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轻型门式刚架结构

轻型门式刚架结构

轻型门式刚架结构1.引言2.构造轻型门式刚架结构由水平梁和立柱构成,形成一个门型的结构。

这种结构的主要特点是梁柱节点简单,构造明了。

水平梁和立柱通过螺栓连接在一起,形成一个稳定的整体。

立柱一般设置在建筑物的四角,而横梁则负责承担水平荷载和重力荷载。

3.特点(1)重量轻:轻型门式刚架结构的主要材料是轻钢,因此整体结构的重量相对较轻,降低了施工成本和施工强度。

(2)施工便捷:轻型门式刚架结构采用模块化设计,构件预制,现场只需简单的机械操作和组装拼接即可完成,提高了施工效率。

(3)刚度较高:轻型门式刚架结构采用刚性的钢材构件,能够有效地抵抗风荷载和地震荷载,保证建筑物的稳定性和安全性。

(4)空间利用率高:轻型门式刚架结构不需要设置柱子,可以获得较大的内部空间,适合用作大跨度的建筑物。

(5)可更改性强:轻型门式刚架结构的构造灵活,可以根据实际需要灵活地添加或拆除构件,使得建筑物的形状和大小可以随意改变。

4.应用(1)工业厂房:轻型门式刚架结构适合用作工业厂房,可以满足大跨度、大空间的需求,并且能够有效地承受重荷和荷载。

(2)仓库:轻型门式刚架结构的组件可以简单地进行组装和拆卸,适合用作仓库,能够灵活地满足不同规模和用途的需求。

(3)体育馆:轻型门式刚架结构具有一定的美观性和功能性,在建造体育馆时,可以快速、经济地构建出稳定的建筑物。

(4)商业建筑:轻型门式刚架结构的外观造型简洁大方,适合用作商业建筑,能够与现代建筑风格相融合。

5.结论轻型门式刚架结构作为一种先进的建筑结构体系,具有重量轻、施工便捷、刚度高、空间利用率高等优点,在工业厂房、仓库、体育馆等领域得到了广泛的应用。

随着建筑技术的不断发展,轻型门式刚架结构将继续发挥其优势,成为未来建筑结构的重要发展方向。

轻钢门式刚架房屋设计体会

轻钢门式刚架房屋设计体会

的当地基 本 风压值 。风荷 载 体型 系数 在 《 门钢 规程 》 中,
图 1 门 式 刚 架 结 构 简 图
, , , 0 t 、 §
分 别 为 刚架 、 面 板 、 条 等 5 , 出 了 不 同 的 风 荷 载 屋 檩 类 给

内最大 的;由于灵东 矿井煤 的 比重只有 0 8 。 .∥m ,该箕 斗容 积 比正常 箕斗容积要大的多 ,5 t 0 箕斗断面 尺寸及高度 是 目 前 国内外最 大的 ;首次选用 5 t 0 定量 板式输 送机 装载设 备 , 使井深 降低 ,减少 了提 升高度 ;箕斗 配套 的卸 载设 备 ,过 去都用气 缸控制 箕斗卸 载 ,为 减少井 筒 断面 ,节 省布 置空
如果檐 口高度不 是很大 ,边 柱 长细 比易 于控制 ,截 面增 大 不 多 ,总的用 钢量 仍有 所下 降。若柱 较高 时 ,为控 制 风荷 载作用 下的柱顶 位移 ,柱脚 宜做 成 刚接 ,中柱与横 梁 的连
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20 0 7年第 6期




轻锕 门或捌架勰
张伯林 ,王
设计 俸会

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( 中煤 国际工程集 团 北京华宇工程有 限公 司 ,北 京

要 :轻型 门式 刚 架结构 是近 年 来 中国建 筑业 出现 的较 为流行 的新 型 结构 型式 。论 文总结
作者简介 :张伯林 (93 , , 京人 ,工程师 ,19 年 毕业 于河北建筑科技学 院,一直从事建筑结构设计工作 。 17 一) 男 北 97
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20 0 7年第 6期
体型系数 ,并与 《 建筑结构荷 载规范 》 G 0 0 2 0 B 50 9— 0 1中 给出 的体型系数有较大 的差别 。

轻型钢结构设计的体会

轻型钢结构设计的体会
轻型钢结构设计 的体 会
尹梅 英 吕 良 ( 河北医药 设计有限 1 . 化工 公司; 河北能源工 2 . 程设计有限公司)
有 些 建筑 ,为 了追 求立 面 和 谐 美 观 ,往 往 将檐 口或 山墙 高 出屋 面 , 至 高 出达 4 5 , 甚 ~ m 由于 这 部 分墙 体 常 为单 独 的 悬 臂墙 。在 风 载 关键词 : 轻型钢结构 设计 作用下将产生一个相对较大 的弯矩和剪力。所 以在刚架内力分析时 0 引言 定要将此 内力按最不利 的形式加到刚架上。设计中这部 分内力常 随着我国社会经济的快速发展 ,在一些工业和 民用建筑中轻型 被 忽 略 , 或者 并 没 有 按 最 不利 的形 式 来 处理 , 以结 构 分析 结 果 往往 所 钢 结构 的应 用 , 受人 们 的 青 睐 。 下就 轻 型 钢 结构 设 计 中 的 一 些体 存 在 不安 全 因素 , 果墙 体 较 高 , 种 影 响相 当严 重 , 引起注 意 。 深 以 如 这 应 会从 四 方面 进行 分 析 。 带 斜 杆 的 大 悬挑 雨 篷 在 现代 建 筑 中应 用较 多 ,内 力分 析 时斜 杆 1 荷 载 应 分别对雨篷重力作用下的拉力和风荷载作用下的压 力进行计 算分 般情况下, 单层轻型钢结构 的风荷载体型系数按《 门式刚架轻 析 , 算长细 比时应满足压杆要求。 计 如果不考虑压力的作用按拉杆设 型房屋钢结构技术规程) E S 0 :0 2 ( C 1 2 2 0 )取用被认 为是 安全 的, 计 , 出 的斜 杆 截 面 比较 小 在 大 风作 用筑应引起高度 的重视。 比较《 门式 4 构 造 措 施 刚架轻 型房屋钢结构技术规程》 E S 2 2 0 和《 ( C 1 :0 2) 建筑结构荷 载 0 檩条通常是风荷载作用下工况起控制作用。设计时常忽略验算 规范> G 5 0 9 2 0 ) ( B 0 0 — 0 1 两本规范计算所得风荷载效应 , 不能简单从 风 吸 力 作 用下 的稳 定 , 致 大 风 时很 容 易 失稳 破 坏 。 了保 证风 吸 力 导 为 两 本 规 范 的体 型 系 数上 进 行 比较 ,应 将 两者 的弯 矩 组 合设 计 值 进行 作用下的整体稳定 , 通常在檩条之间设置拉条。 正确 的拉条布置位置 比较 , 择 比较 合 理 的 结果 作 为 刚 架截 面 设计 的依 据 。 对 于檐 口 、 选 雨 是 根 据计 算结 果 在檩 条上 下 翼 缘 附近 , 下稳 定 均 需要 拉 条 约 束时 , 上 篷和屋面局部凸出部分的风荷载的取值应按 《 建筑结构荷载规范》 也可设一根拉条从一檩条的下翼缘 处连接于相邻檩条的上翼缘处。 ( B 0 0 — 0 1 第 733的取 值 来 验 算 。设 计 中恒 荷 载 应 按 实 际 G 5 0 9 2 0 ) .. 设置 隅撑 是 保 证梁 柱 构 件 整体 稳 定 的 主 要措 施 ,隅撑 间 距 是梁 情 况 进行 取 值 , 能偏 小 , 不应 任 意 加 大。 恒 荷 载偏 小 引起 结 构不 柱计 算时确定的, 不 也 大小规格也需通过计算确定。 因特殊原 因不能设 若 安 全 , 是 大 家都 知道 的 , 一 般 情 况 下极 少 出现 这种 情 况 。 而任 意 置 隅撑 , 采 取 可 靠 措 施保 证 梁 柱 翼缘 不 会 因 失稳 而 屈 曲, 则 存在 这 故 应 否 加 大恒 荷 载 同 样会 引起 结构 的不 安 全 , 风荷 载 参 与 组合 的情 况 下 , 安 全 隐患 。 在 由于 风荷 载 的作 用 方向 一般 与 屋 面 荷载 作 用 方 向相 反 在 风 荷载 工 况 为增加屋 盖系统的刚度 , 增强屋盖 的整体 性, 凡屋脊及檐 口处均 下框架梁常出现上部翼缘 受拉、 下翼缘受压 的情况 , 不按实际情况任 应设 置 刚 性 系杆 。 意 加 大恒 荷 载 反而 会偏 于 不 安 全 。 抗 风 柱 与屋 架 应 有 可靠 的连 接 。抗 风 柱 与 屋 架 的上 下 弦均 应 有 2 结 构 模 型和 机 构计 算 可靠 的连 接点 , 于 变截 面 抗 风柱 。 架 下弦 应 有 效连 接 于 抗风 柱 的 对 屋 轻 刚 结构 厂 房 一般 情 况 下 宜计 及 屋 盖 的 横 向弹 性 变 形 ,按 多 质 下部 截 面 ,抗 风 柱 所在 的纵 轴 应 视屋 架 的类 型 设 置垂 直 支 撑和 刚性 点空间结构分析。 为简化计 算我们按平面排架模型进行横 向计算, 纵 系杆 。 向按 设 有 完整 支 撑 系统 的体 系 进行 设 计 。 行 横 向排 架 内力 分析 时 , 进 柱脚锚栓按承受拉 力计算。水平 力由柱脚底板与混凝 土的摩擦 为减 小柱 截面 尺 寸 ,排 架 柱 的 平面 外 计 算长 度 按 纵 向 支撑 和 系 杆 的 或 设 置底 板 抗 剪键 来承 受 , 栓 不 得 承 受水 平 力 。 栓 直 径 除按 计 算 锚 锚 布置情况确定。钢筋混凝土柱 、 钢屋架轻型房屋钢结构 , 应按柱与基 确定外。还应考虑构造要求以及工程实际当中可能承受部 分剪力等 础 连 接 为 刚接 , 架 与柱 的连 接 为铰 接 的 排 架模 型进 行 计 算 。 屋 在模 型 不 利 因素 , 径 不 宜 太 小 。 特 别注 意 的是锚 栓应 有 足 够 的锚 固长 度 直 应 输入时我们将钢屋架作为一等效刚架梁输入 ,在结构计算时可进行 或在 端 部 设 置锚 板 , 采 用 双 螺 母 。 程 中 因锚 固不 足 被拔 出而 引 发 应 工 等 效 模拟 。 这样 做 的原 因是 这 类轻 刚 结 构 厂 房屋 面 多 采 用压 型 钢板 , 工程 事 故 的情 况时 有 发 生 。 因此 , 按 最 不 利 工 况设 计锚 栓 , 应 并应 考 屋 面 剐度 小 , 屋 架 的约 束 较 弱 , 以排 架 横 梁 能按 一 定 的 等 效刚 度 虑 与 柱 脚 的 刚 度 相 称 。 当柱 脚 为 铰 接 时 ,对 于 一 般 的跨 度 不 大 于 对 所 参与计算 , 其等效刚度应按屋架 的几何尺寸计算。 这样计算得 出的排 侣 m 的 门式 刚 架 , 用 2个 M2 采 4锚 栓 , 度 不 大于 2 m 时 采 用 4 跨 7 架 结 果才 是较 为合 理 安全 的。 在 设计 中有 的 设计 人 员 将 横梁 按 刚 性 个 M2 4锚 栓 , 度 不 小于 3 m 时 用 4个 M3 跨 0 0锚 栓 。 当柱 脚 为 刚接 梁输 入 ,视 梁 的刚 度 无 限大 ,这样 计 算 出的 钢筋 混 凝 土柱 的配 筋 很 时 , 则应 通 过 计 算确 定 锚 栓 的直 径 和 数 量 。 小,这是不符合实际情况 的,设计 时应特别仔细分析结构模型的特 要做好轻型钢结构房屋的设计 工作 ,必须从概念设计、结构计 点 , 防工 程 事故 的发 生 。 以 算、 构造措施等各 方面考虑 , 做到 方案正确 、 模型合理、 措施得 当, 以 3构件计算与设计 保 证 结构 的安 全 性和 经 济 性 。

门式刚架轻型房屋的经济合理性设计

门式刚架轻型房屋的经济合理性设计

门式刚架轻型房屋的经济合理性设计门式刚架轻型房屋是一种由门式刚架结构支撑的轻型房屋,其经济合理性设计意味着在满足使用功能和安全要求的前提下,最大程度地降低建造成本,提高房屋的经济效益。

以下是关于门式刚架轻型房屋经济合理性设计的一些内容。

门式刚架轻型房屋的材料成本相对较低。

由于轻型房屋采用了钢结构材料,相比传统的混凝土结构,钢材的价格要低一些。

钢材的使用率也较高,可以进行预制加工,减少浪费。

门式刚架轻型房屋的墙体和屋顶结构可以采用轻型板材,不仅成本低,而且施工周期短,可大幅度降低人工成本。

门式刚架轻型房屋的施工速度较快,节省了大量人力资源。

传统的房屋建造通常需要较长的施工周期,而门式刚架轻型房屋采用了预制加工的工艺,可以在工厂进行大量的现场预制,然后再将预制构件运至现场进行拼接,这样可以大幅度降低施工时间,减少劳动力成本。

门式刚架轻型房屋具备良好的可拆卸性,可重复使用。

轻型房屋的结构设计比较简单,方便拆卸和组装。

在合理使用和维护的情况下,门式刚架轻型房屋可以使用多次,有效地节约了建筑材料的使用量,降低了房屋建设的整体成本。

门式刚架轻型房屋的节能效果显著,可以降低日常运行和维护成本。

轻型房屋的保温性能较好,采用了一系列的节能措施,例如热隔离材料、隔热层和光伏发电设备等,可以降低能源消耗,减少了后期运维和维护的成本。

门式刚架轻型房屋的设计具有灵活性。

根据不同的使用需求,轻型房屋可以随时进行扩建或改造,可以根据实际需求进行局部拆除和新的增加,而不需要对整体结构进行大幅度的改动,大大降低了改造和扩建的成本。

门式刚架轻型房屋的经济合理性设计主要体现在建筑材料成本的降低、施工速度的加快、可重复使用和节能性能等方面。

这些特点使得门式刚架轻型房屋在现代建筑领域具备了广泛的应用前景,成为一种经济实用的建筑形式。

门式刚架轻型房屋钢结构设计体会

门式刚架轻型房屋钢结构设计体会

跨度 的檩条宜采用 Q 3 A等级 的钢材 ; 25 连续 、 大跨 度 的檩 条宜采
用 Q 4 A等级的钢材 。 35

接 (. 4 6级、 C级螺栓 ) 其抗剪性能差 , 仅作为安装定位使 用或连接 结构 的次要部位 。高强度螺栓 ( . 8 8级和 1. 0 9级 ) 连接 常用在结 构主要受力构件 的连接 , 如梁 与梁 、 与柱 的连接 。高 强 度螺栓 梁
保护焊或埋 弧 焊 等 自动 焊 或 半 自动 焊 , 焊 丝性 能 符 合 G / 其 BT 19 719 4 5 —9 4的规定 , 焊剂须符合 G / 2 319 B T59 — 9的规 定。焊接材 9 料型号的选择 , 与 主体金 属强 度 相匹 配 : 4 应 E 3焊条 相 应 Q 3 , 2 5 E 0焊条相应 Q 4 , 5 35 当构件为 Q 3 2 5与 Q 4 35焊接 时 , 条应选择 焊
定, 设计 中应根 据计算 选用 。高 强度 螺栓 的最小 规格 M1 , 2 常用 M1 6~M 0 3 。锚栓一般采 用 Q 3 A牌号 的钢材 制造 , 当抗 震设 25 但 防烈度为 6度 , 7度时应采用 Q 4 A 35 。当抗震设 防烈度为 8 时应 度
On a a y i fs m e t a s n t i h—ie sa s a d walsr s f we k p r s n l sso o r n f i h g rs lb n l t e so a a t i e
磋和探讨 。
涂层 ( 或称面漆 ) 主要成分是有机 ( ) 碳 化合物 , 起装饰和保护
作用, 耐候性和防粉尘附着性是选择涂 层首要考 虑因素 。常用 涂 层的耐候性 由弱到强 的顺序 是 : 聚酯树 脂 ( 8年 ~1 0年) 硅改 性 、 聚酯树脂 ( 8年 ~1 ) 聚二 乙烯氟树脂 ( 2 ) 5年 、 > t 0年 。

浅谈轻型门式刚架房屋设计体会

浅谈轻型门式刚架房屋设计体会

浅谈轻型门式刚架房屋设计体会摘要:轻型门式刚架结构与其它结构相比具有较大的优越性,但是它的设计还有很多问题需要讨论和进一步研究,本文简要说明了轻型门式刚架结构的一些问题及个人设计体会。

关键词:轻型门式刚架,荷载,支撑体系Abstract: the light door frame structure and other structure has great advantages compared, but its design and many problems that need to be discussed and further research, this paper briefly explain the light door frame structure of the problems and the individual design experience.Keywords: light door frame, load, the support system1、引言钢结构是土木工程的主要结构形式之一,与其它结构形式相比有强度高、重量轻、抗震性好、工业化程度高、工期短及综合造价低等优点。

其中轻型门式刚架结构体系是近年来发展起来的新型结构体系,是指以H型钢截面门式刚架为主的横向承重结构和纵向由冷弯成型的檩条、墙梁、墙柱和屋面板、墙板及各种支撑体系组成的轻钢建筑物,优点是外形简洁美观、符合环保、工业化程度高、工期短及综合造价低。

2002年国家颁布了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002(以下简称《门钢规程》)为门式刚架结构的应用和发展创造了更有利的条件。

但是由于从业人员的设计与施工应验的不足,在设计中常出现一些问题,给结构的安全带来隐患并造成经济的浪费。

2、门式刚架结构设计特点相对于传统的钢筋混凝土结构而言,钢结构具有强度高、构件尺寸小的特点。

在钢结构设计过程中,设计人员考虑的首要问题是结构的整体刚度、构件的稳定性、而对于结构的强度关心则相对次要。

门式钢架厂房设计总结

门式钢架厂房设计总结

门式刚架轻钢厂房设计常见的厂房效果图“门式刚架轻型房屋钢结构”,其中“门式”,主要有两种形式:双坡、单坡。

门式刚架不仅仅只针对轻钢,也包括普钢。

轻钢门规仅仅是门式刚架结构中的轻钢部分。

双坡(人字坡)单坡“轻钢”,这里有比较具体的限定:“单跨或多跨实腹式门式刚架”、“轻钢屋盖和轻钢外墙”、“起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或没有吊车(当然也可以是单梁吊车)”、“悬挂吊车起重量不超过3t”、“单层”、“跨度一般不宜超过36m”、“高度一般不宜超过12m”、“柱距一般不宜超过9m”。

后面三条,一般超过36米就不宜在选用轻钢规范设计了。

刚架高度、柱距可根据实际情况选择规范,并不是限定的那么严格。

门式轻钢,多用于生产车间、仓库、厂房钢结构。

设计时,首先要确定规范的采用,不能一概而论的所有门式的就都是轻钢。

一些大吨位吊车,格构柱等的门式结构为重(普)钢结构,需按《钢结构设计规范》来采用。

简单的轻钢门式厂房结构上图是最简单的门式轻钢厂房:四连跨,单跨人字坡24米,无吊车,铰接柱脚。

门式轻钢厂房结构体系的构成:主结构、次结构、围护结构、其他附属结构。

◇主结构:横向主钢架结构中最主要的部分,也是主受力部分,在门刚中为平面结构,面外稳定需要依靠其他系统来辅助达成,在设计时,要充分考虑到钢架的面外稳定问题。

刚架主要包括实腹钢梁、钢柱,在轻钢中多用楔形截面,有效利用构件截面特性。

主刚架支撑系统支撑系统在整个结构体系中的用钢量并不大,但却是非常重要的。

对比主钢架来说,虽然其重要程度不如主钢架,但是因现在的设计均为计算机辅助设计,主钢架的计算可以利用设计软件非常准确的计算求得,但支撑系统的布置,截面选择等却需要有一定的人为因素参与,所以其显得更为重要。

并且支撑系统承担着整个结构纵向传力及整体稳定的重要作用。

以后在其他结构体系特别是空间结构设计中,在选型的最前期,就该有整个体系的稳定概念,这样才能从大方向上把握住整个结构的安全性和选型的合理性。

浅谈轻钢结构门式钢架的设计体会

浅谈轻钢结构门式钢架的设计体会
结 构 的 某 个 独立 稳 定 的部 分 。
2 4 抗 剪 键 的设 置 要 求 与 计 算 .
最后 ,柱脚形成 的选择还 要考虑 土质情况及 基础造价 。当 采用钢接柱脚 ,由于基础 要承受较 大 的偏心 弯矩 ,基础 的 平 面尺寸均较铰接 柱脚基 础要大 ,土质 情况差 时差 别就更 大 。因此 ,选用何种 柱脚行形 式要根据 房屋 的高度 ,风载
要 求 需 要 布 置 吊车 ,则应 注意 以下 几 点 : ( )柱脚应设计成 刚性柱脚 ; 1 ( )柱应设 计成 等截面柱 ; 2 ( )柱 间支 撑 应 由 吊 车 纵 向水 平 荷 载 控 制 设 计 ,而 不 3
是简单 的构造设计 ,当有不小于 5t 的桥 吊时 ,宜采用型钢 支撑 。 另外 ,柱脚 形式 采用铰接还是钢接 ,除 由吊车决定外 ,
关 键 词 : 门式铜 架 ;柱 脚 连接 ;抗 剪键 ;基 础 中图分类号 :T 3 1 U 9 文献标识码 :B 文章编号 :17 4 1 (0 1 5— 0 6— 2 6 2— 0 1 2 1 )0 0 3 0
0 前


钢 结 构 具 有 以 下 特 点 :① 重 量 轻 ,强 度 高 。普 通 钢 结 构 是钢筋混凝 土结构建 筑重量 的 12左 右 ,而轻钢 门式钢 / 架 ,网架 自重仅为 3 gm 0k/ 左右 ,较轻的 自重 降低 了பைடு நூலகம்础 h . m 的造价 。由于其强 度高 的特 点适用 于大跨 度、大柱网 ,增 大 了使用 面积 ;② 抗震 性能 好 ;③ 主要钢 结 构件工 厂化 , 之 施 工 速 度 快 ,有 助 于 建 筑 产 业 化 发 展 ;④ 可 拆 卸 利 用 ,对 材 环境污染少 ,绿色环保 。
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浅谈轻型门式刚架结构设计中的心得
摘要:门式刚架是一种典型的轻型钢结构,它具有节省材料、施工周期短等优点,因而也是目前在国内应用最为广泛的轻型钢结构。

关键词:门式钢架;设计
中图分类号:tb482.2 文献标识码:a文章编号:
门式刚架结构作为一种轻型的建筑结构模式,具有用自重轻、用钢量少、造价低廉、施工方便易安装、周期短、能够循环利用等优点,这些年以来在国内得到了越来越多的应用和发展。

轻型门式刚架的主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的a1~a5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构。

1 关于柱设计
1.1 柱网布置的确定
在轻钢厂房结构设计中如何配合设备工艺要求进行柱网的平面
布置是首先要解决的问题。

在尽可能满足生产工艺和使用功能的要求上,根据实际情况对刚架的跨度、高度以及和设计实践来确定柱网。

一般根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)第4.2.2条规定:门式刚架的跨度宜采用9~36m。

当边柱宽度不等时,其外侧对齐。

门式刚架的平均高度宜采用4.5~9.0m;当有桥式吊车时不宜大于12m。

门式刚架的间距,即柱网轴线间的纵向距离宜采用6~9m。

因为随着柱距的增大,其它各部分结构的用钢量均会
随着柱距的增加而增大。

尤其是吊车梁,这是因为,当柱距增大到一定程度时,就需采用格构形式了,其结果就是用钢量所占的比例增大,最终可能会超过刚架的用钢量。

这样就得不偿失了。

其次是檩条,由于有长细比的要求,其用钢量的增加也较快。

也就是说,门式刚架柱网的布置对主刚架和檩条的用钢量大小有很大的影响。

因此轻钢门式刚架钢结构设计时,应当按照实际情况选择经济合理的经济型跨度,不能盲目的选择较大跨度。

因为对于设计门式刚架钢结构来说,用钢量是一项重要的经济指标。

1.2 轻型门式刚架柱脚的连接形式
柱脚根据其能否抵抗弯矩分为刚接柱脚或铰接柱脚。

根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)第4.1.4条规定:门式刚架的柱脚多按铰接支撑设计,通常为平板支座,设一对或两对地脚螺栓。

当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。

也就是说,设计5t以上的桥式和梁式吊车的门式刚架结构,柱脚应设计成刚接;设计3t及以下悬挂式吊车和无吊车的门式刚架结构时,柱脚才可以设计成铰接。

这是因为有较大吊车的房屋,柱定位移较大,柱脚采用刚接时,可以使每榀刚架形成超静定结构,这样不但能减小柱定位移,还能具有更大的安全储备。

当然对于那些高宽比和风荷载较大的无吊车门式刚架来说,其柱脚也宜设计成刚接。

在实际工程中,刚接柱脚还是铰接柱脚关键在于锚栓的布置,刚接柱脚一般在刚架柱外侧采用四个或者四个以上的锚栓连接;铰接柱脚一般在刚架柱内侧采用两个或四个螺栓连接。

一般情况下,柱底剪力是通过底板和基础顶面的摩擦力来传递的,若不满足要求,则须设置抗剪键。

根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)第7.2.20条规定:柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力。

此水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键承受。

计算柱脚锚栓的受拉承载力时,应采用螺纹处的有效截面面积。

对于一般厂房来说,因其自重较轻,在风荷载作用下可能会在柱脚产生上拔力及水平剪力, 柱脚锚栓为拉弯构件,这对于柱脚锚栓是相当不利的,所以柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力。

这时就需要设置抗剪键,《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)第7.2.20条条文说明中规定:剪键应采用在刚架平面方向截面刚度较大的工字型等垂直焊接于柱底板的底面,其截面和连接焊缝的抗剪承载力应进行计算。

若抗剪键较高,需在基础表面做坑以便安装时将其插入,然后进行二次灌浆。

抗剪键不应与基础表面的定位钢板接触。

还要注意,底板设计时一定要有灌浆孔。

2 关于斜梁的设计
2.1斜梁截面的设计
门式刚架分为单跨、双跨、多跨等,其屋面坡度宜取1/8~1/20。

根据跨度、高度和荷载不同,门式刚架的斜梁可采用变截面或等截面实腹焊接工字型截面或轧制h形截面。

变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形;必要时也可改变腹板厚度。

但一般情况下变截面斜梁均采用工字钢,其上下翼缘的宽度和厚度保存不变,仅仅改变
腹板的高度来调节斜梁的截面。

门式刚架工字截面钢构件中腹板以受剪为主,抗弯作用不如翼缘有效,增大腹板的高度,可使翼缘抗弯能力发挥得更为充分。

但是,在增大腹板高度的同时,如果厚度增加过大的话,则会直接导致腹板的用钢量增加太多,所以也是不经济的。

变截面斜梁也可以根据梁的弯矩包络图来确定梁的截面尺寸和变截面的位置。

一般变截面位置设在梁的反弯点附近。

因此,通过计算,选择合理的斜梁截面形式,才能使所用截面更合理和经济。

2.2 斜梁与刚柱的连接
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)第7.2.21条规定:门式刚架斜梁与柱的连接,可采用端板竖放、端板横放和端板斜放三种形式。

其中,端板竖放适用于局部等截面柱的情况。

当节点弯矩很大时,可采用端板斜放的形式,这样可以加长抗弯连接的力臂,有利于布置螺栓。

而当竖向荷载起控制作用时,将端板横放可减少节点的设计剪力,同时还可以利用柱的压力对节点受力的有利作用。

2.3 斜梁与混凝土柱的连接
在厂房的设计中,有时会为了节省钢材降低造价,而采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成的门式刚架,但此时一定要注意梁柱只能铰接。

这是因为混凝土是一种脆性材料,它在连接部位的抗拉、抗冲切的性能很弱,在外力作用下也很容易松动和破坏,所以不能做成刚接。

3 关于围护结构的设计
3.1屋面檩条和墙梁的设计
a.屋面檩条
檩条宜优先采用实腹式构件,也可采用空腹式构件。

一般常采用实腹式檩条,而实腹式檩条宜采用卷边槽形和斜卷边z形冷弯薄壁型钢,也可采用直卷边的z形冷弯薄壁型钢。

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)第4.3.3条规定:屋面檩条的布置,应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条供货规格等因素的影响。

屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。

按构造一般应等间距布置,且间距不应大于1.5m。

计算檩条时,不应考虑隅撑作为檩条的支撑点。

b.侧墙墙梁
轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边槽形或斜卷边z形的冷弯薄壁型钢。

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)第4.4.1条、第4.4.2条规定:门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置,应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。

门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙,当采用压型钢板作为围护面时,墙梁宜布置在刚架柱的外侧,其间距随墙板板型和规格确定,且不应大于计算要求的值。

按构造一般应等间距布置,且间距不应大于1.5m。

3.2 拉条和撑杆的设置
是否设置檩条的拉条,主要取决于檩条的侧向刚度。

对于h型钢和空间桁架式檩条,由于其侧向刚度较大,一般可以不设置拉条。

而对于实腹式和平面桁架式檩条,由于其侧向刚度较小,一般需要在檩条间设置拉条作为其侧向支撑点,保证其整体稳定性。

当檩条的跨度大于4m时,宜在檩条间跨中位置设置拉条或撑杆。

当檩条的跨度大于6m时,应在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑杆。

在檐口处还应设置斜拉条和撑杆。

撑杆位置应同时设置斜拉条。

4 关于屋面支撑和柱间支撑的设置
4.1屋面支撑
屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。

当端部支撑设在第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。

4.2柱间支撑
柱间支撑的间距应根据房屋纵向逐句、受力情况和安装条件确定。

当无吊车时宜取30~40m;当有吊车时宜设在温度区段中部,或当温度区段较长时宜设在三分点处,且间距不宜大于60m。

当建筑物宽度大于60m时,在内柱列宜适当增加柱间支撑。

而当房屋高度相对于柱间距较大时,逐渐支撑宜分层设置。

在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑,屋盖横向支撑之间应设置刚性系杆,以构成几何不变体系。

5 关于隅撑的设置
在檐口位置,刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处,应各设置一道隅撑。

需注意的是,对于门式刚架的边柱,隅撑的作用只适用于无吊车的情况下,对于有吊车的情况,平面外计算长度
还应通过柱间支撑,刚性系杆的合理布置来确定。

在门式刚架钢结构的设计中,应合理的选择截面形式和尺寸,有效的节省钢材用量。

真正做到安全适用、经济合理。

参考文献:
[1]. 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)
[2]. 《钢结构设计规范》(gb50017-2003)。

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