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    鋼結構的恒荷載及地震作用

    發布者:鑫諾壓瓦機 發布時間:2019-08-26 16:33
    ?鋼結構通常可分為兩大類,一類是由熱軋H字鋼、鋼板或其它型鋼制成的構件,這類鋼結構被稱為熱軋鋼結構或普通鋼結構;另一類是由薄鋼板冷彎成型后制成的輕型構件,被稱為冷彎薄壁型鋼結構,相對普通鋼結構而言,它又被稱為輕型鋼結構。

    鋼結構通常可分為兩大類,一類是由熱軋H字鋼、鋼板或其它型鋼制成的構件,這類鋼結構被稱為熱軋鋼結構或普通鋼結構;另一類是由薄鋼板冷彎成型后制成的輕型構件,被稱為冷彎薄壁型鋼結構,相對普通鋼結構而言,它又被稱為輕型鋼結構。冷彎薄壁型鋼主要由0.5~3.5mm厚普通鋼板或鍍鋅鋼板經冷壓或冷彎而成,基本形狀為C型、Z型和方管(矩形),并可形成各種折皺和卷邊、拼成I型或T型,以提高截面剛度和承載力。冷彎薄壁型鋼過去多用做屋面、隔斷和圍護結構的單體構件,如擦條、墻梁、山墻架,鋼屋架、衍架等,只有少量作為結構構件在中、小跨度門式剛架(無吊車)、貨架中。而今在很多地區采用冷彎薄壁型鋼作為承重骨架的結構被越來越多地用到單、多層住宅,別墅建筑中,形成了冷彎薄壁型鋼結構體系。在我國,傳統意義上的輕鋼結構主要是指由圓鋼、小角鋼組成的小型或小跨度屋架、剛架結構,多用于小型廠一房、倉儲或臨時性建筑。隨著以變截面門式剛架和彩色壓型鋼板為標志的新型鋼結構體系的出現和應用,輕鋼結構的概念發生了根本性變化。現代輕鋼結構除具有傳統鋼結構的所有優點外,突出了“輕”的特征,主要體現在:采用輕質圍護結構,恒荷載及地震作用大幅度減小,基礎也因此得以輕量化;采用先進設計理論、高強度鋼材、新型結構體系,因而優化了承重構件的截面,使得結構用鋼量輕;采用標準化、工廠化制作、小型機具吊裝,因而勞動強度輕,施工速度快,綜合施工費用輕;建筑造型輕巧美觀,建筑表現能力強。

    鋼框架體系(純框架結構)是指沿房屋的縱向和橫向均采用框架作為承重和抵抗側力的主要構件所形成的結構體系。多層鋼結構住宅中比較常用的結構體系為框架結構。典型的框架體系由基礎、H形或箱形框架梁柱、節點、輕質墻體、屋面板、樓層次梁、壓型鋼板樓蓋等組成。

    采用鋼框架體系的住宅,沿房屋的縱向和橫向,均應采用剛接框架;要求抗震設防的樓房,框架梁柱的截面設計,應符合“強柱弱梁”的耐震設計準則。一般柱,通常采用熱軋或焊接寬翼緣H型鋼,并使其強軸(較大慣性矩)對應于柱彎矩較大或柱計算長度較大的方向;縱、橫向框架的共用柱,特別是角柱,宜采用熱軋或焊接矩形(含方形)鋼管。抗震設防框架,為抵御縱、橫向大致相等的水平地震作用,宜采用方形鋼管柱。框架梁,一般情況下宜采用熱軋窄翼緣H型鋼或焊接H字形截面;不宜采用熱軋H字鋼,因為其曲線形變厚度翼緣不適應焊接坡口的加工及焊接墊板的設置。一般情況下,框架節點宜采用“柱貫通型"。梁與柱的連接,宜采用栓一焊混合連接。即,梁上、下翼緣與柱的連接,采用焊接;梁腹板與柱的連接,采用高強度螺栓摩擦型連接。對于抗震設防框架:,為防止梁端焊縫開裂的常見震害,宜采取措施削減梁端焊縫熱影響區以外的截面面積,以實現“強連接,弱桿件”的耐震設計準則。

    現代輕鋼房屋建筑體系誕生于二十世紀初,于二戰期間得到快速發展。其間多用于對施工速度要求很高的戰地機庫、軍營等。四十年代出現了門式剛架結構,六十年代開始大量應用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼凜條組成的輕質圍護體系。目前輕鋼結構已成為主要建筑結構形式,英國新建的非居住類房屋建筑中,90%的單層和60%的多層建筑都采用輕鋼結構,美國在輕鋼結構體系的分析、設計理論和方法及制造工藝上己經非常完善,開發了多種專利產品,其專用設計軟件可在短時間內完成設計、繪圖、工程量統計及工程報價,在制作上也實現了高度的標準化及工廠化。在加拿大,輕鋼結構在住宅建筑的應用很廣泛,各種創新的輕鋼住宅體系層出不窮。而我國冷彎型鋼的生產和應用始于 20世紀50年代后期,雖然目前已具相當規模,但冷彎型鋼用于住宅卻仍是空白。

    鋼結構體系用于住宅建筑可以充分發揮鋼結構延展性好、塑性變形能力強、具有優良抗震性能等優點,從而大大地提高住宅的可靠性。鋼結構住宅以鋼材為材料做成受力構件,由于它自重輕,基礎造價低,適用于軟弱地基。其安裝容易,施工快,周期短,投資回收快,施工污染環境少,抗震性能好等綜合優點又是傳統建筑不可比擬的。鋼結構在住宅中應用的優點以及它符合可持續發,展的特點,使得發展鋼結構,特別是發展住宅鋼結構己刻不容緩。冷彎薄壁型鋼結構除具有傳統鋼結構的所有優點外,由于它有較高的強度重量比和能根據需要生產出材料分布較優的合理截面形式,所以突出了“輕”的特征,并在建筑中被越來越廣泛地應用。目前這種輕型鋼結構已成為主要建筑結構形式。我國的建筑用鋼政策也隨之改為“積極、合理地采用鋼結構”。鋼結構在我國迎來了大發展的新時期,其中,輕型鋼結構建筑在我國則已進入快速發展時期,在工業建筑中得到了廣泛應用,但冷彎薄壁型鋼住宅體系在我國的發展幾乎仍是空白。


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