科技信息 。建筑与工程０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１１年第１１期 浅谈钢结构住宅在设计及施工中 些值得注意的问题 一车天官 （天津市北辰区房地产公司 中国 天津【摘３００４００） 要】本文主要阐述了钢结构住宅与传统住宅相比所具有的优越性，叙述了钢结构住宅在设计、施工中的诸多问题，并简要给出了解决 相关问题的建议，最终得出钢结构住宅是住宅建筑行业二十一世纪的主导方向。 【关键词】钢结构住宅；优势；设计；施工 很长一段时间．我国由于钢材的匮乏而对钢结构在建筑业中的应 和翼缘宽度后．其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 用加以约束．导致建筑用钢结构在全国钢材总产量的比重极低。随着 柱截面按长细比预估，通常５０＜ｈ＜１５０，简单选择值在１００附近。 生产技术的迅猛发展，１９９６年我国钢产量突破亿吨，为我国建筑钢结 根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或Ｈ型钢截 构事业奠定了基础。 面等。 伴着钢产量的日益增长，钢结构在住宅中的应用逐渐步人“政治 ４．２．２节点设计 舞台”。与砖混、混凝土结构相比，钢结构应用于民用住宅具有独特的 钢结构设计中．节点的设计很重要，应给予充分的重视。钢结构的 优势，其主要特点是： 节点设计包括梁一柱节点、梁一梁节点、柱一柱节点、柱脚节点、柱帽节点 １ 自重轻．抗震性好 等。设计时应保证节点的安全可靠，尽可能采用简捷、稳定、可靠的施 工工艺，减少或避免现场的焊缝连接。按传力特性不同。节点分刚接、 钢结构住宅一般可减轻建筑物自重的１／３，根据比较．六层轻钢结 铰接和半刚接。刚接、铰接节点的受力性能、施工工艺研究得比较成 构住宅仅相当于四层砖混结构住宅的重量，因此在相同设防烈度、相 熟．因此被广泛的应用于施工中。４．２．３选择墙体材料 同场地条件下，建筑物承受的地震力较小，地震灾害相应较弱。 墙体材料是钢结构住宅建筑中的关键问题之一，不但要考虑各级 ２平面布置灵活，有效使用面积大 技术要求，还要做到因地制宜、生产、运输、安装的方便。钢结构住宅不 设计可采用大开间布置，使建筑平面合理分配，灵活方便，避免由 宜采用传统的黏土砖或其他自重较大的材料。目前蒸压轻质加气混凝 土板使用的比较多．这种材料质地较轻，具有较好的防水、防渗透能 于使用者在二次装修中自行改变墙体而造成的安全隐患。 力，保温性能好．隔声效果与一般混凝土空心砌块相当，自身的强度 ３工业程度高 其大量工作在专业厂家完成，制作精度高，周期短．更易实现定型 了难度，出现了一些质量上的通病。 化、批量化生产，并且能将节能、防水、隔热等先进水平融为一身。 ４．３．１柱脚安装问题 ４环保型钢结构住宅 钢材是一种高强度高效能的材料，可以循环使用，该类型住宅温 高，施工方便、快捷，无论做外墙还是内隔墙效果都比较理想。 ４．３整体来讲钢结构住宅的设计较为复杂，也就相应的给施工造成 （１）预埋件ｆ锚栓）整体或布局偏移、标高有误、丝扣未采取保护措 施，直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。为避免此情 况的发生．钢结构施工单位应协同土建施工单位一起完成预埋件工 度变化小，热损失低，在任何时候都有舒适的居住条件。 作．混凝土浇捣之前．必须复核相关尺寸及固定牢固。 在各种类型的钢结构中，稳定性是一个较突出的问题，一旦处理 （２）框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓 不好，将会造成巨大损失。目前，钢结构中出现过的失稳事故大都因为 水平误差偏大，柱子安装后不在一条直线上，给钢柱安装带来一定的 设计者的经验不足。对结构及构件的稳定缺少明确概念，再加上新型 误差．结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。遇到此种情况锚 结构的出现，无疑又给设计者增加了难度。 栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌 ４．１在实际设计中．就钢结构建筑稳定问题，我们应遵循以下两项原 浆填实。锚栓施工时，可采用钢筋或角钢等固定锚栓，焊成笼状，完善 则： 支撑，避免浇灌基础混凝土时锚栓移位。 ４．１．１结构整体布局要考虑整个体系以及组成部分的稳定性。目前大 （３）柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接，部分未露２～３个丝扣的 多数结构是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此，为保证 锚栓。此时应采取焊接锚杆与螺帽，在化学锚栓外部，应加厚防火涂料 这些平面结构不出现平面失稳的现象，需要从结构整体布置来解决， 与隔热处理．以防失火时影响锚固性能，还应补测基础沉降观测资料。 即设计必要的支撑构件。 ４．３．２连接问题 ４．１．２设计结构的细部构造和构件的稳定性计算要有一致性。对要求 由于螺栓表面有浮锈、油污等杂质，螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等原 传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别给予足够的刚度和柔度， 因，造成螺栓不好安装，或者螺栓紧固的程度不符合设计要求时，应将 对框架节点应尽可能减少杆件偏心。但当关系到稳定性能时．构造上 高强螺栓表面浮锈、油污逐个清理干净，使用前必须经防锈处理，使拼 时常有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说． 装用的螺栓，不得在正式拼装时使用，并且螺栓应由专人保管和发放。 对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。然而 处理装配面应考虑到施工安装顺序，防止重复进行，并尽量在吊装之 在处理梁整体稳定时上述要求就不够了。支座还需能够阻止梁绕纵轴 前处理。 扭转，同时允许梁在水平平面内转动和梁端截面自由翘曲，以符合稳 以上介绍了钢结构住宅在设计及施工过程中应注意的一些问题， 定分析所采取的边界条件。 我国正处于城市化阶段．城市人口逐年增加，建筑业也处于蒸蒸日上 ４．２钢结构住宅设计中除了要遵循一些稳定性原则外．还要有以下 的大好时期．对不断扩大的住宅需求，传统的住宅建筑由于能源消耗 几个值得注意的问题： 和环境的压力已不能满足现在生活水平的需要，缔色建筑的开发已成 ４．２．１截面预估 为亟待解决的问题．钢结构住宅以其优异的建筑特性，加之为环保节 主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁截面可选择 能的循环建筑体，使其成为建筑中最适食创新的住宅结构体系，也是 槽钢、轧制或焊接Ｈ型钢等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常 住宅建筑行业二十一世纪的主导方向。 在跨度的１，２Ｏ～Ｉ／５０之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按 （下转第２４４页） Ⅳｂ限值确定时。可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度 ２３９ ２０１１年第１１期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ｏ建筑与工程。 科技信ＪＩ 混凝土路面裂缝的原因及防治 吴建霞 （邢台市政建设集团有限公司 河北【摘邢台０５４０００） 要】分析了混凝土裂缝的分类和成因，笔者通过施工实践，提出混凝土裂缝的防治措施，通过工程实例阐述了作者的观点。 【关键词】混凝土路面；裂缝 ’ ’ 现在水泥混凝土路面以其卓越的性能受到公路建设者和使用者 １．６塑性收缩裂缝，在混凝土的塌落度较大、振动时间过长时，混凝 的喜爱。混凝土技术的发展在路面工程中的应用，不仅体现在混凝土 土出现一定的分层．水泥浆浮在上层，骨料下沉受到传力钢筋、角偶筋 路面数量迅速增加．同时水泥混凝土路面具有强度高，稳定性、耐久性 或不均匀的粗集料的约束，出现不均匀沉降，最终混凝土路面表层产 好．表面平整，行车舒适、不污染环境、养路费用少等优点。在道路、停 生裂缝。 车场和机场道路等工程建设中被广泛采用。 １．７干燥收缩裂缝。混凝土凝固过程中，在高温、低湿、强风条件下， 然而，在混凝土技术日新月异的时代，早期裂缝被认为是混凝土 因混凝土中水份的蒸发过快，混凝土体积产生干燥收缩。干燥收缩引 结构不可避免的现象。混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的，只是 起的裂缝是混凝土凝固初期至混凝土完全硬化这段时间产生裂缝的 把裂缝宽度控制在一定的范围内而已。 主要原因之一。 所谓时期裂缝。就是混凝土路面成形后。还未承受车辆荷载前就 １．８ 自收缩裂缝水泥遇水产生水化反应，形成水泥骨架并不断密实， 出现的裂缝。混凝土早期裂宽度大多为０．１ｍｍ一１．０ｍｍ，个别情况也有 引起混凝土体积收缩即自收缩。一般情况下，混凝土的收缩引起的体 宽达１０ｍｍ的裂缝。 积变化较小。 混凝土路面是由水泥、砂、碎石等材料组成的胶凝材料，混凝土的 裂缝是材料的某种缺陷，也是材料的某种固有性质，裂缝是固体材料 ２预防措施 的某种不连续现象。它主要表现为：粘着裂缝、水泥石裂缝、骨料裂缝。 ２．１混凝土配合比设计。要控制用水量和水泥用量。施工时混凝土的 肉眼可看得见的裂缝范围．一般为０．０５ｍｍ为界限，小于０．０５ｍｍ的裂 塌落度和稠度都要按技术交底的要求执行，不能过大。 缝为宏观裂缝．它是微观裂缝扩展的结果。 ２．２合理选择划分的平面尺寸，减少温度、湿度应力的影响。 １裂缝的原因 ２．３选用干缩性较小的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 选择合适的粗集料级配和砂率，含泥量和有害物质要进行严格控制。 １．１ 混凝土路面的早期裂缝主要是由温度、湿度、收缩和路基不均匀 对外加剂要计量准确。 沉降引起的。从裂缝形成的时间来看，往往发生在初凝到终凝这段时 ２．４混凝土在振捣时不能漏振，也不能过振，以防出现麻面和离析现 间内．其宽度、深度、长度还会随施工、养护条件变化而变化。在施工中 象．同时注意抹面时间也不能过长。 春、秋两季是混凝土裂缝的多发季节，裂缝多而且宽。 ２．５应避开高温条件下施工。如在高温下进行施工，应先洒水湿润， １．２路面基层材料拌和不均匀会使路面基层的强度差异较大．沉降大 太阳直射部分最好在浇筑前采取覆盖等措施。 小不一，极易造成路面板开裂。基层平整度不符合要求，必然使水泥混 ２．６严格控制混凝土路面的切缝时间、深度各位置。当连续浇筑水泥 凝土路面厚度不等．在达不到设计厚度的地方为薄弱点．在荷载作用下 混凝土路面过长，切逢设备不够时，可在二分之一处先锯，之后再分段 该处很容易开裂。路基软弱或路面基层强度不足．沉降量过大和在人 锯：可间隔几十米设一条压缝，以减少收缩力的积聚。 工结构物与路堤衔接处、新旧路结合部位的较大沉降差都会使水泥混 ２．７加强养生。在混凝土浇筑成型后应立即对表面采取防止失水措 凝土路面出现裂缝。 施．苫盖麻袋或草垫等，表面达到初凝就开始洒水养护，并延长养护时 １＿３养生条件差，早期通车，致使基层强度降低，基层产生裂缝。这种 间。在养护期间必须保证混凝土处在湿润状态。 裂缝会反射到面层．基层具有调节路面板与土基之间的受力状态、缓 ２．８保证路基稳定、无下沉。无翻浆，平整。河洪地段的淤泥必须清除 和或降低水、湿度对土基的影响，良好的承载、扩载作用，提高路面的 干净。沟槽地段，应采取措施保证回填材料有良好的水稳和压实度，以 整体结构强度，改善路面板的工作条件，同时改善施工条件，保证面层 减少沉降。对基层优先采用水泥、石灰稳定类基层，确保基层的稳定 厚度均匀和保护碾压平整的土基或垫层，有利于提高路面施工质量。 性。在容易发生沉陷的地段，混凝土路面下须铺设钢筋网。严格控制路 因此路面基层的施工质量同样要严格控制。 基的来整度，确保面层厚度均匀。、 １．４路面结构不合理。公路建设施工中，早期的水泥混凝土道路大都 ２．９合理安排顺序．使拆模等工作不会对初凝混凝土产生影响。 采用水泥、石灰稳定土材料铺筑路基。利用这种材料作为水泥混凝土 ２．１Ｏ这就需要设计部门在设计时充分考虑各方面不利因素对使用 路面的基层是不适宜的．因为该种材料的水稳定性较差，被水浸泡后 期道路的影响，建设部门加大资金投入，提高道路等级，各职能部门加 一旦有行车荷载的反复作用，很快就会形成唧泥，造成板底掏空，致使 大公路运营综合治理力度。侄 道板局部受力不均匀，引发路面破损。 １．５其它情况如路基及基层排水不良，长期受水浸泡，引起路基及基 【参考文献】 层失稳或强度不足，使路面产生不规则断裂；车辆增长速度过快，超载 ［１］王国清．公路工程质量问题及防止措施． 和超限车增多使混凝土路面在使用期内超过规范要求，从而导致断 板。 ［责任编辑：曹明明】 （上接第２３９页） ［５］王元清，等．现代轻钢结构建筑及其在我国的应用．建筑结构学报，２００２，２． ［６］孙生玉．钢结构焊接中的常见问题探讨叨冲国新技术新产品，２００９（２）． 【参考文献】 ［７］胡孜华．浅谈我国钢结构住宅的应用与发展阴．中国建设教育，２００７（９）． ［１］薛发．国内钢结构住宅的墙体发展状况【ＪＪ．工程建设与设计，２Ｏ０４（０９）． ［８］王军．钢结构住宅的研究与开发田．建筑技术开发，２ＯＯ４（３）． ［２］李国强，陆烨，何天森．钢结构在现代住宅中的应用棚．工程建设与设计，２００５ ［９］姜学诗．钢结构房屋结构设计中常见问题分析册．建筑结构，２００３（０６）． （２）． ［１０］王明贵．钢结构住宅的发展研究叨．钢结构，２００７（１）． ［３］蔡玉春．钢结构住宅产业化的现状与进展【Ｊｌｌ钢结构，２００５（０１）． ［４］王彩华，吴剑锋，张丽娜．钢结构的腐蚀与防护『Ｊ］．建材技术与应用，２ＯＯ９（２）． ［责任编辑：常鹏飞】