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    多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

    2018-06-11 01:49:24李超
    科學(xué)與財(cái)富 2018年12期
    關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    李超

    摘 要:在房屋建筑中,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅影響建筑的美觀性,還對(duì)建筑的承載能力與穩(wěn)固性有著決定性的影響。在多層輕型房屋建設(shè)中,鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠發(fā)揮良好的作用,實(shí)際應(yīng)用效果很好。文章探究了多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞:輕型房屋;鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

    引言

    隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的建筑工程投入施工。對(duì)比普通混凝土結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)有自重較輕、鋼材的抗振( 震) 性、抗沖擊性好、施工周期短等特點(diǎn)。與此同時(shí),鋼產(chǎn)量也在不斷提高,在這樣的環(huán)境下,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景很好。

    一、多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

    輕型鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展已經(jīng)有二十多年的發(fā)展歷史,雖然我國(guó)的輕型鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展起步相對(duì)比較晚,但是在發(fā)展的速度上是比較快的,輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋的占比也在進(jìn)一步加大。在隨著全面改革的進(jìn)一步深化實(shí)施,我國(guó)在輕型鋼結(jié)構(gòu)的房屋建設(shè)方面給予了很大支持,輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)的應(yīng)用也逐漸成熟,在基礎(chǔ)力量上逐漸地加強(qiáng)。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作是保障輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量保障的基礎(chǔ),這對(duì)設(shè)計(jì)人員來說也是一次很大地挑戰(zhàn),只有充分重視多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的靈活運(yùn)用,提高技術(shù)應(yīng)用水平,才能促進(jìn)我國(guó)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多元化發(fā)展。

    二、多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析

    多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)過程中,受到諸多因素的影響,還存在相應(yīng)的問題有待解決。這些問題主要體現(xiàn)在,沒有健全鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范要求,這就使得在具體的設(shè)計(jì)施工等方面缺少有效依據(jù)。當(dāng)前對(duì)建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還是采用比較老的,已經(jīng)和當(dāng)前多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求不相契合,一些設(shè)計(jì)指標(biāo)和現(xiàn)有的規(guī)范要求得不到滿足,相關(guān)的條文當(dāng)中規(guī)定不使用2mm及以下的鋼材制作承重結(jié)構(gòu),而對(duì)國(guó)外使用的壁厚為0.8~1.6mm的輕型鋼材,在我國(guó)卻并沒有此結(jié)構(gòu)體系的受力情況、安全性等理論依據(jù),也比較缺少相應(yīng)的實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息,這樣就必然會(huì)影響實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工工作的順利開展。

    (1)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的保溫以及節(jié)能效率低的問題較為突出。由于鋼材料的傳熱系數(shù)比較大,在熱量的傳導(dǎo)和散熱方面比較快,這樣較容易出現(xiàn)冷橋現(xiàn)象,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能問題的解決就顯得比較重要。和傳統(tǒng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)的保溫方法相似,也要通過內(nèi)外保溫的方式進(jìn)行實(shí)施,在具體的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,就要能對(duì)這些基礎(chǔ)層面加以重視,要能滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)需求。而在具體設(shè)計(jì)工作的開展中,如果設(shè)計(jì)人員沒有對(duì)此加強(qiáng)重視,就會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)房屋的保溫節(jié)能效率比較低。

    (2)未注重設(shè)計(jì)中的防火以及隔音的考慮。多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,雖然鋼結(jié)構(gòu)有著諸多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),但也存在一些不足,主要體現(xiàn)在防火性能比較薄弱,隔音效果不佳,而在實(shí)際設(shè)計(jì)中就要對(duì)此類問題有充分的考慮,從而保障提高設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。但是在具體的設(shè)計(jì)工作實(shí)施中,一些設(shè)計(jì)人員并未充分重視,致使鋼結(jié)構(gòu)的房屋存在諸多安全隱患。

    (3)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)觀念相對(duì)比較滯后,沒有和時(shí)代發(fā)展要求相契合。輕型鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)性能有著不同,在設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用上也有著不同。而當(dāng)前我國(guó)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員,常常會(huì)將傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等同看待,從而必然出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的問題,使得結(jié)構(gòu)上對(duì)房屋建筑的風(fēng)格得不到有效表現(xiàn),對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量上也有著很大影響。

    三、多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)用

    為保障多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量水平提高,就要從多方面充分重視,在設(shè)計(jì)的方案制定過程中體現(xiàn)出完善性。筆者結(jié)合實(shí)際,對(duì)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制定了相應(yīng)方案,如下所述。

    (1)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在對(duì)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,在基本方案上要加強(qiáng)重視,其中的結(jié)構(gòu)體系制定要注意,多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,要結(jié)合實(shí)際房屋的需要來確定,有的是需要懸掛的結(jié)構(gòu),有的則是通過框架結(jié)構(gòu)來達(dá)到相應(yīng)的要求,這就要求設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際的需要來選擇確定。在對(duì)框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方面,主要的優(yōu)勢(shì)就是平面布置相對(duì)比較靈活,各部分結(jié)構(gòu)剛度的均勻性能鮮明呈現(xiàn),框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單化,施工也方便,但其側(cè)向剛度小,可采用框架-抗剪桁架結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)來加以解決。而懸掛結(jié)構(gòu)的應(yīng)用面雖然相對(duì)較窄,但有著良好的抗震功能。在對(duì)梁柱的截面設(shè)計(jì)方面,主要是通過選擇軋制和焊接工形截面的方式實(shí)現(xiàn),有著良好穩(wěn)定性。在構(gòu)件的組合層面,主要是通過焊接構(gòu)件,能保持其剛度。

    (2)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)支撐體系設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)的支撐體系,主要就是起到強(qiáng)化剛度的作用,能有效抵抗水平風(fēng)荷載以及地震的作用,材料方面以槽鋼和角鋼的應(yīng)用比較多,在具體的設(shè)計(jì)過程中,就要求設(shè)計(jì)者能結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)要求,沿著縱橫單向布置或者是雙向布置。支撐和框架鉸接然后依照著拉桿或者是壓桿來實(shí)施設(shè)計(jì),在支撐設(shè)計(jì)中對(duì)門窗的布置要能充分的考慮,采用X型以及單斜桿型或者倒人字型等加以應(yīng)用,這樣能夠在強(qiáng)震的作用下有著吸能耗能的作用。設(shè)計(jì)過程中要能在不影響房屋建筑功能的基礎(chǔ)上,在平面上支撐能均勻性的布置。

    (3)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中,對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是重要環(huán)節(jié),梁柱的連接方式主要有幾個(gè)重要方式,剛接以及鉸接和半剛接。其中的鉸接方式的構(gòu)造相對(duì)比較簡(jiǎn)單化,在具體的制造以及安裝上就比較的方便。采用剛接這一連接的方式的時(shí)候,就要進(jìn)行設(shè)置支撐或者是剪力墻來承受水平荷載。而對(duì)于半剛性的連接方式應(yīng)用,在接受力的性能上就比較突出。在當(dāng)前的多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)的連接方式應(yīng)用比較廣泛的就是鉸接和剛接的形式,比較常用的剛接節(jié)點(diǎn)就是梁翼緣和柱通過對(duì)接焊縫連接,梁腹板和柱通過連接板使用高強(qiáng)度螺栓摩擦型進(jìn)行連接的,這樣能夠保障連接的質(zhì)量。

    (4)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來說,有著很重要的作用,為能對(duì)多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)自重有效減輕,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行圍護(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候,就要采取輕質(zhì)的材料加以應(yīng)用,多層房屋鋼結(jié)構(gòu)外墻墻體通過輕質(zhì)填充材料來應(yīng)用,常見的有壓型鋼板加上輕質(zhì)保溫層以及加氣混凝土等組成的復(fù)合墻體。有的房屋外墻是通過玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋內(nèi)隔墻主要為減重使用空心砌塊等材料。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)下,就能有助于優(yōu)化多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式比較多,其中的條形基礎(chǔ)以及獨(dú)立基礎(chǔ)都比較常用。

    綜上所述,住宅設(shè)計(jì)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)方面的研究,根據(jù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和要求對(duì)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì),以不斷推廣輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅,促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)的不斷發(fā)展。

    參考文獻(xiàn):

    [1]蔣寶鋒.關(guān)于多層輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的分析[J].科技傳播,2016,8(02):70+74.

    [2]榮炳春.多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(13):174.

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