張國印 何凱 劉志凌 來武清 包洪余
【摘 要】某異形售房部為達(dá)到室內(nèi)視覺通透無遮擋的建筑效果,要求采用大開間布局設(shè)計,南北側(cè)面采用無落地結(jié)構(gòu)柱形式,綜合考慮結(jié)構(gòu)受力及建筑立面效果,項目采用鋼框架加大跨桁架結(jié)構(gòu)形式,雙桁架間采用鋼次梁連接,南側(cè)主桁架跨度27 m,東北側(cè)面主桁架最大跨度為36 m,經(jīng)過結(jié)構(gòu)計算分析,鋼構(gòu)件局部穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求,滿足了建筑功能需求,文章對后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)施工安裝提供了幾點建議及注意事項,供同類工程進(jìn)行設(shè)計參考。
【關(guān)鍵詞】異形; 大跨桁架; 計算分析; 參考
【中圖分類號】TU311.41【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A
1 工程概況
本工程位于重慶市內(nèi),地下1層,地上2層,檐口標(biāo)高8.300 m,總建筑面積2 704 m2。建筑工程抗震設(shè)防分類為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類),抗震設(shè)防烈度為6度,建筑場地類別Ⅱ類,基本風(fēng)壓0.40 kN/m2。結(jié)構(gòu)嵌固位置為基頂,基礎(chǔ)持力層為中風(fēng)化泥巖,基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)抗震等級為四級,結(jié)構(gòu)計算軟件采用中國建筑科學(xué)研究院編制的PKPM、STS、SATWE軟件(PKPM2010V4.2版)。主體結(jié)構(gòu)模型采用空間三維模型和平面門式剛架模型。為達(dá)到室內(nèi)通透的建筑效果,要求南北側(cè)面采用無落地結(jié)構(gòu)柱形式,綜合考慮結(jié)構(gòu)受力及建筑立面效果,項目采用鋼框架加大跨桁架結(jié)構(gòu)形式,南側(cè)面主桁架跨度為27 m,東北側(cè)面主桁架最大跨度為36 m。
2 結(jié)構(gòu)體系布置
本工程采用鋼框架加大跨桁架結(jié)構(gòu)形式,南北兩側(cè)面采用大跨鋼桁架結(jié)構(gòu)形式,為保證鋼桁架整體穩(wěn)定性,雙桁架之間采用鋼次梁支撐,樓板采用鋼筋桁架樓承板。建筑二層結(jié)構(gòu)開洞采用通高中庭設(shè)計,屋面層采用梁上起柱支撐屋面天井結(jié)構(gòu)。鋼框梁及次梁采用箱形及H型鋼斷面,鋼柱主要采用圓形鋼管斷面(內(nèi)灌C40自密實混凝土),地下室部分考慮與擋墻連接,采用矩形鋼筋混凝土(內(nèi)嵌鋼管柱)(圖2~圖4)。
3 整體計算結(jié)果分析
本工程主要采用PKPM2010 V4.2整體計算分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計,主體結(jié)構(gòu)模型采用空間三維模型和平面門式剛架模型。按照GB 50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、GB 50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 等相關(guān)條文內(nèi)容控制和調(diào)整的整體計算指標(biāo),整體計算結(jié)果如圖5、圖6、表1~表4所示。
根據(jù)上述表格可以看出,構(gòu)件穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求,大跨鋼桁架之間采用次梁支撐及鋼筋桁架樓承板,對于結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性起到有利作用。
4 鋼結(jié)構(gòu)施工及安裝建議
本工程鋼結(jié)構(gòu)分散,造型復(fù)雜,節(jié)點形式多樣,主鋼架梁跨度大、重量重,轉(zhuǎn)運、鋼梁拼接后才能進(jìn)行安裝。現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)施工過程的重點難點進(jìn)行分析,并提出如下建議:
(1)結(jié)構(gòu)安裝前應(yīng)對構(gòu)件和連接材料的質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢。構(gòu)件的變形或缺陷超出允許偏差時,應(yīng)在安裝前進(jìn)行處理,油漆破損等要及時修復(fù)補漆。
(2)基礎(chǔ)混凝土等級達(dá)到100 %設(shè)計等級后才能進(jìn)行鋼柱的吊裝。鋼柱或剛架在安裝過程中應(yīng)及時安裝支撐,并應(yīng)增設(shè)纜風(fēng)繩充分固定。應(yīng)根據(jù)場地和起重設(shè)備條件,最大限度地將擴大拼裝工作在地面完成。
(3)安裝順序應(yīng)先從靠近山墻的有柱間支撐的兩榀剛架開始。在剛架安裝完畢后應(yīng)將其間的檁條、支撐、隅撐等全部裝好,并檢查其垂直度和方正度,然后以這兩榀剛架為起點,向房屋另一端安裝。支撐系統(tǒng)、檁條、隅撐及檁間拉條等次結(jié)構(gòu)均是保證剛架平面外穩(wěn)定性的構(gòu)件,每榀剛架需待次結(jié)構(gòu)安裝完畢后方可放松吊車?yán)|繩。除最初安裝的兩榀剛架外,其余剛架間螺栓、墻梁、檁條等的螺栓應(yīng)在校對后再行擰緊。剛架調(diào)整完畢后,所有高強螺栓應(yīng)終擰完畢。
(4)剛架安裝應(yīng)先立鋼柱,然后將在地面組裝好的斜梁吊起就位,并與柱連接。鋼柱的安裝要注意控制溫差對構(gòu)件垂直度的影響,調(diào)整測量以首先確定的標(biāo)準(zhǔn)柱的垂直度為準(zhǔn),門式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系安裝后,應(yīng)對所有配有張緊裝置的支撐進(jìn)行張緊,支撐的張緊程度以不將構(gòu)件拉彎為原則。
(5)鋼結(jié)構(gòu)單元及逐次安裝過程中,應(yīng)及時調(diào)整消除累計偏差,使總安裝偏差最小。
(6)施工單位應(yīng)編制專項施工方案并進(jìn)行施工專家論證。
參考文獻(xiàn)
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[定稿日期]2021-01-06
[作者簡介]張國印(1982~),男,碩士,高級工程師,主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。