门式刚架.docx
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1、门式刚架1 .x门刚简介及特点门式刚架为一种传统的结构体系,该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、楝条、系杆等构件。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国,广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式刚架特点:受力简单、传力路径明确。构件制作快捷,便于工厂化加工,施工周期短。结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显。柱网尺寸布置自由灵活,能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。1.2 门刚各构件组成及内容门刚主要构件有:门架柱、门架梁、楝条、拉条、隅撑、系杆、柱间支撑、屋面支撑等。门架柱:是用钢材制造的柱,钢柱按截面形式可分为实腹柱和格构柱,是用于支撑整个
2、建筑物的核心。门架梁:用钢材制造的梁,可以用热轧成型的工字钢或槽钢等制成(见热轧型钢),当荷载和跨度较大,采用型钢截面不能满足强度、刚度或稳定要求时,则采用组合梁。橡条:垂直于屋架或椽子的水平屋顶梁,用以支撑椽子或屋面材料,常用的楝条有实腹式和轻钢桁架式两种。拉条:钢结构骨架之间的圆钢螺杆,拉条为楝条的平面外支承点,因此拉条所受拉力即为楝条承受的水平荷载。隅撑:梁与楝之间、柱与楝之间的支撑杆。墙面上的叫墙隅撑,屋面上的叫屋面隅撑。隅撑与钢架构件腹板的夹角不宜大于45度。系杆:沿竖向支撑平面内的屋架下弦或上弦节点处,在不设置竖向支撑的屋架之间沿房屋纵向设置的水平通长连系杆件。屋面水平支撑:形成局
3、部刚域,抵抗在柱间和屋面梁间传递的水平力作用。柱间支撑:是为保证建筑结构整体稳定、提高侧向刚度和传递纵向水平力而在相邻两柱之间设置的连系杆件。1.31.4 门刚优化设计(1)屋面坡度的优化选择对于单跨刚架,一种较好的减少刚架重量的方式是增大屋面坡度,坡度越大用钢量越节省。对于多跨框架来说情况就不同了,坡度大反而会增加框架用钢量,这是由于大的坡度将导致内柱长度增加。当建筑物跨度较大时,坡度增加能降低屋面钢梁的挠度。经济坡度为:多跨单跨(跨度V单跨(跨度60单跨(跨度45m)m)60m)1:200.5:101.5:102:10当然还与女儿墙有关,坡度增加女儿墙造价增加。(2)柱距的优化选择标准荷载
4、作用下(屋面活载0.3KNm2,基本风压0.5KNm2)的最经济柱距是89m,超过9m时,屋面楝与墙架体系的用钢量增加太多,综合造价并不经济。对于带有10吨以上行车的厂房,经济柱距应该是67m0采用不等柱距时,应尽量将端跨柱距布置得比中间跨小。(3)跨度的优化选择不宜盲目追求大跨度,宜根据具体要求选择经济跨度。当檐高为12m、跨度超过48m时宜采用多跨刚架(中间设置摇摆柱),其用钢量较单跨刚架节约40%以上。(4)温度区段的优化设计根据轻钢规程,最大纵向长度不大300m,横向不应大于150mo纵向温度区段的伸缩缝设置可采用双柱布置,或者将楝条连接采用椭圆孔的单柱伸缩缝。150-20010015
5、0-20065656565厂橡托板(a)双框架伸缩缝做法檐口高度由以下因素决定:檐口处的净高要求;有夹层时,夹层的净高要求及夹层梁高度;有吊车时,吊车梁及吊车吊钩高度。(6)支撑设置的优化选择支撑的间距一般不宜超过5跨;当无吊车时宜取3045m,有吊车时,间距一般不宜大于60m。在同一柱列,不应将不同类型的支撑混用,否则刚度小的支撑受力小,起不到应有的作用,而刚度大的支撑由于超负荷工作而破坏。柱间支撑应优选选择使用交叉支撑。下列情况柱间支撑需要分层设置。1)当有高低跨时(或带有通长大雨蓬时),需要在高低跨处(或大雨蓬处)分层设置柱间上支撑和下支撑(见a)。2)当檐口高度大于9m,可根据支撑的夹
6、角设置双层柱间支撑,交叉支撑与水平面的夹角以45为佳,不宜大于55。3)有吊车时,需在吊车梁处分层设置柱间上支撑和下支撑。端开间可不设下层支撑以减少吊车梁的温度应力(见b)。图3-6多层柱问支捍高低跨时柱间支撵右置(b)带吊车的厂房支间支撑布置14门式刚架常见问题(1)钢柱脚未采用混凝土包裹防护。原因:地面以下的钢柱脚若不用混凝土包裹,柱脚处由于积水使钢材严重锈蚀,对结构存在着安全隐患。改进措施:钢结构规范第8.9.3条(强制性条文)规定,对柱脚在地面以下部分采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于50mm),包裹的混凝土应高出地面不小于15On1n1。当柱脚底面在地面以上时,柱脚高出
7、地面的高度不应小于IOOmmo(2)屋面横向水平支撑与柱间支撑未布置在同一跨间内。原因:置在同一跨间内的屋面横向水平支撑和柱间支撑同门式刚架一道构成稳定的空间结构体系,既可承受和传递房屋纵向的各种荷载和作用,又方便于门式刚架结构的施工安装。改进措施:根据门式刚架规程CECS102第4.5.1条第2款和第4.5.2条第1款的规定,宜将屋面横向水平支撑和柱间支撑同时布置在房屋温度区段端部第一开间或第二开间,在布置柱间支撑的开间,宜同时布置屋面横向水平支撑,如图3.2.1所示。当无法布置在同一跨间时,可布置在相邻跨间,有一定搭接区,但这种情况在温度区段内只能是个别的,否则应对整个支撑系统重新合理布置
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