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轻型房屋钢结构的设计与应用研究

发布日期:2015-7-3 17:04:37 浏览次数:53 作者:

轻型钢结构多层房屋中最常用的结构体系为框架结构,根据建筑方案的需要有时也采用悬挂体系。梁柱多为轧制或焊接工形截面,有时柱也可采用箱形截面。由于受到我国型钢品种和供应的限制,目前主要采用焊接构件。框架结构平面布置灵活,各部分刚度比较均匀,构造简单,易于施工。其自振周期较长,自重较轻,对地震作用不敏感。但其侧向刚度小,侧向位移难以控制。对于一些设有电梯的多层房屋,为增强侧向刚度,结合其电梯井的布置,还可以采取框架-抗剪桁架体系或框架-剪力墙(通常为钢板剪力墙)结构体系。

楼盖体系

多层房屋钢结构的楼板必须有足够的承载力、刚度和整体性。当前较常采用的是在钢梁上铺设压型钢板,再浇注100150mm的钢筋混凝土板,即压型钢板组合楼板,压型钢板与钢梁之间用栓钉连接。另外还可用预应力薄板加混凝土现浇层或一般钢筋混凝土楼板,此时应保证楼板和钢梁之间的可靠连接。设计时如考虑钢梁和楼板的组合作用,可显著提高梁的承载力和整体稳定性,并有效降低梁高。主梁与次梁的连接一般为简支等高连接,有时也做成不等高连接,如采用压型钢板组合楼板时,为便于铺设压型钢板,主次梁顶面相差压型钢板厚度,同时还可以增大建筑净层高。

围护结构

为了减轻多层房屋钢结构的自重,围护结构多采用轻质材料。外墙墙体多采用轻质填充材料,如空心砌块、加气混凝土等,有时可采用压型钢板加轻质保温层组成的复合墙体,也有很多房屋外墙采用轻质美观的玻璃幕墙结构。内隔墙可采用空心砌块、加气混凝土等轻质填充墙或轻钢龙骨石膏板,目前也有采用铝合金框玻璃隔断的。

对轻型钢结构房屋来说,传统的油毡加沥青的屋面防水层很不经济,现大都采用卷材防水。屋顶也掘弃了传统的水泥砂浆找平层和焦渣保温层,而采用轻质保温材料,如JQN板、聚乙烯混凝土板等,可根据要求做成变厚度而取消屋面找平层。-基础形式多层轻钢房屋基础常用柱下独立基础、条形基础、十字形基础,有时也可采用片筏基础。采用柱下独立基础时,应注意各基础相对不均匀沉降对上部结构的影响。基础梁常用现浇或预制钢筋混凝土结构,有时根据要求也可采用钢基础梁,但通常将埋置在地面以下的柱脚和钢梁外包混凝土,以解决防腐问题。

节点构造

多层房屋钢结构柱多采用焊接工形或箱形截面。由于工形截面腹板比较薄,故在此弱轴方向与梁的连接多采用铰接,而强轴方向采用刚接形式。有时还可采用半刚性连接,但其受力特性较复杂,往往通过试验来取得较准确的设计数据。同时多层房屋钢结构的构件相对较薄,应尽量避免工地现场焊缝连接。为了加强结构的整体刚度,可以把次梁做成连续梁的形式。

防火和防腐措施

我国的钢结构防火主要采用防火涂料、发泡防火漆和外包防火层等方法。对于外露的钢结构构件,如楼梯等多用涂料和漆料,采用1040mm厚的涂料,耐火极限可达1.53h,而发泡漆的耐火时间一般为0.5h.对隐藏的构件,珍珠岩和蛭石防火喷涂或防火板是经济有效的方法,3040mm厚的喷涂可实现1.5h的耐火极限,并兼有一定的防腐能力。暴露钢构件一般采用耐腐蚀涂料或油漆防腐,由底漆和面漆组成。目前防腐涂料的有效期为1020年,所以要定期重新涂刷。镀锌压型钢板本身具有一定的防腐能力,在用于楼盖时可借助于防火涂料解决防腐问题,但用于屋面和外墙面时还要涂以有机涂料,增加其耐久年限。

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