大学教学楼出现问题需要刚度、强度和整体稳定性,同时应尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重,并提高施工速度,组合楼盖是常用的楼盖之一。
在结构稳定性检测方面主要针对以下几项重点:
1)、厂房构件的高强螺栓连接质量,采用全站仪对构件连接部分的螺栓外漏丝扣进行符合。
2)、厂房构件的焊接连接质量,采用超声波探伤的方法确定焊缝质量等级能否满足标准要求。
3)、厂房构件的挠度变形,采用水准仪或拉线的方法确定变形量。
2、构件强度
钢结构工程材料及焊接质量检测项目包括:
1、钢材的抽样复验:钢材原材料力学及工艺性能检验,60t为一个检验批;
2、高强度螺栓连接副预拉力或扭矩系数的复检。同一材料、炉号、螺纹规格、长度、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺栓为同批,同批数量3000套。扭剪型高强度螺栓和高强度大六角头螺栓,按施工现场待安装的螺栓批中随机抽取,每批取8套进行复检。
3、摩擦面抗滑移系数检测,按制造厂和安装单位,分别以钢结构制造批为单位进行抗滑移系数试验。制造批可按单位工程的工程量每2000t为一批,每种表面处理工艺单独检验,每批三组试件。
4、焊缝超声波(x射线)无损检测:1)、设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用声波探伤进行内部缺陷的检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采用射线探伤,其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB 3323的规定。
工程实例分析
1.、工程概述
分析以典型的办公楼布置为基础,平面尺寸为72m×14.4m,基本柱网尺寸为8.4m×7.2m,跨度为6m,柱距为7.2m,内走廊宽2.4m,层高为3.2m,层数考虑3至18层。采用钢框架结构体系,若不满足侧移要求,适当加一些支撑。主梁采用焊接工形截面,柱采用焊接箱型截面。框架的横向和纵向梁柱按刚性连接 设计,现场采用摩擦性高强螺栓和焊接连接,次梁为工字型截面单跨简支梁。外墙正立面为240厚瓷砖饰面的混凝土砌块,主要隔断内墙为200厚混凝土砌块,次要内墙为轻钢龙骨石膏板轻质隔墙。楼盖采用钢-混凝土叠合板组合楼盖,设计主次梁时充分考虑楼盖与钢梁的组合作用。
2.计算参数及计算软件 本工程设计主要依据国家有关设计规程、规范,所有梁柱均采用Q345钢,基础和负弯距受拉钢筋为Ⅱ级,楼板及分布筋Ⅰ级,楼板混凝土标号为C40。 结构上作用活荷载包括楼面活荷、风荷和地震作用,横荷载包括楼板和墙体自重,均按《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)取用,梁柱自重按实际重量取用;基本风压按北京地区0.35kN/m2取用;设计地震烈度为8度,Ⅱ类场地。 计算软件采用通用有限元软件ANSYS,它是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型软件包。主要利用ANSYS软件提供的结构静力分析模块,采用三维beam4梁单元和shell93壳单元按空间模型进行计算载荷引起的位移和应力,并按照《钢结构设计规范》验算构件的强度、刚度、整体稳定和局部稳定性。同时采用通用结构分析软件SAP93进行结构复验计算分析。
3.、计算工况既及说明计算时考虑以下主要的3种工况:1.2恒荷+1.4活荷、1.2恒荷+1.4×0.85(活荷+风荷)以及地震作用。在计算地震作用时,12层以下采用底部剪力法,13至18层采用振型叠加法,考虑前5个自振周期。