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混凝土柱上加钢梁的相关问题探讨

话题id=284,65197

1 问题的提出

okok:

在混凝土柱上加钢梁,推力很大,有何解决方法?

李涵:

混凝土柱上加钢梁结构须要加抗剪件吗?我发现许多这种结构都不加抗剪件。

2 问题的讨论

wghsts:

屋盖系统是一个比较复杂的体系,国内外都经过了一个比较漫长的发展时期,我国一直沿用前苏联的做法,尤其是空腹屋架,以前一直使用比较多,而实腹钢梁过去基本上不使用,我们在讨论水平推力问题时,要结合具体屋架的形式,有的形式会有水平推力,有的不会。

wanyeqing2003:

这个问题值得探讨。现行的屋架标准图中也未考虑设置抗剪件。

flywalker:

现行标准图上未设抗剪件主要是针对屋架而言的,这不同于钢梁+混凝土柱的结构,因为屋架产生的推力由下弦承担,对下部结构的推力没有或很小。而一般的H型钢梁产生的水平推力得依靠下部结构来承担,所以设置抗剪件有时候是需要的。

浙大校友;

原则上说,钢梁不能有水平力,否则,混凝土悬臂柱难以承受。

1)假如水平推力20kN,柱高7m,则弯矩140kN m,试想要多大配筋?400m m400m m的混凝土柱,单侧也得配3 ! 25。

2)一般,钢梁与柱顶用螺栓连接;考虑抗拔是主要的。

3)水平力可以靠椭圆孔释放,虽然水平力还会有一点,但好很多。

4)要做得严格,应该在节点处设置圆钢做成辊轴的支座。

5)如果要刚接,也是可以的,只是螺栓可能稍多一些;梁断面也必须根据刚接设计了。

lazj1:

一端平板支座,一端橡胶支座。

李涵:

混凝土柱+钢梁形式,我现在一般这么处理:如果支座采用一端铰接,另一端做成平动释放,则不加抗剪件,因为这种结构水平力已经通过椭圆孔释放,混凝土柱基本不承受剪力:如果支座用两端铰接,混凝土柱承受剪力,则必须加抗剪件。

南华人:

计算模型采用支座一端铰接,另一端做成平动释放,这样比较合理。

平动释放端支座构造上应做处理,常采用椭圆孔,不过椭圆孔的长孔大小必须根据结构分析确定的最大滑动位移确定,而且必须留有余量,这点在工程实践中容易忽视,有的工程师虽然设置了椭圆孔,但椭圆孔的长孔直径设置不足,应引起重视。

Liukaicai:

混凝土柱钢梁结构不设抗剪件,这样计算模型内力较接近实际情况。对于长圆孔的长度怎么来确定,是按最大挠度下,刚架产生的水平位移来确定。

夏日冰红茶:

我觉得不应设抗剪件,原因有二:

1)一般我们考虑这种结构形式,其支座处理均为钢梁混凝土柱铰接,两端混凝土柱顶均绕3轴转动释放,且其中一柱的上端沿2轴水平平动释放;如设置有抗剪件,这种构造形式就同释放计算假定不相符合;

2)这方面的问题现已有见诸多篇相关论文,其在风作用或温度应力下产生的较大水平推力完全可以通过钢梁-混凝土柱节点构造来解决:

a.混凝土柱端加钢箍,增强柱端刚度,防止开裂;

b.将锚固螺栓孔开成长圆形(开孔长度及方式见上Liukaicai兄之解答),使钢梁在温度变化时可自由收缩或膨胀,释放温度应力。

Mike!!!cyh:

门架式钢梁+混凝土柱结构是一个比较有争议的结构,其原因如下:

钢梁如做成两端铰接于柱,则水平推力较大,混凝土柱柱底容易开裂。钢梁如做成一端铰接,一端释放平动的滑移支座的话,则混凝土柱柱顶端不能假定为有支点,仅看作一端固定,一端自由的悬臂梁,在柱距较大时,混凝土柱抗水平风力成为大问题。所以也不能做到经济可靠。

个人认为:如出现这种结构,最好在钢梁下加拉杆。

峒峒:

我认为采用钢梁、支承柱为排架时,两端支座均应设计为铰接。理由如下:

1)设滑动支座时有可能出现悬臂柱,对混凝土柱受力及抗震均不利。

2)两端铰接时,跨度较大时需要考虑温度应力影响,而混凝土柱的抗侧刚度较小,我计算过40m跨屋架,柱按弹性支座输入,柱高20m,温差5∀时在支座处引起的水平力只有20k N左右。此水平力对柱的作用并不明显。

3)从力学意义上分析,只有两端均设约束,才能体现(保证)出结构的整体性。

Sunny8448:

我感觉斜梁做成一端固定,一端为自由的梁有以下问题有待解决:

1)一端做成平动,释放水平力,必然造成屋面斜梁坡度有较大的改变,不一定满足规程的要求,可能造成屋面积水,甚至渗漏,所以此种结构形式最多只能部分释放水平力,并且纵向柱间支撑处的预埋板纵向抗剪件一定不能少;

2)斜梁自由端处的柱子是悬臂柱,混凝土柱截面不会小,我一般做法在水平力小的时候,在预埋钢板下加抗剪钢板,来控制水平力,若水平力较大时,加拉杆解决,跨度较大时,可加预应力拉杆解决,形成自平衡体系是最好的。

m y71327:

混凝土柱上加钢屋架梁本人已设计过多个工程(最大30m),首先可以肯定地讲,混凝土柱与钢梁是不能刚接的。其次,如果考虑一端铰接,一端可移动(释放水平推力),理论上可以,但实际较难达到,而且钢梁会很大,不经济,其用钢量等同门式(有柱)刚架。所以在设计时可以先计算一下两端简支的情况,如果混凝土柱可以承受水平力最好,不能承受力,可以在梁中设拉杆,比较经济。

李国建:

我看到此论题很有兴趣。论点有几条:1)刚接;2)铰接;

3)一端铰支,一端按滑动铰。在这里讲一个我经历的工程,供大家参考。

1974年我在北京一个长途汽车站的工地现场进行指挥钢屋架的安装作业。工艺如下:

1)钢屋架吊装就位。初步连接螺栓(此时螺栓不紧)。

2)对钢屋架位置进行调整(对十字线)。

3)用两组杉搞在钢屋架上弦进行临时固定(此时吊勾不松)。

4)用线坠检查钢屋架的竖直度。用两组杉搞进行调整钢屋架的竖直度。

5)紧固钢屋架的地脚螺栓。

6)焊接。

7)履带吊变幅,松钩(此时只能变幅,如松钩则履带吊大臂由于回弹作用,将钢屋架拉偏)。

8)安装各类支撑。

9)吊装大型屋面板。

就这样完成了两榀钢屋架(一个节间)的安装作业。这时,设计院的同志来了,说这样不行,设计是一端铰支,一端按滑动铰支座的。可是我们当时执行不了此设计,按此设计作业,钢屋架在安装中非常不稳定,很危险!最后商量还按原安装工艺执行。

以后我在设计钢屋架和柱子时,将安装工艺因素考虑进去,使钢屋架的理论受力状态与实际接近。hhh:

混凝土柱与钢屋架很难做成刚接,做铰接最简单,即常见的排架结构;所做工程虽然用了焊接,考虑焊缝位置和变形,实际应是铰接。看的帖子,学到很多施工方面的知识。

m iaoliuhua:

1)两端铰接,钢梁应力偏小,不安全;实际达不到此效果。

2)一端铰接,一端设滑动铰接支座,钢梁应力比偏大,支座反力偏小;实际很难滑动。

3)我的做法:把混凝土排架建进模型,一起计算。LUKE:

1)在两个脚支座处加个拉杆,不美观,但很多业主还是接受了。

2)加一小截钢柱,与梁刚接,这样可以把水平推力转化为弯矩由刚接节点吃掉大部分。

3)最好的方法,与第一点类似,而且我在ABC、扎米尔的手册上都见过!!!把简支梁的下翼缘拉成水平就行了,这样理论上是有水平推力的,但大家想一想,这个下翼缘与第1点的圆钢拉杆可以起到相同的作用呀!实际是没有推力的。如果下翼缘向下变截面并且低于两边的铰支座,效果相同的。

Lijingas:

混凝土柱钢梁形式的推力应该比纯钢结构要大,既然纯钢结构都需要设置抗剪件,显然混凝土柱钢梁形式更需要设置抗剪件,至于钢屋架受力形式与混凝土柱钢梁完全不同,基本没有推力。

不过由于高空作业比较困难,一般施工单位都不希望做抗剪件,因为那样,就必然有二次灌浆,施工比较困难。一般我的做法是做个预埋板,除了锚栓以外,还另设置4或6根D12(或D14)的锚爪,通过锚爪抗剪。至于钢梁与预埋板连接,除了锚栓连接以外,我还在节点的中心线上焊接一段(钢梁与预埋板),大概(80~100mm,根据计算求得),通过这段焊缝来传递剪力给预埋板,再通过锚爪传给柱子,由于这段焊缝在中心处,仍可认为是铰接。

xcq111:

我认为最好下翼缘尽量水平,如果你的钢梁下翼缘坡度大的话,其水平推力还是挺大的,那么在柱顶最好设置预埋件(如LIJINGAS兄所说),在预埋件下设置抗剪件,钢梁与预埋件焊接。在设有柱间支撑的位置柱顶在纵向也有水平剪力,在此处应设置十字型抗剪件。钢屋架图集上在设柱间支撑处抗剪件的方向与纵向水平剪力垂直,说明只要有水平剪力就应设置相应的抗剪件。

3 个人见解

1)最好说服业主采用门刚形式,对于大跨度厂房,门刚比混凝土柱+钢梁的形式要经济可靠。

2)由于实际施工很难保证一端为滑动支座,释放水平力,计算建模时应采用两端支座铰结,符合实际受力模型,并 (下转第118页)

设计要素:主要包括宿舍楼的内庭空间、运动场地的配套以及散步道和休闲交流空间的设置。

设计重点:公寓楼银杏广场、宿舍楼绿荫广场和健康步道的景观营造;篮球场、羽毛球场和器械场地的配套设置;公寓楼、宿舍楼与食堂、生活区与生产区的交通组织。3 4 2 景观节点

重视厂区门户空间、转换空间等的景观节点的设计,完善厂区景观结构是设计的重点之一。根据厂区的建设现状,设计重点考虑了入口广场、生产区广场两大景观节点和其他功能衔接点的景观处理(图7)

。

图7 入口景观广场、生产区广场效果

1)入口景观广场

入口广场位于行政区域,其背景建筑公寓楼布置了产品展销中心、高级职员宿舍,是企业营销活动的中心,也是企业完成各项接待、会议任务的主要场所。

方案在入口广场处设置了面积约为900m 2的入口广场,采用规则的花岗石铺地,追求大气的景观效果。通过周边花坛、草坪疏密有致的植物配置,营造通透、清雅的景观氛围;由挺拔的树种形成的树阵,强化了景观主轴的序列感。入口广场处雕塑、小品等景观要素的灵活运用,强化雅戈尔企业的标志性内容,增强景观的可识别性。

2)生产区广场

生产区广场与入口广场东西相对,也是厂区形象展示和景观结构的重要组成部分。其景观设计和入口广场紧密协调,采用统一的景观构成要素,但因其主要人流为生产车间员工及生产管理人员,属于内部相对私密的空间,在景观处理上相对简洁。3 4 3 景观轴线

景观轴线是串联、整合各功能分区,形成整体空间结构的主线。设计结合城市干道世纪大道与公寓楼主体的视线构成的厂区环境景观轴线,采用#企业形象雕塑-特色铺地-景观灯柱-景观树阵-展示厅-阳光步道∃的系列景观,强化其空间序列感和层次感。主轴在风格上强调精致、协调的景

观要素组合;在空间结构上注重各种围合手段的运用,加强轴线感;在用材上坚持经济与美观并重,运用维护成本相对较低的要素来营造有序的围合空间。3 5 地形塑造与植物配置3 5 1 地形塑造

地形塑造既是增强厂区立体景观效果的重要途径,也是厂区生态性、经济性设计的要点。大跨度的工业厂房往往要求大力改造原始地形,从而带来大量剩余的土方。在景观设计阶段,如能根据厂区的功能布局,合理消化厂区土方,对降低建造成本,保留地表土有积极的意义。

在雅戈尔生产基地的设计中,考虑到厂区仍需运出约40000m 3土方的现状,提出在生活区和生产区之间20多m 的隔离区,塑造一高约9m 的土丘,有效利用厂区土方量,节约建设成本。同时由于土丘的存在,使雅戈尔生产基地的景观有了眺望点与制高点,从而使景观的立体感、层次感得以加强。

3 5 1 植物配置

植物配置采用多样化、层次化、立体化的格局,以期达到三季花常开、四季景常在的景观效果。充分利用植物本身形态、枝形、四季变化的特性,注重植物种间的合理搭配,如落叶与常绿相结合、色叶间插、观叶与观花搭配等。

基于经济性的考虑,在植物选择上以本土植物作为基调树种,以黄桷树、天竺桂、香樟等体现重庆地域特色,与周边环境相统一。同时为体现雅戈尔企业的地方特色,强调宁波市花!!!茶花,在生活区、生产区实行点睛种植。在基调树种的基础上,在重点位置特别是行政区增加特色树种如楠木、水杉、雪松、银杏等,增加植物的多样性,提升景观档次。4 小 结

工业厂区景观规划设计在满足特殊的生产工艺和功能需求的条件下,应结合厂区建设布局的特点,合理组织厂区景观要素,形成整体的景观氛围。在厂区和城市景观之间,应采用#俗则摒之,佳则收之∃的景观设计手法,加强厂区景观和城市的协调统一。在内部景观的设计上,突出#人本位思想∃,注重生态性和经济性,展现企业形象,弘扬企业文化。

参考文献

1 谢立辉,欧名贤,陈 蕾.总图设计对工厂生态环境保护的研究.工业建筑,2004,34(8)

2 杜长安.北京广大制药厂总图设计.工业建筑,2004,34(8)

(上接第124页)

把混凝土柱按实际截面输入,以验算位移和混凝土柱配筋。此时混凝土柱亦不再是悬臂柱,可有效减小混凝土柱及基础截面。

3)钢梁下翼缘做平的方法只适用于小坡度屋面。最好的方法是在两支座间加单拉杆,有效减小柱顶水平力。可采用圆钢截面,加花篮螺栓张紧。由于张紧受拉圆钢不受长细比,实际用钢很省。

4)有屋面水平支撑处,支座必须加抗剪件。

5)由于计算建模时采用两端支座铰接模型,而规范规定地脚螺栓不宜抗剪,所以当柱顶水平剪力大于轴力的0.4倍时,需加抗剪件。

6)支座最好采用地脚螺栓,预留后浇层。便于安装,实际土建单位操作并不困难。

7)梁支座底板与混凝土柱顶的摩擦力仍能传递水平力,所以考虑在底板开长圆孔来释放水平力是不准确的。下载本文