姜琳
摘 要:型鋼混凝土用鋼骨在構(gòu)件中做骨架,很好地改善了混凝土的受力狀態(tài),縮小了混凝土豎向構(gòu)件的截面,增加了建筑物的使用面積,因此近幾年來(lái),鋼骨混凝土在高層建筑中應(yīng)用得較多。在進(jìn)行型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者常會(huì)遇到一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。以具體工程為例,提出需要注意的幾個(gè)問(wèn)題,以期為有關(guān)方面提供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞:型鋼混凝土;鋼骨;牛腿腹板;鋼柱高度
中圖分類號(hào):TU222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.098
1 工程案例簡(jiǎn)介
該工程位于烏魯木齊市國(guó)際會(huì)展中心片區(qū)。上部結(jié)構(gòu)主要由三部分組成,分別為A區(qū)——輔樓(6層),B區(qū)——主樓(23層,帶2~4層裙房),C區(qū)——連接體(2層);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為:設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年,使用年限為50年。建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí),B區(qū)結(jié)構(gòu)體系為框架—核心筒結(jié)構(gòu),框架與核心筒的抗震等級(jí)均為一級(jí)。B區(qū)大部分鋼骨采用“十”字柱,截面寬度在600~1 000 mm之間,材質(zhì)除個(gè)別采用Q390GJ外,其余均采用Q345B。該工程結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)
本項(xiàng)目在進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者需要注意以下幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
2.1 鋼柱高度誤差控制
B區(qū)共有23層,其中,型鋼混凝土部分共有10層。根據(jù)車間生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)吊裝要求,采取了一層一段,分段制作的方式。設(shè)計(jì)要求上、下柱采用連接板連接,柱與柱之間留有5 mm的間隙,焊縫為全熔透焊縫?,F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),先找對(duì)拼接位置,固定、檢驗(yàn)、校準(zhǔn)后施焊。如果車間加工出現(xiàn)誤差,上、下柱間間隙太大或者太小,極易導(dǎo)致施焊時(shí)焊縫堆積過(guò)多或者施焊空間不足,無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。
2.2 取消栓釘
栓釘在以下區(qū)域需取消:①C區(qū)在標(biāo)高-0.15(請(qǐng)?jiān)儐?wèn)作者此處數(shù)字的單位)以上全部采用鋼框架結(jié)構(gòu),因此在這個(gè)標(biāo)高以上的栓釘需全部取消。②在型鋼柱與鋼筋混凝土梁的連接中,如果節(jié)點(diǎn)區(qū)域設(shè)置栓釘,會(huì)影響梁上部鋼筋、下部鋼筋與牛腿的焊接;同時(shí),設(shè)置栓釘?shù)哪康氖浅惺芗袅ΓM任恢檬芰σ呀?jīng)滿足,此位置的栓釘也需取消,具體如圖2所示。
2.3 鋼骨構(gòu)件與混凝土相關(guān)的部分構(gòu)造
鋼筋和混凝土之所以共同工作,主要出于以下三個(gè)原因:①混凝土結(jié)硬后,能與鋼筋牢固地黏結(jié),互相傳遞應(yīng)力、共同變形。
這兩者間的黏結(jié)力是鋼筋和混凝土共同工作的基礎(chǔ)。②鋼筋和混凝土具有相近的溫度線膨脹系數(shù)。當(dāng)溫度變化時(shí),混凝土與鋼筋之間不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的相對(duì)變形和溫度應(yīng)力。③混凝土提供的堿性環(huán)境可以保護(hù)鋼筋免遭銹蝕,因此,零部件都應(yīng)該包在混凝土里面。
2.4 鋼筋穿孔大小
由于該工程設(shè)計(jì)鋼筋為HPB300級(jí)熱軋光圓鋼筋和HRB400級(jí)熱軋帶肋鋼筋,對(duì)于鋼筋穿孔大小,設(shè)計(jì)要求參照表1.設(shè)計(jì)中需特別強(qiáng)調(diào),型鋼上穿孔應(yīng)兼顧減少型鋼截面損失與便于施工兩個(gè)方面。實(shí)際構(gòu)件被加工運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后,穿鋼筋作業(yè)并不便利,因此建議當(dāng)鋼筋直徑≥25 mm時(shí),穿孔大小都要大于鋼筋直徑15 mm。如果鋼筋滿足錨固長(zhǎng)度,不需要在鋼骨腹板上打孔或者加設(shè)連接板。
2.5 勁板的標(biāo)高
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在牛腿標(biāo)高對(duì)應(yīng)鋼骨的位置加設(shè)勁板。前期勁板剛好放在孔下方,車間在焊接成型后,由于焊縫的堆積,實(shí)際可用孔徑已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)圖中的孔徑。為了改善這種狀況,建議勁板至少錯(cuò)開(kāi)腹板孔10 mm,也可根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整。
2.6 綴條的下料
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在“十”字柱四周加設(shè)綴條。如果綴條按照鋼骨翼緣外邊到外邊端點(diǎn)最長(zhǎng)點(diǎn)下料,車間焊接成型后,焊縫堆積,綴條全部凸出鋼柱。經(jīng)過(guò)調(diào)整,改為板件靠近鋼骨內(nèi)側(cè)尺寸下料,很好地避開(kāi)了上述問(wèn)題,具體如圖3所示。
2.7 勁板的分解
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,原有勁板是沿著鋼骨內(nèi)側(cè)連接成的異形板,后期考慮到混凝土的澆筑,如果勁板與焊接在外側(cè)的綴條間隙過(guò)小,不利于后期施工。通過(guò)與設(shè)計(jì)院溝通,更改了勁板的形狀,增加了圓弧倒角,具體如圖4所示。
2.8 牛腿腹板
由于牛腿上翼緣板布置上部鋼筋,下翼緣板布置下部鋼筋,腹板將上、下翼緣連接為一個(gè)整體。如果梁鋼筋第二排比較少,可以直接穿過(guò)鋼骨。為了使牛腿腹板避開(kāi)箍筋孔,可以采用參考節(jié)點(diǎn)。但如果第二排鋼筋比較多,可以將一部分鋼筋穿過(guò)腹板,另一部分焊接在上翼緣板上,腹板與較長(zhǎng)翼緣平齊,此時(shí)的腹板無(wú)法避開(kāi)箍筋孔,具體如圖5所示。由于節(jié)點(diǎn)域箍筋比較密集,箍筋形式多樣,許多施工人員為了施工方便,在距鋼骨較遠(yuǎn)的箍筋孔打長(zhǎng)圓孔,這在很大程度上削弱了牛腿腹板,更不利于土建施工。對(duì)于上述問(wèn)題,筆者建議采用以下兩個(gè)方案解決:①參考避開(kāi)箍筋孔的方法處理,使牛腿上、下翼緣懸挑;②取消牛腿腹板,使密集的箍筋自由穿過(guò)。
2.9 雙排鋼筋對(duì)設(shè)計(jì)的影響
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,當(dāng)梁上部鋼筋比較密集時(shí),在滿足保護(hù)層的前提下,按照鋼筋在梁截面均分的原則布置雙排鋼筋。經(jīng)過(guò)實(shí)際放樣,發(fā)現(xiàn)很多鋼筋的凈間距無(wú)法滿足要求的最小間距——25 mm,很多僅有13 mm。同時(shí),根據(jù)圖紙要求,當(dāng)腹板截面損失大于25%時(shí),需要補(bǔ)強(qiáng)。目前,補(bǔ)強(qiáng)方案有以下三種:①開(kāi)U形槽,如圖6所示;②在補(bǔ)強(qiáng)板上開(kāi)長(zhǎng)圓孔,如圖7所示;③將單排鋼筋布置成雙排。
針對(duì)上述問(wèn)題,設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)應(yīng)將鋼骨打孔考慮進(jìn)去。當(dāng)梁截面寬度較窄時(shí),考慮是否可以將單排鋼筋布置成雙排。在滿足結(jié)構(gòu)受力的前提下結(jié)合實(shí)際,避免焊縫被打穿。
2.10 其他要點(diǎn)
深化設(shè)計(jì)中,標(biāo)注尺寸時(shí)應(yīng)從鋼骨中心標(biāo)注,不宜從柱邊標(biāo)注。鋼板在生產(chǎn)、制作過(guò)程中有負(fù)偏差,鋼柱加工成型后截面也會(huì)出現(xiàn)偏差。另外,結(jié)構(gòu)受力都是沿著形心線傳遞,因此,鋼骨中心才是標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)。
當(dāng)兩個(gè)方向的梁截面相同時(shí),如果上、下都有兩排鋼筋,除必須滿足兩個(gè)方向鋼筋穿過(guò)鋼骨錯(cuò)開(kāi)一個(gè)鋼筋直徑+5 mm外,還要兼顧一個(gè)方向部分鋼筋穿過(guò)牛腿腹板預(yù)留孔,對(duì)于有干擾的箍筋孔、其他抗扭鋼筋用板等都應(yīng)該避讓。
3 總結(jié)
通過(guò)本文的論述,可總結(jié)出以下幾點(diǎn):①分解圖紙前,需仔細(xì)閱讀圖紙,并與設(shè)計(jì)師溝通;②分解圖紙時(shí)應(yīng)考慮便于施工操作;③分解圖紙時(shí)應(yīng)盡量保證原設(shè)計(jì)的意圖,需要改變時(shí)應(yīng)從最早的設(shè)計(jì)考量出發(fā),協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、加工、施工操作(此條是有先后主次關(guān)系的);④不同設(shè)計(jì)階段需要注意的要點(diǎn)不同,要在遵循自己所在階段的原則的同時(shí),兼顧上一階段、下一階段的可靠和便捷。
參考文獻(xiàn)
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[2]王家鼎,王新武,王映梅.建筑結(jié)構(gòu)[M].第二版.大連:大連理工大學(xué)出版社,2013.
〔編輯:劉曉芳〕