型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)淺析

1、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)淺析摘要：型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用較為普遍的建筑結(jié)構(gòu)，本文對(duì)型鋼混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了具體的研究，并對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的探討。關(guān)鍵詞：型鋼混凝土；鋼結(jié)構(gòu)；深化設(shè)計(jì)近年來，我國的建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，建筑的結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)水平也發(fā)生了巨大的變化，尤其是大量高層建筑的涌現(xiàn)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的要求也越來越高。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),不但滿足了對(duì)建筑本身強(qiáng)度和穩(wěn)定性的需要，也滿足了建筑工程對(duì)施工工藝和施工水平的需要。鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)是型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在施工之前不可缺少的工作之一，也是工程設(shè)計(jì)得到實(shí)現(xiàn)的有效途徑。本文將對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)工作進(jìn)行深入研究

2、。1型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的概念及特點(diǎn)1.1型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的概念及特點(diǎn)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)主要是指在混凝土中配置型鋼，從而形成一種建筑結(jié)構(gòu)體系。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)也可稱為勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或者包鋼混凝土結(jié)構(gòu)。型鋼具混凝土具有較好的強(qiáng)度、剛度和抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代高層建筑中得到了普遍的應(yīng)用。型鋼混凝土主要具有以下特點(diǎn)：1.1.1承載能力高：型鋼混凝土的含鋼量較高，其結(jié)構(gòu)比外形相同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力要高出個(gè)倍多，所以要相同的何載狀況下，使用型鋼混凝土能夠有效減小構(gòu)件的截面尺寸，從而增加建筑的使用面積和降低建筑的層高，大大的提高了建筑經(jīng)濟(jì)效益。1.1.2施工方便：型鋼在混凝土澆筑之前已經(jīng)形成了鋼結(jié)構(gòu)，在

3、承載力提高的同時(shí)，也有利于減少模板的支撐，甚至不需要設(shè)置支撐，可直接將模板懸掛在型鋼上，所以型鋼混凝土可以有效減少模板支撐的成本，也能夠使施工速度得到提高。因?yàn)樾弯摶炷敛恍枰R時(shí)立柱，也有利于設(shè)備的安裝。1.1.3耐火性和抗腐蝕性較強(qiáng)：型鋼混凝土較普遍的鋼結(jié)構(gòu)有著較強(qiáng)的耐火性和抗腐蝕性，而且它外包的混凝土與型鋼結(jié)構(gòu)一起受力，也可節(jié)省大量的鋼材。1.1.4延性較強(qiáng)：型鋼混凝土尤其是實(shí)腹式的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，比普遍鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性好，所以也具有較好的抗震性，非常適合應(yīng)用于高層建筑和地震頻繁地區(qū)。1.2型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應(yīng)用對(duì)型鋼混凝土研究較早的國家是日本，目前日本型鋼混凝土的相關(guān)試驗(yàn)在國際

4、上也比較領(lǐng)先。日本型鋼混凝土結(jié)構(gòu)最初是以鋼骨為主，鋼筋為輔的結(jié)構(gòu)形式，二十世紀(jì)七十年代以后，逐漸采用了以實(shí)腹式為主要的結(jié)構(gòu)形式。通過多年的研究和試驗(yàn)，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)基本上已經(jīng)形成了較為完整的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法。在歐美國家，型鋼混凝土的最初是為了滿足其耐火性，而在鋼結(jié)構(gòu)之外包裹混凝土，稱為混凝土包鋼結(jié)構(gòu)。二戰(zhàn)結(jié)束之后，前蘇聯(lián)曾經(jīng)大量采用了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，五十年代對(duì)空腹式鋼骨混凝土構(gòu)件進(jìn)行了大量的研究，從1978開始才進(jìn)行以實(shí)腹式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)為主的試驗(yàn)。我國的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)研究較晚，具體的開始研究是在上世紀(jì)八十年代中后期，之后進(jìn)行了大量的包括梁、柱以及節(jié)點(diǎn)的研究試驗(yàn)，也進(jìn)行了大量的力學(xué)分析從而制

5、定出了相應(yīng)的規(guī)程。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國最初應(yīng)用于工業(yè)廠房上，隨著型鋼混凝土技術(shù)的不斷成熟，上世紀(jì)八十年代后，逐漸的開始應(yīng)用于高層或者超高層建筑當(dāng)中。較為典型的是香港中國銀行大廈，其結(jié)構(gòu)的總高為315m，整夜大廈采用五根型鋼混凝土柱組成。上海金貿(mào)大廈則是由核心筒加圈復(fù)合巨型術(shù)的H型鋼、鋼筋和高強(qiáng)混凝土組成。其巨型術(shù)中的H型鋼具有抵抗豎向何載和水平荷載的作用。隨著型鋼混凝土的不斷發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也在逐步擴(kuò)大，比如在橋梁工程上的應(yīng)用。在橋梁工程中型鋼混凝土也逐漸從局部構(gòu)件的應(yīng)用，發(fā)展到了橋梁整體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。2型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)也稱為加工詳圖，是鋼結(jié)構(gòu)加工前不缺少的工

6、作，它是通過對(duì)設(shè)計(jì)文件的細(xì)化、補(bǔ)充以及量化，來繪制成構(gòu)件、部件和零件等不同需要的圖紙，從而進(jìn)行工廠制作和現(xiàn)場安裝。鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)主要以鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，由鋼結(jié)構(gòu)加工單位進(jìn)行深化編制和完成，并作為鋼結(jié)構(gòu)加工和安裝的依據(jù)。這兩種設(shè)計(jì)方法分工較為合理，有利于保證工程的施工質(zhì)量，也便于施工。2.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)：2.1.1深化設(shè)計(jì)內(nèi)容：鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括圖紙的目錄說明；深化設(shè)計(jì)的總說明；結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝布置總圖；通過節(jié)點(diǎn)焊接工藝圖；構(gòu)件圖、部件圖、零件圖；構(gòu)件或者零件清單等。2.1.2準(zhǔn)備工作：進(jìn)行深化設(shè)計(jì)并需要進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估，包括進(jìn)度評(píng)估和能力評(píng)估。另外還要進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)圖紙的會(huì)審，以便全面了解設(shè)計(jì)

7、內(nèi)容，使各相關(guān)人員和部門的工作能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一。同時(shí)找出設(shè)計(jì)中存在的問題，在會(huì)審中進(jìn)行解決以免影響后期深化設(shè)計(jì)。2.1.3工作要求:進(jìn)行深化設(shè)計(jì)的工作人員，應(yīng)該本著認(rèn)真而負(fù)責(zé)的態(tài)度做好加工詳圖；讀懂設(shè)計(jì)文件的每項(xiàng)內(nèi)容和要求是深化設(shè)計(jì)人員的基本工作，如發(fā)現(xiàn)任何設(shè)計(jì)問題應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行調(diào)整協(xié)商；鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的總說明，主要包括設(shè)計(jì)依據(jù)、制作安裝說明、構(gòu)件材質(zhì)要求、表面處理要求以及其它各細(xì)節(jié)要求的說明；工廠生產(chǎn)的各分段構(gòu)件在現(xiàn)場拼裝時(shí)的所有數(shù)據(jù)都必須在總裝圖中進(jìn)行說明；構(gòu)件圖應(yīng)該包括現(xiàn)場拼裝的信息和各階段的驗(yàn)收記錄，以及特殊焊點(diǎn)的焊接要求等；構(gòu)件安裝的布置圖主要包括梁、柱等主要構(gòu)件的分布情況，同時(shí)構(gòu)件的編號(hào)

8、必須與圖紙標(biāo)注的構(gòu)件編號(hào)一致；材料表上要標(biāo)注完整的構(gòu)件或者零件的編號(hào)、材質(zhì)、數(shù)量和重量等參數(shù)。2.2節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則是節(jié)點(diǎn)連接的承載力要高于構(gòu)件截面的承載力；進(jìn)行安裝單元?jiǎng)澐謺r(shí)，工地的接頭應(yīng)該考慮到人工焊接時(shí)的位置適合度和舒適度，以方便安裝為原則。柱要設(shè)計(jì)在主梁上端的11.3米位置，梁的設(shè)計(jì)每跨一個(gè)單元，結(jié)合現(xiàn)場的塔吊情況進(jìn)行分段，但其接頭位置應(yīng)該設(shè)在跨的1/31/4處。進(jìn)行懸臂梁段的安裝單元時(shí)，懸臂梁的長度可以根據(jù)梁的跨度和荷載進(jìn)行設(shè)定，框筒結(jié)構(gòu)在采用帶懸臂梁段的柱安裝時(shí)，梁的接頭可以設(shè)在跨中位置；構(gòu)件焊接時(shí)等強(qiáng)連接的對(duì)接接頭，其拼料的長度要大于300mm，縱橫方向的對(duì)接焊

9、縫要錯(cuò)開大于200mm；梁、柱的焊接組合可采用全焊透或者部分焊透的對(duì)接與角接組合焊縫形式，角焊縫可采用加強(qiáng)全熔透焊縫或者部分熔透焊縫的對(duì)接焊縫；梁、柱的對(duì)接應(yīng)該采用等強(qiáng)全熔透焊縫的形式；安裝單元的節(jié)點(diǎn)連接包括染與柱的連接、柱與柱的連接以及梁與梁的連接。2.3深化設(shè)計(jì)質(zhì)量控制措施進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時(shí)，要從內(nèi)部與外部的質(zhì)量來控制。內(nèi)部質(zhì)量控制的重點(diǎn)是減少設(shè)計(jì)過程和深化文件的出錯(cuò)頻率。反復(fù)的校對(duì)和審核是較為有效的方法，也可應(yīng)用較為實(shí)用的深化設(shè)計(jì)軟件。另外，深化設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)也是控制內(nèi)部質(zhì)量的重要因素，所以全面提升深化設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)是保證深化設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵；對(duì)于外部質(zhì)量的控制措施，主要是對(duì)設(shè)計(jì)文件的嚴(yán)格檢查盡量減少和避免因設(shè)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致的深化錯(cuò)誤，從而造成加工困難、安裝不便等問題。3結(jié)論型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)，有著較強(qiáng)的提升空間和發(fā)展前景。鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)需要大量的高素質(zhì)、高水平專業(yè)人才，所以，我們應(yīng)該在培養(yǎng)深化設(shè)計(jì)人才方面，提