門式剛架輕型結(jié)構(gòu)設(shè)計淺談

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1、門式剛架輕型結(jié)構(gòu)設(shè)計淺談　　【摘要】輕型門式剛架結(jié)構(gòu)是國內(nèi)外應(yīng)用廣泛的新型建筑結(jié)構(gòu)體系，具有質(zhì)量輕、工業(yè)化程度高、施工周期短、綜合經(jīng)濟效益高、柱網(wǎng)布置比較靈活等優(yōu)點。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，輕型門式剛架房屋結(jié)構(gòu)也得到迅速的發(fā)。本文對門式剛架輕型結(jié)構(gòu)的設(shè)計，結(jié)合具體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)介紹了門式鋼架結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程、結(jié)構(gòu)分析方法、構(gòu)件校核和施工繪制等內(nèi)容，并就結(jié)構(gòu)空間設(shè)計模型與平面分析模型對剛加內(nèi)力的影響、支撐系統(tǒng)的內(nèi)力分析方法及冷彎薄壁型剛檁條在風吹力下的穩(wěn)定性驗算等問題進行了探討?！娟P(guān)鍵詞】門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)特點設(shè)計與施工　　門式剛架輕

2、鋼結(jié)構(gòu)是以門形鋼架為結(jié)構(gòu)受力載體，圍護結(jié)構(gòu)為薄壁C型或Z型鋼檁條和彩色壓型鋼板的體系。本文通過對門式剛架輕型結(jié)構(gòu)的設(shè)計與設(shè)計中應(yīng)注意的問題作如下初步分析和探討?！　≌摹　∫?、門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的特點　　用鋼量少，自重量輕　　門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)采用防水、圍護一體化的輕質(zhì)多功能新型屋面和墻體材料組成，大大減輕了結(jié)構(gòu)本身的荷載重量。其承重構(gòu)件普遍采用高強鋼材，這樣可以有效減輕結(jié)構(gòu)自重。通常門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)的重量只有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/8——1/10，是普通鋼結(jié)構(gòu)重量的1/2——1/3，充分體現(xiàn)了新材料的優(yōu)勢?！　∵m應(yīng)性強，設(shè)計符合

3、美觀、經(jīng)濟、實用的原則　　相對于傳統(tǒng)的鋼架結(jié)構(gòu)而言，門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)從跨度、柱距布置靈活，單跨、多跨等方面可隨意組合。這些組合可應(yīng)用于不同工藝、不同規(guī)模、不同用途的各類建筑中，表現(xiàn)出了極大的適應(yīng)能力。鋼架結(jié)構(gòu)一方面外觀新穎別致，可塑性極強，富有時代感；另一方面造價合理，投資見效快，綜合經(jīng)濟效益好，空間使用率高，在各個建筑施工中基本都可以使用。　　鋼架結(jié)構(gòu)施工速度快、周期短　　工廠化程度高，施工周期短鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，因門式剛架的梁、柱等基本構(gòu)件均在加工廠定型制作，在現(xiàn)場按要求拼裝而成，加快了施工進度，建設(shè)周期縮短，比鋼筋混凝

4、土排架結(jié)構(gòu)工期至少縮短60%以上，對于一般規(guī)模較小的工業(yè)廠房門式剛架僅需50天至2個月，而采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，則需10～12個月?！　￠T式剛架的防火鋼結(jié)構(gòu)具有獨特的優(yōu)越性，鋼材雖非燃燒材料，卻易導(dǎo)熱，其耐火極限僅為15～20分鐘。未加防火保護的鋼結(jié)構(gòu)，當溫度達到350℃、500℃、600℃時，其強度分別降低1/3、1/2、2/3，當結(jié)構(gòu)溫度達到600℃以上時，將完全喪失承載能力，最典型的例子莫過于XX年的美國紐約世界貿(mào)易大廈遭襲擊后引起高溫燃燒，兩幢420m高的鋼結(jié)構(gòu)大樓轟然倒塌?，F(xiàn)階段主要從防火設(shè)計和對結(jié)構(gòu)的防火保護

5、措施兩方面入手，可在柱、梁表面覆蓋以厚的LG防火隔熱涂料或2cm厚的LY防火隔熱涂料保護層，其耐火時間可達～小時，滿足規(guī)范要求。　　二、設(shè)計中應(yīng)考慮的因素　　嚴格荷載取值標準的規(guī)定　　1鋼架恒荷載　　鋼架自重一般都由軟件統(tǒng)計生成，而屋面板、檁條、支撐等荷載按線荷載加到鋼架梁上要按實際設(shè)計計算，根據(jù)使用要求屋面或墻面板可單層板也可采用保溫板，保溫材料又包括聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等，設(shè)計中應(yīng)結(jié)合具體材料確定屋面與墻面荷載。　　2鋼架可變荷載　　可變荷載包括屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、地震作

6、用、風荷載等.《門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：不上人屋面的活荷載為/M2，如果鋼架的受荷載面積大于60M2的可乘折減系數(shù)。對于門式鋼架而言，在計算鋼架時一般可用/M2。根據(jù)國外資料，門式輕鋼結(jié)構(gòu)，一般要考慮——/M2的附加荷載，而在我國現(xiàn)行的規(guī)范中無此規(guī)定，所以如遇到暴風雪等情況，就會出安全問題，因此在梁和檁條已較小的門式輕鋼鋼架中，禁止出現(xiàn)明顯克扣活荷載的情況?！　?yōu)化設(shè)計，盡量減少用鋼量　　必須按照《門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進行設(shè)計計算，而不能沿用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》進行門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算。在門式鋼架中，主

7、鋼架和檁條的用鋼量占90%以上，在相同的荷載條件下，柱網(wǎng)布置對主鋼架和檁條的用鋼量影響很大。經(jīng)多個統(tǒng)計分析表明，建議柱距采用6——8m，跨度不宜大于36m。檁條要選用薄壁寬肢的C型、Z型，而鋼架一般采用H型截面。當荷載一定時，連續(xù)支承構(gòu)件比簡支構(gòu)件的截面要小，因此在輕型門式鋼架中屋面檁條和墻面檁梁均宜采用連續(xù)支承方式。實踐證明，楔形構(gòu)件和變截面構(gòu)件上網(wǎng)使用，加上變化翼緣厚度和腹板厚度，可顯著節(jié)省鋼材。薄壁型鋼規(guī)范是不考慮屋面蒙皮作用，從而造成計算結(jié)果很不經(jīng)濟。壓型鋼板屋面蒙皮作用對檁條上翼緣提供側(cè)向支撐是不成問題的，但對檁

8、條下翼緣失穩(wěn)承載力的影響，對這類問題尚無計算方法可行，但是國內(nèi)外的試驗表明屋面蒙皮作用對檁條下翼緣扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)的約束是非常明顯的。另外設(shè)計中要注意版型的選取和包角屋脊的設(shè)計?！　∪?、門式剛架設(shè)計常見質(zhì)量問題及預(yù)防措施　　梁、柱拼接節(jié)點設(shè)計　　梁、柱拼接節(jié)點一般按剛接節(jié)點計算，但往往由于端部封板較簿而導(dǎo)致與計