大跨度钢-混凝土组合结构在实际工程中的应用.pdf
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1、 第l O 期 2 0 o 6 年l 0 月 广东 土木与 建筑 GUANGDONG ARCHI I EC r U RE CI VI L ENG I NE ER I NG N o 1 0 O 2 0 o 6 大跨度钢一 混凝土组合结构在实际工程中的应用 张桂标 t 郝先成 z 严仕 坚 2 ( 1 、 东莞市墙材革新与建筑节能办公室 广东东莞5 2 3 1 1 2 ;2 、 东莞市建设科技促进中心 广东东莞5 2 3 1 1 2 ) 摘 要 : 介绍大跨度钢一 混凝土组合结构在某高层建筑裙楼屋 面的应用, 施工过程监控结果表明钢粱结构是安全可靠 的, 其钢 梁受拉与混凝土板 受压而达到优势互补
2、和提 高承栽力的 目的, 比原设计屋面 自重大幅降低 , 值得推广应用。 关键词 : 钢一 混凝 土组合结构;大跨 度结构 梁;监测 钢一 混凝土组合结构是指钢梁和所支承 的混凝 土板( 或组合板) 通过 剪力连接件 而组成的构件 ” , 该结构形式充分发挥了钢材和混凝土两种材料 的优 点 , 使钢粱受拉 , 混凝土板受压 , 从而达到节省钢材 、 降低梁高 、 增大刚度和提高承载力的 目的。 1 工程概况及施工过程 东莞市健升大厦 占地面积 3 9 7 0 m 总建筑面积 4 2 5 5 0 m 2 , 地下 2层 , 主楼 l 9层 , 裙楼 2层局部 3层 , 总高度 7 6 0 5 m
3、。主楼部分采用钢筋混凝土框架一 剪 力墙结构 , 裙楼部分采用框架结构 。 抗震设防烈度为 6度。裙楼为 l O m x 6 9 3 3 m柱网的框架结构体系 , 由 于其顶层为游泳池 , 建筑要求取消顶层 中间结构柱 。 于是屋面主梁跨度 由 l O re增大至 2 9 9 m。如采用普 通钢筋混凝土屋面结构 。 则很难满足功能要求 , 原设 计采用 的预应力钢筋混凝土屋面结构 自重大 , 截面 尺寸较大, 会影响建筑效果及技术经济效益 , 且施工 不便 。 还有可能存在裂缝问题 , 因此设计采用钢一 混 凝土组合屋面结构, 如图 1 所示。 6 图 1 游泳池屋面结构 平面 图 将原楼盖结
4、构中的预应力钢筋混凝土主梁和次 梁均替换为钢一 混凝土组合梁 ,楼板采用普通钢筋 混凝土结构, 其厚度取原设计的 1 6 0 m m 。钢梁采用 Q 3 4 5, 混凝土楼面采用 C 4 0混凝土 , 主要构件 的结 构布置方式不变。组合梁主梁和次梁截面如图 2所 示 , 该组合结构用于室内游泳池 的屋面 , 其主梁为工 字型钢梁 , 跨度为 2 9 9 m, 分 为 3段拼接 。 其位 置分 别在工字型主梁的 9 O m和 2 1 m处。为了施工方便 , 在安装主梁时 在距主钢梁左端 9 3 m处以及主钢梁 右端 8 6 m处分别设置一个可靠的刚性临时支撑 , 待 楼面现浇混凝土到达 l 0
5、 0 设计强度后拆除。 2 施 工监 测 本工程屋面分 3 段拼接并在拼接处设置临时支 撑 。 为了观测拼接完成拆除临时支撑后整个工字型 主梁的变形情况 , 检测过程中需遵循以下要求 : ( 1 )合理选择测量区段和测点位置 2 : 测点宜少 不宜多。 以便监测值重点突出: 测点位置必须具有代 表性: 布置一定数量的校核性测点; 测点位置应符合 方便 、 安全的监测环境 。 ( a )主粱 ( b )次梁 圈 2 组 台粱截面尺寸 ( 2 )选择合适的仪表 和测读原则 : 电阻应变仪 和位移计 : 按一定 的时间 间隔进行读数。 ( 3 )确定合理的监测 方案。 2 1 监测内容 ( 1 )浇
6、注混凝士前后 钢梁腹板 、 翼缘内应力的 监测 。 以及钢梁挠度 的监 测 。 测点分布如图 3 。 维普资讯 http:/ 2 0 o 6 年1 0 月 第1 O 期 + 张 桂标等: 大 跨度钢 一 混 凝土组 合结 构在实际 工程中 的 应用 O C T 2 0 0 6 N o 1 0 l = 一 : 1 图 3 主梁立面挠度测点分布图 ( 2 )待混凝土 强度 达到设 计值 的 1 0 0 时 , 拆 除 支撑 阶段前后 钢 梁腹板 、 翼缘内应 力监测 , 梁受力方 向上板 内钢筋 应 力的监测 , 测点分 布如 图 4 以及梁 挠度的监测。 图4 应力测点布置图 2 2 监测设备及
7、方法 设备包括电阻应变片 、 机电百分表 、 D H3 8 1 6型 数据采集仪 、 电脑等。选取中间一条梁作为监控对 象。 在该梁的钢梁上下翼缘、 腹板以及钢梁两边混凝 土板纵 向钢筋上布置 电阻应变片 。 在浇 注混凝土及 拆除模板过程 中, 通过闭合回路将 电阻应变片的数 值传输到应变数据采集仪, 通过观测器数值变化对 该结构实施全过程监控。 ( 1 )变形监测 : 在测点位置安装 电子百分表 。 通 过 D H 3 8 1 6型数据采集仪量测挠度。 ( 2 )应力监测 : 采用在测点位置布置应变片 。 利 用 D H 3 8 1 6 型数据采集仪量测钢梁腹板和翼缘以及 钢筋的应变 。
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