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        行業解析:裝配式鋼結構局部施工細節考慮

        大跨度或超高層建筑中常采用鋼結構,其施工質量受到許多細節的影響。比如鋼結構支架的形式,就需要因不同情況而作出調整。現有的鋼結構支架主要是應用于建筑物上的梁柱,抗彎強度效果一般。為了提高支撐效果,該選擇哪種方式?


        免支撐鋼結構

        由于鋼結構支架大多采用工字結構,即由兩橫向平板為上下主筋,中間縱向豎板為支撐腹板構成,其抗彎強度很一般。故這種工字形梁柱在使用過程中橫板容易彎曲變形,梁柱容易出現移位,難以確保建筑物整體穩定。此外,鋼結構的房屋在使用的過程中,有時為了達到抵抗風荷載的目的,往往需要在鋼結構立柱、橫梁之間增加設置鋼支撐,用以抵擋風力對房屋的影響。如果想解決上述問題,可以通過加厚鋼板的厚度來解決,但此種方法一則耗材,另則使用效果也不是很好。

        采用免支撐分層裝配式鋼結構,包括鋼結構橫梁、鋼結構立柱、預制混凝土墻、底部鋼支撐,底部鋼支撐上部設置鋼結構立柱,鋼結構立柱之間設置鋼結構橫梁,鋼結構橫梁與鋼結構立柱之間設置預制混凝土墻,預制混凝土墻的上部和下部分別設置定位槽,鋼結構橫梁在定位槽的相應位置處設置定位柱,定位柱安裝于定位槽中。

        免支撐鋼結構安裝時吊裝方便、節省鋼材、抗剪性能好,是一種不錯的選擇。

        分層裝配式支撐鋼結構

        為保證分層裝配式支撐鋼結構梁的穩定性,采用合理的貫通式結構非常重要。由于分層裝配式支撐鋼結構梁具有質量輕、強度高等特點,已被施工人員廣泛應用到橋梁結構當中。

        在分層裝配式支撐鋼結構梁中,應用貫通式節點,能夠有效提高鋼結構的穩定性,保證其抗震性能得到更好的發揮。貫通式鋼結構節點具有良好的靈活性,減少鋼結構發生破壞的次數,幫助設計人員更好地了解結構承載力,針對鋼結構的實際承載能力,不斷提高其抗震性能,保證鋼結構建筑的穩定性。

        在地震作用下,鋼結構貫通式節點能夠改變原有的結構破壞模式,具有一定的變化規律,設計人員可結合貫通式節點的破壞模式,設計合理的鋼結構抗震方案。

        根據相關抗震規范表明,建筑結構需要具有多重抗震防線,而鋼結構中的貫通式節點,不僅能夠改變結構的抗震模式,并且能保證結構的完整性,當鋼結構上部的水平荷載突然變大時,貫通式節點處會發生一定的變化,能減小外部荷載對鋼結構的影響,進一步提高分層裝配式支撐鋼結構的穩定性。

        此外,分層裝配式支撐鋼結構梁貫通式節點具有良好的承載能力,當外界荷載較大時,分層裝配式支撐鋼結構梁的承載能力有限,貫通式節點能夠承受一部分外界荷載。

        由于鋼結構貫通式節點連接方式比較特別,通常采用鉸接連接方式,使得鋼結構的水平承載能力全部由橫向支撐承擔,一旦橫向支撐出現問題,會嚴重影響整個結構的承載能力。


        除了支撐選型外,裝配式鋼結構還有哪些需要特別注意的細節?


        結構強度、穩定性與變形計算

        以橋梁工程為例,橋梁承載能力極限狀態驗算,鋼橋預拱都需要分析結構強度、穩定性與變形,提前分析安全隱患。

        承載能力極限狀態驗算

        需要選擇合理的貫通式節點試件,并結合該貫通式節點試件的構造特點,選擇相應的連接螺栓。由于分層裝配式支撐鋼結構梁貫通式節點內部構造存在一定差異,鋼結構柱與梁分布不同,設計人員需要結合各個貫通式結構特點,進行合理的加載試驗。

        鋼橋預拱的重要作用

        為保證橋梁工程能夠更好地投入到使用中,預拱度的大小要結合施工現場的實際情況而定,并根據工程結構的撓度值,確定頻遇值系數。

        同時,可采用固定鉸接方式進行連接,并結合貫通式結構特點,保證分層裝配式支撐鋼結構梁貫通式節點上部荷載與下部荷載在規定范圍內。

        通常情況下,預拱要保持橋面曲線平整順暢。由于貫通式節點具有良好的穩定性,設計人員需結合分層裝配式支撐鋼結構梁的應用情況,嚴格控制其上部荷載,并在千斤頂上部設置合理的重量控制設備。

        特點與性能

        軸心受力構件的性能

        軸心受力構件主要分為軸心受拉構件與軸心受壓構件,其中,軸心受壓構件的荷載承受能力更強。由于軸心受力構件具有良好的穩定性,為保證構件能得到更好的應用,研究人員需要定期觀察鋼結構內部結構的變形情況,并結合梁翼緣的變形情況,合理控制結構上部荷載。

        由于試件節點連接方式不同,在施加軸向壓力的過程中,研究人員要結合鋼結構節點的連接方式,采用合理的控制截面,并結合梁兩端的變形情況,嚴格控制梁上部的水平荷載。當試件中的各個截面點進入到變測點后,可將柱兩端進行有效連接,當梁加勁頂部截面腹板中的應變片發生變形后,嚴格控制方柱管上部的荷載。

        縱向加勁肋要滿足間距相同,當加勁肋間的間距不同時,最大間距不應該超過最小間距1.2倍的要求。

        受彎構件的性能

        在橋梁的主平面內,受彎構件具有非常重要的作用,橋梁中的翼緣板與實腹構件均屬于受彎構件。

        由于受彎構件具有良好的整體穩定性,為提高其承載能力,設計人員可結合受壓翼緣的應用情況,將鋪板直接密鋪在受壓翼緣之上,并做好相應的連接工作,有效防止梁受壓翼緣發生側向偏移。工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度與寬度之比不應超過規定數值。

        通過在橋梁的支座位置設置橫向梁,并在其跨間設置支撐梁,嚴格控制跨間距。

        承拉彎、壓彎構件的性能

        在裝配式鋼結構工程中,拉彎、壓彎構件主要分為實腹式拉彎、壓彎構件,拉彎、壓彎構件具有良好的抗壓強度,當外界荷載過大時,彎矩作用下一個對稱軸平面內,壓彎構件的整體性較好,構件具有良好的承載能力。

        在連接各個構件的過程中,要保證構件接頭處各桿件軸線相交于一點,當不能相交于一點時,要考慮到偏心的影響。此外,由于橋梁結構中的螺栓數量較多,為了保證焊接質量,在焊接的過程中,要保證高強度螺栓能夠準確連接,并不斷提高接觸面的完整性。

        將分層裝配式支撐結構應用到在鋼桁架梁式結構設計中,能夠有效保證工程結構的完整性,提高工程的經濟效益。

        安裝準備

        地腳螺栓的校驗與校正

        構架柱安裝在埋設的地腳螺栓上。安裝前需要整體進行檢查。首先根據原始軸線及標高控制點對現場進行軸線和標高控制點的延引,然后再測放出每一個埋件的中心線和標高控制點。找準埋件的縱橫向中心線與測量定位的基準線相吻合;然后用水準儀測量出螺栓頂面的標高,高度不夠時在埋件下四個角用角鋼找平。嚴禁碰撞和損壞地腳螺栓,鋼柱安裝前要將螺紋清理干凈,對已損傷的螺牙要進行修復。

        鍍鋅鋼構件的現場檢驗

        鋼構件由制造廠內制作完成后,運至鍍鋅廠進行熱鍍鋅。要求構件按計劃按區域分批到貨。每一個構件按就近原則組裝,方便吊裝。鍍鋅鋼構件到工地后,首先對鋼構件進行檢查,鋼構件應無流黃、鍍鋅層損傷等缺陷;構件編號、外形尺寸、螺孔位置及直徑;節點接合面無銹蝕、油污等雜物;焊縫外觀無夾渣。對局部變形的構件,在變形處采用手錘矯正,錘擊部位上下側用木板鋪墊以確保鍍鋅層不受損傷。對于已損壞的鍍鋅層或因設計修改而補充加工的構件,使用冷噴鋅。

        冷噴鋅防腐

        首先進行表面預處理,要點是露出干凈的鋼鐵或鍍鋅表面,如果有舊涂膜的情況下, 必須將舊涂膜全部除去。對鋼鐵須清除鋼鐵表面的灰塵、油污、海鹽, 對于惡劣環境下或高防腐性能要求下采用噴砂除銹,達到等級Sa2.5。已生銹的地方用動力工具除銹, 達到等級St3。防止沉淀分層, 開蓋后必須充分攪拌,在涂裝過程中也要注意經常攪拌, 防止鋅粉沉淀。涂裝方法為噴涂, 噴涂后再進行面漆涂裝。

        構件現場堆放運輸

        裝卸車時所用索具要求使用吊帶,避免使用硬質鋼絲繩。同時要注意輕取輕放,必要時用方木或橡膠墊開放好,并加固后方可運輸,防止構件及防腐層受損、破壞,堆放時應根據安裝順序,結合現場道路情況,安排堆放在臨時堆放場上,堆放時也要用方木墊底,防止構件變形和被泥土污染。(聲明:文章部分內容與圖片源于網絡,如有侵權請聯系刪除。)


        綜上所述,通過分析分層裝配式支撐鋼結構梁貫通式節點特性與性能體現,能夠提高分層裝配式支撐鋼結構梁貫通式節點的承載能力,保證鋼結構的完整性。是設計人員在實際工作中,依然會遇到很多問題,如鋼結構穩定性較差、承載能力不斷變化等,這就需要研究人員在原有的基礎上,不斷改進。





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