随着我国普通民众对钢结构住宅房屋认识度的提高,以及国家不断推出发展节能环保建筑政策,钢结构住宅在我国住宅房屋市场所占的比例越来越大。今天分析不同类型的钢立柱在钢结构住宅房屋中应用特点:
通常钢结构住宅房屋使用的钢立柱的形式有四种:①圆钢管混凝土、②方钢管混凝土、③方钢管、④热轧H型钢。
1.圆钢管混凝土:圆钢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优点,对于圆钢管混凝土我们一般不控制其轴压比,而控制其长细比,以使钢管混凝土柱具有必要的延性,要求延性大于5时一般控制其长细比L/D小于8.25即可达到要求,对于层高小于2.9米的住宅,如果梁高取为400,钢管取为300,则L/D=8.3,延性要求可以满足。如果住宅层高大于2.9米,建议钢管直径取为350。
2.方钢管混凝土: 方钢管混凝土有便于梁柱连接、耐火性能好的优点,虽然受力性能较圆钢管略差,但其受力性能及刚度仍较H型钢柱为佳。
对方钢管混凝土而言,构件的延性与轴压比、长细比、含钢率、钢材屈服强度及混凝土抗压强度有关。
对方钢管混凝土,一般应控制其轴压比,如长细比λ=30,含钢率α=0.2,Q345钢材Fy=345Mpa,容许轴压比[n]=0.889,这种情况可保证柱子的延性系数大于6.0。
而方钢管混凝土柱的轴压比n=N/(φASCfScy) 对于一般住宅结构中
B=0.1381(fy/235+0.7646)
C=-0.0727(fck/20)+0.0216
ASC―钢管混凝土截面面积
对C40以上混凝土,轴压比应适当加严
如400X400方钢管混凝土,壁厚t=20mm能够满足延性要求。
3.方钢管:方钢管的主要优点是便于梁柱连接,双向受力性能较好,抗扭能力强;其缺点为抗火及加工比较麻烦,柱连接节点困难,如果没有现成尺寸的钢管,焊接工作量较大。
4.热轧H型钢: 其主要优点是材料供应比较充分,加工制作方便,连接简单,焊接H型钢加工制造简单、用料较省,经济性较好;但型钢弱轴方向刚度较差,如果要满足强柱弱梁的要求时,柱子尺寸要增大许多。