(jìn)行了解,只有了解了環(huán)境問題,才能選擇施工環(huán)境的機(jī)械設(shè)備,要考慮現(xiàn)場施工的條件制定出一個(gè)施工的規(guī)劃,然后按照規(guī)劃進(jìn)行快速、有效的施工。
(2)選擇安裝技術(shù)路線前要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行分析,要了解鋼結(jié)構(gòu)的組成以及荷載的途徑。只有了解了鋼結(jié)構(gòu)的組成才能更好的分配出吊裝單元,要想合理的進(jìn)行施工順序的按安排,就得清楚知道鋼結(jié)構(gòu)的荷載傳遞途徑。了解了鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),才能更準(zhǔn)確的達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)在進(jìn)行安裝施工前,要對(duì)設(shè)計(jì)的要求以及設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行了解,選擇一個(gè)合適的施工隊(duì)伍,保證施工隊(duì)伍的技術(shù)能力與設(shè)計(jì)中的安裝標(biāo)準(zhǔn)有效的統(tǒng)一起來。只有施工者技術(shù)能力的特長方面是設(shè)計(jì)中需要的,才能使安裝技術(shù)達(dá)到最高境界。
2.對(duì)于高層建筑物的施工關(guān)鍵施工技術(shù)以及措施如下:
(1)鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)
超高層建筑物多采用鋼結(jié)構(gòu)的,鋼結(jié)構(gòu)的每個(gè)接點(diǎn)都是需要焊接的,并且需要焊接的地方非常多,由于承載的重量大,所以在焊接上要求的質(zhì)量非常高。但是焊接的施工環(huán)境很艱苦,大量的焊接都需要在高空中完成,高空作業(yè)安全性低,并且焊接工作是一項(xiàng)本身就比較熱的工作,要是在炎熱的夏天進(jìn)行,那么工作環(huán)境的溫度會(huì)更高,不僅影響施工的質(zhì)量還會(huì)影響施工人員的安全。因此在進(jìn)行焊接方案的制定時(shí),要把一切能影響到焊接進(jìn)行的因素考慮進(jìn)去,并且根據(jù)具體的鋼結(jié)構(gòu)選擇適合的焊接技術(shù)。在進(jìn)行施工之前要對(duì)焊接隊(duì)伍進(jìn)行培訓(xùn),培訓(xùn)的內(nèi)容要有依據(jù)性,要根據(jù)高層建筑物的特點(diǎn)進(jìn)行培訓(xùn),指出需要注意的地方,培訓(xùn)出一批高標(biāo)準(zhǔn)的焊接人員。
(2) 機(jī)械設(shè)備的選擇
在施工過程中,機(jī)械設(shè)備的選擇是非常重要的,要根據(jù)具體的鋼結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行吊裝機(jī)的選擇,在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中,吊裝機(jī)的選擇是最為重要的。由于高層建筑進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí),大多數(shù)都是在高空進(jìn)行作業(yè),所以一般選擇吊裝機(jī)都是塔吊式起重吊裝機(jī),塔吊是進(jìn)行高空安裝的主力設(shè)備。所以在對(duì)塔式吊裝機(jī)進(jìn)行選擇的時(shí)候,要考慮到吊裝機(jī)的性能,對(duì)于吊裝機(jī)的配置一定要高,要能符合鋼結(jié)構(gòu)安裝高空作業(yè)的需求。吊裝機(jī)的最高伸展高度要根據(jù)具體的施工要求來進(jìn)行選擇。
(3)測量技術(shù)
對(duì)于超高層建筑物來說,測量時(shí)視線的通透性相對(duì)來說不是很好,并且受到樓體本身的限制,進(jìn)行測量時(shí)難度會(huì)非常大,所以對(duì)高層建筑物進(jìn)行測量時(shí),要選擇配置好的儀器,并且配合正確的測量方法以及找準(zhǔn)測量的線路,只有把各方面綜合起來,才能提高測量的準(zhǔn)確度,測量時(shí)要求工作人員要認(rèn)真負(fù)責(zé),測量前要對(duì)高層建筑物做全面的調(diào)查。目前對(duì)于高層建筑物來說,應(yīng)用最廣泛且收到的效果最好的測量技術(shù)就是選用GPS定位系統(tǒng),來進(jìn)行輔助測量,達(dá)到測量的位置以及路線的精準(zhǔn)。
(4)仿真分析技術(shù)
在對(duì)高層建筑物鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工中,由于鋼結(jié)構(gòu)本身有重力,并且在施工中會(huì)對(duì)其產(chǎn)生外力,高層鋼結(jié)構(gòu)施工的工期比較長,再受到外界環(huán)境的影響下,使得鋼結(jié)構(gòu)中焊接點(diǎn)以及其它部位出現(xiàn)變形。對(duì)于這些變形如果不加以控制,不但會(huì)影響施工的質(zhì)量,嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致安全事故。所以針對(duì)施工中出現(xiàn)的變形情況,通常采用施工仿真分析技術(shù),在結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變形前就對(duì)其進(jìn)行預(yù)算,預(yù)算時(shí)都是根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)行預(yù)算的,所以得出的數(shù)據(jù)都是幾乎和真實(shí)的數(shù)據(jù)相似的。通常選用計(jì)算機(jī)中的相關(guān)軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的,了解結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律,一旦發(fā)生變形,可以精準(zhǔn)的進(jìn)行防護(hù)措施。
(5)預(yù)變形技術(shù)
由于高層建筑物已經(jīng)不再是只有重量和高度兩個(gè)特點(diǎn)了,還有一些傾斜、扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,在對(duì)傾斜或者扭轉(zhuǎn)的高層特殊建筑物進(jìn)行施工的時(shí)候,不得不考慮到施工中空間的三維變形,對(duì)于空間的三維變形現(xiàn)象一定要加以控制,否則變形嚴(yán)重會(huì)影響整個(gè)建筑物的安全性能,以及整體的功能。與此同時(shí)也要考慮到差異壓縮變形以及沉降的現(xiàn)象,這些現(xiàn)象不加以注意,嚴(yán)重時(shí)會(huì)帶來不可彌補(bǔ)的損失。
(5)氣象保護(hù)措施
俗話說的好,高處不勝寒,是因?yàn)楦咛幍奈矬w受到雷電、風(fēng)雨的影響非常大,所以在進(jìn)行施工時(shí),要考慮到雷電以及風(fēng)雨對(duì)施工的影響,往往超高層建筑物施工的工期都非常長,所以在這期間,天氣問題是不能確定的,施工單位可以和當(dāng)?shù)氐臍庀缶诌M(jìn)行合作,預(yù)知天氣,然后有根據(jù)的做出防護(hù)措施。
四.結(jié)束語
文章從鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的主要施工工藝為切入點(diǎn)介紹了在實(shí)際施工過程中的施工技術(shù)及工藝。施工實(shí)踐證明,施工過程中只有嚴(yán)格按施工圖紙及現(xiàn)行規(guī)范施工,才能保證施工質(zhì)量,達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)。