設計標準的問題
1.“輕型”鋼結構概念問題
近年來因“輕型門式剛架房屋”二字的出現(xiàn),在許多設計人包括結構設計人員的頭腦中形成一種輕(質量)鋼材概念,一遇到附屬建筑設施或看似不重要的結構時就提出用“輕鋼”來解決,卻不注重該部分對主體結構的效應分析,事實上結構概念設計時應清楚,“輕型”實際上是指結構承受相對較輕的荷載,住宅設計中不會因為采用鋼結構而減少荷載使用標準,結構體系無論采用鋼還是混凝土,構件效應分析是沒有原則上區(qū)別的。
2.多高層鋼結構設計區(qū)別
根據(jù)規(guī)范有關條文,包括鋼結構抗震調整系數(shù),框架柱長細比,框架構件寬厚比等控制條款,均以 12 層作為區(qū)分點,因此可以理解為高層鋼結構是指 12 層以上的建筑物。高規(guī)中高層是指 10 層及 10 層以上或房屋高度超過 28m 的建筑,這其中包括混合結構,再參考國外部分國家高層起始高度多設在 25~30 米或 8 至 11 層。由此看來我國的多層鋼結構適用范圍要高于普通結構,也高于國外標準。多高層鋼結構不僅構造不同,相關抗震調系數(shù)也不同,限值差別太大,在前面表 1 已說明,筆者認為此區(qū)分過于寬泛,舉例說明一下:層高平均 4m,12 層建筑物高度 48米,是高規(guī)中 28 米限值的 1.7 倍,這就產(chǎn)生下面的問題,在混合結構中,混凝土結構應按高規(guī)構造設計,鋼結構可以按多層構造設計,執(zhí)行了兩種標準。
3、《鋼結構設計規(guī)范》
對住宅結構設計指導作用不大新版規(guī)范延續(xù)了工業(yè)建筑鋼結構設計指導思想,例如在變形允許值按廠房構件進行分類,對民用建筑構件不做細分;溫度區(qū)段設置要求以排架結構方式進行劃分而不考慮縱橫向承重體系、鋼混組合結構的特點來區(qū)分,特別是強制性條文第 8.1.4 條“結構應根據(jù)其形式、組成和荷載的不同情況,設置可靠的支撐系統(tǒng)。在建筑物的每一個溫度區(qū)段或分區(qū)建設的區(qū)端中,應分別設置獨立的空間穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)?!睆奈淖稚侠斫猓摻Y構不應該采用無支撐的純框架結構,這顯然與實際應用不符,設置支撐與否應以結構設計需要來確定,根據(jù)條文說明也可以知道這是一個原則規(guī)定,但作為強制性條文,必須嚴格執(zhí)行值得商榷,民用建筑在使用要求上不同于工業(yè)建筑,包括一些結構體系也存在差異,應區(qū)別對待。
相比其他規(guī)范不斷完善抗震部分內容,新版只在總則中提到應符合相關抗震規(guī)范的規(guī)定,似乎抗震設計在鋼結構中并不重要,實際上在北嶺和阪神地震后,國外開始紛紛重視鋼結構抗震設計的研究,國內也有很多文章介紹,應該有很多成果可以總結成文的。我國抗震規(guī)范規(guī)定應根據(jù)抗震設防烈度采取不同的抗震措施,而鋼結構抗震要求卻沒有任何區(qū)別也是不妥的。

鍍鋁鋅的詳細描述和性能:鍍鋁鋅鋼板是鋁鋅合金結構組成,由55%鋁、43%鋅與2%硅在600℃高溫下凝固而組成,其整個結構由鋁-鐵-硅-鋅,形成致密的四元結晶體的一種合金。
鍍鋁鋅鋼板具有不少優(yōu)良的特性:強的耐腐蝕性,是純鍍鋅板的3倍;表面有漂亮的鋅花,可以作為建筑屋外板使用。
“鍍鋁鋅鋼卷”的耐腐蝕性主要是因為鋁,鋁的保護功能。當鋅受到磨損時,鋁便形成一層致密的氧化鋁,阻止耐腐蝕性物質進一步的腐蝕內部。
耐熱性
鋁鋅合金鋼板具有良好的耐熱性,可以承受300多攝氏度的高溫,與鍍鋁鋼板的抗高溫氧化性很類似,經(jīng)常應用于
煙囪管,烤箱、照明器和日光燈罩。
鍍鋁鋅板的用途
建筑:屋頂、墻壁、車庫、隔音墻、管道和組合式房屋等
汽車:消聲器、排氣管、雨刷附件、燃料箱、貨車箱 等
家電:冰箱背板、煤氣爐、空調機、電子微波爐、LCD邊框、CRT防爆帶、LED背光源、電氣柜等

簡介性能
鍍鋁鋼板是鋁硅合金鍍層的鋼板,其中鋁含量為90%,硅10%。
型號一般為:SA1C,SA1D,SA1E
產(chǎn)地:浦項、東部、新日鐵、寶鋼
1、鍍鋁鋼板的耐熱性能遠比鍍鋅鋼板、冷軋鋼板優(yōu) 越。由于鋼板基材和鍍層組織的特定組合,形成一種鐵鋁合金,使鍍鋁板具有的耐高溫性。在約450℃時,可保證極高的反射率。在約550度以下予以長時 間使用也幾乎不發(fā)生變化,仍保持其美麗的光澤,但超過約600度的高溫時,由于鐵鋁的相互擴散而合金化,表層由灰色逐漸變成深顏色,但金屬層的融點很高, 即或超過鋁的融點,它也不融化析出。鍍鋁鋼板的耐熱性能(500-600℃)與不銹鋼板幾乎相同,而比冷軋鋼板優(yōu)秀20倍以上。
2、綠色環(huán)保性能
鍍鋁鋼板的鍍鋁層是由鋁、硅和鐵元素組成。經(jīng)日本屬下的一些機構檢測證實,未化學鈍化的鍍鋁鋼板符合食品衛(wèi)生法,對人體的健康無害,可直接應用于食品加工。許多專業(yè)團體的測試報告證明其對人體無害屬環(huán)保產(chǎn)品。鍍鋁板完全可以循環(huán)利用。
3、鍍鋁鋼板是一種以冷軋鋼板為基材,經(jīng)過連續(xù)熱浸鍍加工,表面鍍層為鋁硅合金的鋼板。

某住宅項目三層樣板間設計成異型鋼柱純框架結構,建筑采用砌塊隔墻,建成后外部及室內觀感均令人滿意,與該住宅成品(混凝土剪力墻結構)實際效果一致,下圖是樣板間實景。
在工業(yè)廠房設計中經(jīng)常采用異型鋼柱,采用排架受力體系時,異型鋼柱經(jīng)常設計成雙軸對稱或主受力方向單軸對稱,廠房縱向采用支撐系統(tǒng)抵抗縱向水平力,系桿、支撐構件多連接于異型柱弱軸形心軸上,這樣在結構概念設計及采用桿系軟件計算容易處理。住宅中應用異型鋼柱與廠房設計還是有很大區(qū)別的,下圖是廠房梁柱連接方式與住宅梁柱連接方式的簡單比較,
可以看出在住宅中,梁柱的截面形心軸不在同一位置上,不符合常規(guī)設計理念,在采用桿系軟件計算時無法解決偏軸問題。盡管如此,與短肢剪力墻結構相比,筆者認為異型柱是在原來較大的矩形框架柱截面或整片混凝土墻修改為的截面面積較小的異型截面,相應地也減少了截面特性,而異型鋼柱是在一個工字鋼截面上增加一個T型截面,相應地是增加了弱軸方向的截面特性,特別是將鋼梁與鋼柱弱軸的剛性連接節(jié)點轉化為與柱翼緣連接,優(yōu)于常見設計中工字鋼柱在弱軸方向設外伸連接板的剛性連接,加強了工字鋼柱弱軸穩(wěn)定,對結構安全是很有利的。一般認為工字鋼柱弱軸剛性連接不可靠,所以在很多構造手冊上建議在弱軸采用鉸接框架加支撐體系或者采用鋼管柱設計方案,抗震規(guī)范“柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時,宜采用箱形截面。當僅在一個方向剛接時,宜采用工字形截面,并將柱腹板置于剛接框架平面內?!币?guī)范中雖然沒有明確說不可采用工字鋼柱弱軸與鋼梁剛接,但根據(jù)抗震規(guī)范節(jié)點抗震承載力驗算要求,弱軸連接一般是無法滿足相關條款要求的。異型工字鋼柱相比箱形柱的節(jié)點加工容易、施工方便節(jié)約鋼材,相比框架支撐體系減少了支撐部分的設置,從應用角度可靈活用于住宅墻體中,滿足建筑師對住宅內無外露結構構件的要求。
筆者認為異型鋼柱在結構分析中存在以下問題:
1)異型鋼柱全截面受力情況分析,這里主要指在弱軸上增加 T 型構件,是否就相應的增加了這部分的截面特性,包括 T 型構件偏軸遠近的影響,筆者認為鋼柱類型不同,截面特性增加比例也會不同;
2)異型鋼柱局部穩(wěn)定性計算,這點可以參考規(guī)范中柱板件寬厚比進行控制;
3)梁柱節(jié)點與鋼柱形心軸偏離時整體受力分析,采用普通桿系計算軟件是不能解決這個問題的。理想的計算模型應該采用有限元整體建模方式進行內力分析, 可以解決上述問題,但建模工作量太大了。
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