高等钢结构作业概论

超高层钢结构多腔体巨柱柱脚抗剪键槽施工方法概论摘要在海口塔超高层钢结构施工中，塔楼核心筒钢板剪力墙与外框巨型钢柱抗剪件形式多样且数量繁多，在具体施工过程中尤其是巨柱柱脚以及核心筒第一节钢板墙抗剪键能否准确且牢固的安装将直接关系到后期施工中巨型钢柱的安装质量，所以本文详细介绍了抗剪键槽的加工制作以及安装拆除方法，以飨读者。

关键词超高层钢结构；混凝土筏板基础；抗剪键槽；优缺点分析1 工程概况海口双子塔（南塔）超高层钢结构工程塔楼高度428m，结构屋面高度402.6m，地下4层，地上94层，总建筑面积388000m2，其中塔楼地上建筑面积为262000m2，配楼地上建筑面积约为13000m2，地下室总建筑面积约为113000m2，钢结构工程量约93200t。

地上部分分别为商业区、高级写字楼、SOHO、五星级酒店、顶级餐厅和观景台等。

地下部分为满铺式整体地下室，地下高度为-19.800m，作为机房、停车库、酒店后勤及人防等。

工程结构设计使用年限为50年。

抗震设防烈度为8.5度，耐火等级为一级。

塔楼结构样式采用外框巨型斜撑框架-核心筒-伸臂桁架抗侧结构体系[1]。

图1 海口塔工程概况示意图2 设置抗剪键槽的条件与意义在现今钢结构柱脚设计中，当水平剪力超过柱脚与混凝土基础表面间摩擦力时需要设置抗剪键，抗剪键一般与柱脚焊接多为槽钢及工字钢，主要是抗剪作用。

本工程塔楼高度为428m，而海口市处于海南岛北部为台风、地震多发区域，塔楼风荷载与抗震设防烈度较大，由于锚栓不能抗剪且与底板孔配合间隙较大，起不到限制位移的作用，因此混凝土筏板基础上需要预留抗剪键槽[2]。

3 抗剪键槽施工的常见问题在抗剪键槽施工过程中需要考虑诸多因素，如果因为某方面的疏忽造成抗剪键无法精确插入抗剪键槽中，则会造成严重的问题。

抗剪键槽不能直接与混凝土接触，应采取保护措施，防止混凝土浇筑过程中由于收缩、挤压将槽体变形不易取出；预留在混凝土基础上的抗剪键槽需要在混凝土二次灌浆初凝后将其拔出，否则混凝土凝固后很难取出；抗剪键槽的尺寸要严格按照图纸加工及制作，放置埋件时需要定位精准，槽体若制作太长则不能与抗剪键接触，若太短则需要人工剔凿混凝土，耗时耗力；因海口天气多雨，抗剪键槽内难免积水，而且雨水会将杂物冲进抗剪键槽内，因此在二次浇筑高强混凝土前应及时将抗剪键槽内的积水清理干净，并将积水抽出[3]。

高等钢结构理论-4高等结钢构理论(结钢硕构――士程课)济同大建学筑工系程1.钢构基本性能结特点及1.钢1生材对产材性影的响 .21钢加材工(施)工对件构能性的响1.3影外作界用对结钢性构的影能响2 .结钢构几个的特问殊题目录.12残余应力及其影2.2响钢构结稳定问的题2 3.结钢的构裂问断2题.4结构钢疲劳问题的第一3讲.钢结构本构件3基. 1拉杆3.轴2压心3.3杆受弯件构3.4弯构件压.4钢架框理论41 .失稳式形4 2.析分法方4 3.实际应用第二讲第三讲5.结构钢连接的5.焊1接.5螺2栓接连四第讲目录续)5.(混合3连接6 .钢结构构造设计7 .弯冷薄壁型结构的钢点8.特他其一些心关问题8的. 1塑性计设8 . 2抗钢结震8构3箱.形梁 .84受构件扭8.设计5中试的工作8.6验钢结构固设加计第讲五第六讲第七讲.5钢结构的连接.15接连形式：焊接铆、、普接通栓连螺接高、螺强连栓5.2接角缝焊连接角焊缝性的能：试验研究角缝焊的算计：计公式算有效厚和度度长理论究研缝群的计焊算5 3高强.螺栓接连抗螺栓连接剪：承受轴心剪力螺的连接：栓承受偏心剪的力栓连螺接：放孔和大加长孔剪拉合破联坏.5钢结构连的接(续).5高3螺栓连强(接)续抗螺拉栓接连高螺栓连强抗接拉能：性连接柔性的影板响螺栓和：板时计同的方算法：兼剪力承拉力和的栓连螺接承受重荷复的载栓螺连接抗剪接连：抗拉接连：54混合连.接6.钢结的构构造设计构设造计意义的处结构理的细部解：构件或决零件间的衔之问接重要题：性造构处往形成应往集中或局部力应、力时有不易精确算(数计值分、试验析究)、研避局免破坏而部影响构结性的能发挥影、施工响造(、质价等量) 构件拼接：的等截面拉、压杆变面柱截梁端板接中连的板厚度梁、梁接连:简连接支续和半连连连接续梁、柱连接. 6钢构的构造结计(设)续柔连性接半刚连性接刚性连接：柱脚柱的脚成构脚的计算柱架节桁点节的点侧刚向度节点受板力分析相关范规造构节点上偏心的抵抗疲的劳构造抵抗性断裂的脆构造连接形式焊:接现代钢结最构主的连接方要式9适用广构造简、单、省料省工、自动可、效率化。

超高层钢结构多腔体巨柱柱脚抗剪键槽施工方法概论作者：杨振东耿光辉来源：《建筑与装饰》2018年第11期摘要在海口塔超高层钢结构施工中，塔楼核心筒钢板剪力墙与外框巨型钢柱抗剪件形式多样且数量繁多，在具体施工过程中尤其是巨柱柱脚以及核心筒第一节钢板墙抗剪键能否准确且牢固的安装将直接关系到后期施工中巨型钢柱的安装质量，所以本文详细介绍了抗剪键槽的加工制作以及安装拆除方法，以飨读者。

关键词超高层钢结构；混凝土筏板基础；抗剪键槽；优缺点分析1 工程概况海口双子塔（南塔）超高层钢结构工程塔楼高度428m，结构屋面高度402.6m，地下4层，地上94层，总建筑面积388000m2，其中塔楼地上建筑面积为262000m2，配楼地上建筑面积约为13000m2，地下室总建筑面积约为113000m2，钢结构工程量约93200t。

地上部分分别为商业区、高级写字楼、SOHO、五星级酒店、顶级餐厅和观景台等。

地下部分为满铺式整体地下室，地下高度为-19.800m，作为机房、停车库、酒店后勤及人防等。

工程结构设计使用年限为50年。

抗震设防烈度为8.5度，耐火等级为一级。

塔楼结构样式采用外框巨型斜撑框架-核心筒-伸臂桁架抗侧结构体系[1]。

图1 海口塔工程概况示意图2 设置抗剪键槽的条件与意义在现今钢结构柱脚设计中，当水平剪力超过柱脚与混凝土基础表面间摩擦力时需要设置抗剪键，抗剪键一般与柱脚焊接多为槽钢及工字钢，主要是抗剪作用。

本工程塔楼高度为428m，而海口市处于海南岛北部为台风、地震多发区域，塔楼风荷载与抗震设防烈度较大，由于锚栓不能抗剪且与底板孔配合间隙较大，起不到限制位移的作用，因此混凝土筏板基础上需要预留抗剪键槽[2]。

3 抗剪键槽施工的常见问题在抗剪键槽施工过程中需要考虑诸多因素，如果因为某方面的疏忽造成抗剪键无法精确插入抗剪键槽中，则会造成严重的问题。

抗剪键槽不能直接与混凝土接触，应采取保护措施，防止混凝土浇筑过程中由于收缩、挤压将槽体变形不易取出；预留在混凝土基础上的抗剪键槽需要在混凝土二次灌浆初凝后将其拔出，否则混凝土凝固后很难取出；抗剪键槽的尺寸要严格按照图纸加工及制作，放置埋件时需要定位精准，槽体若制作太长则不能与抗剪键接触，若太短则需要人工剔凿混凝土，耗时耗力；因海口天气多雨，抗剪键槽内难免积水，而且雨水会将杂物冲进抗剪键槽内，因此在二次浇筑高强混凝土前应及时将抗剪键槽内的积水清理干净，并将积水抽出[3]。

高等钢结构作业.第1讲. “高等钢结构”课程内容体系、学习要求1. 概括总结：钢结构中出现“层间撕裂”问题的原因、防止措施。

2. 在“OK网站”事故栏目查看各种钢结构工程事故，选一实例写出书面分析报告第 2 讲钢结构的性能综述1.试从钢结构材料、制造安装、工作环境、荷载类型、结构形式及构造细节等六个方面，综述对结构性能的影响。

2.以“鸟巢”结构用钢Q460E-Z35，厚110mm为例，综述GB50017对钢结构钢材的规定；分析超过要求时设计、施工方面存在哪些问题?3.何为冷弯效应？试叙述《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018）是对冷弯效应如何考虑的。

第3讲钢结构的断裂与疲劳破损1. 从断裂力学的观点，简述为什么裂纹尺寸、作用应力和材料的韧性是影响脆断的直接因素？2. 解释何为“断裂韧性”，它与“冲击韧性”有何异同？3. 解释何为“应力腐蚀开裂”？4. 疲劳设计的准则？GB50017采用什么准则，为什么？5. 解释“线性累积损伤准则” 、“雨流计数法”。

6. 焊接结构脆断的原因及防脆断的措施。

7. 疲劳破损的种类？疲劳设计的准则？疲劳破坏的防止措施？第4讲基本构件——拉杆、轴压杆、梁1.综述“剪切滞后”的现象和原因？2.分析归纳钢结构中半刚性连接问题，“工程绞”问题？3.归纳总结钢结构的稳定问题？4. 分析总结Q235做腹板，Q420做翼缘的混用梁的受力性能？第五讲压弯构件和框架1.分析归纳“摇摆柱”的受力特点，以及对整体结构受力性质的影响？2.简述钢框架的“高等理论分析思路与方法”1. 概括总结：钢结构中出现“层间撕裂”问题的原因、防止措施。

一．出现层间撕裂的原因型钢和钢板经过轧制之后，钢材内部的非金属夹杂物被压成薄片，出现分层现象。

分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。

如图1.1所示。

图1.1 层间撕裂图1.2 防止层间撕裂的连接构造二．防治层间撕裂的措施厚钢板在焊接和受力过程中的层间撕裂现象时有发生，严重影响钢结构工程的质量与施工进度。

大连理工大学《钢结构》大作业学习中心：xxxxxxxxxxxxxxxx姓名：xxxxxx学号：16xxxxxxxxx7大工17春《钢结构》大作业及要求注意：以下五个题目中有三个题目需要回答，题目一、二是必答的题目，问答题三、四、五中选一道题进行回答（注意：所有计算题都需要回答，问答题三道题中选择一道题回答即可，不可单独回答计算题或者单独回答问答题）；解答前，需将所选题目复制（使老师明确你所选的题目）。

【题目一、题目二必须回答】题目一：（必答的题目）角钢和节点板连接计算已知：如下图所示，角钢与节点板之间采用两面侧焊缝连接，kN N 667=（静载设计值），角钢为2∟10100⨯，节点板厚度为10mm ，钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊，焊脚尺寸为8=f h mm 。

试计算肢背及肢尖焊缝的实际施焊长度？Nx 101122k 0.7667466.9=k 0.3667200.1N N kN N N kN==?=?肢背311466.9102610.720.78160w wf f N l mm h f ´===创?å 肢尖322200.1101120.720.78160w wf f N l mm h f ´===创?å实际施焊长度： 肢背= 12277w f l h mm += 肢尖=22128w f l h mm +=题目二：（必答的题目）摩擦型高强螺栓连接强度计算。

某节点板（mm 16=t ）连接于工形柱翼缘（mm 16=t ）。

B Q -235钢材，采用10.9级高强度螺栓连接，4M22，每个螺栓的2mm 4.303=e A ，摩擦面喷砂处理，抗滑移系数45.0=μ。

节点中心受水平拉力kN N 2001=，45°斜向拉力kN N 2002=，如下图所示。

试验算摩擦型高强度螺栓连接强度是否满足要求。

已知每个高强度螺栓预拉力kN P 190=答：根据钢结构规范设计表3-8所知，每个10.9级高强度螺栓的预拉力为P=190kN 根据公式可以得出：根据计算结果可以得出，该连接在剪力和拉力的共同作用下，承载能力略显不足，需要加大螺栓直径或者增加螺栓的数量。

裂纹类型和裂纹尖端附近的应力场特点？答：在实际构件和式样中的裂纹，由于外加应力的不同，有以下三种基本的裂纹类型。

对于开裂的一般情况可用三种形式的叠加来描述。

在工程构件内部，张开型裂纹是最危险的，容易引起低应力脆断。

现分别叙述如下：1、I型裂纹（张开型）如下图a所示，坐标系如图示，其坐标原点位于裂纹前缘中心，沿X、Y、Z方向之位移分别为u、v、w。

裂纹体在外载荷作用下产生位移v，裂纹上下张开。

下图三种情况均为张开型裂纹。

2、II型裂纹（滑开型）在XOY平面内承受沿X方向的剪应力，裂纹体产生XOY面内的剪切，即产生位移u，如下图b所示。

3、III型裂纹（撕开型）在YOZ平面承受Z方向的剪应力，裂纹体产生面外剪切，即产生位移w，如下图示。

如传动轴工作时受扭转力矩作用，当轴上有一环向裂纹时，即为III型裂纹。

下图为一无限大板有一长为2a 的中心穿透裂纹，在远处均匀拉应力σ作用下裂纹张开，当板很薄时，是平面应力问题，即在裂纹尖端前缘取出一个小单元体，其上作用的应力为：z yz xz ===0σττ，即只有x y xy σστ、、三个应力分量不等于零。

当板很厚时，就是平面应变问题，此时z =0ε，根据广义虎克定律，z =[()]z x y εσνσσ-+ 式中ν为泊桑系数。

此时，x y z xy σσστ、、、不等于零，只有yz τ、xz τ等于零。

由此可见，薄板时为平面应力状态容易发生塑性变形，厚板时为平面应变状态，承受三向非均匀拉伸，容易造成脆性断裂。

M.Willams 用弹性力学平面问题的解法，得出了具有穿透裂纹的无限大板的极坐标形式下的幂级数解。

问题的边界条件是：在裂纹两岸y 0,0xy στ==。

解出XOY 平面内任意一点（,r θ）处的应力量为：其中,r θ为应力点位置之极坐标，a 为裂纹产度，123,,A A A ⋅⋅⋅为常数。

123123123(),(),(),(),(),(),(),(),()f f f g g g h h h θθθθθθθθθ⋅⋅⋅为θ的函数，叫做分布函数。