钢框架——支撑结构在多高层钢结构建筑中是一种非常常用的结构形式,钢框架支撑结构是在钢框架结构的基础上,
通过在部分框架柱之间布置支撑来提高结构承载力及侧向刚度。支撑体系与框架体系共同作用形成双重抗侧力结构体系,这不但为结构在正常受力情况下提供了一定的刚度,而且为结构在水平地震作用及较大风荷载作用下,提供了两道受力防线,形成了人们较理想的破坏机制。然而,不同的支撑布置方式会产生不同的效果,这包括支撑的类型,支撑布置的位置以及支撑杆件所选择的截面形式。
1支撑的类型:
(1)中心支撑:支撑构件的两端均位于梁柱节点处,或一端位于梁柱节点处,一端与其他支撑杆件相交,中心支撑的特点是支撑杆件的轴线与梁柱节点的轴线相汇交于一点,支撑体系刚度较大。中心支撑包括:单斜杆支撑,交叉支撑,人字形支撑,V字形支撑,K字形支撑,跨层交叉支撑,带拉链杆支撑。
中心支撑适用于抗震设防等级较低的地区,以及主要有风荷载控制侧移的多高层建筑物。
(2)偏心支撑:
支撑杆件的轴线与梁柱的轴线不是相交于一点,而是偏离了一段距离,形成一个先于支撑构件屈服的“耗能梁段”。偏心支撑包括人字形偏心支撑,V字形偏心支撑,八字形偏心支撑,单斜杆偏心支撑等。
偏心支撑适用于抗震设防等级较高的地区或安全等级要求较高的建筑,而且相对中心支撑而言可以很容易解决门窗布置受限的难题。
(3)消能支撑:将支撑杆件设计成消能杆件,以吸收和耗散地震能量减小地震反应。
钢支撑施工要点
1、钢支撑(格栅)应采用工厂预制,要按1:1放样,严格控制轴线、尺寸、接头拼接板对位的准确,要满足规范对焊缝的要求。
2、钢支撑(格栅)定位、锁脚锚杆的布设,要在检查开挖断面合格后进行,要严格按设计部位安设,锚杆的钻眼方位、方向、角度、深度要达到设计要求。
3、钢支撑(格栅)安立,其轴线要与隧道中线垂直,施工中应在钢架基脚部位预留足够的坚实地基,架立钢架时挖槽就位。其中线、标高要准确,支座要稳定,其倾斜度不大于2。;钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。**挖部位要用硬性水泥砂浆支垫。
4、吊车或挖掘机配合安设钢支撑,要注意安全作业。钢支撑(格栅)锚杆安设完后,技术人员要做检查并记录。
5、为增强钢架的整体稳定性,应将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。
6、钢架连接接头要连接牢固。拱脚部位易发生塑性剪切破坏,故该部位接头除栓接外,还应四面帮焊,确保接头的刚度和强度。条件允许时,接头采用角钢联接板,便于混凝土全面握裹。
7、当钢架和初喷层间存在较大间隙时要设骑马或楔形垫块**紧围岩;钢架与围岩的间距不应大于5cm。
由于施工工艺原因,围护结构表面难免会出现凹凸不平情况,为确保基坑围护支撑体系的整体效果,宜将钢围檩与围护结构间缝隙用细石混凝土或快凝水泥塞填。
在基坑拐角部钢围檩安装完毕后,吊装相同规格钢支撑,按照设计的长度及夹角与角部钢围檩上的缀板焊接牢固。为了保证钢角撑与钢围檩连接紧密,要求焊缝在除锈工作完毕后进行满焊。钢支撑斜撑采用斜撑支座与钢围檩焊接,焊接采用满焊。
钢管支撑安装完成后,班组自检合格后报项目部验收,项目部质检员验收合格后及时报请专业监理工程师检查验收。钢管支撑安装质量控制标准如下:
◆支撑水平位置允许偏差:+20mm
◆支撑两端标高允许偏差:≤15mm
◆支撑的挠曲度允许偏差:≤1/1000
◆支撑连接质量:连接螺栓必须全部拧紧
◆支撑轴力:严格按照设计要求施加预应力,预加应力允许偏差±50KN,并根据监测反馈信息,按要求复加支撑轴力,复加值控制在设计预加值的110%以内。
◆每根钢管支撑实际采用两个牛腿,每个牛腿与地墙主筋的焊缝长度25cm,焊脚尺寸不小于1cm。
五、钢支撑拆除
1、钢管支撑拆除原则及条件
钢管支撑拆除遵循先撑后拆的原则,即待浇筑的板混凝土强度达到设计强度的85%后,由班组填写支撑拆除令经现场管理人员签字确认,并征得监理工程师同意情况下,由项目部下达支撑拆除令后拆除。
2、支撑拆除步骤及方法:
①施加支撑轴力,卸掉活络头内的钢楔(若出现因地墙变形导致支撑轴力大于200T以上,则考虑直接割除活络头内的钢楔)。
②割除三角牛腿及附加吊筋或膨胀螺栓。
在传统施工工艺中,立墙模板支撑采用木制的副龙骨结合钢管的施工方法,其中立墙的主龙骨有两根钢管和扣件组成。在施工中,往往需要将钢管一根一根的用铁丝固定后才可以锁定,施工不方便费时费力。其次由于钢管长度与需求长度不符,因而随意切割、搭接的现象严重,造成资源浪费和管理困难,经常出现由于搭接不当造成施工质量问题。后,由于钢管为圆型,与结合点受力面积小,两种材质强度及变形量差距很大,所以常在接触点产生木方因受压变形的情况,从而造成施工质量不过硬问题。
成套钢支撑模板加固体系从根本上改变了传统的模板施工工艺。主龙骨由两根截面尺寸相同的C型钢焊接而成,施工时待穿墙螺栓安装好以后,只需要一人水平拿起主龙骨将其穿放在螺栓上锁好即可,即省时又省力,而由于与其配套使用的副龙骨均为钢制方形结构,结合面受力均匀,施工效果好。
在传统施工工艺中,建筑用模板支撑体系中的副龙骨为木方结构。首先,由于自身为固定尺寸的产品,建筑物的标高多种多样,所以在施工过程中需要截断,这个截断的过程势必会引起浪费,而且木方只能越切越短,不能加长,如果在碰到净空标高大的建筑,只能采取相互搭接的方式,或者购买新的木方。普遍使用搭接形式,不仅造成较大浪费,因而还会产生系列施工质量问题(胀模起鼓等)。其次,由于传统支撑是木方和钢管结合的形式材质强度大小不一,会因为木方变形而产生跑模的问题。再次,由于混凝土浇筑是一个潮湿作业的过程,所以木方会受潮而变形,随着使用次数的增多变形度就多大,导致在施工过程中随着楼层的增高,施工质量越来越差的问题。而后木材也会因为不断腐朽,由直变弯,由长变短,由短变无。此外,木制品大规模使用会有很大的火灾隐患。
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