新型高性能冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系
文章來源：山東華杰鋼結(jié)構(gòu)有限公司
發(fā)布時(shí)間：2019/05/29
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冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)住宅是以冷彎型鋼為承重骨架，以輕型墻體材料為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。具有重量輕、強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定、外觀美觀、截面金屬分布合理等優(yōu)點(diǎn)。冷彎薄壁型鋼不主要依靠增加鋼材的用量來提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，而是憑借幾何截面形狀的優(yōu)化來提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，開拓了提高鋼結(jié)構(gòu)利用率的新途徑，這對(duì)于節(jié)約能源和資源都具有十分重要的意義。
本文對(duì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料特性、節(jié)點(diǎn)性能以及蒙皮效應(yīng)進(jìn)行了分析。得知設(shè)計(jì)時(shí)若考慮冷彎效應(yīng)對(duì)鋼材性能的影響，可節(jié)約10％～15％的材料。由于冷彎薄壁型鋼節(jié)點(diǎn)不同于一般的理想剛接和鉸接情況，而是半剛性的。如果按剛接計(jì)算，將高估結(jié)構(gòu)的承載能力，按鉸接往往又會(huì)形成機(jī)構(gòu)，使計(jì)算無法進(jìn)行。剪力蒙皮的數(shù)學(xué)分析很困難，根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，總結(jié)出了蒙皮板的抗剪強(qiáng)度和抗剪剛度計(jì)算方法。
以往對(duì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的分析，主要集中在單根構(gòu)件的力學(xué)性能上，對(duì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅整體性能的分析較少。本文利用有限元軟件SAP2000，建立了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的計(jì)算模型，分析了結(jié)構(gòu)的受力性能，得到了冷彎薄壁型鋼住宅的模態(tài)，墻體剪力等信息。通過對(duì)比冷彎薄壁型鋼純框架模型，得知設(shè)計(jì)時(shí)考慮蒙皮效應(yīng)，可節(jié)約用鋼量20％左右，從而降低結(jié)構(gòu)的造價(jià)。根據(jù)蒙皮的剪力信息，建議設(shè)計(jì)時(shí)分樓層來布置蒙皮板。
鋼結(jié)構(gòu)的圍護(hù)體系除了應(yīng)具有直觀的圍護(hù)功能和明顯的結(jié)構(gòu)功能外，還應(yīng)具有保溫、隔熱、隔聲等功能。本文分析了輕質(zhì)墻體隔聲性能不好的原因，然后對(duì)各種組合墻體的隔聲性能采用1/3倍頻法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。保溫隔熱是建筑節(jié)能的關(guān)鍵，本文給出多種保溫隔熱的措施。
冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的施工方法的好壞關(guān)系到建筑物的質(zhì)量，采用合理的施工方法和質(zhì)量保證措施，是保證冷彎薄壁型鋼住宅質(zhì)量的關(guān)鍵。文章最后介紹了基礎(chǔ)、墻體、門窗、樓梯、屋架等結(jié)構(gòu)的做法和施工注意事項(xiàng)和相應(yīng)的質(zhì)量保證措施。
本文對(duì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料特性、節(jié)點(diǎn)性能以及蒙皮效應(yīng)進(jìn)行了分析。得知設(shè)計(jì)時(shí)若考慮冷彎效應(yīng)對(duì)鋼材性能的影響，可節(jié)約10％～15％的材料。由于冷彎薄壁型鋼節(jié)點(diǎn)不同于一般的理想剛接和鉸接情況，而是半剛性的。如果按剛接計(jì)算，將高估結(jié)構(gòu)的承載能力，按鉸接往往又會(huì)形成機(jī)構(gòu)，使計(jì)算無法進(jìn)行。剪力蒙皮的數(shù)學(xué)分析很困難，根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，總結(jié)出了蒙皮板的抗剪強(qiáng)度和抗剪剛度計(jì)算方法。
以往對(duì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的分析，主要集中在單根構(gòu)件的力學(xué)性能上，對(duì)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅整體性能的分析較少。本文利用有限元軟件SAP2000，建立了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的計(jì)算模型，分析了結(jié)構(gòu)的受力性能，得到了冷彎薄壁型鋼住宅的模態(tài)，墻體剪力等信息。通過對(duì)比冷彎薄壁型鋼純框架模型，得知設(shè)計(jì)時(shí)考慮蒙皮效應(yīng)，可節(jié)約用鋼量20％左右，從而降低結(jié)構(gòu)的造價(jià)。根據(jù)蒙皮的剪力信息，建議設(shè)計(jì)時(shí)分樓層來布置蒙皮板。
鋼結(jié)構(gòu)的圍護(hù)體系除了應(yīng)具有直觀的圍護(hù)功能和明顯的結(jié)構(gòu)功能外，還應(yīng)具有保溫、隔熱、隔聲等功能。本文分析了輕質(zhì)墻體隔聲性能不好的原因，然后對(duì)各種組合墻體的隔聲性能采用1/3倍頻法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。保溫隔熱是建筑節(jié)能的關(guān)鍵，本文給出多種保溫隔熱的措施。
冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的施工方法的好壞關(guān)系到建筑物的質(zhì)量，采用合理的施工方法和質(zhì)量保證措施，是保證冷彎薄壁型鋼住宅質(zhì)量的關(guān)鍵。文章最后介紹了基礎(chǔ)、墻體、門窗、樓梯、屋架等結(jié)構(gòu)的做法和施工注意事項(xiàng)和相應(yīng)的質(zhì)量保證措施。
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