《2022年多层钢框架设计简述 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年多层钢框架设计简述 .pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、建筑设计多层钢框架设计简述任讯波 王向军(中联西北工程设计研究院710082西安)摘 要 :介绍多层钢框架设计的要求、 原则关键词 :钢框架结构布置;节点设计 ;结构计算 ; 围护结构 ; 防锈 、 防火1、 前言钢结构具有轻质高强的特点,与钢筋砼结构相比 ,其强度重量比指数是钢筋砼结构的5倍以上 ,可降低基础及结构工程的造价,能显著减轻结构自重25%以上 。由于钢材轻质高强,其梁柱截面尺寸相对较小,可节约使用面积;钢结构工厂化程度高,构件均在工厂加工制作,现场安装,一般比钢筋砼结构施工速度约快1 . 5倍 ,钢结构柱网尺寸可以比砼结构大,便于使用 。正因为钢结构具有以上的优点,目前应用越来越
2、广 我院设计的一些大型商场如:安美居 、 紫薇大卖场营销中心 、 太华路家世界购物广场等都采用了钢框架结构 。2、 钢框架结构布置2. 1、 布置原则:采用 PKP M 软件钢结构框架三维模型输入建模,根据大型商场需要较大空间的要求,根据建筑使用功能要求 ,柱网尺寸一般按9m 9m左右设置,我院所设计的安美居工程主要柱网尺寸为9m l2m,紫薇大卖场营销中心及太华路家世界主要柱网尺寸为9m 9m,对于平面、 竖向不规则的要求与钢筋砼结构相同 ,抗震设计要符合“ 强节点弱构件、 强柱弱梁 、 强焊缝弱钢材” 的原则 ,对于框架,使节点的承载力高于构件的承载力,防止节点的破坏先干构件的破坏,是确保
3、构件整体性的必要条件,但节点又不可过强,应允许地震时梁 、 柱节点域的板件能产生一定量的剪切屈服变形 ,以提高整个框架的延性,“强柱弱梁” 的道理与钢筋砼结构一样,有利于提高框架的防倒塌能力;由于构件焊缝的延性,一般低于被连接构件的钢材延性 ,因此要求焊缝的承载力应高于被连接钢材板件的承载力 ,可以使构件的屈服截面避开焊缝而位于钢板件之中 ,从而提高构件以至整个结构的延性,螺栓连接的延性等抗震性能优于焊缝连接,重要的构件和节点宜采用高强度螺栓连接。2. 2、 柱 、 梁布置钢框架柱截面形式常用的有箱形截面、 H 型截面 ,箱形截面的受弯载力较强,截面性能没有强、 弱轴之分 ,截面尺寸可以按照两
4、个方面的刚度强度要求而定 ,经济 、 合理 ,缺点是需要拼装焊接,焊接工艺要求112006年 9月总第135期 陕西建筑名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 高 ,加工量大 ,轧制宽翼缘H 型钢优点是加工、 杆件连接容易 ,但有强 、 弱轴之分,大型商场两个方向受力性能比较接近,因此家世界、 紫薇大卖场均采用箱形柱 。 字形截面梁的经济跨度为6 12m,一般框架梁 、 次梁均选用字形梁 。次梁是钢结构中数量最多的构件
5、,占结构用钢量的比例较大。布置次梁时应有利于荷载均匀分布。钢次梁一般宜与主梁铰接相连,连续的组合梁虽可减小梁的跨中弯矩和挠度,但与主梁受弯节点要求采用栓焊法或在钢梁上、 下翼缘设置钢盖板法相连时,将增加较多的焊接工作量,实际工程中很少采用井字梁结构。次梁的间距一般为2. 53. 5m。2. 3、 楼板布置钢结构的楼板宜采用压型钢板现浇钢筋砼组合楼板或非组合楼板。对于不超过12层的钢结构也可同钢筋砼结构一样采用钢筋砼现浇楼板。在无抗震设防要求时,可采用予制楼板。组合楼板在使用阶段压型钢板可作为砼楼板的受拉钢筋 。压型钢板镀锌量不多,板厚不应小于0.75mm,在板底需刷防火涂料,目前防火涂料价格较
6、高 ,因此采用组合楼板造价较高。非组合楼板在使用阶段,压型钢板不代替砼板的受拉钢筋 ,按普通钢筋砼楼板计算。其承载力在施工阶段 ,要考虑由压型钢板承担未结硬的湿砼板的重量和施工活荷载。压型钢板宜采用具有防锈功能的镀锌板 ,板底不需刷防火涂料,板厚不应小于O. 5mm,压型钢板仅做为模板使用。组合楼板 、 非组合楼板及钢筋砼楼板均需在钢梁顶设置圆柱头栓钉,栓钉需穿透钢板焊于钢梁翼缘上 ,栓钉直径d根据板跨度大小,13 d 4m时 ,设一道拉条, 6m时 ,设两道拉条,在檐口处还应设斜拉条和撑杆,拉条采用圆钢时,直径不宜小于10mm。屋面板通常采用夹芯板一保温、 隔热芯板与面板一次成型的双层压型钢
7、板,上层为小波的压型钢板,下层为小肋的平板,压型钢板与檩条用自攻螺钉连接 ,板与板的搭接处用抽芯铆钉连接,连接处应设置防水密封胶带。3、 节点设计3. 1、 梁柱节点梁柱节点通常采用刚性连接,并通常采用栓焊混合连接 ;梁的上 、 下翼缘用坡口全熔透焊缝与柱翼缘连接 ,腹板用摩擦型高强度螺栓与柱翼缘上的剪力板连接 ,原则上梁端弯矩由梁翼缘负担,梁端剪力由梁腹板承担,在梁的对应位置设置柱的水平加劲肋。对抗震设防的结构,水平加劲肋应与梁翼缘等厚,水平加劲肋与柱采用坡口全熔透焊缝焊接,当柱两侧梁高度不等时 ,每个梁翼缘对应位置均应设置柱的水平加劲肋 ,加劲肋之间的距离不小于150mm,也可设置坡度小于
8、1: 3的加劲肋或将截面高度较小的梁腹板高度局部加大,腋部翼缘的坡度不得大于1: 3,节点域应按建筑抗震设计规范 公式(8. 2. 5 - 2) 、(8. 2. 5- 5) 、 (8. 2 . 5 - 6)验算其抗剪强度、 稳定性 。3. 2、 次梁与框架梁的连接通常采用铰接,次梁与主梁的竖向加劲板用高强度螺栓连接,主梁加劲肋与主梁之间的连接焊缝采用21陕西建筑 2006年 9月总第135期名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - -
9、 - - 双面直角角焊缝。3. 3、 柱拼接 、 梁拼接当柱 、 梁长度大于14 - 15m左右时 ,不便于运输和装配 ,需要在工地现场进行拼接。柱接头应位于框架节点塑性区以外,一般宜在框架梁上方1. 3m附近 ,柱接头的设计应满足极限承载力 Ma 1. 2Mpc 的原则(Ma: 极限受弯承载力;Mpc:全塑性受弯承载力) ,柱接头上 、 下各 100mm范围内 ,I字形截面柱的工地接头,翼缘采用全熔透坡口焊接,腹板用高强度螺栓连接,也可采用焊接,在上柱腹板开 K形坡口 ,要求焊透 。梁接头应位于框架节点塑性区以外,即从梁端算起的1/10 跨长并应大于1. 6m,拼接接头由;翼缘承担弯矩 ,腹
10、板承担剪力。梁的拼接主要用于梁与柱全焊接节点的柱外悬臂梁段与中间梁段的连接,连接形式有 :翼缘为全溶透焊接,腹板为高强度螺栓连接;翼缘 、 腹板都用高强度螺栓连接;翼缘 、 腹板都用全溶透焊接 。3. 4、 框架梁的侧向隅撑按抗震设计的框架梁,在梁可能出现塑性铰处(通常距柱轴线1/81/10 梁跨处 ) ,梁上下翼缘均应设置侧向隅撑。3. 5、 柱脚设计多层钢框架柱脚通常采用埋入式柱脚或外露柱脚 ,均为刚接柱脚。埋入式柱脚埋入砼基础内的深度要求不得小于钢柱截面高度的3倍 ,对于 34层的大型商场,钢框架柱截面高度取500600mm,柱脚埋深就需要1. 5m1. 8m,而大型商场的占地面积很大,
11、埋深大就会使地基处理的土方量增大很多,地基处理的造价也会增大很多 。为减小土方量,降低造价,可采取基础在钢柱下对齐位置局部开挖,满足钢柱埋深,基础其它部分可以浅埋 ,整体开挖深度也可浅挖,使土方量大幅度减小 ,埋入式柱脚在钢柱的埋入部分应设置栓钉,栓钉直径不得小于16mm,并应计算满足轴力、 弯矩 ,钢柱翼缘的保护层厚度对于中间柱不得小于180mm,对于边柱和角柱的外侧不宜小250mm。外露式柱脚宜采用带靴梁的构造,弯矩由靴梁传递 ,柱脚由底板 、 靴梁 、 锚栓组成 。4、 结构计算用钢结构CAD软件STS 框架中第1项三维模型与荷载输入完成建模和荷载输入,并完成结构楼面布置信息及楼面荷载传
12、导与计算后,可接力采用S AT2WE等程序计算,对于节点设计可采用工具箱中的檩条 、 墙梁计算和施工节点连接设计中的梁柱连接、 主次梁连接 、 柱脚连接等辅助设计。5、 围护结构多层钢结构围护结构一般同屋面一样采用保温夹心板 。多悬挂夹心板需设置墙梁,墙梁的要求基本同屋面檩条,在最上层墙梁处宜设斜拉条将拉力传至承重柱 。6、 防锈 、 防火钢构件制作完毕后进行抛丸除锈处理,除锈等级Sa2;钢结构表面防护底漆两道,漆膜总厚度60 m,面漆由业主自理; 3. 3高强螺栓连接范围内的钢构件接触面不得涂刷油漆;需要现场焊接构件的焊接范围内由现场涂刷油漆;埋入式柱脚在混凝土中部分不得涂刷油漆(柱脚处-
13、0 . 500标高以下范围内) ; 0 .000以下的钢结构表面涂刷掺水泥重量2%的 NaNO水泥砂浆,再用 C10砼包至室内地面以上150mm处 ,包脚砼的厚度为100;钢结构在使用过程中应定期进行油漆 、 维护 。需做防火涂层的钢材表面可除锈后只做底漆涂层。主钢结构出厂时涂覆醇酸防锈底漆,干膜厚度不小于60 m,在结构安装后涂覆与底漆相容的防锈面漆。钢结构宜采用防火涂料防火,按建筑物耐火等级及构件耐火时限,根据钢结构防火涂料应用技术规范 CECS24,选用涂料的类别及构造做法。喷涂放火(下转第4页 )312006年 9月总第135期 陕西建筑名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
14、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 加快农村小城镇建设步伐。加快城郊、沿国道和省道等重点小城镇以道路建设为中心的基础设施建设 ,尽快形成县乡村快速通道,把发展小城镇与农业产业结构调整、发展乡镇企业、发展第三产业和发展非公有制经济紧密结合起来,建设各具特色的小城镇。 积极探索促使乡镇企业适度集中发展、合理布局的政策措施,以此作为带动小城镇发展的主要手段。要从建立激励机制入手,通过完善的工业园区基础和服务设施 ,吸引乡镇企业进入;制订土地使用费的不同标准 ,使进入工业
15、园区的企业可以降低生产成本。 尽快放开小城镇的户籍管理制度。在条件成熟时自下而上地依次放开。建立起新的户籍登记办法 ,对具有投资移民性质的城市新增居民,要有相应的优惠政策 。4科学规划推动城镇化快速发展为了加快推进城镇化进程,旬阳完成了20032020年城市总体规划的修编工作。这是坚持统筹城市经济社会发展,加快城镇化建设的基础和前提。总规中 ,以产业发展为支撑,以先进文化为内涵,规划出一条立足旬阳发展实际,加快城市化建设的新路子。具体目标到2010年城镇化率达到30% , 2020年 ,城镇化率达到55%。按照上述目标要求,城市规划部门今后注重抓好以下四个方面的工作:4. 1高度重视城镇体系规
16、划编制要认真研究县域各等次城镇经济发展的链接状态 ,明确城镇发展和布局的原则,体现区域性生态建设和资源保护要求,统筹重要基础设施建设,划定需要严格保护和控制开发的地区,把规划的视野从单独的县城扩展到县域。把规划编制的重点从开发建设布局转向重视土地、 水 、 能源等资源的保护利用和空间管制 ;从重视城镇规模转向重视控制合理的生态环境和科学的发展标准;促进区域的协调发展,实现城市的可持续发展。4. 2认真编制近期建设规划近期建设规划是实施城市总体规划的近期安排,是近期建设项目安排的依据,是解决当前城市规划建设诸多问题的主要手段。编制近期建设规划,要适时校正城市长远发展策略和目标;加强建设用地布局和
17、控制的研究;研究规划实施的政策条件与措施。4. 3加强控制性详细规划的编制国务院和九部委、 省政府的文件反复强调控制性详细规划对指导建设用地和项目的重要性,并提出未编制控制性详细规划的,不得批准建设项目。编制控制性详细规划可以分片分阶段编制,先编制重要地段 ,两年内全部完成。4. 4坚持和完善各种制度城乡规划制定与实施,涉及全市的利益和最广大人民群众的根本利益,因此 ,我们要坚持实行民主决策 。第一 ,要坚持和完善各种制度,特别是要坚持专家咨询制度、 建设项目一书两证制度、 听证制度。第二 ,要坚持政务公开,建设“ 阳光 ” 工程 。第三 ,要积极接受人大 、 政协的监督。第四 ,要建立行政管
18、理首问制 ,对规划实施 、 规划审批 、 规划监督中出现的问题严格追究有关人员的行政责任。(上接第13页 )涂料前 ,钢材表面按规定进行除锈,并进行1 - 2遍底漆涂装 ,宜优先采用薄涂形防火涂料,对重要的钢柱,应采用厚涂形防火涂料。涂层的厚度宜直接采用实际构件的耐火实验数据。依据标准及参考文献: 1国家标准 钢结构设计规范 GB 500172003 2 行业标准 高层民用建筑钢结构技术规程JGJ9998 3 国家标准 建筑抗震设计规范 GB 500112001 4 钢结构设计手册(第三版 ) 5 全国民用建筑工程设计技术措施(结构 ) 6 陈绍蕃顾强钢结构 7 钢结构CAD软件 STS4陕西建筑 2006年 9月总第135期名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -