“框架”建築如何深化設計

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長沙世茂廣場——長沙世茂廣場總建築面積約23萬㎡,建築總高度348.5m,結構類型為鋼管混凝土組合柱鋼框架+混凝土核心筒+伸臂桁架混合結構體系。外框圓管柱最大截面Φ2500×55mm,桁架層核心筒角部設置Φ380mm長18.1m實心鑄鋼棒,與外框柱採用斜向錯層交叉屈曲約束支撐連接。


“框架”建築如何深化設計

長沙世茂廣場


長沙大王山礦坑生態修復利用工程朗豪五星級酒店——長沙大王山礦坑生態修復利用工程朗豪五星級酒店項目是湖南省“湘江歡樂城”重點工程。本項目鋼結構集勁性、框架、桁架網架於一體,減震採用了非常規橋樑支座和質量調諧阻尼器。


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朗豪五星級酒店


贛州市南康家居特色小鎮PPP項目展覽館、北山孵化器工程——南康家居特色小鎮PPP項目展覽館、北山孵化器工程佈局採取“一核兩翼一飛地”形式。其中東側展覽館、北側孵化器為鋼框架結構。展覽館共三層,採用鋼框架+網架結構,鋼柱56根,網架面積約為1.5萬㎡,樓面採用鋼筋桁架樓承板。鋼結構構件類型有圓管柱、箱型鋼樑、H型鋼樑以及螺栓球、焊接球網架等。北山孵化器由一層地下室、三棟塔樓以及三層裙房組成,地下室及主體結構均為鋼框架結構。外圈採用半徑不等的橢圓形鋼樑逐層排列形成蛋型造型,內部則由內外兩層鋼管柱配合主次鋼樑形成框架體系。


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展覽館

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北山孵化器


中建五局技工學校生產性實訓基地實訓樓EPC項目——建築採用裝配式鋼框架結構體系,主體、機電、裝飾整體裝配率達95%以上。整棟建築分四層,地下一層為實驗區和停車場,地上三層為教學和展示區。


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中建五局技工學校生產性實訓基地實訓樓


長沙黃花綜合保稅區(首期)PPP工程——項目建設由多棟鋼結構倉庫和多層鋼結構建築等組成,其中的辦公大樓和展示中心為多層鋼框架結構形式。長沙黃花綜合保稅區辦公大樓由通關大樓和綜合大樓兩部分組成,通關大樓地下1層地下4層,綜合大樓地下1層地上7層,兩部分相互獨立,中間設置結構伸縮縫。


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長沙黃花保稅區辦公大樓

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長沙黃花保稅區商品展示交易中心


雙島灣科技金融大廈——該項目是長沙市河西金融中心重要組成部分,鋼結構均由勁性鋼柱和屋頂矩形鋼管桁架組成,其中鋼桁架跨度36~40m,淨高15.3~20m。


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雙島灣科技金融大廈2#樓


長沙保利國際廣場——長沙保利國際廣場項目鋼結構分佈在B2、B3兩棟單體內,結構類型為箱形混凝土組合柱鋼框架+混凝土核心筒+伸臂桁架結構,鋼材材質最高為Q390GJC、100mm板厚。


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長沙保利國際廣場


“框架”建築如何深化設計

鋼框架結構是一種由樓板、梁、柱、支撐、剪力牆、基礎等構件共同組成的空間結構體系。根據其建築高度及組成不同可以細分為鋼框架結構、鋼框架-支撐結構、鋼框架-核心筒結構、束筒結構、巨型結構等體系。此類體系以柱、梁、支撐等構件相互剛接或鉸接連接而成,具有空間層次清晰、造型簡潔、杆件主次分明等特點,深化設計的重點是結構的佈置和節點的連接,需要清晰的表達構件定位和節點的連接方式,同時需要綜合考慮運輸、吊裝等影響因素。

“框架”建築如何深化設計


“框架”建築如何深化設計

鋼框架結構體系


柱樑分段及節點深化設計


框架結構中柱跨越多個樓層支撐起整個體系,在加工與施工過程中由於材料、場地、運輸、吊裝等因素不能做成整支,在深化設計時需考慮柱的分段及分段節點的設計。深化設計時要注意的主要有以下一些方面:

1、柱的拼接位置應設置在內力較小的位置而且便於現場施工,通常情況下都設在框架樑上方1.3米附近或柱淨高的一半,取兩都中的小值。

2、柱的安裝單元劃分要考慮運輸、起重、施工安全等,一般2~3層一節比較合適。

3、拼接處上下截面大小或板厚不同時,可以採取加填板等方式調整,使上下柱的重心線儘可能一致。

4、為便於安裝就位和保證連接前的安全,拼接處設置臨時耳板,連接耳板、螺栓的規格參數要根據單元自重和安裝時可能出現的最大風荷載及施工荷載確定。

5、柱的截面高度變化位置宜設在樑柱連接處,便於上下層柱保持等截面利於後期施工。

6、通常情況下樑不建議分段,梁的長度超過運輸和吊裝條件時也可分段,分段位置宜設置在梁跨度的1/3處。


“框架”建築如何深化設計

框架柱分段對接節點

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框架樑分段對接節點


➤ 柱腳深化設計


鋼結構的柱腳有剛接和鉸接之分,鋼框架結構中常用剛接柱腳。柱腳節點在設計上應傳力明確、構造簡單同時要節約材料、便於加工和安裝。深化設計時要注意以下幾點:

1、柱腳錨栓的長度要與基礎埋深匹配,二次灌漿層的高度需考慮調節螺母和墊片的厚度,錨栓車絲長度要滿足要求墊片和雙螺母的要求。

2、多高層框架結構基礎埋深比較大,柱腳錨栓需要設置固定支架措施。

3、埋入式柱腳為便於安裝可設置支撐底座,並採用錨栓或其它方式與鋼柱有效連接。


“框架”建築如何深化設計

框架柱腳節點


➤ 柱樑連接深化設計


框架柱樑連接也有剛接和鉸接之分,連接的形式多種多樣,單板連接、雙板連接、角鋼連接、支座連接、懸臂段連接、全焊連接、栓焊連接、全螺栓連接等等。深化設計時要注意以下幾點:

1、單板連接時梁腹板和柱翼板間距應能確保梁腹板避過單板連接焊縫與連接板緊密貼合保證高強螺栓連接強度,通常情況下≥10mm,對於厚度較大的連接板則根據連接焊縫高度計算取值。

2、雙板連接預留一塊連接板現場安裝鋼樑時連接,連接板較薄時連接焊縫可用單面角焊縫保證焊縫高度,連接板較厚時可採用單坡口焊縫連接。

3、柱樑剛接連接時梁翼板與柱翼板應採用全熔透坡口焊縫,並按規定設置襯板,翼緣坡口兩側設置引弧板。

4、框架樑採用懸臂段與柱連接時,懸臂段與柱翼緣應採用全焊連接,懸臂段與梁連接時可採用栓焊連接、全焊連接或是全螺栓連接。懸臂段與梁的拼接位置應設置在節點塑性區段以外和內力較小的位置且要便於施工,長度一般為1米左右且一般距柱軸線不超過1.6米。


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框架柱樑連接節點


➤ 梁梁連接深化設計


框架樑與梁的連接亦有剛接和鉸接的區別,包括梁與梁的拼接連接和主次梁的連接。梁與梁的拼接連接形式與柱樑連接中懸臂段與梁的連接類似,多用於大跨度梁中間區段的安裝拼接,而主次梁的連接則多為鉸接連接。深化設計時注意以下幾點:

1、梁梁拼接節點應設置在內力較小的位置,多為跨度的1/3處。梁梁拼接節點宜按等強度條件設計。

2、梁梁拼接位置可在上翼緣處設置定位板,便於現場定位安裝。

3、對於腹板採用焊接連接的梁梁拼接節點,可以採用設置焊接襯板的方式也可以採用安裝螺栓加連接板的方式,採用安裝螺栓加連接板方式時需要在腹板焊接完成後將連接板圍焊在梁腹板上,增加了施工強度,宜優先採用焊接襯板的連接方式。

4、主次梁鉸接連接有次梁腹板伸入主樑翼緣內側、主樑連接板外伸、雙夾板連接幾種方式,為便於次梁安裝宜優先採用連接板外伸或雙夾板連接的方式,防止出現次梁無法安裝。

5、主次梁剛接節點也有使用,此類節點的連接需注意焊接墊板的設置,或是頂部連接蓋板的焊接。如果採用全螺栓連接則與梁梁拼接類似。


“框架”建築如何深化設計

梁梁連接節點


➤ 支撐節點深化設計


鋼支撐是鋼框架結構中常見的構件,支撐的截面有H型、箱型、圓管等多種形式。支撐的形式有X形、單斜杆、人字形、K形等。支撐的連接節點深化時要注意以下幾點:

1、支撐與柱的連接採用節點板連接,節點板受力的有效寬度應符合連接杆件每側有不小於30度夾角的規定,在抗震等級一、二級的框架結構中,支撐端部至節點板最近嵌固點在沿支撐杆件方賂的距離不應小於節點板厚度的2倍。

2、H型、箱型支撐在與框架柱連接處,支撐端部宜放大或做成圓弧形,兩端與框架採用剛接構造,樑柱與支撐連接處應設置加勁肋。

3、支撐交叉部位節點可通過節點板連接,也可採用一肢連續,一肢斷開與連續肢直接焊接或短牛腿連接的方式。


“框架”建築如何深化設計

支撐節點


“框架”建築如何深化設計

隨著經濟不斷髮展,人們對建築功能和造型有了更多追求,鋼框架結構體系越來越複雜化、差異化,深化設計工作的難度也隨之增長。只有不斷的總結和創新,深化設計才能追上技術的發展,更好的滿足項目和業主不斷增長的需求。


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