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輕鋼結構的門式剛屋架應用

發表時間:2017-5-15 9:22:02
      
東莞聯新鋼結構公司講述;輕鋼結構的門式剛屋架的應用范圍有哪些,在使用中有哪些要求規范。門式剛屋架適用哪些范圍和結構形式、材料、價格差距等計算等。(鋼結構咨詢:13712888052闕生)。
一、輕鋼結構的門式剛屋架適用范圍及結構形式:
   《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》(CECS102:2002)(簡稱門式剛架規程) 第1.0.2條指出門式剛架結構適用于主要承重結構為單跨或多跨實腹門式剛架、具有輕型屋蓋和輕型外墻、無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1~A5工作級別的橋式吊車或3t懸掛式起重機的單層房屋鋼結構設計。
  輕鋼結構的門式剛屋架的跨度宜采用9~36m,高度一般為4.5~9m,當有橋式吊車時高度不宜大于12m。
  實際工程設計時,由于工藝專業要求或其他條件要求,門式剛架房屋的高度可能超過規范限制,或吊車起重量超過20t,此時已經超過門式剛架規程的應用范圍,應按照單層鋼結構廠房設計。
  在門式鋼結構屋架輕型房屋鋼結構體系中,屋蓋宜采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼檁條,主剛架可采用變截面實腹剛架。主剛架斜梁下翼緣和剛架柱內翼緣出平面的穩定性,由與檁條或墻梁相連接的隅撐來保證。
  二、鋼結構材料的選用:
  1、 規范規定材料選用,及基本設計規定:
  門式剛屋架的主要承重構件應采用Q235B、C、D碳素結構鋼或Q345B、C、D低合金高強度鋼。
  在抗震區,鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不應大于0.85;鋼材應有明顯的屈服臺階,且伸長率不應小于20%,鋼材應有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。
  由于單層門式剛架輕型房屋鋼結構的自重比較小,設計經驗表明,當抗震設防烈度為7度時,一般不需做抗震驗算,當為8度及以上時,橫向剛架和縱向框架均需做抗震驗算。
  對輕型房屋鋼結構,當由地震作用效應組合控制設計時,尚應針對輕型鋼結構的特點采取相應的抗震構造措施。例如,構件之間的連接應盡量采用螺栓連接;斜梁下翼緣與剛架柱的連接處宜加腋以提高該處的承載力,該處附近翼緣受壓區的寬厚比宜適當減??;柱腳的抗剪、抗拔承載力宜適當提高,柱腳底板宜設抗剪鍵,并采取提高錨栓抗拔力的相應構造措施;支撐的連接應按支撐屈服承載力的1.2倍設計等。
  2、門式剛屋架的經濟性比較:
  進行工程設計時,在滿足受力要求的前提下,還應進行結構經濟性比較,保證結構設計安全可靠,經濟適用。比如:在同樣設計條件下,一榀剛架(高度為13.28m,跨度為66m),在滿足受力條件下,采用Q235B鋼材時,單榀剛架的重量為12.39T,采用Q345B鋼材時,單榀剛架的重量為10.52T;按廣東地區的報價,Q235B鋼材的造價為4800元/T,Q345B鋼材的造價為5000元/T;這樣,采用Q235B鋼材時,單榀剛架造價為59472元;采用Q345B鋼材時,單榀剛架造價為52600元,經過綜合比較材料選用,采用Q345B鋼材比較合理。
  東莞聯新鋼結構公司通過以上比較可以看出,設計人員不僅要有扎實的專業基礎,還應對主要建筑材料的價格有一定的了解,通過優化結構方案,可為業主節省一定投資。
  三、輕鋼結構的門式剛屋架風荷載計算:
  1、屋架的規范選用:
   輕型房屋鋼結構的風荷載,是以《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001)(2006年版)(以下簡稱荷載規范)為基礎確定的,當柱腳為鉸接且剛架的1/h小于2.3和柱腳剛接且1/h小于3.0時,采用荷載規范規定的風荷載體型系數進行剛架設計才安全;而在其他情況下,按門式剛架規程計算安全性。設計時,應注意區分以上情況,避免一律采用門式剛架規程設計,避免影響結構安全。
  2、剛屋架參數選用:
  參考國外規范,按門式剛架規程計算風荷載時,基本風壓值應乘以綜合調整系數1.05。
  設計剛架時,風荷載體型系數應分別按四種受力模型取值,既端區封閉式、端區部分封閉式、中間區封閉式和中間區部分封閉式,在不同位置及是否封閉狀態下,剛架體型系數取值是不同的。許多設計者往往僅取中間封閉區計算,而忽略其他位置的剛架驗算,這種做法是不對的,有時端區受力可能更大。此外,房屋布置天窗或有高低跨時,體形系數應嚴格按規范取值,不得混淆取值。檁條設計也有同樣的問題。
  四、支撐布置:
  門式剛架房屋應設柱間支撐及屋面支撐,支撐可采用鋼管、角鋼、槽鋼、圓鋼等截面形式,支撐布置除應滿足門式剛架規程第4.5節要求以外,還應注意以下問題:
  1 、帶吊車結構:
  剛架跨度大于18m且設有起重量≥16t的吊車時,宜在剛架端節間增設縱向支撐。當吊車起重量為20t時,宜在牛腿頂標高處沿縱向剛架柱外側之間設型鋼水平系桿。
  2、 無法設柱間支撐結構:
  對于無法設置柱間支撐的低矮門式剛架房屋(如車庫),宜在縱向剛架之間設置剛接型鋼梁,保證縱向穩定。
  3 、增設分配梁:
  當山墻抗風柱位置不在屋面橫向支撐節點附近時,應在支撐交叉點處增設分配梁。
  4 、柱腳錨栓:
  計算設柱間支撐的柱腳錨栓上拔力時應記錄柱間支撐產生的大豎向分力材料選用,這是門式剛架規程第7.2.19強條規定,但設計人員往往容易忽視。對于設吊車或者其他水平荷載較大的房屋,柱間支撐產生的上拔力較大,如果不計入,可能會造成錨栓被拔起的嚴重后果。
  五、輕鋼結構的剛屋架安裝注意事項:
  還有其他問題,如剛架在施工中應及時安裝支撐,嚴格執行規定的安裝順序;柱腳底板下面的每根錨栓,應設置調整螺母,校準后進行二次灌漿;底板的連接、柱與牛腿的連接、梁端板的連接、吊車梁及支承局部懸掛荷載的吊架,不得采用單面焊等,東莞聯新鋼結構公司不再一一例舉,希望以上應用、結構、材料、規范等計算問題能對鋼結構同行今后的設計起到有益作用。輕鋼結構建筑咨詢:13712888052闕生,東莞聯新鋼結構公司。