钢结构房屋是以等截面或变截面H型钢为承重主体以C型、Z型檩条及柱间支撑为辅助连接件,通过螺栓或焊接等方式固定,屋面和墙面以彩色压型钢板围护而形成的新型建筑体系。钢结构房屋与传统建筑结构相比具有诸多特性:材料强度高:钢的容重虽较大,但强度却高得多,与其它建筑材料相比钢材的容重与屈服点的比值小。
房屋自重小:钢结构房屋主体结构的含钢量通常在25KG/-80KG左右,彩色压型钢板的重量低于10KG。钢结构房屋的自重仅为砼结构的1/8-1/3,可大大降低基础的造价。
可靠:钢材质地均匀,各向同性,弹性模量大,有良好的塑性和韧性。为理想的弹性-塑性体,因此钢结构房屋计算准确,可靠性强。
工业化生产程度高:能成批大量生产,制造度高。采用工厂化制造、工地安装的施工方法,可大缩短工期,提高经济效益。
美观:钢结构房屋的围护为彩色压型钢板,使用年限为三十年不褪色,不锈蚀。由于彩钢板颜色的多样性,使得建筑物线条明朗,观感舒适,且比较容易造型。
重复利用:钢结构房屋的主体骨架连接为高强螺栓连接,围护板为自攻钉连接,拆卸比较方便,若建筑需要搬迁,只要拆掉螺栓把钢结构房屋件运到需要的地方,重新组合即可。
抗震性能好:钢结构房屋由于主要承重构重构件为钢结构,其韧性和弹性较大,檩条的抗剪和抗扭作用以及柱、梁间的支撑,大大加强了整体结构的稳定性。
适用范围广:钢结构房屋适用于各类工业厂房、仓库、超市、高层建筑等。
中小型装配建筑轻型化设计及建筑结构设计问题措施
(一)、中小型装配式建筑轻型化设计
中小型装配式建筑的轻型化设计有三个主要途径,即从建筑的各组成部分来减轻重量:
(1)采用重量轻的建筑用料,运用韧性强、强度大的结构材料,提升承重系统的强度,常用的结构材料有:复合材料结构、膜结构、轻木结构等。
(2)减小构件的重量,对构件截面形成的承载率进行改进,以此提高材料的负载水平。
(3)对结构体系进行改变和创新,采用加的直接的方式传递荷载,采用合理、科学的方式对荷载的内力效应进行平衡。比如从组合结构体系、膜式架构体系,框架式结构体系等多种体系中选取加优化的结构。
在杨柳村房屋建设过程中,谢英俊对建筑墙体分三层进行了不同的设置,主要砌体结构也就是墙体层运用了当地的石头,其它的两层选择运用轻型建筑材料,如木板、和草土墙等。
通过对围护部分的研究分析可知,在中小型装配式钢结构施工建筑施工过程中运用较多的是石膏板和定向刨花板,材料重量的减小在很大程度上减小施工的难度。
轻型结构是本文研究建筑类型中使用较多的一种结构,该种类型仅凭借工人就能够完成搭建工作,不需要等到机械设备的到场就可以进行施工。轻型材料和轻型结构的运用都在很大程度上都提高了中小型装配式建筑建设的速度。
(二)、钢结构在建筑结构设计中存在的问题的解决措施
1、设计人员要尽力合理设计
对于设计人员来说,钢结构住宅设计是要充分考虑实际情况进行精密计算的,但在实际情况中,会出现很多突发性问题,此时设计人员就应该具体问题具体分析了。只有设计者把设计工作渗透到日常的钢结构工程中,才能提高设计能力从而的提高工程质量。同时,要充分考虑钢结构部分设计对整体影响和建筑材料的选取。要根据楼层的高度来选择合适的建筑体系,对于选取材料方面也要根据每个设计环节的特点进行选择。
2、加强设计中的监督机制
由于钢结构设计存在特殊性,所以在进行设计之前需要对承包商和设计单位的设计资质进行审查,检查钢结构的构件质量和相关单位对于钢结构结构制作的能力,还要对施工安装能力进行检查。
3、加深钢结构的设计
在进行钢结构设计之前,需要先确定设计图纸应用规范是否齐全、正确。如有的设计说明使用了过时的、己经废止的标准;有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显不。对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明,而这些均己列入了钢结构施工质量验收规范,并作为强制性条文要求,如果设计图纸未加说明,施工和验收就缺乏依据,造成盲目施工和无法验的后果。只有设计秉持精益求精的态度,才能好的提高建筑工程的施工质量。
4、柱脚的抗震设计是设计的一部分,钢结构柱脚分为埋入式柱脚、外包式柱脚和外露式柱脚3种。
埋入式柱脚是指将钢柱固定在混凝土的基础梁上,外包式柱脚是指钢柱脚被钢筋混凝土包住,外露式柱脚是指混凝土基础表面固定钢柱脚。埋入式柱脚需要考虑的关键因素就是埋入,对于轻型I字型柱来说,埋深与柱截面高度比不得低于2,对于H形柱和箱型柱来说,其比值不得低于3。外包式柱脚设计时,外包层的高度与柱截面宽度之比应不低于2.5,从而保证柱脚具有足够的刚度和承载力。另外,柱脚的箍筋需要满足相关设计要求避免外包层出现斜裂缝。外露式柱脚的力学特性研究目前还不是很充分,端点的约束对上部框架的结构整体影响的程度还不是特别清楚。当柱剪切荷载较大而抗震要求不高时,可以选用外露式柱脚,如果抗震要求高,则不采用该柱脚形式。
5、同时,防腐设计也应该被重视,通常是采用涂抹防腐涂料的措施。对于钢结构构件也有不同的要求,例如有的构件在出厂前需要涂刷一层底漆。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是较为的防腐措施。但是这样做只是基础性的防腐,因而为了提高钢结构的防腐效果,就选用耐候钢作为钢结构建筑的选材料,并利用热浸镀锌技术对其进行处理,利用镀层,达到保护钢结构不被腐蚀,尤其是应加强有机涂料配套技术的应用,以及阴极保护技术的应用,才能好地确保其防腐性能得到的提升。
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