裝配式建筑“先進成熟適用新技術”介紹-裝配式鋼框架交錯桁架結構體系

裝配式鋼框架交錯桁架結構體系

1. 技術內容

裝配式鋼框架交錯桁架結構體系是由框架柱、橫向平面桁架和樓板組成，柱布置在房屋的外圍，無中柱，桁架的高度與樓層高度相同，長度與房屋結構寬度相同，桁架兩端支承于外圍框架柱上，沿高度方向，桁架在相鄰框架柱上為上、下層交錯布置。樓板一端支承在桁架的上弦，另一端支承在相鄰桁架的下弦?？尚纬蓛杀吨嗟拇箝_間，在建筑功能上獲得較大的開間和進深，便于自由布置。桁架跨中節間可不設斜腹桿，做成矩形門洞，設置走廊或聯通相鄰房間。目前針對公寓類鋼結構建筑產品幾乎都采用鋼框架結構、鋼框架-支撐結構、鋼框架-鋼板剪力墻結構等，其用鋼量大，成本高，未能適應公寓類建筑高度標準化的需求，交錯桁架結構的特點與公寓類建筑的需要高度吻合。

圖1 交錯桁架軸測圖

圖2 桁架的吊裝施工

由于交錯桁架結構空間受力協同的特點，其在地震作用或風荷載產生的水平力作用下樓板參與到結構整體計算中，在設計階段應充分考慮樓板協同工作的特點進行整體分析與計算，不能采用傳統的框架體系的理論來考慮樓板與主體結構的變形協調，尤其要考慮樓板與平面桁架弦桿連接的抗震構造措施及計算復核。

交錯桁架的結構主要包括鋼柱、平面桁架、框架梁，在生產階段鋼構件除應滿足鋼結構質量標準外，應著重保證平面桁架的精度，采用標準化的模臺進行加工制作，在運輸過程中應采取措施保證桁架面外不產生變形。

1. 在設計方面的技術指標

（1）交錯桁架結構技術體系的設計與施工應符合國家現行標準《交錯桁架鋼結構設計規程》jgj/t 329、《建筑抗震設計規范》gb 50011、《鋼結構設計標準》gb 50017等的有關規定；

（2）結構的安全等級和設計使用年限滿足現行國家標準《工程結構可靠性設計統一標準》gb 50153和《建筑結構可靠性設計統一標準》gb 50068的規定；交錯桁架結構應進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的設計； 

（3）交錯桁架結構在分析豎向荷載作用時，不宜計入組合梁效應；交錯桁架結構在分析橫向水平荷載作用時，宜計人組合梁效應；

（4）交錯桁架結構的經濟高寬比宜為3~6，桁架的跨度不宜大于21m；桁架的跨高比宜為5~6；結構的縱向柱距宜為6~9m； 

（5）設計時采用空腹桁架時，桁架節點應設計成剛性節點，桁架弦桿與柱的連接應按剛性連接設計；采用混合桁架時，弦桿應連續，桁架腹桿與弦桿的連接、桁架與柱子的連接可按鉸接設計。

2. 在生產制造方面的技術指標

構件制作完畢后，檢查部門應按照施工詳圖的要求和本規程的規定，對成品進行檢查驗收。桁架制作的外形和幾何尺寸的偏差應符合設計要求和國家現行標準《鋼結構工程施工質量驗收規范》gb 50205和《高層民用建筑鋼結構技術規程》jgj 99的有關規定。

3. 在施工安裝方面的技術指標

（1）應根據設計文件和施工圖要求進行交錯桁架鋼框架結構的安裝施工組織設計，并根據施工組織設計進行鋼結構安裝。安裝的程序必須保證結構形成穩定的空間體系，且不導致結構永久變形。

1. 交錯桁架結構的標準化：由于交錯桁架結構獨特受力特點，桁架的規格可以鎖定，從而實現標準化的生產；

2. 一體化的集成技術：實現交錯結構與建筑維護系統、設備系統、裝修系統的一體化集成技術，尤其桁架與內隔墻的一體化技術解決鋼結構的防火問題與管線一體化集成問題，從而減少防火涂料用量和施工現場二次切割，減少粉塵，實現綠色施工；

3. 交錯桁架結構工業化生產；鋼柱采用熱軋h型鋼柱，桁架腹桿采用成品矩形鋼管，結合自動化焊接設備，實現交錯桁架結構的自動化生產；

4. 經濟性能好：用鋼量節約20%，基礎減少30%；

5. 空間可改造性好：可實現中間無柱的單跨結構，便于后期建筑改造；

6. 施工效率高：節點全螺栓連接，施工便捷；

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