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钢构造的优化设计
随着我国经济的快速增长,钢构造越来越多的被应用在民用及工业建筑中。与钢筋砼构造相比,钢构造具有轻质高强的特点,其强度重量比指数是钢筋砼构截面梁的经济跨度为6~12m,一般框架 梁、次梁均选用Ⅰ字形梁。次梁是钢构造中数量最多的构件,占构造用钢量的比例较大。布置次梁时应有利于荷载均匀分布和明确传力途径。钢次梁一般宜与主梁铰接相连,连续的组合梁虽可减小梁的跨中弯矩和挠度,但与主梁受弯节点要求采用栓焊法或在钢梁上、下翼缘设置钢盖板法相连时,将增加较多的焊接工作量,实际工程中很少采用。~,在震动设备比拟集中,荷载比拟大的地方间距还要适量减小。
3、楼板布置
钢构造的楼板宜采用压型钢板现浇钢筋砼组合楼板或非组合楼板。也可同钢筋砼构造一样采用钢筋砼现浇楼板。在无抗震设防要求时,可采用予制楼板〔限于厂房埋件较多,不适用〕。 组合楼板在使用阶段压型钢板可作为砼楼板的受拉钢筋。压型钢板镀锌量不多,,在板底需刷防火涂料,目前防火涂料价格还是较高而且量又大,因此采用组合楼板造价一般较高。 非组合楼板在使用阶段,压型钢板不代替砼板的受拉钢筋,按普通钢筋砼楼板计算。其承载力在施工阶段,要考虑由压型钢板承当未结硬的湿砼板的重量和施工活荷载。压型钢板宜采用具有防锈功能的镀锌板,板底不需刷防火涂料,,压型钢板仅做为模板使用。 组合楼板、非组合楼板及钢筋砼楼板均需在钢梁顶设置圆柱头栓钉,栓钉需穿透钢板焊于钢梁翼缘上,栓钉直径d根据板跨度大小,13<d<19mm,柱顶间距一般
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≥4d,栓钉高度高出压型钢板顶面30mm以上,顶面砼保护层厚度≥15mm。浇注混凝土的压型钢板波槽平均宽度不应小于50mm,当在槽设置栓钉等时,压型钢板的总高度不应大于80mm。
二、节点设计
多高层钢构造节点的受力状况比拟复杂,构造要求相当严格,故节点的设计至关重要。节点设计的根本原则:
1)、节点受力应该力求简捷、明确;
2)、保证节点足够的强度,后于构件破坏;
3)、节点连接应具有良好的延性,故设计中应采用合理的细部构造,不宜采用约束度大的和易产生层状撕裂的连接形式;
4)、构件拼接一般按等强度原则;
5)、尽量简化节点构造,以便于加工、安装。
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1、梁柱节点
梁柱节点通常采用刚性连接,并通常采用栓焊混合连接;梁的上、下翼缘用坡口全熔透焊缝与柱翼缘连接,腹板用摩擦型高强度螺栓与柱翼缘上的剪力板连接,原则上梁端弯矩由梁翼缘负担,梁端剪力由梁腹板承当,在梁的对应位置设置柱的水平加劲肋。对抗震设防的构造,水平加劲肋应与梁翼缘等厚,水平加劲肋与柱采用坡口全熔透焊缝焊接,当柱两侧梁高度不等时,每个梁翼缘对应位置均应设置柱的水平加劲肋,加劲肋之间的距离不小于150mm,也可设置坡度小于1:3的加劲肋或将截面高度较小的梁腹板高度局部加大,腋部翼缘的坡度不得大于1:3。
2、柱拼接、梁拼接
当柱、梁长度大于14-15m左右时,不便于运输和装配,