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      浅析钢结构的技术性能?

      发布时间:2018-12-6 16:44:46浏览次数:10019文章出处:外墙设计机构

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        随着钢结构应用的急剧增长,结构形式日益丰富,不同的结构体系和截面特性的钢结构,其结构延性差异较大,为贯彻国家提出的“鼓励用钢、合理用钢”的经济政策,根据现行《建筑抗震设计规范》GB50011(简称“抗规”)及《构筑物抗震设计规范》GB50191规定的抗震设计原则,针对钢结构特点,《钢结构设计标准》GB50017-2017(简称“新钢标”)增加了钢结构的抗震性能设计内容。

        根据性能设计的钢结构,其抗震设计准则为:验算本地区抗震设防烈度的多遇地震作用的构件承载力和结构弹性变形(小震不坏)、根据其延性验算设防地震作用下的承载力(中震可修)、验算罕遇地震作用的弹塑性变形(大震不倒)。

      浅析钢结构的技术性能?

      钢结构支架图

        在钢结构安装过程中技术人员需要完整的了解钢结构的技术性能,这是必不可少的环节之一。

        保温节能技术轻钢结构为确保达到保温效果,在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。建筑轻钢结构住宅一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维网格布外,在墙外侧再贴一层保温材料,有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥;楼层之间搁栅内填充玻璃纤维,减少通过楼层的热传递;所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维,减少户墙之间的热传递。

        对于很多结构,地震作用并不是结构设计的主要控制因素,其构件实际具有的受震承载力很高,因此,抗震构造可适当的降低,从而降低能耗,节省造价。

        抗震设计的本质是控制地震施加给建筑物的能量,弹性变形与塑性变形(延性)均可消耗能量。在能量输入相同的条件下,结构延性越好,弹性承载力要求越低,反之,结构延性差,则弹性承载力要求高,在新钢标中简称为“高延性-低承载力”和“低延性-高承载力”两种抗震设计思路,均可达成大致相同的设防目标。结构根据预先设定的延性等级确定对应的地震作用设计方法,称为“性能化设计方法”。

        结构遵循现有的抗震规范规定,采用的也是某种性能化设计的手段,不同点仅在于地震作用按小震设计意味着延性仅有一种选择,由于设计条件及要求的多样化,实际工程按照某类特定延性的要求实施,有时将导致设计不合理,甚至难以实现。

        大部分钢结构由薄壁板件构成,针对结构体系的多样性及其不同的设防要求,采用合理的抗震设计思路才能在保证抗震设防目标的前提下减少结构的用钢量。虽然大部分多高层结构适合采用高延性-低承载力的设计思路,但是对于多层钢框架结构,在低烈度区,采用低延性-高承载力的抗震思路可能更合理,单层工业厂房也更适合采用低延性-高承载力的抗震设计思路。对于高烈度区的结构及较高的钢框架结构,设计中不应采用低延性结构,建议采用高延性-低承载力的抗震设计思路。

        (1)高层钢结构技术。根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构,其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质轻延性好,可采用焊接型钢或轧制型钢,适用于超高建层建筑;劲性钢筋混凝土构件刚度大,防火性能好,适用于中高层建筑或底部结构;钢管混凝土施工简便,仅用于柱结构。

        (2)空间钢结构技术。空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观,施工速度快。以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。具有空间刚度大,用钢量低的优点,在设计、施工和检验规程,并可提供完备的CAD。除网架结构外,空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。

        (3)轻钢结构技术。伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条,圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系,柱距可从6m到9m,跨度可达30m或更大,高度可达十几米,并可设轻型吊四。用钢量20~30kg/m2。现已有标准化的设计程序和专业化生产企业,产品质量好,安装速度快天津鑫泰幕墙有限公司,重量轻,投资少,施工不受季节限制,适用于各种轻型工业厂房。

        (4)钢混凝土组合结构技术。以型钢或钢管理与混凝土构件组成的梁、柱承重结构为钢混组合结构,近年来应用范围日益扩大。组合结构兼有钢与混凝土两者的优点,整体强度大、刚性好、抗震性能良好,当采用外包混凝土构造时,更具有良好的耐火和耐腐蚀性能。组合结构构件一般可降低用钢量15~20%。组合楼盖及钢管混凝土构件,还具有少支模或不支模、施工方便快速的优点,推广潜力较大。适用于随较大荷载的多层或高层建筑的框架梁、柱及楼盖,工业建筑柱和楼盖等。

        (5)高强度螺栓连接与焊接技术。高强螺栓是通过磨擦力来传递应力,由螺栓、螺母和垫圈三部分组成。高强螺栓连接施工简便、拆除灵活、承载力高、抗疲劳性能和自锁性好、安全性高等优点,工程中已取代了铆接和部分焊接,成为钢结构制作及安装中的主要连接手段。在车间内制作的钢构件,厚板应采用自动多丝弧埋焊,箱形柱隔板应采用熔咀电渣焊等技术。现场安装施工中,应采用半自动焊技术和气体保护焊药芯焊丝及自保护药芯焊丝技术。

        (6)钢结构防护技术。钢结构防护包括防火、防腐、防锈,一般是采用在防火涂料处理后无需再作防锈处理,但在有腐蚀气体的建筑中尚需作防腐处理。国内防火涂料种类较多,如TN系列、MC-10等安徽幕墙设计公司口碑,其中MC-10防火涂料有醇酸磁漆、氯化橡胶漆、氟橡胶涂料及氯磺化涂料等。在施工中应根据钢结构型式、耐火等级要求及环境要求选用合适的涂料及涂层厚度。

        防火技术轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用, 轻钢结构住宅的耐火等级为四级。建筑轻钢结构住宅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板,对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护,以达到1个小时的防火要求,另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。

        隔声技术轻钢结构在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉,有效阻止了通过空气传播的音频部分,而对于通过固体传播的冲击声上海东方金融广场玻璃幕墙设计效果图,作如下构造处理:对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体;而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨,用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。

      • 文章来源:外墙设计机构
      • 文章标题:浅析钢结构的技术性能?
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