混凝土结构钢结构过渡层处理

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浅谈高层建筑钢骨混凝土结构转换层施工

浅谈高层建筑钢骨混凝土结构转换层施工

浅谈高层建筑钢骨混凝土结构转换层施工摘要本文就高层建筑施工中钢骨混凝土的结构转换层所出现的问题进行简述,并针对其问题提出分析及解决事项。

关键词高层建筑;钢骨混凝土结构;转换层;施工技术若要高层建筑使用者的人身安全连同财产得到有效的保障,则要对此类建筑的钢筋混凝土转换层进行高标准、严要求。

施工前的预估工作必不可少。

在施工之前,施工进展中很可能涉及到的技术难关,需要未雨绸缪,并制定出解决措施,可行性方案创建之后,再对症下药,将所出现问题,有针对性的解决,以此来保证施工安全和工程质量。

1 转换层在高层建筑中的作用及特点1.1 转换层作用高层建筑施工时,经常会遇到建筑上层部分的剪力墙、竖向框架柱等结构不能够很好的贯通并直达地面,在这个时候,为了使建筑更好的贯通并且更加结实,需要在建筑结构的底部设置转换层。

通常而言,转换层的结构分为:厚板、梁式、桁架以及空腹桁架五种基本类型。

转换层处在完整建筑结构中的关键点,承载支撑着上方楼层的垂直荷载,所以说在对其进行设计的时候,必须考虑到贯通的连续性,在结构上尽可能的规避复杂多级转换层,使该层对建筑受力的影响尽量不要复杂化[1]。

1.2 施工特点(1)安置垫铁高层建筑中,梁柱节点区域一般都会集中大量的钢筋,此种现象主要是转换件之中钢的占比相对较大,主筋较长,以及密实的布置所引起的,所以需要安放垫铁,确保其稳定和承重。

安放间距约为一米五左右,第一排一般使用φ25钢筋,第二排为φ10;照此推理安排,逐层吊起;先铺主筋后套箍筋最后是吊筋的安放,步骤不可乱。

搁架的拆除的顺序要由上到下,一根一根小心地拆,切记一蹴而就。

拆除时要注意其下部的纵筋与箍筋间的加固,反复检查,确定绑扎结实。

(2)支撑力的控制对支撑力的控制主要包含两方面,一方面针对转换层模板侧压力,另一方面是对拉螺杆进行受力分析。

为了使施工成果更加安全稳定,对前者进行控制的时候,尤其注意硬度和刚力。

前者对转换层受力能力起着决定的作用。

装配式建筑施工的钢结构与混凝土结构施工方法

装配式建筑施工的钢结构与混凝土结构施工方法

装配式建筑施工的钢结构与混凝土结构施工方法随着社会的发展和科技的进步,装配式建筑成为了现代建筑领域的新趋势。

相比传统施工方式,装配式建筑具有快速、高效、可重复利用等优势,因此在钢结构和混凝土结构的施工中得到广泛应用。

本文将重点介绍装配式建筑中钢结构和混凝土结构的施工方法。

一、钢结构的施工方法1. 材料准备与预加工在进行钢结构施工前,首先需要做好材料准备和预加工。

这包括对钢板、型材进行切割、焊接等预处理措施。

此外,还需要经过除锈、喷涂等防腐处理,确保钢材质量符合要求。

2. 组装安装在材料准备完成后,可以开始进行组装与安装。

首先按照设计图纸设置基坑,并固定好基础设施。

然后将预加工好的各个组件逐一安装到基础上,并通过焊接或螺栓连接方式进行紧固。

同时需要注意各个部件的精确对位和垂直度要求,确保整个结构的稳定性和安全性。

3. 拉拔与调整在完成组装后,需要进行拉拔与调整工作。

这是为了纠正由于运输、组装等环节引起的变形或不稳定情况。

采用专业设备进行拉拔和调整操作,以实现钢结构的精确尺寸和几何形状。

4. 吊装施工吊装是钢结构施工中非常重要的一步。

通过起重机械将大型钢构件吊装到预定位置上,并经过紧固、焊接等方式固定。

此外,还需考虑安全措施,避免事故发生。

5. 结构连接与防腐处理在完成各个组件的拼接后,需要进行结构连接和防腐处理。

这包括焊缝检测、喷涂防锈涂料等工序,以增强钢结构的稳定性和耐久性。

二、混凝土结构的施工方法1. 基础制作混凝土结构施工前首先需要进行基础制作。

根据设计图纸要求,在地基上设置模板,并进行碾压、灌注等步骤,以确保基础的均匀和牢固。

2. 模板安装与混凝土浇筑在基础制作完成后,需要进行模板安装工作。

将预制模板按照设计要求进行搭建,并在上面安装钢筋骨架。

然后通过泵送或人工方式将混凝土浇注到模板内,待混凝土达到一定强度后可以拆除模板。

3. 防水与维护为了确保混凝土结构的耐久性和防水效果,在施工过程中需要进行防水处理。

钢骨混凝土结构转换层的特点及施工技术要点

钢骨混凝土结构转换层的特点及施工技术要点

钢骨混凝土结构转换层的特点及施工技术要点【摘要】本文对高层建筑钢骨混凝土结构转换层的应用优势进行介绍,对其施工特点做了深入分析,通过工程实例,介绍了其钢梁吊装、模板支撑、钢筋安装、混凝土浇筑及测温控制等施工技术要点。

【关键词】钢骨混凝土结构转换施工技术1.前言近年来随着经济的快速发展,高层建筑在工程实践中得到了广泛应用和发展。

而由于建筑功能的需要,高层建筑下部楼层作为商场、餐饮、娱乐设施使用,而在上部楼层布置住宅、旅馆、办公用房等十分普遍。

这就使得结构形式在上部楼层需要采用小开间柱网的框架结构或剪力墙结构,而下部楼层则采用能提供大空间的大柱网框架结构。

在上部和下部楼层之间,就必须设置一个转换层结构作为过渡层,以保证结构受力的有效传递。

从目前国内外已有的带转换层结构的高层建筑来看,按使用材料划分,转换层结构可分为钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢和混凝土组合结构——钢骨混凝土结构。

其中,钢骨混凝土结构由于承载力高、延性好,应用在转换层结构中具有明显的优势。

2.钢骨混凝土结构转换层应用优势根据有关文献统计结果,国内采用的转换层以钢筋混凝土转换层结构居多,大约占85%,另有少数采用预应力混凝土结构和钢骨混凝土结构。

钢筋混凝土转换层结构材料便宜,设计和施工相对简单方便,技术和经验较成熟,但其缺点是截面和自重均较大,施工中的模板支撑有较大难度。

钢骨混凝土结构是由混凝土包裹型钢钢骨共同受力的一种新型结构,属于钢—混凝土组合结构的一种类型,其特征是在型钢结构的外面有一层混凝土外壳与其共同工作。

钢骨混凝土结构构件可运用于多、高层建筑及一般构筑物中,目前我国主要运用于高层建筑中[1]。

钢骨混凝土结构与钢筋混凝土结构以及钢结构相比,其最大的优点主要有以下几点[2]:1)钢骨混凝土中的型钢不受含钢率的限制,在高层建筑中可以减小构件截面尺寸,增加使用面积,降低层高。

与其他承托层数少,跨度相近甚至更小的钢筋混凝土转换梁相比,采用钢骨混凝土结构后转换梁的截面高度大为降低,截面高度最多可减小50%以上[3]。

钢骨混凝土梁式结构转换层施工技术

钢骨混凝土梁式结构转换层施工技术
科 学 理 论
科学与财l 富
钢骨混凝土梁式结构转换层施工技术
李 冬 佳
摘 ( 哈尔滨百强建筑安装有 限公 司 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 0 0 ) 要: 本文通过 实际案例 , 对转换层 的施工特点进行简要 的介绍, 阐述 了在工程 施工 中钢骨 混凝土量式 结构转换层 的施工工艺 , 以供 相关人 士参 考。 关键 词: 转换层 结构: 钢 骨混凝土梁; 施工技术
来分担转换层 自 重及施工荷载,同时设置满堂红钢管支架作为辅助 卸荷构 件, 形成支撑系统完成转换层结构的施工 , 采 取措施如下: ①转换层体系支 撑在第3 层楼板上 , 为确保第3 层楼板的质量安全, 该层的项梁模板及支撑系
统不能拆 除; ②在部分脚手架 已 拆 除的第2 层, 钢 骨梁对 应的区域应加设支
工程项 目 施工过程中, 就要对其施工质量进行严格的监管控制, 从而避免对 工程施工质量和施工进度 的影响 。 在该工程中, 由于钢梁结构宽度和高度之 间的比差 比较大, 在对其进行 安装施工的过程中就容 易出现倾覆的情 况,因此施工人员就要对其采取一 定 的防治措施。 比如将钢梁埋 设在混凝土梁的中间位置 , 使得梁顶面或者底
面 的混凝土包裹的厚度满足工程施工的要求 。而且在转换层安装施工 的过 程 中,施工人员为了避免和梁底部的钢筋相接触,还要在钢梁处设置钢板 凳, 从而增强钢 梁底部混凝土的密实性 。 三Байду номын сангаас 主要 的施工要点和技术措旋 1 、 钢梁制作
钢骨 梁模板 安装顺序 : 先安装梁底板, 梁侧模安装待钢骨梁就位 、 梁钢 筋绑扎完成后进行, 模板纵横龙骨的间距严格按照设计 图纸要求设置。 钢骨混凝土梁模板的对拉螺栓 由 于有钢粱腹板的阻隔无法后穿,所 以 采取在钢筋绑扎后与梁 内腰筋的拉钩搭接焊的方式处理 ,梁侧筋对拉的孔 位根据钢骨梁拉筋每 隔4 5 0 mm间距设置,以保证侧模对 拉螺栓孔位的准确 性。 这样 的处理既节省钢筋 , 又降低梁 内穿管的应力集中, 操作也很方便。 为

高层建筑钢骨混凝土结构转换层施工技术

高层建筑钢骨混凝土结构转换层施工技术

高层建筑钢骨混凝土结构转换层施工技术摘要:随着建筑技术的发展,大跨度高层建筑也越来越多,钢骨混凝土结构由于承载力高、延性好的特点,应用在高层建筑转换层结构中具有明显的优势。

结合某高层建筑工程,介绍了钢骨混凝土结构转换层施工技术,主要包括了钢筋安装及混凝土浇筑等内容及施工要点,检测表明,施工质量满足设计及规范要求。

关键词:高层建筑;钢骨混凝土;钢筋安装;混凝土浇筑;施工检测近年来,随着城市建设的发展与建筑技术的进步,建筑体型也向着复杂化、功能多样化的综合性发展,大跨度、高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一。

在高层建筑设计中经常会遇到转换层结构设计的问题。

由混凝土包裹钢骨做成的钢骨混凝土结构,充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点,与钢筋混凝土结构相比,具有刚度大,延性好,还可以大大减小构件的断面尺寸,明显增加了房间的使用面积,因此,钢骨混凝土结构应用在高层转换层结构中具有明显的优势。

1 工程概况某高层建筑,总面积约为15.11万m2,上部两栋塔楼分别是28层和32层高层住宅组成,地下室2层,结构采用钢骨混凝土框架核心筒。

在5楼顶部(标高27.150m,层高6.35m)设置13根钢骨混凝土结构转换大梁,跨度分别为10600mm(H~K轴)、9200m(H~F轴),在每跨中部分别设有一梁上柱(H~G轴4600mm,H~J轴4800mm),转换大梁断面为1700mm×2000mm,梁内箱形型钢为1300mm×1650mm×50mm×50mm。

2 工程难点分析本工程施工中存在两大难点:①梁柱节点处水平、竖向钢筋安装,不仅满足设计与《混凝土结构设计规范》GB50010—2010要求,还要与型钢连接牢固,则必须对每根钢筋的排布(穿越或焊接)做出周密安排;②在如此密集的钢筋与型钢狭小的空间内采取什么样的措施才能使混凝土浇筑密实。

处理好上述两方面问题,确保钢筋混凝土结构与型钢结构协同工作,是此次转换层大梁施工成败的关键所在。

混凝土的结构与性能过渡区内容

混凝土的结构与性能过渡区内容

二、混凝土的结构与性能为了便于认识粉煤灰在混凝土中的作用,先来看看混凝土的结构和性能之间的关系。

混凝土是由大小不同的颗粒所组成的,大颗粒粗骨料的空隙由中小颗粒的粗骨料(石子)填充;粗骨料颗粒的空隙由细骨料(砂子)填充,它的颗粒也是有粗有细,细颗粒填充粗颗粒之间的空隙;水泥浆则填充粗细骨料堆积体的大小空隙,并包裹它们形成一层润滑层,使新拌混凝土(也称拌合物)具有一定的工作性,能在外力或本身的自重作用下成型密实。

硬化混凝土是一种复杂的、多相的复合材料,它的结构主要包括三个相——骨料、硬化水泥浆体以及二者之间的过渡区,说它复杂是因为它很不匀质,主要体现在以下几方面:第一,过渡区的存在。

过渡区是围绕骨料颗粒周边的一层薄壳,厚度约10~50μm。

由于它的薄弱,对混凝土性能的影响十分显著;第二,三相中的任一相,本身实际上还是多相体。

例如一颗花岗岩的骨料里除了有微裂缝、孔隙外,还不均匀地镶嵌着石英、长石和云母三种矿物。

石英很硬,而云母就很软;第三,与其他工程材料不同,混凝土结构中的两相——硬化水泥浆体和过渡区是随时间、温度与湿度环境不断变化着的。

先谈骨料相。

通常在为混凝土选择骨料时,首先注意的是它的颗粒强度,也就是说:它越坚硬越好。

事实上,由于骨料的强度通常比其他两相的高很多,因此它对混凝土的强度并没有直接的影响。

但是它们的粒径和形状间接地影响混凝土强度:当骨料最大粒径越大、针片状颗粒越多时,其表面积存的水膜越厚,过渡区相就越薄弱,硬化混凝土的强度和抗渗透性也越差。

所以,质量好的骨料应该是颗粒形状均匀、级配好,堆积密实度高,所需要的浆体用量少。

许多路面板之所以不耐久,骨料质量差,尤其缺乏5~10mm粒径的颗粒,因此传荷能力和抗冲击与疲劳能力受到严重影响是重要的原因。

再谈硬化水泥浆体(也称水泥石)。

在配制混凝土选用水泥时,都认为标号越高的水泥就越好。

事实上,高标号水泥因为通常粉磨得越细,在拌合时往往需要更多的水,硬化后生成更多薄弱的氢氧化钙,多余的水分蒸发后也会形成更多的孔隙,对混凝土的强度和耐久性不利。

高层型钢混凝土地下过渡层设计


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第3 9卷 第 2 4期 2 0 1 3年 8 月
山 西 建 筑
S HAN XI ARC HI T E C TU R E
V0 1 . 3 9 No . 2 4 Aug . 2 01 3
文章编号 : 1 0 0 9 - 6 8 2 5 ( 2 0 1 3 ) 2 4 - 0 0 5 6 — 0 2
3 ) 过渡层柱 的配筋应按 钢筋混凝 土柱计算 确定 , 且应满足钢 4 ) 过渡层应设置栓 钉 , 其直径 不小于 1 9 l / l l n , 水平 及竖 向 间
近年来 超高层 建筑 中应 用越 来越多 。例如 , 型钢 混凝 土框架一钢 筋混凝土柱纵筋及箍筋构造要求 。
0 0 mm, 型钢 至栓钉边缘的距离不宜小于 5 0 m m。柱箍 6度 为 2 2 0 m。随着超高层 结构 建筑 高度 的增加 , 基 础埋 深满足 距不大于 2 建筑高度的 1 / 1 5 ( 采用桩基时 1 / 1 8 ) 时, 基础埋置深度 越来越深 , 筋全长加密。
6 0, 型钢混凝 土柱 中型钢按 Q 3 4 5 。 渡层 。1 ) 从设计计算上确 定地 下室某 层型钢混 凝土 柱可 由钢筋 C 2 ) 计算公式及规范条文 。 混凝 土框架 柱代 替时 , 上层型钢混凝土柱可 向下延伸 1层或 2层 作 为过渡层。2 ) 过渡层框架柱应按钢筋混凝 土柱设计计算 。 a . 地下 1 层型钢 混凝 土轴压 比计算 : 《 高层 建筑混凝 土结构
作为上部结构的嵌 固部位 , 地下 1 层 型钢混凝土柱抗 震等级 为一
级, 过渡层为地下 2层 , 混凝土柱 抗震 等级为 二级。型 钢混凝 土
1 过渡层设计计算要求
因超高层型钢混凝 土柱 地上部分地下部分为两种结构体系 , 为尽量避 免这两种 结构 柱与钢筋混凝土柱均按轴压 比限值取值 ( 截面均不小 , 柱 轴压 比限 值均按 短 柱取值 ) , 混凝 土 强度 等级 为 刚度和承载力 的突变 , 形成 薄弱层 , 在这 两种结 构体 系中设 置过

钢结构转换层施工方案(现场经验版)

钢结构转换层施工方案1、钢梁制作制作工艺流程:放样→号料→切割→矫正、弯曲和边缘加工→制孔→组装→焊接→外观检查→抛湾除锈→涂装→涂装编号→构件验收。

(1)放样1)核对图纸的安装尺寸和孔距,以1:1的大样放出节点,核对各部分尺寸。

2)制作样板和样杆作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。

3)放样时,铣、刨的工件要考虑加工余量,焊接构件要按工艺要求预留焊接收缩余量。

断面高小于等于1000mm,且板厚小于等于25mm,四条纵焊缝每米收缩0.6mm,焊透梁高收缩 1.0mm,每对加劲板焊缝,梁长度收缩0.3mm。

(2)号料1)检查核对材料,在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置,打冲孔及标出零件编号。

2)号料时应尽量做到合理用材。

(3)切割1)钢材下料时,梁的板材用料采用气割,加劲板等零件采用机剪,支撑用料采用锯切;材料的切割线与号料线的允许偏差应符合下列规定手工切割±2mm;自动、半自动切割±1.5mm;精密切割±1.0mm。

2)切割前应将钢板材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干净,切割后,断面上不得有裂纹和大于1mm的铁棱,•并应清除边缘上的熔瘤和飞溅物等。

3)切割截面与钢材表面不垂直度应不大于钢板材厚度的10%,且不大于2mm。

4)机械剪切的零件,其剪切线与号料线的允许偏差不得大于2.0mm;断口处的截面上不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱,并应清除毛刺。

机械剪切的斜度不得大于2.0mm。

(4)矫正弯曲和边缘加工:1)普通碳素结构钢在高于-16摄氏度,可用冷矫正和冷弯曲。

2)矫正后的钢材表面不应有明显的凹面和损伤,表面划痕深度不能大于0.5mm。

3)钢材矫正后的允许偏差应符合规范要求:钢板厚度小于或等于14mm时,其允许偏差不大于或等于1.5mm。

钢板厚度大于或等于14mm时,其允许偏差不大于或等于1mm。

4)普通碳素结构钢,允许加热矫正,其加热温度严禁超过正火温度。

型钢混凝土结构转换层施工工法(2)

型钢混凝土结构转换层施工工法型钢混凝土结构转换层施工工法一、前言在建筑结构设计中,为了满足不同层间高度的需求,常常需要进行楼板转换层的建造。

传统的转换层一般采用砖混结构,但该结构存在施工速度慢、重量大、不易进行工厂化生产等缺点。

为了解决这些问题,型钢混凝土结构转换层施工工法应运而生。

本文将对该工法进行详细介绍。

二、工法特点型钢混凝土结构转换层施工工法具有如下特点:1. 施工速度快:采用现浇混凝土和预制型钢结构相结合,可大大缩短施工周期。

2. 结构轻巧:型钢结构重量轻,可减少荷载,提高楼板可挂数量。

3. 抗震性能好:结构稳定,具有较好的抗震能力。

4. 工艺灵活:适用于不同的楼板高度要求,可根据实际需要进行调整。

5. 环保节能:采用预制构件,减少了现场浪费,降低了对环境的影响。

三、适应范围型钢混凝土结构转换层施工工法适用于各类多层建筑,特别适用于高层建筑、工业厂房等,可根据不同的项目要求进行设计和施工。

四、工艺原理该工法通过将预制型钢与现浇混凝土结合,实现楼板转换层的建造。

具体的工艺原理如下:1. 预制型钢制作:根据设计要求,制作预制型钢构件,包括梁、柱和板等。

2. 现浇混凝土施工:在现场搭设钢模板,并安装好预制型钢构件,然后进行混凝土浇筑。

3. 构件连接:混凝土浇筑完毕后,对预制型钢构件进行连接,形成整体结构。

五、施工工艺具体的施工工艺如下:1. 预制型钢制作:根据设计要求,制作预制型钢梁、柱和板等构件。

2. 检查:现场验收预制构件的质量,包括尺寸、强度、防腐蚀处理等。

3. 钢模板搭设:根据设计要求,搭设好钢模板,包括楼板、梁柱等位置。

4. 型钢安装:根据预制构件的尺寸和位置要求,将型钢构件安装到对应位置。

5. 浇筑混凝土:在型钢安装好后,进行混凝土浇筑,保证浇筑质量和密实性。

6. 构件连接:混凝土浇筑完毕后,进行构件连接,使得预制型钢和混凝土形成整体结构。

7. 补强:根据需要,对整体结构进行补强处理,增加其稳定性和承载能力。

混凝土与钢结构的连接方式及施工方法

混凝土与钢结构的连接方式及施工方法混凝土与钢结构的连接方式及施工方法在建筑结构设计和施工过程中,混凝土和钢结构是两种常用的建筑材料。

它们在不同的场合和项目中有不同的应用。

在一些工程中,混凝土和钢结构需要联合起来使用,如高层建筑、桥梁和大型工业设施等。

在这些情况下,混凝土与钢结构之间的连接方式和施工方法非常重要,直接关系到整个结构的稳定性和安全性。

一、混凝土与钢结构的常见连接方式1. 锚固螺栓连接锚固螺栓连接是混凝土和钢结构之间最常见的连接方式之一。

在这种连接方式中,预埋在混凝土结构中的螺栓与钢结构通过螺母进行连接。

通常,混凝土结构会在预制阶段就预留出螺栓孔洞,然后在钢结构安装时将螺栓穿过孔洞,再用螺母拧紧。

这种连接方式具有较高的刚性和承载能力,适用于大型建筑和桥梁等工程。

2. 焊接连接焊接连接是混凝土和钢结构之间常用的连接方式之一。

这种连接方式通过在混凝土和钢结构的接触面上进行焊接,将两者牢固地连接在一起。

焊接连接具有良好的刚性和承载能力,适用于需要高强度连接的场合。

然而,焊接连接的施工技术要求较高,并且在施工过程中需要注意控制焊接过程的温度,以避免对混凝土结构产生不利影响。

3. 锚固胶粘连接锚固胶粘连接是一种新型的混凝土与钢结构连接方式。

在这种连接方式中,使用专用的胶粘剂将混凝土和钢结构粘合在一起。

锚固胶粘连接具有较好的抗震性能和耐久性,且相对简便易行。

不过,在使用锚固胶粘连接时,需要选择适合的胶粘剂,并严格按照说明书和规范要求进行施工,以确保连接的稳定性和可靠性。

二、混凝土与钢结构连接的施工方法1. 准备工作在进行混凝土与钢结构连接的施工之前,需要进行充分的准备工作。

要对混凝土结构和钢结构的连接部位进行检查和评估,确保连接部位的平整性和整体质量。

根据连接方式的选择,准备相应的连接材料和设备,包括螺栓、螺母、焊接材料、胶粘剂等。

制定详细的施工方案和操作步骤,以确保施工的顺利进行。

2. 连接施工根据不同的连接方式,混凝土与钢结构的连接施工方法也有所不同。

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混凝土结构与钢结构过渡层处理
摘要:针对混凝土与钢结构混合结构类型中过渡层的设计进行论述,特别是在过渡层节点的处理上的一些工程应用加以说明,使得这种结构能在结构应用中能更加合理的采用。

关键词:钢结构与混凝土混合结构;过渡层处理;
阿克苏诺贝尔乙烯胺(宁波)项目典型的工业结构项目,其中主装置钢平台是我2009年完成的单体结构。

工程地处浙江省宁波沿海地带,为七度抗震设防,属于抗震不利地段,抗震设防类别为乙类,地震加速度0.1g,设计地震分组:第一组;建筑场地类别属于四类,基本风压力0.5kn/m ,基本雪压:0.3kn/m .
主装置钢平台结构具体形式为下部两层混凝土结构一层层高9米,二层层5米二层以上为八层为钢框架支撑结构,层高均为5米,结构总高度为54米,柱距6米总跨度72米,宽度21米,四部钢梯,一部电梯采用钢格网封闭。

全敞开式结构。

按工艺管道专业要求下部两层混凝土结构主要是重型设备的基础支撑,同时要满足防火防爆要求,上部钢结构主要用作管道及换热器,卧式储罐等设备支撑。

结构立面如下图所示:
因为这种混合结构形式规范提及较少,按新《建筑抗震设计规范〉〉gb50011-2010中第8章多层和高层钢结构房屋相应的条文说明:本章不适用于上层为钢结构下层为混凝土结构的混合型结构,
因此这种结构一般地面以上做全钢结构,基础采用外包式柱脚或者埋入式柱脚,为满足防火要求,再在底层相应做细石混凝土保护层作为防火层. 但根据业主要求.重型设备在一层,二层楼面;在混凝土楼面相应做设备基础,上部分的钢结构做管道及小设备的支撑及塔式设备的导向架。

一层,二层楼面均为混凝土梁板结构,上部八层钢结构楼面均铺设钢格板.
为更好的满足设计条件,进行过多次方案的讨论。

首先进行此结构的抗震设计,应采用两阶段设计法。

第一阶段为多遇到地震作用下的弹性分析,验算结构构件的承载力,稳定及结构的层间位移,第二阶段为罕遇地震作用下的弹塑性分析,验算结构的层间位移和层间延性比。

此时需要采用弹塑性时程分析法进行计算分析,将结构视为多质点体系,计算其前若干个周期与振型,将多个自由度体系分解为多个彼此独立的广义单自由度体系;再根据加速度反应谱曲线确定各单自由度体系的最大惯性力,用静力方法进行结构的力学计算,将各振型的位移与内力进行组合,从而可以得到结构在地震作用时的位移和内力。

找出结构的薄弱环节,对于竖向等强的各楼层层间侧移大体是均匀变化,而竖向非等强结构或者薄弱层的层间位移将因塑性变形集中效应而增加,以致楼层破坏程度加重。

设置过渡层能使两种结构很好的延性过渡。

如何在满足业主要求的条件下作好钢结构与混凝土结构过渡层的处理,我们最初讨论的方案是在二层混凝土楼面以上做一段外包
式柱脚作为两种结构形式的过渡层,这种外包式柱脚作为过渡层处理简单,施工方便;但因为结构楼面上设备及管道布置多,整个结构受力复杂,在加上项目处在宁波镇海地区靠沿海,风荷载相对较大,结构高度高,尤其在风荷载作用下对过渡层是一个非常大的考验;结构在风荷载的作用下产生一个相对稳定的侧向力外,脉动变化还会使结构产生风振现象,按照工艺管道专业要求二层以上混凝土不能上去太高,以致影响管线及设备的布置要求。

所以外包式柱脚过渡层不能很好的满足结构的要求。

根据《钢结构设计手册〉〉下册中28.3.5第四条针对钢结构与混凝土结构两种结构类型之间宜设置过渡层,高层建筑的上部钢结构与下部钢筋混凝土基础或地下室的钢结混凝土之间,宜设置型钢混凝土结构层作为上下两种结构类型之间的过渡层。

参照这一理论,为使两种结构类型能很好延性过渡,协同工作,而不至于刚度突变,最终决定在整个二层作型钢混凝土埋入式过渡层,即钢柱直接插入混凝土柱中作为过渡层,且钢柱进入第一层1.8米。

即过渡层从7.2米到14米,这样两种结构类型能实现很好的延性过渡转换,满足复杂结构要求,其缺点是结构设计中混凝土梁柱钢筋与钢柱碰撞多,节点处理复杂,施工难度较大。

而且对于混合结构必须用剪力连接件使两种材料连接,连接件根据其变形能力不同分钢性连接件和柔性连接件,方钢及t型钢为刚性连接,圆柱头栓钉,槽钢及弯钢筋连接件属于柔性连接件,此处采用圆柱头栓钉连接件连
接,要注意当圆柱头栓钉与混凝土梁中钢筋碰撞时可直接取消该处的栓钉。

具体如下图所示:
值得注意的是过渡层中的节点设计,当钢柱插入混凝土柱时混凝土梁柱钢筋部分靠弯折避开钢柱,对无法避开而被打断的钢筋就不能完全满足钢筋锚固要求,因此节点处理由为关键。

这时我们采取的措施是:对与钢柱翼缘碰撞的混凝土受力钢筋全部断开,然后再从钢柱上焊接伸出200mm左右的工字型钢牛腿,使钢筋位于牛腿上下翼缘且混凝土梁上下钢筋与牛腿上下翼缘分别焊接来增加钢筋与钢柱的焊缝连接长度,使得钢筋更好的满足受力要求,同时注意在钢牛腿上下翼缘及钢柱加劲板上预留排气孔.对混凝土梁中钢筋与钢柱腹板碰撞无法避开时采取钢柱腹板开小孔,使钢筋通过钢柱,每根钢筋对应在钢柱腹部发上开的孔比钢筋直径大5mm,再用补强板对钢柱腹板贴焊补强,(混凝土梁钢筋也可以直接与钢柱加劲板焊接而腹板不需要开孔)具体如下图所示:
对于边柱的处理与中柱的处理方法相一致,具体如下图所示
结论中需要说明的是对这种高度相对较高的混合结构类型,采用这种做法实现了两种结构类型之间的延性过渡,既满足了业主需求,也使得结构从概念设计上更加安全合理。

经过结构计算在风荷载与地震作用时整体相对位与层间相对位移,整体稳定满足设计
要求。

注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。

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