論述輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的特點

1、論述輕鋼結(jié)構(gòu)根底設(shè)計的特點 論述輕鋼結(jié)構(gòu)根底設(shè)計的特點 摘 要鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在建筑工程建設(shè)中最為常見的結(jié)構(gòu)形式，在十九世紀時我國已經(jīng)采用鋼結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的建筑設(shè)計。新時期工程師經(jīng)過長期的時間經(jīng)驗累積，不斷對其進行改進和優(yōu)化，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用無論是在工程建設(shè)的數(shù)量還是工程建設(shè)的質(zhì)量都有著很大的進步和提升。目前我國鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計以及施工方面都到達了較高的水平，對于各項先進的設(shè)計方法和施工技巧都已經(jīng)形成系統(tǒng)的理論體系，而且我國完成建設(shè)并投入使用的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計取得了十分良好的效果，代表著我國建筑行業(yè)的巨大進步。輕鋼結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)重要的組成局部，本文基于我國鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用實際情況，闡述輕鋼結(jié)構(gòu)根底設(shè)計特點。希望對相應(yīng)的技術(shù)

2、人員有所幫助，促進我國鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域開展。 關(guān)鍵詞輕鋼結(jié)構(gòu)；根底設(shè)計；工程質(zhì)量 中圖分類號：TU392.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X45-0392-01 輕鋼結(jié)構(gòu)在我國民用建筑和工業(yè)建筑中的應(yīng)用十分廣泛，該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用便于施工，可以有效地縮短工程建設(shè)所需要花費的時間，同時結(jié)構(gòu)的重量有所減少，但是輕鋼結(jié)構(gòu)的上部承載力不高。輕鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比擬，需要得工序少，相同結(jié)構(gòu)的工程造價要比混凝土結(jié)構(gòu)少很多。因為輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點所以被越來越多的設(shè)計人員和施工人員所青睞并且應(yīng)用到工程實際建設(shè)中去，下面就對此進行詳細的闡述。 一、根底形式選擇 輕鋼結(jié)構(gòu)的根底形式有很多，但是其中最為常見的形

3、式就是柱下獨立根底也是目前應(yīng)用最為廣泛的，各個根底之間運用根底梁進行相互連接，防止可能出現(xiàn)的不均勻沉降現(xiàn)象。有的施工區(qū)域地質(zhì)條件非常的復(fù)雜，對施工造成極其不利的影響，這樣可以采用柱下條基的根底形式。當(dāng)建筑的上部結(jié)構(gòu)荷載較大時，或是工程建設(shè)區(qū)域在軟土地區(qū)時，這些情況下都多采用樁根底，但是需要特別注意的是，在建筑結(jié)構(gòu)中不能增加雙向的根底拉梁時，不宜應(yīng)用單樁根底，不然很難保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對工程建設(shè)的質(zhì)量造成極其不利的影響，設(shè)計人員需要高度的重視，嚴格的按照輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計標準進行設(shè)計，保證設(shè)計的合理性、科學(xué)性和適用性。 二、柱腳傳力形式和特點 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)與根底的連接均為剛接，即有彎矩傳遞

4、于根底，這樣的情況下根底的尺寸比擬大。與混凝土結(jié)構(gòu)不同，輕鋼結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)既可以設(shè)計成剛接，也可以設(shè)計成鉸接，同樣的一個荷載形式下，柱腳剛接與柱腳鉸接相比，通常剛接上部結(jié)構(gòu)用鋼量要偏小，但根底較大。 剛接與鉸接的區(qū)別在于柱底是否有轉(zhuǎn)動約束，即剛接柱腳可以傳遞彎矩，鉸接柱腳不能傳遞彎矩。這樣對剛接柱腳的根底設(shè)計時，上部力就有軸力，剪力加彎矩，鉸接柱腳僅有 軸力和剪力。剛接或鉸接柱腳關(guān)鍵取決于錨栓布 置，鉸接柱腳一般采用2個或4個錨栓，且居于柱子截面以內(nèi)，以保證其充分轉(zhuǎn)動，美國質(zhì)量環(huán)境平安標準要求所有的鋼結(jié)構(gòu)的底板必須是4個錨栓，以考慮其在施工安裝時的平安性，盡管設(shè)置在柱子截面內(nèi)的2個錨栓或4個錨

5、栓其實還是能傳遞很小一局部彎矩的，但在實際建模計算時，還是認為其是鉸接。剛接柱腳一般采用4個或4個以上錨栓連接，錨栓位置居于柱外側(cè)，并保證柱底板有必要的剛度抵抗轉(zhuǎn)動，可以認為柱腳不能轉(zhuǎn)動。 三、根底典型的破壞形式 因為輕鋼結(jié)構(gòu)自身重量比擬小，而且往往具備很大的跨度，所以輕鋼結(jié)構(gòu)的根底破壞形式與混凝土結(jié)構(gòu)受到外力的破壞形式存在很大的差異?；炷两Y(jié)構(gòu)中的柱體尺寸并不是很大，所以柱體底部存在的水平力就相對較小，在結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中出現(xiàn)滑樁現(xiàn)象的概率很低，而且混凝土結(jié)構(gòu)中上部的重量往往很大，這樣能夠有效的抵抗風(fēng)荷載對于建筑結(jié)構(gòu)施加的不良外力，結(jié)構(gòu)的根底不會受到外力的影響產(chǎn)生上拔的現(xiàn)象。對于混凝土結(jié)構(gòu)而言，

6、能夠?qū)Ω自斐删薮髶p害的就是沖切破壞，沖切破壞詳細的說就是建筑的上部結(jié)構(gòu)會有一定的下壓力，當(dāng)?shù)撞拷Y(jié)構(gòu)的承載力缺乏時，就會對結(jié)構(gòu)的根底造成嚴重的沖切，導(dǎo)致工程的質(zhì)量有所下降。但總的來說，對根底設(shè)計的控制因素是向下的豎向力。 輕鋼結(jié)構(gòu)那么不同，除了上部結(jié)構(gòu)的豎向力以外，還存在一個較大的水平力，對于某些結(jié)構(gòu)，如半開敞式結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載作用還會產(chǎn)生一個向上的力，這時如果結(jié)構(gòu)自重不能抵消向上的風(fēng)荷載，那么根底還需要考慮上拔力的工況，同時固接柱腳情況下，還存在較大的彎矩作用。因此輕鋼結(jié)構(gòu)物相對于混凝土結(jié)構(gòu)物而言，由于自重輕，破壞形式更易出現(xiàn)傾覆、滑移和上拔的可能，其主要原因是上部結(jié)構(gòu)自重小。面臨上述問題，通常

7、采用的做法是加大根底埋深，即提高根底自身的覆土重以抵抗傾覆和上拔以及提高根底的被動土壓力以抵抗水平力。另外對于輕鋼結(jié)構(gòu)根底，因為要有預(yù)埋螺栓用于上部結(jié)構(gòu)和根底的連接，因此保證錨栓與根底的可靠連接，既要保證錨栓的長度使其與根底混凝土可靠粘結(jié)，也要保證錨栓與根底的邊緣有一定的距離使根底不會發(fā)生劈裂破壞。 四、根底設(shè)計的主要內(nèi)容 根底設(shè)計一般包括根據(jù)地基承載力特征值和上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載來確定根底底面積、通過上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載來確定根底的高度和配筋計算，在滿足內(nèi)力的計算情況下，還要符合相關(guān)的構(gòu)造措施。輕鋼結(jié)構(gòu)根底除上述內(nèi)容以外，還須進行柱底板設(shè)計和錨栓設(shè)計，柱底板尺寸是根據(jù)柱與根底連接部位混凝土的局部

8、承壓來確定的，與根底混凝土強度有關(guān)，但其制作又與上部結(jié)構(gòu)連在一起，按照常規(guī)柱底板設(shè)計歸入上部結(jié)構(gòu)；錨栓在上部結(jié)構(gòu)和根底之間起橋梁作用，但根底施工時應(yīng)將錨栓埋入，故屬于根底局部。 錨栓是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳給根底，在上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間起橋梁作用。錨栓主要有兩個根本作用：作為安裝時臨時支撐，保證鋼柱定位和安裝穩(wěn)定性，將柱腳底板內(nèi)力傳給根底。對于鉸接柱腳，錨栓直徑由構(gòu)造確定，一般不小于M20；對于剛接柱腳，錨栓直徑由計算確定，一般不小于M30。錨栓長度由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊確定，假設(shè)錨栓埋入根底中長度不能滿足要求，那么考慮將其焊于附加鋼筋。為方便柱安裝和調(diào)整，一般柱底板上錨栓孔較錨栓直徑大3mm4mm，底

9、板上須設(shè)置墊板，墊板尺寸一般為100100，厚度根據(jù)計算確定，墊板上開孔較錨栓直徑大1mm2mm，待安裝、校正完畢后將墊板焊于底板上。另外需要注意的是，在對根底底板進行抗水平力設(shè)計時，我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準是不允許錨栓抗剪的，剪力是靠底板在上部向下的豎向力作用下與根底頂面的摩擦力來傳遞的，假設(shè)單靠摩擦力的作用不能抵抗水平力的情況下，要采用抗剪鍵將柱底的水平力傳遞到根底上。抗剪鍵的設(shè)計要考慮混凝土的局部抗壓強度和抗剪鍵的截面抗彎能力。 五、與上部結(jié)構(gòu)連接 根底與上部結(jié)構(gòu)是二次施工完成的，其間存在連接問題?；炷两Y(jié)構(gòu)的根底是通過預(yù)留插筋的方式，留有施工縫連接上部結(jié)構(gòu)，而對于輕鋼結(jié)構(gòu)根底，那么通過預(yù)埋錨栓的方式進行連接。 六、其他的構(gòu)造措施 除上述提到的幾個方面之外，輕鋼結(jié)構(gòu)還有一些構(gòu)造措施有別于其他結(jié)構(gòu)的根底，比方根底頂面須設(shè)置二次澆灌層，以便調(diào)平柱底板。埋入式柱腳應(yīng)在鋼柱埋入局部設(shè)置栓釘；柱底板尺寸應(yīng)在根底短柱箍筋范圍內(nèi)