鋼結(jié)構(gòu)加層實(shí)例-建筑論文發(fā)表
摘 要:本文介紹了鋼結(jié)構(gòu)加層的設(shè)計(jì)方法,以及混凝土后錨固技術(shù)在工程中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu) 后錨固 植筋
某已建成高層辦公樓,擬在屋頂層增設(shè)一大會(huì)議室,經(jīng)多個(gè)方案比較,采用鋼結(jié)構(gòu)方案。
該建筑原屋頂為構(gòu)架,框架柱從屋面一直通到構(gòu)架頂,共有三排框架柱,柱距均為7.8m,跨度為9.2m和6.8m,構(gòu)架層層高為8.3m。新增層的整個(gè)平面由中間的大會(huì)議室和兩側(cè)的走廊組成,全部采用鋼結(jié)構(gòu)。樓梯間及電梯間采用原有結(jié)構(gòu),局部用混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造及加固。建筑剖面圖參見(jiàn)圖一。
圖一 建筑剖面圖
由于會(huì)議室對(duì)大面積功能的需要,去掉了房間中間的三根框架柱及周邊的構(gòu)架梁,經(jīng)復(fù)核驗(yàn)算梁柱均不需加固。會(huì)議室層高比框架柱的高度低,在設(shè)計(jì)中將會(huì)議室的主鋼梁支承于兩側(cè)的框架柱上,然后在鋼梁上設(shè)置支撐及布置檁條,形成完整的屋面體系。兩側(cè)的走廊采用鋼梁鋼柱的框架體系,柱底利用螺栓鉸接在原有屋面梁上。
會(huì)議室鋼梁布置見(jiàn)圖二,主鋼梁的跨度為16米,經(jīng)計(jì)算采用工字型實(shí)腹式鋼梁,截面為H350~750×300×8×14,跨中處最大梁高750mm,端高350mm,兩端簡(jiǎn)支于框架柱的鋼牛腿。為加強(qiáng)屋面整體的穩(wěn)定性,在兩個(gè)端跨增設(shè)屋面支撐,采用直徑22的張緊圓鋼制作??缰刑幵O(shè)置通長(zhǎng)系桿,截面為焊接鋼管114×3.5。屋面檁條采用C 300×80×20×3.0,檁條間距1.5m,每隔3m設(shè)置一道隅撐。屋面板采用復(fù)合壓型鋼板。
圖二 會(huì)議室鋼梁布置圖
對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系來(lái)說(shuō),保證框架柱鋼牛腿的節(jié)點(diǎn)安全可靠是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在柱上新加鋼牛腿一般有兩種連接構(gòu)造:
1)粘結(jié)型錨栓連接:這是目前較常用的連接方法,構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便。施工時(shí)先采用金屬探測(cè)器測(cè)定連接鋼板部位的柱內(nèi)縱向鋼筋位置,根據(jù)錨栓布置用電錘鉆鉆孔,連接鋼板根據(jù)錨栓孔實(shí)際位置鉆孔,清孔后用化學(xué)粘結(jié)劑將螺桿膠結(jié)固定在柱上,連接鋼板與柱接觸面應(yīng)打磨平滑,鋼牛腿在安裝前焊在連接板上,鋼牛腿的鋼板厚度和尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。
2)外包鋼連接:由于柱內(nèi)鋼筋過(guò)多過(guò)密,采用錨栓連接有困難時(shí),可采用外包鋼連接。柱四周角鋼長(zhǎng)度和規(guī)格應(yīng)根據(jù)作用在牛腿上的作用力及其所產(chǎn)生的力矩和角鋼支承面積以及砂漿承壓強(qiáng)度等因素計(jì)算確定。
根據(jù)本工程的實(shí)際情況,考慮施工簡(jiǎn)單,且柱內(nèi)鋼筋并非過(guò)多過(guò)密,采用了第一種連接構(gòu)造。所謂粘結(jié)型錨栓是通過(guò)特制的化學(xué)粘結(jié)劑(錨固膠),將螺桿機(jī)內(nèi)螺紋管膠結(jié)固定于混凝土基材鉆孔中,通過(guò)粘結(jié)劑與錨栓及粘結(jié)劑與混凝土孔壁間的粘結(jié)與鎖鍵作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)固定件的錨固。但根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004的要求,粘結(jié)型錨栓不適用于有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,本工程所在地區(qū)為7度抗震設(shè)防,所以不能采用,只可采用滿足錨固深度要求的的化學(xué)植筋及螺桿。
化學(xué)植筋是通過(guò)化學(xué)粘結(jié)劑(錨固膠),將帶肋鋼筋膠結(jié)固定于混凝土基材鉆孔中,通過(guò)粘結(jié)與鎖鍵作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)帶肋鋼筋的錨固?;瘜W(xué)植筋的鋼筋及螺桿,應(yīng)采用HRB400和HRB335級(jí)帶肋鋼筋及Q235和Q345鋼螺桿。對(duì)于滿足錨固深度要求的化學(xué)植筋及螺桿,不應(yīng)產(chǎn)生混凝土基材破壞及拔出破壞(包括沿肢筋界面破壞和肢混界面破壞)。
經(jīng)計(jì)算,本工程鋼牛腿設(shè)計(jì)植筋HRB335級(jí)直徑22鋼筋,共18根,鉆孔直徑28mm,錨固深度由實(shí)驗(yàn)確定且不小于300mm,鋼筋端部過(guò)絲為螺桿。鋼牛腿構(gòu)造及植筋布置見(jiàn)圖三。植筋的布置避開(kāi)了混凝土保護(hù)層,錨固在堅(jiān)實(shí)的混凝土基層內(nèi),深入有鋼筋環(huán)繞的結(jié)構(gòu)核心區(qū)內(nèi)。
圖三 鋼牛腿構(gòu)造及植筋布置圖
如今,因?yàn)槭┕し奖?,?gòu)造簡(jiǎn)單,時(shí)間短,混凝土后錨固技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑工程中。通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)加層的設(shè)計(jì)探討,對(duì)混凝土后錨固技術(shù)在工程中的應(yīng)用有了更深的理解。筆者的這點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)尚有不足,愿為拋磚引玉,希望能帶給其他設(shè)計(jì)者一點(diǎn)啟發(fā)。
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