有关轻型门式钢架结构的稳定性问题分析
门式刚架轻型钢结构设计及施工中一些问题和措施
门式刚架轻型钢结构设计及施工中一些问题和措施
摘要:本文根据本人实际工程经验,阐述门式刚架结构设计及施工中常出现的问题,针对类似问题提出改进措施及建议,以供大家参考。
关键词:门式刚架钢结构结构设计施工安装
0 引言
钢结构在我国已经发展几十年,尤其近十年日趋发展完善,门式刚架轻型房屋钢结构更是从理论、设计规程到加工、安装日益成熟。近几年来门式刚架钢结构工程以其造价低,施工进度快深受人们的喜欢,厂房、车间如雨后春笋,遍地开花。但随之在设计及施工环节也爆出一些问题,如钢梁变形过大、悬挑构件下挠严重、结构不稳等等。针对此类常见问题,结合本人经验进行分析,提出建议及改进措施。
1. 设计中常出现的问题
1.1 门式刚架钢结构变形过大
1.1.1 恒荷载、活荷载取值偏小
门刚压型钢板屋面的恒荷载取值一般是靠经验和《建筑结构荷载规范》附录A确定的,通常单层板自重为0.08~0.14kN/m2,当有保温隔热要求时,采用的双层钢板中间夹保温层(超细玻璃纤维棉或岩棉等)或夹芯板亦不会超过0.4 kN/m2。。活荷载规定不上人屋面为0.5kN/m2,但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6.,门式刚架一般符合此条件,所以可用0.3kN/m2。有些钢厂设计人员为了一味减低含钢量、降低成本,荷载取值都采取极限最小值,甚至一些附加荷载也省略掉了,比如屋面的风机荷载。
活荷载要考虑当地雪荷载,积雪多的一般在常阴面、檐口、高低屋面、女儿墙遮挡范围内,因此计算此范围结构时要增加荷载,有些设计人员却按统一的均布荷载考虑。积灰大的屋面更应同时考虑积灰荷载,忽略一方面都可能荷载取值与实际不符。最后设计出的钢柱、钢梁偏小太细,安装完成后,在实际荷载下变形厉害,尤其冬天屋面积雪过厚后。
门式刚架结构体系的常见通病及防范措施
门式刚架结构体系的常见通病及防范措施
一、锚栓
1.锚栓的锚固长度由砼基础的强度而决定,有些设计图纸对基础的设计强度未提出具体要求,砼的握裹力可能不足;
2.锚栓埋入后,砼已达到初凝阶段,锚栓遭受碰撞;
3.锚栓预埋时位置不正确或受外力弯曲,而不恰当的校正;
4.锚栓露头太长埋入深度不足。
上述等情况都能使锚栓不能发挥应有的抗拉强度而失效。
二、二次浇注层
砼基础面与柱脚底板之间约有75~100mm的二次浇注层,设计要求采用微膨胀细石砼。有的图中要求无收缩细石砼,其实是一回事,但往往施工部门利用普通砼。作为二次挠注层,有时柱脚底板尺寸又较大,还有抗剪键的预留孔,二次浇注层填灌不密实,砼的水灰比过大,干缩后出现二次浇注层与柱脚底板分离。柱脚不能有效的将力传递到砼基础,对整个门式刚架带来隐患。
设计时应将柱脚底板开溢浆孔同时要求施工部门要认真的做好二次浇注层的砼填灌密实的要求。
三、铰接柱脚与刚接柱脚
这是两种绝然不同的柱脚构造,随意修改设计,不仅对砼基础带来不安全的因素,而且会对整个门式刚架增加附加应力,使结构超应力工作或加大了柱顶位移值,如有吊车则会影响吊车的正常运行。如采用砖墙围护结构,墙体产生裂缝影响外观的安全感。
四、门式刚架的连接构造
1.边柱柱顶与斜梁的连接
二铰门式刚架柱顶与斜梁应承受弯矩,如果高强螺栓没有达到一定的预拉力拧紧,成为半刚接或铰接,则二铰门式刚架成为近似排架结构或排架结构。二铰式门式刚架成为机动体系,在单边雪载作用下,在风力或地震力等的水平力作用下,结构将有可能全部倾倒,这在97年大雪或台风袭击时的教训不少。
轻型门式刚架结构
轻型门式刚架结构
1.引言
2.构造
轻型门式刚架结构由水平梁和立柱构成,形成一个门型的结构。这种结构的主要特点是梁柱节点简单,构造明了。水平梁和立柱通过螺栓连接在一起,形成一个稳定的整体。立柱一般设置在建筑物的四角,而横梁则负责承担水平荷载和重力荷载。
3.特点
(1)重量轻:轻型门式刚架结构的主要材料是轻钢,因此整体结构的重量相对较轻,降低了施工成本和施工强度。
(2)施工便捷:轻型门式刚架结构采用模块化设计,构件预制,现场只需简单的机械操作和组装拼接即可完成,提高了施工效率。
(3)刚度较高:轻型门式刚架结构采用刚性的钢材构件,能够有效地抵抗风荷载和地震荷载,保证建筑物的稳定性和安全性。
(4)空间利用率高:轻型门式刚架结构不需要设置柱子,可以获得较大的内部空间,适合用作大跨度的建筑物。
(5)可更改性强:轻型门式刚架结构的构造灵活,可以根据实际需要灵活地添加或拆除构件,使得建筑物的形状和大小可以随意改变。
4.应用
(1)工业厂房:轻型门式刚架结构适合用作工业厂房,可以满足大跨度、大空间的需求,并且能够有效地承受重荷和荷载。
(2)仓库:轻型门式刚架结构的组件可以简单地进行组装和拆卸,适合用作仓库,能够灵活地满足不同规模和用途的需求。
(3)体育馆:轻型门式刚架结构具有一定的美观性和功能性,在建造体育馆时,可以快速、经济地构建出稳定的建筑物。
(4)商业建筑:轻型门式刚架结构的外观造型简洁大方,适合用作商业建筑,能够与现代建筑风格相融合。
5.结论
轻型门式刚架结构作为一种先进的建筑结构体系,具有重量轻、施工便捷、刚度高、空间利用率高等优点,在工业厂房、仓库、体育馆等领域得到了广泛的应用。随着建筑技术的不断发展,轻型门式刚架结构将继续发挥其优势,成为未来建筑结构的重要发展方向。
钢结构稳定性分析
钢材是工程中用量最大的材料之一,它具有强度高、延性好的特点,而且质地相对均匀。为了充分发挥钢材的性能,通常使用的钢结构构件壁薄修长,构造轻巧,故在相当多的情形下,钢结构及其构件的极限承载力取决于稳定条件。再则,失稳前结构的变形可能很微小,突然失稳使结构物的几何形状急剧改变而导致结构物完全丧失抵抗能力,以致整体塌落,造成非常严重的后果。近几年来,国内外因失稳而破坏的钢结构事例很多,使得钢结构稳定性问题成为广泛关注的问题。 稳定问题主要分为两大类:分支点失稳和极值点失稳,本文分别从轴心受压、受弯、压弯以及结构整体四个方面介绍钢结构的稳定理论。阐述各种情况下失稳的机理及影响因素,着重说明为满足各类稳定要求所进行相应计算的理论依据和应遵循的方法。并以单层厂房的门式刚架为例,来分析钢结构的稳定性。 关键词:钢结构;稳定;分支点失稳;极值点失稳钢结构工程是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。 钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。我国是最早用铁制造承重结构的国家,远在秦始皇时代(公元前246-219年),就已经用铁做简单的承重结构, 而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪, 聪明勤劳的我国人民就用铁链修建铁索悬桥,著名的四川泸定大渡河铁索桥,云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是我国早期铁体承重结构的例子。钢结构优点抗震性: 低层别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后,形成了非常坚固的"板肋结构体系",这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力,适用于抗震烈度为8度以上的地区。抗风性: 型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的五分之一,可抵抗每秒70米的飓风,使生命财产能得到有效的保护。耐久性: 轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成,钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造,有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响,增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。保温性: 采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板,有效的避免墙体的“冷桥”现象,达到了更好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。隔音性: 隔音效果是评估住宅的一个重要指标,轻钢体系安装的窗均采用中空
轻型门式刚架的设计分析
轻型门式刚架的设计分析
作者:蒋运卓
来源:《科技资讯》2012年第35期
摘要:随着我国经济的发展进步和钢材料的大量应用,钢结构设计在我国的工程设计中应用日渐广泛,而轻型门式刚架本身所具有的许多优点及实用性逐渐被人们所关注。由于其结构性能好、造价低、应用范围广、施工速度快,因此它的设计分析值得广大设计人员关注。
关键词:钢结构设计轻型门式刚架设计分析
中图分类号:TU392 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0081-01
1 门式刚架的柱脚分析
轻型门式刚架柱脚的连接在结构当中一般采取两种连接形式,分别为刚接和铰接连接形式。刚接柱脚连接一般应用在门式刚架内设置有桥式吊车或风荷载较大、上部结构传给柱脚的弯矩较大等结构中。之所以应用刚接柱脚原因是刚接柱脚具有可以较好的调节结构的抗侧刚度,有效的节约钢材的优点。但它也有不足之处,不足之处在于一旦采用刚接柱脚基础的费用就相对提高,安装及加工也相对复杂。普通的轻型门式刚架的柱脚一般都采用铰接连接,柱脚和基础间的弯矩较小,这时的柱脚构造也相对简单,基础的费用也相对较小,它的缺点就是所用材料较多,柱顶横向水平变形较大。
规范中指出柱脚锚栓的材料一般取用Q235或Q345级钢制成,锚栓长度也需严格符合国家标准规定,端部应留有足够的锚固长度,如果没有留设足够锚固长度的条件时在端头必须设置锚板用来满足要求。在埋置螺栓时,一般情况应采用锚栓固定架来保证锚栓位置。
2 门式刚架的连接节点分析
轻型门式刚架结构一般在屋脊处、梁柱交接处常设置拼接节点,这是因为在这些位置上均有加大的弯矩剪力存在,我们在做工程设计建模和计算时都要对这部分内容进行认真分析,使节点强度和刚度达到规范要求的强节点弱构件的构造要求,同时要考虑到在运输构件时的便捷性。
关于门式刚架结构位移和稳定性的分析
=
C5 H8 + 2 ) (h 2 )> (4 D 1D /6 + D O
这 就说 明式 () 5 中的 u是 随 h增 大而 增大 , 同样式 ( ) 2 中的 u也是随 h增大 而增 大 。同样跨 度 越大 , 孝 也变大 , 由式 () 2 和式 () u也增 大 。 3 知, 对 于 多跨 门式 刚架 , 《 在 门规》 2 第 2页中 , 在柱 项水 其 平 力作用 下柱顶 侧移估 算公 式 (.. 1 和 (.. 2 分 别为 : 5 5 ) 525 ) 2. . u H/ K= 2 h(+ 。由此可 以看 出: = 三K 和 r1E i  ̄) 3 2 跨度 、 高 柱 度 ^ 梁 柱平均惯 性矩及 相应 线刚度 比对 多跨 门式 刚架柱 顶 、 侧 移的影 响规律也一 样 。 以上 是虽然 是根据 估算 公式对 门式 刚架 在柱 顶水平 力 作 用下 柱顶 侧移 的各影 响 因素 的分 析研 究 ,但在 复杂 的荷 载情 况 下和实 际工程 结构 中 , 通过 精确 的电算 , 现几何特 发
1几何特 征参数对 结构 最大位 移 的影 响规律
在《 式 刚 架轻 型 房屋 钢 结构 技 术 规 程 》( E S12 门 C C 0 : 20 ) 以下简 称 《 02 ( 门规》 第 5章 中, 跨变 截面 刚架在 柱 顶 ) 单 水平 力下 的柱 项侧移 ( 般来 讲 , 是结构 最大 水平相 对位 一 也 移) 可按下 列各式 进行 估算 此公式 在其 他文献 中 也有 记
关于门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的问题分析_0
关于门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的问题分析
摘要:门式刚架轻型房屋钢结构是近年来我国发展最快的一种新型钢结构,它因自重小、施工周期短、造价低等优点而为广大建筑师、结构工程师所接受。现已被广泛应用于单层工业厂房,取得了较明显的社会效益和经济效益。本文将针对门式刚架轻型房屋钢结构在设计中应注意的问题进行分析。
关键字:门式刚架轻型房屋钢结构;设计;基础
Abstract: The portal frame steel structure of the light house is a new steel structure which accepted by our country’s development in recent years, it was accept by the majority of architects and structural engineers because of the small weight, short construction period and low cost. Now it was widely used in single-layer industrial plants, and achieved obvious social and economic benefits. This article will focus on the light housing of the door frame steel structure which should be noted that in the design problem.Key words: Door frame light house steel structure; design; basic
门式刚架常见问题及其改进措施
改进措施
原因分析: 屋面横向水平支撑的计算
简图为简支于有柱间支撑柱列的门式刚架 柱顶的水平桁架,其交叉斜腹杆系柔性系 杆,只能承受拉力,竖腹杆必须设计成刚 性压杆才能组成几何不变体系,传递端墙 的荷载或作用。
改进措施:根据《门式刚架规程》CECS102
3.3.3 未复核有柱间支撑的柱脚锚栓在 风荷载作用下的上拔力。
改进措施
原因分析: 门式刚架房屋端墙(山墙)
上的风荷载经由抗风柱、屋面横向水平 支撑等结构构件传至柱间支撑,柱间支 撑的最大竖向分力使与其相连的柱脚锚 栓产生上拔力。
改进措施:根据《门式刚架规程》CECS102
第7.2.19条规定,进行有柱间支撑的柱脚锚 栓在风荷载作用下的上拔力计算。计算柱间 支撑产生的最大竖向分力时,不考虑活荷载 (或雪荷载)、积灰荷载和附加荷载的影响, 恒荷载的分项系数应取1.0;计算柱脚锚栓的 受拉承载力时,对Q235钢锚栓,其抗拉强度 设计值fat=140N/mm,锚栓的面积取螺纹处的 有效截面面积。
改进措施:根据《门式刚架规程》CECS102
第6.3.5条和6.3.6条的规定,当檩条跨度大 于4m不大于6m时,应在檩条跨中设置一道拉 条,当檩条跨度大于6m时,应在檩条跨度 3 分点处各设一道拉条,拉条宜设置在距檩条 上翼缘 1/3腹板高度范围内。为了防止檩条 向屋脊方向弯扭失稳,在设置拉条的同时, 应在檐口处增设斜拉条和撑杆;
轻型门式刚架风荷载分析与抗风措施
轻型门式刚架风荷载分析与抗风措施
一、引言
介绍轻型门式刚架的应用背景和重要性,并简述本文的研究内容和意义。
二、轻型门式刚架结构分析
1.轻型门式刚架结构形式分析
2.轻型门式刚架结构受力分析
三、风荷载计算
1.风荷载标准及规定
2.风荷载计算方法
3.风荷载数据的采集和分析
四、轻型门式刚架风荷载分析
1.风荷载作用下的刚架结构响应分析
2.刚架结构的稳定性分析
3.风荷载作用下的结构变形分析
五、抗风措施
1.加强刚架结构的稳定性
2.采用适当的材料和加强构件
3.优化设计方案
六、结论与展望
总结本文的研究内容和成果,提出未来研究的方向和重点。
一、引言
随着现代工业和物流行业的不断发展,轻型门式刚架逐渐成为工业、商业及物流设施中的重要组成部分。它具有结构强度高、稳定性好,且易于安装等特点,广泛应用于仓库、超市、汽车制造厂等场所。然而在实际使用过程中,轻型门式刚架也面临着可能遇到的自然灾害等不可控因素的威胁,尤其是对于暴风、暴雨等恶劣天气下的抵抗能力,需要进行充分的考虑和研究。
本文将针对轻型门式刚架风荷载的分析与抗风措施展开相关研究,旨在探究如何提高轻型门式刚架的抗风性能和稳定性,减小风灾因素的影响,为工业、商业及物流设施的建设提供可靠的技术支持。
在此基础上,本文将分别从轻型门式刚架结构分析、风荷载计算、轻型门式刚架风荷载分析和抗风措施四个方面展开研究,以全面掌握轻型门式刚架风荷载问题的核心内容,为下一步工作提供理论基础和参考依据。
在本文的研究中,本着科学、客观、细致和实践的原则,使用了系统的学术方法和实验手段,瞄准轻型门式刚架风荷载的主要问题以及我们需要增强和优化的方面,以保证最终的研究结论具有科学性和实践操作性。二、轻型门式刚架结构分析
门式刚架轻钢结构设计分析
门式刚架轻钢结构设计分析
摘要:对于门式刚架而言,其属于轻型房屋钢结构中非常重要的一种结构形式。在对门式刚架轻型钢结构进行实际设计的过程中,其设计阶段的不同,实际
的特点也有极大的不同,在进行设计的过程中,必须要对其中实际存在的主要矛
盾进行全面的了解并掌握,以结构设计的基本原则作为实际的依据,将科学合理
的技术措施应用进来,最终使更加经济、耐久、安全的结构设计出来。基于此,
本篇文章主要对门式刚架轻钢结构的设计进行深入的分析和探讨。
关键词:门式刚架轻钢结构设计分析
前言:就门式刚架轻型钢结构来讲,其主要有以下特点和特征:首先,就是
形式非常多,其次,就是布置具备灵活性,最后就是可以使各种使用功能的厂房
设计要求得以满足。与以往的普通钢结构相比,门式刚架轻钢结构不但具备施工
速度快的特点,还具备施工速度快的特点,不仅如此,其质量相对较轻,是普通
钢结构的1/2~1/3,非常便于施工。除此以外,门式刚架轻钢结构的主要结构不
仅有主钢架,还有基础和支撑体系、抗风柱等。
1.
门式刚架节点和梁柱连接设计
在对门式刚架与柱进行实际连接的过程中,其必须要将刚接的方式采取进来,正常情况下,有以下几种方式,即腹板焊接、腹板栓接、翼缘焊接、翼缘栓接,
而具体采取哪一种方式,则要依据与梁柱截面的大小以及实际摆放的位置。在梁
祝钢接的过程中,其最重要的保障就是梁柱节点端板,对于端板的摆放形式而言,其主要有以下三种,即横放、竖放和斜放,在对端板连接进行设计的过程中,IXUS要以实际承受最大的内力为基础进而进行设计。如果实际的内力相对较小,
轻型门式刚架结构中关于稳定分析问题的探讨
2 O 1 1 年
湖
南
大
学
学wenku.baidu.com
报 (自 然 科 学 版 )
Vo . 8, . 1 3 No 7
7 月
J u n lo n nUnv ri Na u a S in e ) o r a fHu a iest y( t r 1 ce c s
摘 要 : 对现 行《 针 门式 刚 架轻 型 房屋 钢 结 构技 术规 程 》 C C 0 :0 2 中关 于稳 定 ( E S12 20 )
分析 的部分 条款 , 过 大量 系统 的有 限元 分析 , 出上 述 条 款 中存 在 的 问题 , 通 指 并提 出改进 的 建议 : ) 单跨 门式刚 架 变截 面 柱计 算长 度 系数 的 取值 提 出了修 正 , 扩 充 了取 值 范 围; ) 1对 并 2 对 带摇摆 柱 门式刚 架 变截 面柱计 算 长度放 大 系数 的公 式提 出 了修 正 ; ) 工 字 形截 面构 件 3对 腹板 有 效 宽度 系数 的公 式提 出了修 正 ;) 出 了新 的风 吸 力 下 冷 弯 薄壁 檩 条稳 定承 载 力 计 4提
s e iia i n we e po nt d outa d t mpr e e tpr pos l r u e t d:1 mod fy ng a xt nd ng p cfc to r i e n hei ov m n o a swe e s gg s e ) ii i nd e e i
门式钢架轻钢结构设计中的若干问题解析
门式钢架轻钢结构设计中的若干问题解析
摘要:门式刚架轻钢结构是一种建设周期短、质量可靠性高的现代建筑结构形式,其在拥有诸多优点的同时,也存在抗侧力较差等一些缺陷和问题,这就在一
定程度上限制了它的应用范围,而且成为导致工程事故多发的主要原因,这是我
们应该注意的一个重要问题。门式刚架轻钢结构设计工作至关重要,它直接关系
着钢结构的建材用量和工程质量以及安全系数等。当前,在门式刚架轻钢结构设
计中存在着一些问题,需要我们认真进行研究分析,通过采取科学有效的措施加
以解决,为此工程设计人员要充分理解其结构和建造特点,在设计中必须严格遵
守规范标准和相关要求,确保门式刚架轻钢结构的建设质量,使其安全性和经济
性得到更好地保障。在工业厂房建筑中应用门式刚架轻钢结构是因为该结构相对
简单,安装方便,且施工周期短,能在最大程度上减少钢材浪费。
关键词:门式刚架;轻钢结构;工程设计;存在问题
近年来,随着经济社会的不断发展,门式刚架轻钢结构建筑越来越多,很多
工业厂房、大型仓库、体育场馆等建筑都采用门式刚架轻钢结构建造工艺。门式
刚架轻钢结构具有诸多优点,例如:工程设计相对简单、施工材料用量较少、施
工建设速度较快、建筑造型外观简洁等,而且钢结构具有较高的强度,抗震性能好,与普通建筑相比,其自身重量较轻,因此在工程建设领域得到广泛应用。
1 荷载取值问题
门刚厂房、仓库的几何尺寸、功能分区一般都是已定的,那么结构体系的荷载
取值就是影响用钢量的一个决定性因素,而且门刚结构一般跨度大,自重轻,对
荷载尤为敏感。设计荷载主要包括永久荷载、竖向可变荷载、风荷载、雪荷载、
试析门式钢架结构稳定性研究
试析门式钢架结构稳定性研究
门式钢架结构中,轻型门式钢架结构是一种比较传统和常见的结构体系,这种类型的结构体系上部构件主要由钢架斜梁、钢架支柱、支撑体系等共同组成。最近几年随着我国科学技术的不断发展和进步,门式钢架结构在工业和民用建筑的结构设计过程中得到了广泛的应用,各种不同类型的门式钢架结构大量涌现,也为我国建筑行业的发展带来了巨大的助力。
1. 门式钢架结构稳定性表现
门式钢架结构主要是采用柱网、撑杆、斜梁、拉条等多种结构组成,通过利用这些结构的相互作用,从而有效保证门式钢架结构的稳定性和安全性,加之其具有轻质高强、安装方便快捷、传力路径明确等优良特性,因此在很多厂房、库房等工业建筑施工建设过程中得到了广泛的发展和利用。
相较于排架结构来说,门式钢架结构的稳定性主要表现在其横梁和立柱是一个整体、刚性的连接,可以有效的承受垂直分布荷载作用下所传递的弯矩力量,通过这种设计操作方式可以很好的控制横梁跨中的弯矩最大值。而在具体连接过程中,横梁和立柱连接是采用铰接方式,通过保证整个结构压力大小的均匀分布,保证其荷载力的均匀分布,可以使得弯矩最大值小于门式钢架所能够承受的压力。因此在具体使用过程中,为了保证钢结构的稳定性,门式钢架结构具有很大的使用优势。采用无铰门式钢架结构的柱脚进行固定处理,可以起到很好的连接效果,同时也可以保证整个结构压力大小的均匀分布,只要地基结构稳定和承受压力大小在可承受范围内,就可以保证柱脚产生的轴向压力、水平剪力大小相等,可以在共同作用的基础上,更好的保证结构刚度的稳定和安全,能够很好的提升整个钢结构的稳定性。
门式刚架轻型钢结构的稳定性研究
造来实现。变宽梁式连接 是指 当现浇钢 筋混凝 土梁 的宽度 与管
2 . 5
柱 的直 径 相 接 近 、 筋 不 宜 穿 过 管 壁 且 钢 筋 不 多 时 , 梁 逐 渐 加 [ ] 钢 将 3 刘大海 , 杨翠如 . 型钢钢 管混凝土 高楼计 算和构造 [ 北京 : M] 宽 , 钢 筋 从 柱 的侧 面绕 过 而 形 成 的 一 种 整 浇 的连 接 ; 双 梁 式 让 而 中国建筑工业 出版社 ,0 3 293 7 2 0 1—8 .
门 式 刚 架 轻 型 钢 结 构 的 稳 定 性 研 究
张 宏 学
摘 要: 介绍 了门式刚架结构的特点 、 结构形式 、 失稳形 式、 稳定 问题 的类型及其 稳定 问题 的计算方 法, 并结合 算例 来讨 论 门式刚架轻型钢结构 的稳定性 问题 , 对今 后门式刚架轻 型钢结构 的设计工作具有 一定 的指导作用。 关键词 : 门式 刚架 , 轻钢结构 , 稳定性 中图分类 号: U3 1 T 9 2 世纪 9 年代 以来 , 0 0 我国钢结构 建筑 的发展十分 迅速 。作 文献标识码 : A 中性平衡法或静 力平衡 法 , 简称平衡 法 , 是求解结 构稳定 极
为一种 常见 的轻钢结构形式 , 门式 刚架 的应用尤 为广泛。门式刚 限荷 载的最基本 的方法 。平衡 法是根 据 已产 生 了微 小变形后 结
架轻型钢结 构具 有跨度 大 、 钢量低 、 用 重量轻 、 施工速 度快 、 综合 构的受 力条件建立 平衡 方程来求 解 的。如果 得到 的符合平衡 方
关于门式轻刚结构的位移和稳定性分析
关于门式刚架结构位移和稳定性的分析
王义朝
(机械工业第一设计研究院安徽蚌埠233017)
摘要根据规范公式及工程实例,分析了门式刚架结构的几何特征参数或抗位移因素对结构最大位移的影响规律,介绍了稳定计算的重要特征。
关键词几何特征参数结构最大位移抗位移因素稳定计算
ANALYSIS OF DISPLACEMENT AND STABILITY
IN THE STEEL STRUCTURE WITH GABLED FRAMES
Wang Yi Chao
(FIRST DESIGN & RESEARCH INSTITUTE , MI CHINA Bangbu 233017)
ABSTRACT According to the formula in the code and based on the previous project,it is analyzed that the effects of the characteristic parameter of geometry or the factors of displacement resistance on the maximum displacement of the structure,and is also introduced that the importance character in the calculation of the stability。
KEY WORDS characteristic parameter of geometry maximum displacement of the structure factors of displacement resistance calculation of the stability
门式刚架常见问题及其改进措施
3.2
支撑体系常见问题
3.2.6 在刚架转折处(边柱柱顶和屋脊、 多跨房屋中间柱柱顶),未沿房屋纵向全 长设置刚性系杆。
改 进 措
3.1
基本设计规定常见问题
3.1.7 在房屋的温度区段内,未设置能 独立构成空间稳定结构的支撑体系。
改 进 措
施
结构布置时,在温度区段内应使结构成 为能保持空间稳定的独立体系,按《门式刚
架规程》CECS 102第4.5.1条第1款设置支撑
体系。
3.2
支撑体系常见问题
3.2.1 屋面横向水平支撑与柱间支撑未 布置在同一跨间内。
性压杆才能组成几何不变体系,传递端墙
的荷载或作用。
改进措施:根据《门式刚架规程》CECS102
第4.5.2条第 6款和第4.5.3条的规定,将屋
面横向水平支撑桁架的竖腹杆按压杆设计;
当檩条位于屋面横向水平支撑桁架节点处拟
由其兼作屋面横向水平支撑的竖腹杆时,檩 条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要求, 必要时应加强。如图3.2.1所示。
门式刚架常见问题 及其改进措施
中国建筑标准设计研究院
张运田 教授级高工
本措施适用于:
·主刚架适于实腹式,格构式刚架或 其他组合刚架不适用。 ·屋面檩条和围护结构的墙梁适于采 用冷弯薄壁型钢。 ·屋面板和墙板适于采用单层或腹合 压型钢板等轻型板材。 ·特别适用于无吊车的单跨或多跨房 屋,在这种条件下其产品可以作到 商品化供应。
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摘要:早在上个世纪六十年代我国就开始出现轻型门式钢架建筑结构,其发展鼎盛时期为九十年代,该时期我国彩色钢板产量不断增加,出现了焊接h型钢,这此都推动了轻钢结构的发展。本文基于设计的角度讨论轻型门式钢架结构的稳定性,从其结构类型与截面形式着手分析,提出在设计过程中保证其稳定性的策略。
关键词:轻型门式钢架结构;稳定性
一、轻型门式钢架结构类型与截面形式
轻型门式钢架的结构类型包括多种,比如单跨钢架、多跨连续钢架以及多跨中间交接柱钢架等等;其截面形式分为等截面以及变截面两种;柱脚构造则包括铰接与刚接等等,其中刚接的侧向刚度相对较大。根据钢架的梁体截面以及柱体截面的类型不同,其结构可以分为实腹式钢架与格构式钢架丙种,实腹式钢架的梁体、柱体等通常采用h型实腹截面,相对而言刚度较高,不过该结构的用钢量比较多,无形中也增加了建筑成本;而格构式钢架通常采用小截面角钢或者钢管等构件,其梁体与柱体的截面为格构式,该结构用钢量相对较少,但是加工、制作工艺复杂,通常大跨度钢架会选择该结构。除此以外,钢架梁、柱的截面还有其它空腹结构的形式,比如蜂窝梁或者蜂窝柱等,不过应用于实际工程序的机会比较少。
二、提高轻型门式钢架结构稳定性的原则
要保证轻型门式钢架结构的稳定性,就要遵循以下几点原则:第一,通常构件如果采用门式钢架构,往往其抗弯刚度以及搞扭刚度相对较小,削弱了结构的整体钢度,所以要通过必要措施避免构件出现弯曲或者扭转变形等问题;第二,加强支撑体系与隅撑的设置,强调构件与屋面板、墙面板的连接,保证结构的整体性;第三,锈蚀会削弱结构构件,因此要注意采取相应的防护措施;第四,门式钢架结构的梁柱一般变截面杆件,因此在设计梁柱腹板时要将屈曲后强度的作用充分发挥出来,不宜采用塑性设计。
三、提高轻型门式钢架结构稳定性的具体措施
(二)门式钢架的荷载取值
通常作用于门式钢架建筑的荷载包括结构自重、雪荷载以及积灰荷载等竖向荷载以及风荷载、吊车刹车力等水平荷载,此外还有地震荷载。不过对于轻型门式钢架结构而言,由于其自重轻,所以受到地震作用是反应也比较轻,因此有利于抗震。
(三)计算钢架内力与侧移
计算钢架内力的方法如下:对于变截面门式钢架而言,其内力可以利用弹性分析法来确定,塑性分析法只适用于钢架梁柱均为等截面的条件下。在计算变截面门式钢架内的内力时,一般会利用杆系单元的直接刚度法在计算机上进行编程计算;采用底部剪力法确定地震作用效应。在结构基于不同荷载组合条件下进行内力分析,确定对截面起控制作用的内力组合。通常柱底、柱顶、柱牛腿连接处、梁端以及梁跨中等位置为控制截面。
侧移的计算方法如下:针对变截面门式钢架来说,可以采用弹性分析法确定其柱顶侧移,计算过程中可以忽略荷载分项系数,荷载则取标准值。如果经过验算所求取的钢架侧移刚度无法满足实际要求,则要采取相应的调整措施,比如增大柱或梁的截面尺寸,或者用刚接柱脚代取铰接柱脚。
(四)设计檩条、拉条以及撑杆
1、檩条的设计
檩条为双向受弯构件,分析其内力时要沿着截面两个形心主轴方向进行弯矩计算,并计算出其它参数,比如强度、整体稳定性以及变形等。檩条为冷弯薄壁构件,压弯板件宽厚比相对较大,受力后会呈屈曲状态,因此计算强度时要选择有效宽度,减弱原有截面;并且计算强度时要用净断面,可以通过钉孔的方法减弱截面,对于小截面窄翼缘的梁来说,这种减弱的
影响还是比较大的。利用全截面进行钢架的整体分析,假如计算强度过程中未采用净截面,则要相应提高实际应力。此外,要考虑到檩条的作用不仅仅是用于支撑屋面板或者悬挂面板,其对于钢架梁柱隅撑也起到相应的支撑作用,添加相应的隅撑,可以有效缩短钢架平面外的计算长度,从而提升钢架平面外整体稳定性。