由于环保要求越来越严格,为了降低施工成本,减少环境污染,加快施工进度又能使施工质量易于保证,提出了全新的结构形式:钢—混凝土结构体系建筑。核心内容充分利用钢材强度高、混凝土受压强度及现浇混凝土结构抗震性能好优点。混凝土构件的外表面(地面除外)均为钢板面,钢板既是结构受力构件,又起到模板的作用;省去拆模施工工序;减少灰尘;钢板表面喷涂薄型防火涂料,省去抹灰和大白;墙体采用预制墙体,各种工厂电气管线预埋,减少电气管线敷设量。墙体加设预埋件,与主体结构连接方便快捷;墙体双面光面,墙体安装完成后,只有板缝处需要腻子刮平,其余不用抹灰。室内瓷砖墙面也可工厂铺装。
具体优点缺点如下:
1、工厂化加工制作,现场安装;
2、施工占用场地小,减少施工机械运输,减少模板运输;
3、省去钢筋加工安装,省去模板加工安装拆除;
4、利于环保;
5、工程质量易于保证;
6、施工速度快;
7、外装饰省去预埋件安装;
8、防火性能优于钢结构;
9、抗震性能优于装配式结构;
10、通过局部结点附加钢筋,达到抗弯、抗剪、抗压强度最优。
缺点:施工现场焊接量大。
设计方法:
主体框架及框剪结构与钢筋砼结构设计相同,细部计算梁板、柱分别分析如下:
(一)梁
梁板混凝土没浇筑时,钢梁能够承担板钢结构部分、钢梁自重及施工荷载,此部分结构计算按钢结构受力计算。为了减少用钢量,也可以按照梁底板钢板受拉、混凝土部分受压计算弯矩,梁底板底需要支撑。梁板混凝土浇筑完成后,梁截面荷载计算,顶部受压区为混凝土,受拉区为梁底部钢板。当核心区梁上部不能满足负弯矩要求时,可以布设负筋。梁底正弯矩不能满足要求时,为了降低成本,可以在梁底布钢筋。
(二)板
注:钢带1与钢带2电焊,钢带1砼保护层厚度10-15mm,跨梁时,钢带1、2跨过梁。
板底钢板与梁侧钢板焊接,焊缝可以不连续。受力计算按普通钢筋砼板受力计算,偏于安全。板的受力条件优于钢筋砼板,钢带上受剪力较大。
(三)柱
外面钢板厚度根据受力条件设定,为稳定性,在柱内加抗剪栓,柱外钢板为主要受力构件,承受剪力、弯矩、轴力。上下层之间柱钢板满焊连接。
(四)剪力墙
注:剪力墙的穿墙孔钢管与钢板焊接,既固定钢板又起到抗剪栓的作用。
剪力墙内也可以设暗梁、暗柱与梁、板连接。上下层剪力墙钢板之间焊接,焊缝满焊。
(五)楼梯
1、可以采用本专利的方法施工。
2、钢筋混凝土预制楼梯踏步板,两侧预留钢筋与缓台板一起浇筑,整体性好。
理论上,本专利技术用钢量与相同结构钢筋混凝土结构用钢量形同,但是,为了满足施工荷载要求,梁柱墙的钢板适当加厚,梁下、板下简单支撑就可满足要求,又节约钢材,待混凝土浇筑完成后,混凝土强度达到设计强度,结构可靠度高于钢筋砼结构。采用本专利技术综合造价与传统钢筋混凝土结构相当,可能略省一点。如果将来人工费再上涨20%,则采用该项技术,节约成本相当明显了。
工厂化制作利于质稳定,有利于降低成本,现场安装由专业施工队伍安装,易于保证质量,易于提高效率,从而降低安装成本。安装机械少,施工现场塔吊满足吊装要求,施工现场10台二氧化碳保护焊机即满足3万平方米建筑安装要求,及其它辅助小型电动工具。
鉴于当前国家政策优先采用钢结构,本专利技术具有钢结构和混凝土结构的优点,抗震性能、防火性能都比较好,施工速度快等诸多优点,是一种先进技术。如果大量采用,钢板轧制和混凝土接触面,深花纹将大大改善受力性能,减少抗剪栓的使用量,成本将进一步降低。预制墙板四周预埋铁件,便于安装。外装饰工程省去预埋件安装,这是一笔不小的费用。如果配套协作厂家齐全,各种厂家预埋管线,主体施工安装完成,所有工程量完成70%了,就剩装饰部及安装工程调试。因此,如果大面积采用,将节省大量人力物力。是建筑业一次跨越发展,如同砖石木结构向钢筋混凝土结构跨越一样,是建筑业一次革新。
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