隨著我國普通民眾對鋼結(jié)構(gòu)住宅房屋認(rèn)識度的提高,以及國家不斷推出發(fā)展節(jié)能環(huán)保建筑政策,鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國住宅房屋市場所占的比例越來越大。今天分析不同類型的鋼立柱在鋼結(jié)構(gòu)住宅房屋中應(yīng)用特點:
通常鋼結(jié)構(gòu)住宅房屋使用的鋼立柱的形式有四種:①圓鋼管混凝土、②方鋼管混凝土、③方鋼管、④熱軋H型鋼。
1.圓鋼管混凝土:圓鋼管混凝土有受力性能好、柱子截面尺寸小、耐火性能好且便于加工的優(yōu)點,對于圓鋼管混凝土我們一般不控制其軸壓比,而控制其長細(xì)比,以使鋼管混凝土柱具有必要的延性,要求延性大于5時一般控制其長細(xì)比L/D小于8.25即可達(dá)到要求,對于層高小于2.9米的住宅,如果梁高取為400,鋼管取為300,則L/D=8.3,延性要求可以滿足。如果住宅層高大于2.9米,建議鋼管直徑取為350。
2.方鋼管混凝土: 方鋼管混凝土有便于梁柱連接、耐火性能好的優(yōu)點,雖然受力性能較圓鋼管略差,但其受力性能及剛度仍較H型鋼柱為佳。
對方鋼管混凝土而言,構(gòu)件的延性與軸壓比、長細(xì)比、含鋼率、鋼材屈服強(qiáng)度及混凝土抗壓強(qiáng)度有關(guān)。
對方鋼管混凝土,一般應(yīng)控制其軸壓比,如長細(xì)比λ=30,含鋼率α=0.2,Q345鋼材Fy=345Mpa,容許軸壓比[n]=0.889,這種情況可保證柱子的延性系數(shù)大于6.0。
而方鋼管混凝土柱的軸壓比n=N/(φASCfScy) 對于一般住宅結(jié)構(gòu)中
B=0.1381(fy/235+0.7646)
C=-0.0727(fck/20)+0.0216
ASC―鋼管混凝土截面面積
對C40以上混凝土,軸壓比應(yīng)適當(dāng)加嚴(yán)
如400X400方鋼管混凝土,壁厚t=20mm能夠滿足延性要求。
3.方鋼管:方鋼管的主要優(yōu)點是便于梁柱連接,雙向受力性能較好,抗扭能力強(qiáng);其缺點為抗火及加工比較麻煩,柱連接節(jié)點困難,如果沒有現(xiàn)成尺寸的鋼管,焊接工作量較大。
4.熱軋H型鋼: 其主要優(yōu)點是材料供應(yīng)比較充分,加工制作方便,連接簡單,焊接H型鋼加工制造簡單、用料較省,經(jīng)濟(jì)性較好;但型鋼弱軸方向剛度較差,如果要滿足強(qiáng)柱弱梁的要求時,柱子尺寸要增大許多。