輕型鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架設(shè)計(jì)探討

1、<p>　　輕型鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架設(shè)計(jì)探討</p><p>　　【摘要】在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，輕型鋼門(mén)式鋼架的設(shè)計(jì)是比較常見(jiàn)的，但是，其設(shè)計(jì)并不是十分的容易。如何進(jìn)行輕型鋼門(mén)式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的問(wèn)題。下面本人就通過(guò)近幾年從事門(mén)式剛架設(shè)計(jì)的實(shí)踐和體會(huì)，總結(jié)出在門(mén)式剛架設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的幾個(gè)應(yīng)該注意的問(wèn)題，供大家在設(shè)計(jì)門(mén)式剛架時(shí)參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵字】輕鋼，門(mén)

2、式剛架，剛架設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p><b>　　一．前言 </b></p><p>　　輕型鋼門(mén)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)具有十分重要的作用，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展也是具有重大意義的，因此我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于輕型鋼門(mén)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討。下面筆者就通過(guò)自己的研究和工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)于

3、輕型鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式鋼架的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。 </p><p><b>　　二．柱腳設(shè)計(jì) </b></p><p>　　門(mén)式剛架柱腳形式有兩種：即鉸接柱腳和剛接柱腳。對(duì)于鉸接柱腳，基礎(chǔ)僅受軸心荷載作用，設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。但大部分門(mén)式剛架廠房都有吊車(chē)，有較大吊車(chē)的房屋，柱頂位移較大，柱腳采用剛接，使得每榀剛架形成超靜定結(jié)構(gòu)，不但能減小柱頂位移而且具有更大的安全儲(chǔ)備。對(duì)于高寬比和風(fēng)

4、荷載較大的無(wú)吊車(chē)門(mén)剛結(jié)構(gòu)，柱腳也宜設(shè)計(jì)成剛接。 </p><p>　　同時(shí)當(dāng)柱底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩阻力不足以抵抗全部的水平剪力時(shí)柱腳還應(yīng)設(shè)置抗剪鍵，抗剪鍵的設(shè)置需要計(jì)算。在基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)留置鍵槽，鍵槽每側(cè)寬出抗剪鍵不小于30 mm，底部空隙高度不小于20mm。在柱腳底板和基礎(chǔ)頂面之間留有一定空間，柱腳鉸接時(shí)不易大于50 mm，柱腳剛接時(shí)不易大于100 mm。 </p><p>　　三．輕型

5、鋼門(mén)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) </p><p>　　1． 合理跨度的確定 </p><p>　　在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)具體房屋的高度來(lái)確定合理的跨度，總體來(lái)說(shuō)，當(dāng)荷載和柱高一定時(shí)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中就應(yīng)適當(dāng)加大房屋的跨度，這樣一來(lái)，剛架的用鋼量整體增加不明顯，但卻很大程度上節(jié)省了空間。―般情況下，當(dāng)柱高、荷載一定時(shí)，適當(dāng)加大跨度，剛架的用鋼量增加不太明顯，但節(jié)省空間，基礎(chǔ)造價(jià)低，綜合效益較為可觀。因此，設(shè)計(jì)

6、者應(yīng)根據(jù)具體要求在選擇方案時(shí)選擇較為經(jīng)濟(jì)的跨度，不宜盲目追求大跨度。 </p><p>　　2. 剛架最優(yōu)柱距的確定 </p><p>　　剛架的柱距與剛架的跨度、屋面荷載、檁條形式等因素有關(guān)。隨著剛架柱距的增大，剛架用鋼量是逐步下降的，但當(dāng)柱距增大到一定的數(shù)值后，剛架的用鋼量隨著柱距的增大其下降的幅度較為平緩，而其他如檁條、墻梁的用鋼量隨著柱距的增大而增加，就房屋的總用鋼量而言，隨著柱距

7、的增大先下降后上升。大量計(jì)算數(shù)據(jù)表明：一般情況下，門(mén)式剛架的最優(yōu)柱距為6―9 m，柱距不易超過(guò)9 m，超過(guò)9m時(shí)，屋面檁條與墻梁體系的用鋼量增加太多，綜合造價(jià)并不經(jīng)濟(jì)。因此，從綜合分析的角度看，確定合理的柱距才能既節(jié)省鋼材，又使設(shè)計(jì)真正做到定型化、專(zhuān)門(mén)化、標(biāo)準(zhǔn)化以及輕型化，從而推動(dòng)門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)體系在我國(guó)的發(fā)展。 </p><p>　　3. 確定科學(xué)的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型 </p><p>

8、　　輕型門(mén)式剛架的形式多種多樣，柱腳和基礎(chǔ)通常做成鉸接，多跨剛架的中柱多采用搖擺柱。但當(dāng)柱高度較大時(shí)，為控制風(fēng)荷載作用下的柱頂位移值，柱腳宜做成剛接，多跨剛架的中柱與橫梁的連接也宜采用剛接，多跨剛架宜做成多坡，較為節(jié)省鋼材。門(mén)式剛架一般采用實(shí)腹式變截面梁和柱來(lái)適應(yīng)彎矩變化以達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。除腹板高度變化外，厚度也可根據(jù)需要變化。 </p><p>　　上下翼緣可用不同截面；相鄰單元的翼緣也可采用不同截面。因此

9、，影響整個(gè)鋼架用鋼量的因素有上翼緣的寬度、厚度；下翼緣的寬度、厚度；腹板的厚度；構(gòu)件大頭、小頭的高度；而且這些因素之間也互相影響?；ハ嗖华?dú)立。柱通常為楔形桿件，楔形柱的最大截面高度取最小截面高度的2―3倍為最優(yōu)截面。 </p><p>　　門(mén)式剛架腹板主要以抗剪為主，翼緣以抗彎為主，在無(wú)振動(dòng)荷載作用下，可充分利用腹板屈曲后強(qiáng)度分析構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，將構(gòu)件設(shè)計(jì)成為高而窄的截面形式(最小截面高度宜取跨度的1／45―

10、l/60，截面高寬比―般為3～5)，PKPM系列軟件的STS模塊截面優(yōu)化比較簡(jiǎn)單易行的方法是按照構(gòu)件的內(nèi)力來(lái)調(diào)整截面尺寸，經(jīng)過(guò)試算確定重量昂小的截面。這種方法不但計(jì)算次數(shù)少，而且可以人工干預(yù)截面優(yōu)化范圍，快速的得到比較理想的截面尺寸。 </p><p>　　構(gòu)件的平面外穩(wěn)定可通趟設(shè)置隅撐來(lái)保證，為使結(jié)構(gòu)具有可靠的整體穩(wěn)定性，縱向通常設(shè)置由十字交叉圓鋼組成的屋面橫向水平支撐，同時(shí)，應(yīng)在柱頂和屋脊設(shè)置剛性系桿。在實(shí)際

11、工程中，當(dāng)屋面與檁條連接可靠時(shí)?？衫眯弯摍_條兼做剛性系桿。有條件時(shí)，檁條可設(shè)計(jì)成連續(xù)檁條，檁條平面外應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置相應(yīng)拉條。 </p><p><b>　　四．實(shí)例分析 </b></p><p>　　某省選煤設(shè)計(jì)研究院運(yùn)用門(mén)式框架技術(shù)為該省一選煤廠設(shè)計(jì)了新的選煤主體建筑一 主廠房使用外部門(mén)式框架，內(nèi)部塊式框架結(jié)構(gòu)，保溫的雙層壓型墻面，具有極好的采光通風(fēng)作用。 &

12、lt;/p><p>　　1.梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：梁柱節(jié)點(diǎn)形式見(jiàn)下圖： </p><p><b>　　圖1 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)圖 </b></p><p>　　連接處選用如下組合內(nèi)力值： </p><p>　　2.梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)圖如下： </p><p>　　連接處選用如下組合內(nèi)力值： </p><p&

13、gt;<b>　　3.柱腳設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)力采用： </b></p><p><b>　　五．結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　輕型鋼門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是普遍存在的，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，是其他一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所無(wú)法比擬的。但是這種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在

14、目前還不是很成熟，在建筑工程中的應(yīng)用不是很好。因此，為了更大范圍的發(fā)揮這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，確保這種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，我們就需要對(duì)該種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，克服在輕型鋼門(mén)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，掌握其設(shè)計(jì)技術(shù)，使輕型鋼門(mén)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到更大的發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]邱孝朗 輕型鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討中國(guó)高

15、新技術(shù)企業(yè)2011-10-01期刊 </p><p>　　[2]董玉竹; 姜春寶 輕型鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架的優(yōu)化設(shè)計(jì)探討黑龍江科技信息2010-02-25期刊 </p><p>　　[3]宋新利 門(mén)式鋼架變截面斜梁設(shè)計(jì)探討河南省土木建筑學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集2010-08-01中國(guó)會(huì)議 </p><p>　　[4]趙希平 某輕鋼門(mén)式鋼架廠房火災(zāi)后的恢復(fù)第三屆全國(guó)現(xiàn)

16、代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集2003-07-01中國(guó)會(huì)議 </p><p>　　[5]李國(guó)永; 謝新會(huì) 輕型鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架設(shè)計(jì)探討土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)（第8卷）2007-09-01中國(guó)會(huì)議 </p><p>　　[6]姜偉; 翟興眾 輕鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架節(jié)點(diǎn)域設(shè)計(jì)探討山東土木建筑學(xué)會(huì)建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集2008-08-01中國(guó)會(huì)議 </p><p>