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1、根據跨度、高度及荷載不同,門式剛架的梁、柱可采用變截面或等截面的實腹焊接工字形截面或軋制H形截面。設有橋式吊車時,柱宜采用等截面形式。變截面形式通常改變腹板的高度,做成楔形,必要時也可改變腹板厚度。結構構件在運輸單元內一般不改變翼緣截面,必要時可改變翼緣厚度,鄰接的運輸單元可采用不同的翼緣截面,兩單元相鄰截面高度宜相等。鉸接柱腳的剛架柱宜采用漸變截面的楔形柱。剛接柱腳的剛架宜采用等截面柱或階形柱。設有橋式吊車時,柱宜采用等截面形式。多跨剛架中間柱與剛架斜梁的連接可采用鉸接,連接構造簡單,制作、安裝方便,兩端鉸接的中間柱稱為搖擺柱。
2、搖擺柱不參與抵抗側向力,截面也比較小,全部的抗側力由邊柱和梁形成的剛架承擔。當房屋無橋式吊車,且房屋不是很高、風荷載也不是很大時,中間柱宜采用搖擺柱,由于邊柱的高度相對比較小,材料能夠比較充分地發(fā)揮作用。但在設有橋式吊車的房屋中,中間柱兩端宜采用剛接,以增加剛架的側向剛度。柱腳可采用剛接或鉸接形式,前者可節(jié)約鋼材,但基礎費用有所提高,加工、安裝也較為復雜。門式剛架的柱腳通常按鉸接設計。當設有5t以上橋式吊車時,為提高廠房的抗側移剛度,柱腳宜采用剛接形式,多跨房屋的中柱與斜梁也宜采用剛接連接。門式剛架的跨度,應取橫向剛架柱軸線間的距
3、離。宜為9~36m。當邊柱寬度不相等時,其外側應對齊。對無吊車或吊車噸位較小時,經濟跨度在18m~21m,而吊車噸位較大時,經濟跨度在24m~30m。門式剛架的高度,應取地坪至柱軸線與斜梁軸線交點的高度,應根據使用要求的室內凈高確定,有吊車的廠房應根據軌頂標高和吊車凈空要求確定。宜為4.5~9.0m,必要時可適當加大,當有橋式吊車時不宜大于12m。當需要設置伸縮縫時,可在搭接檁條的螺栓連接處采用長圓孔,并使該處屋面板在構造上允許脹縮,吊車梁與柱的連接宜采用長圓孔。或設置雙柱。屋面檁條一般應等間距布置。但在屋脊處,應沿屋脊兩側各布置
4、一道檁條,使得屋面板的外伸寬度不要太長(一般不大于200mm);在天溝附近應布置一道檁條,以便與天溝固定。門式剛架輕型房屋鋼結構的支撐,宜采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼組成,圓鋼與構件的夾角宜接近45o,在30o~60o范圍。當設有不小于5t的橋式吊車時,柱間支撐宜采用型鋼形式。由支撐斜桿等組成的水平桁架,其直腹桿宜按剛性系桿考慮,在溫度區(qū)段端部吊車梁以下不宜設置柱間剛性支撐。剛性系桿可由檁條兼作,此時應滿足對壓彎構件的剛度和承載力的要求。當不滿足時,可在剛架斜梁間加設鋼管、H型鋼或其它截面的桿件。第二節(jié)輕型門式剛架的結構形式和布置
5、[例3-1]南京某公司擬建一長度72m、跨度18m的廠房,采用門式剛架結構,柱距6m,剛架高度5.7m,屋面坡度1:10,屋面及墻面采用夾心彩鋼板,檁條間距15m。試布置廠房結構的屋蓋橫向支撐和柱間支撐。二、荷載效應組合荷載效應組合應符合以下原則:⑴屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮,應取兩者中的較大值;⑵積灰荷載應與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時考慮;⑶施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以外的其它荷載同時考慮;⑷多臺吊車的組合應符合現行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》的規(guī)定;⑸風荷載不與地震作用同時考慮。在風荷載標準值作用
6、下的剛架柱頂位移不應超過下列限值:(1)不設吊車:采用輕型鋼板墻時為h/60,采用砌體墻時為h/100,h為柱高;(2)設有橋式吊車:吊車有駕駛室時為h/400,吊車由地面操作時為h/180,h為柱高。[例3-2]試進行中間門式剛架的荷載、內力計算和位移驗算,地面粗糙度B類。其它條件同例3-1。解:本剛架采用鉸接柱腳,柱為變截面焊接H型鋼,假定小頭截面為H220×200×6×10,大頭截面為H500×200×6×10;梁為等截面焊接H型鋼,采用H500×180×6×10。(1)荷載取值:根據門剛規(guī)程CECS102:2002,由于門
7、式剛架受荷投影面積6×18=108m2>60m2,屋面豎向均布活荷載標準值取0.3kN/m2,根據《建筑結構荷載規(guī)范》,南京市50年基本風壓W0=0.40kN/m2,基本雪壓S0=0.65kN/m2;夾心彩鋼板0.15kN/m2,檁條或墻梁及支撐取0.1kN/m2。門式剛架的風荷載體型系數按表3-1封閉式中間區(qū)取值,如圖3-16。(2)荷載計算1)橫梁上作用荷載恒載標準值:g=(0.15+0.1)×6=1.5kN/m當剛架梁、柱自重不是由有限元程序自動計算時,恒載標準值中應計入梁、柱自重?;钶d標準值:q=0.65×6=3.9kN/
8、m(基本雪壓大于均布活荷載)2)風荷載(垂直于構件表面)風壓高度變化系數μz=1.0迎風面柱上:qw=1.0×0.25×0.40×6=0.6kN/m橫梁上:qw=1.0×1.0×0.40×6=2.4kN/m背風面柱上:qw=1.0×0.55×0.4