輕型門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房分析及輕量化設(shè)計(jì).pdf

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1、建材世界2012年第33卷第4期輕型門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房分析及輕量化設(shè)計(jì)劉洋(／t工部長沙設(shè)計(jì)研究院，長沙410116)摘要：通過對門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，針對門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)于結(jié)構(gòu)形式、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、檁條、支撐等若干方面的問題進(jìn)行了論述。在此基礎(chǔ)上，提出輕型門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房輕量化設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)措施。關(guān)鍵詞：門式剛架；輕鋼結(jié)構(gòu)；廠房；分析；輕量化設(shè)計(jì)AnalysisandLightWeightDesignofLightweightPortalFrameFactoryBuildingsLIU％，29(ChangshaDesignandResea

2、rchInstituteofMinistryofChemicalIndustry，Changsha410116，China)Abstract：Throughthedesignsummaryofthiskindofstructures，someproblemsareintroducedanddiscussedonitsstructureform，nodedesign，purlin，supportingandSOOILInthisfoundation，severalmeasuresareproposedonthelightweightdesignofthiskindof

3、structures，aimingtoprovidereferenceforrelatedengineeringandtechnicalstafLKeywords：portalframe；light-weightsteelstructure；factorybuildings；analysis；lightweightdesign輕型門式剛架結(jié)構(gòu)體系是近年來發(fā)展起來的新型結(jié)構(gòu)體系，是指以H型鋼截面門式剛架為主的橫向承重結(jié)構(gòu)和縱向由冷彎成型的檁條、墻梁、墻柱、屋面板、墻板及各支撐體系等組成的輕鋼建筑物。這類結(jié)構(gòu)體系質(zhì)量輕，機(jī)械化程度高，施工周期短，綜合經(jīng)濟(jì)效益高，柱網(wǎng)布置

4、比較靈活。1整體設(shè)計(jì)無論是由剛架和屋面板及檁條連接成的屋蓋結(jié)構(gòu)，還是由柱和吊車梁連接成的縱向結(jié)構(gòu)，都是通過支撐系統(tǒng)形成幾何不變體系。因此，門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要注意結(jié)構(gòu)體系的完整性，力求受力及傳力途徑清晰可靠。在實(shí)際工程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該首先考慮結(jié)構(gòu)的整體剛度、構(gòu)件的穩(wěn)定性，而對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)心則相對次要。當(dāng)結(jié)構(gòu)縱向較薄弱時，為保證傳力途徑不被破壞，需要適當(dāng)增加剛性系桿和支撐。門式剛架結(jié)構(gòu)作為鋼結(jié)構(gòu)中特殊的一類，一般受力小、跨度大，其構(gòu)件尺寸比普通鋼結(jié)構(gòu)更小，結(jié)構(gòu)的剛度、變形及平面外穩(wěn)定性常常成為控制性的因素。2結(jié)構(gòu)形式門式剛架的結(jié)構(gòu)形式按跨度可以分為單跨、雙跨和多跨，

5、按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙(a)多脊多坡(b)單脊雙坡圖1屋面形式坡和多脊多坡?！堕T式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中推薦使用單脊雙坡門式剛架，而不推薦多脊多坡門式剛架。這是因?yàn)樵谄渌麠l件都相同的情況下，屋脊兩側(cè)各需要一根檁條，內(nèi)天溝兩側(cè)也各需要一根檁條，從而多一個屋脊就需要多一根檁條，多一個內(nèi)天溝也需要多一根檁條。這樣就會增加檁條的用鋼量以及落收稿日期：2012—06-28．作者簡介：劉洋(1978一)，工程師．E-mail：6405242@qq．corn86建材世界2012年第33卷第4期水管等附加設(shè)施的材料用量，內(nèi)天溝處也會因?yàn)槎蜒┑榷哟蠛奢d。具體形式

6、見圖1。此外，對于單脊雙坡多跨屋架，當(dāng)用于無橋式吊車的房屋時，如果剛架柱不是特別高且風(fēng)荷載也不是特別大，依據(jù)“材料集中使用的原則”，中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱方案。3節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)3．1柱腳柱腳根據(jù)能否抵抗彎矩分為剛接柱腳或鉸接柱腳。在實(shí)際工程中，不存在絕對剛接或絕對鉸接。鉸接一般用于不帶吊車的廠房、倉庫以及柱上端水平位移不大的剛架中，對于有吊車以及檐口高度較高、風(fēng)載等其他水平荷載較大的情況下宜用剛接。柱腳鉸接時通長為平板式支座，設(shè)置為一對或兩對地腳螺栓。柱腳剛接時有兩種形式：即帶加勁肋的剛接柱腳和帶靴梁的剛接柱腳。柱腳形式的選擇還要考慮土質(zhì)情況及基礎(chǔ)造價。當(dāng)采用剛接柱腳

7、時，基礎(chǔ)承受較大的偏心彎矩，基礎(chǔ)平面尺寸和造價較采用鉸接柱腳的基礎(chǔ)要大，土質(zhì)情況差的時候，相差會更大。因此，選用何種柱腳形式要根據(jù)房屋的高度、風(fēng)載大小、有無吊車、吊車的噸位和工作情況及土質(zhì)情況綜合考慮。3。2梁柱連接節(jié)點(diǎn)門式剛架斜梁與柱的連接，可采用端板豎放、端板橫放和端板斜放三種形式。端板豎放適用于局部等截面柱。當(dāng)豎向荷載起控制作用時，將端板橫放可減少節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)剪力，同時柱能在安裝時起到臨時支座作用。如果節(jié)點(diǎn)彎矩很大，可采用端板斜放形式，加長抗彎連接的力臂，有利于布置螺栓，但此時對加工精度要求較高，且應(yīng)注意安裝空間的問題。端板拼接連接形式有外伸式和平齊式兩種情