鋼結(jié)構(gòu)電梯框架在古建筑修繕中的應(yīng)用,通過采用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù),不僅提高了建筑的安全性和穩(wěn)定性,還為保護和傳承歷史文化提供了新的解決方案。案例分析表明,鋼結(jié)構(gòu)電梯框架的運用可以有效解決傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)電梯因年久失修而導(dǎo)致的安全問題,其輕質(zhì)高強的特性也有助于減輕對古建筑原有結(jié)構(gòu)的負擔(dān)。鋼結(jié)構(gòu)電梯框架的設(shè)計和施工過程中融入了現(xiàn)代設(shè)計理念,使其既保留了古建筑的歷史風(fēng)貌,又滿足了現(xiàn)代使用需求。
一、鋼結(jié)構(gòu)電梯框架的設(shè)計
(一)設(shè)計方案示例
在古建筑修繕工程中的鋼結(jié)構(gòu)電梯框架,如某工程鋼框架平面尺寸為5.8m×5m,共5層,總高16.3m,首層高4.3m,2 - 5層均為3m。它由立柱、橫腹桿、斜腹桿和斜拉桿組件組成,立柱與橫腹桿均為200×200×8.0方管,斜腹桿為100×100×8.0角鋼,斜拉桿組件由60×60×3.5的支撐管和70×70×3.5的方管通過M21螺栓連接而成,各桿件材質(zhì)均為Q235B。
(二)設(shè)計依據(jù)的規(guī)范
在鋼結(jié)構(gòu)電梯框架設(shè)計時,需依據(jù)多個規(guī)范,如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009 - 2012)、《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102:2002)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017 - 2003)、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011 - 2010)、《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB50018 - 2002)、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205)、《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB50661 - 2011)等。
二、鋼結(jié)構(gòu)電梯框架的施工流程
(一)深化設(shè)計
鋼框架桿件加工前,要先對鋼框架和施工電梯的附著進行深化設(shè)計。根據(jù)垂直運輸要求確定鋼框架總體高度、附著桿數(shù)量及附著高度,再依據(jù)確定的施工電梯型號及使用期間的荷載對基礎(chǔ)、預(yù)埋件、各桿件和連接螺栓的規(guī)格尺寸,以及斜拉桿斜拉高度進行深化設(shè)計。并通過有限元分析(FEA)軟件,在最不利荷載下對鋼框架、導(dǎo)軌架的強度和穩(wěn)定性進行驗算,根據(jù)驗算結(jié)果調(diào)整相關(guān)構(gòu)件的規(guī)格和尺寸。
(二)鋼構(gòu)件加工
鋼結(jié)構(gòu)根據(jù)深化設(shè)計圖在工廠加工并進行防腐防銹處理。
(三)電梯基礎(chǔ)施工
- 基礎(chǔ)規(guī)格及配筋電梯基礎(chǔ)尺寸為10m×6m×0.4m(長×寬×厚),配雙層雙向?12@200鋼筋,混凝土強度等級為C30?;A(chǔ)中間部位和南北兩側(cè)埋有400mm×400mm×12mm鋼板預(yù)埋件,配置4根帶彎鉤的M24地腳螺栓,下部埋入混凝土300mm,上露螺絲長度為100mm。
- 施工順序測量放線→綁扎鋼筋→安裝模板→安裝預(yù)埋螺栓,復(fù)核→焊接固定螺栓→澆筑混凝土。
(四)安裝第一節(jié)鋼框架立柱
- 安裝調(diào)整螺母并調(diào)整標高在4個預(yù)埋螺栓上旋入調(diào)整螺母并調(diào)整其頂部標高至柱腳板下部標高,將鋼柱吊至調(diào)整螺母上。
- 復(fù)核并調(diào)整柱腳板頂標高及垂直度復(fù)核并調(diào)整柱腳板頂標高,使用平尺、磁力線墜微調(diào)不同方向上的調(diào)整螺母,以調(diào)整鋼立柱垂直度,調(diào)整完成后將調(diào)整螺母向柱腳板方向擰緊。
- 柱腳板灌漿主弦桿調(diào)整完成后需及時澆筑柱腳板灌漿層,灌漿層預(yù)留厚度為35mm(即不小于調(diào)整螺母厚度 + 10mm)。灌漿材料采用流平性能較好的C50微膨脹高強度灌漿料,基礎(chǔ)外表面(即灌漿模板內(nèi)表面)與柱腳板外緣之間須留有適當(dāng)間距(40 - 60mm),以保證灌漿層的強度和密實度。上下2層立柱之間采用M16螺栓連接。
(五)鋼框架橫腹桿安裝
在橫腹桿兩端預(yù)先焊接連接鋼板,將連接板與立桿螺栓孔對準后穿入M16螺栓,擰緊螺母并鎖緊螺母。橫腹桿與橫腹桿間、橫腹桿與立柱間連接均采用M16螺栓。
(六)鋼框架斜腹桿及斜拉桿安裝
- 斜腹桿安裝斜腹桿與橫腹桿側(cè)面連接板采用M16螺栓連接。
- 斜拉桿安裝拉桿一端與主弦桿連接座在工廠已焊接于鋼框架立柱上;另一端通過螺栓與預(yù)埋在混凝土基礎(chǔ)上的斜拉桿連接座連接。斜拉桿可通過旋轉(zhuǎn)支撐管調(diào)節(jié)到合適的長度。
三、鋼結(jié)構(gòu)電梯框架與框架結(jié)構(gòu)的區(qū)別
(一)材料不同
框架結(jié)構(gòu)主要采用鋼筋混凝土,而鋼結(jié)構(gòu)電梯框架則使用鋼材作為主要材料。
(二)設(shè)計方法不同
框架結(jié)構(gòu)主要采用重力結(jié)構(gòu)體系,即各個構(gòu)件之間的連通受力;而鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計中需要采用桁架結(jié)構(gòu)體系,以便承受大的水平力,并且鋼結(jié)構(gòu)還需要考慮溫度和防火等問題。
鋼結(jié)構(gòu)電梯框架的維護保養(yǎng)要點
鋼結(jié)構(gòu)電梯框架的安全檢測標準
鋼結(jié)構(gòu)電梯框架的抗震設(shè)計原理
古建筑修繕中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用案例