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。
1.1.2 风荷载考虑不当门式刚架的风荷载标准值采用公式Wk=βzμsμzw0确定,关于门式刚架风荷载系数μs取用,目前有两种。
一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》,一种是《建筑结构荷载规范》。
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。
《2024年极端雪荷载作用下门式刚架破坏的稳健性研究》范文
《极端雪荷载作用下门式刚架破坏的稳健性研究》篇一一、引言随着全球气候的变化,极端天气事件如暴风雪、大雪等频繁发生,对建筑物结构的安全性构成了严重威胁。
门式刚架结构作为一种常见的工业与民用建筑结构形式,其稳定性与承载能力在极端雪荷载作用下显得尤为重要。
本文旨在研究极端雪荷载作用下门式刚架的破坏模式及其稳健性,以期为相关工程设计与维护提供理论支持。
二、门式刚架结构概述门式刚架结构是一种以钢或混凝土为主要材料的建筑结构形式,具有跨度大、自重轻、施工方便等优点,广泛应用于工业厂房、仓库等建筑。
然而,在极端雪荷载作用下,门式刚架结构可能遭受严重破坏,影响其正常使用及安全性。
三、极端雪荷载对门式刚架的影响极端雪荷载是导致门式刚架破坏的主要原因之一。
当大量积雪堆积在门式刚架结构上时,会对结构产生巨大的压力,导致结构变形甚至破坏。
此外,雪的融化与再冻结过程也可能对结构造成损害。
因此,研究极端雪荷载对门式刚架的影响,对于提高其稳健性具有重要意义。
四、门式刚架破坏模式及稳健性分析门式刚架在极端雪荷载作用下的破坏模式主要包括屈曲破坏、剪切破坏、局部失稳等。
为提高其稳健性,可采取以下措施:1. 优化结构设计:通过合理布置梁柱、设置支撑等措施,提高结构的整体稳定性。
2. 增强材料性能:选用高强度、耐腐蚀的材料,提高结构的承载能力及耐久性。
3. 考虑施工因素:严格控制施工过程,确保结构各部分连接紧密、无缺陷。
4. 监测与维护:定期对结构进行检测与维护,及时发现并修复潜在的安全隐患。
五、案例分析以某地区遭受极端雪灾的门式刚架厂房为例,分析其破坏模式及稳健性。
通过实地调查与数据收集,发现该厂房在雪灾后出现了明显的结构变形及局部破坏。
经过分析,认为其主要原因在于结构设计不合理、材料性能不足以及施工过程中的缺陷。
针对这些问题,提出相应的优化措施,如优化结构设计、增强材料性能、加强施工管理等,以提高结构的稳健性。
六、结论与建议通过对极端雪荷载作用下门式刚架破坏的稳健性研究,我们可以得出以下结论:1. 极端雪荷载是导致门式刚架破坏的主要因素之一。
门式刚架轻型房屋钢结构的若干问题
门式刚架轻型房屋钢结构的若干问题摘要:房屋的建设与我国经济的发展有着十分密切的联系,人们在不断构筑新的楼房的同时也在积极探索新型措施的实施给新型房屋建设带来的有益影响。
门式钢架轻型房屋钢结构就是人们在长期的实践中总结出来的一种比较适合我国现阶段房屋建设的主要方法,但是在实际的操作过程中,我们也不难发现这种新型的门式刚架轻型房屋钢结构还存在着许多问题。
本文以工程的实践为例,主要分析我国房屋构建过程中存在的不容忽视的问题并积极寻找解决这些问题的方法,从而更好地满足我国经济大发展背景下对于房屋建设起到更好地促进作用。
关键词:建筑设计;建筑施工;门式刚架型房屋钢结构中图分类号tu39 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2012)66-0070-02门式刚架轻型结构式随着我国房地产业的兴旺在我国房屋建筑过程中使用率发展最迅速的新型结构方式,随着其越来越普及,我们将这种新型的结构方式广泛应用在工业、住房建设以及公共设施建设等各个方面。
门式刚架轻型房屋钢结构的主要优势包括施工速度快、建筑造型比较美观以及钢材的使用量比较小以及造价低等。
同时,随着我国彩色钢板产量的不断增加,焊接h型钢的不断出现,门式刚架发展也更加迅速,同时,现阶段的门式刚架从整体的设计、制作到整体的安装已经形成了整体的一体化趋势。
1 材料方面的选用我们在门式刚架轻型房屋钢结构的材料选用主要包括钢材、彩钢板、焊接以及螺栓连接四个方面。
首先,钢材主要是指用于承重部分的钢材均采用的现行的国家标准中规定的几种钢种,主要是q235与q345两种,现阶段我们常用的钢种型号主要包括q235-b型钢,同时,随着我国建筑钢材生产水平的不断提高,我们之前许多工程中采用的沸腾钢并不能完全直接承受动力的荷载以及振动的荷载,因而,在门式刚架轻型房屋的钢结构中尽量避免采用沸腾钢。
彩钢板主要用于避免钢板表面的涂层的厚度对彩钢板的质量,因而更应该在设计中明确指出彩钢板的厚度。
关于门式刚架结构位移和稳定性的分析
( 2 ) 0
孝 正 b = /, , ,= D 其他 各参数含 义详见 《 门规》 。 当刚架柱脚铰 接时 :
在轻 型门式刚架结 构的设计 中, 结构 的位移控制往 往 是 十分重 要 的, 尤其体现 在跨 度大 、 度 高及 吊车 吨位 大且 这 高 有 吊车 操作 室的厂 房设 计中 。如果仅 靠加 大粱柱 截面 尺寸 来控 制位 移 , 必增加 用 钢量 , 显然 不符 合 经济 的 原则 : 势 这 同样结 构 的稳 定计 算有 时也起着 重要 的控制 作用 。如 果 能 够理解并 掌握 门式 刚架 结构 的几何特 征参数 ( 即跨度 、 柱 高度 h 梁 柱惯 性矩 及相 应线 刚度 比) 结构 的最 大水 平相 、 对 对位移 和最大 竖 向相 对位 移 ( 可统称 为 结构最 大位 移) 的影 响规律 和稳 定计算 中 的重要特 征 ,这对 门式刚架 结 构 的设 计 分析及合 理优化等方面 是很有 帮助 的。
恒载 O3k /2 _ . Nm +活载 0 k /23 载 O 0Nm2 5 2 . Nm 。风 4 , 1/ 。 4c I 1 2 . 4 , 地震作用l 震烈度及 水平地震影响系数最大值; 度 (, ) 地 7 O1 2
厶不变) ,, 时 1也将 变小 。同时 也得 出, 跨度 和 柱 高度 h / 在
一
定时 , ,增大 , 当 c 同时要 求 孝 变 小 时 , 。 就要 保证 梁 的平均
惯性 矩 ,也 要相应 变大 , b 即梁 柱平 均惯 性矩 宜保持 协调 , 才 能更 有效合理地 控制柱 顶侧移 求式 () 于 h的一阶 导数 : 5关
门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义
门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义门式刚架轻型房屋是目前建筑领域中一种高效、节能的结构形式,采用先进的钢结构设计和施工技术,能够满足快速建设和灵活改造的需求。
然而,在设计和施工过程中,也存在一些疑难问题需要解决。
一、门式刚架轻型房屋的设计疑难问题1、结构设计:门式刚架轻型房屋结构采用钢材框架结构,需要考虑材料的质量、强度和刚度等参数,以确保整个房屋的抗风、抗震能力。
此外,还需要注意结构的布局和拼接方式,以保证房屋的整体稳定性和安全性。
2、热工设计:门式刚架轻型房屋的热工设计需要考虑材料的导热性、保温性等参数,以确保室内温度的稳定和舒适。
同时,还要注意窗户、门的隔热性能,避免热量的大量损失。
3、防火设计:由于门式刚架轻型房屋采用的是钢结构,存在一定的火灾隐患。
因此,需要在设计过程中考虑防火墙的设置和材料的选择,以保证建筑物的安全。
二、门式刚架轻型房屋的施工疑难问题1、基础施工:门式刚架轻型房屋的基础需要考虑钢结构的重量和承重能力,以确保整个房屋的稳定性和安全性。
在施工过程中需要注意灌注混凝土的配合比和施工技术,避免出现质量问题。
2、材料搭配:门式刚架轻型房屋采用多种材料相结合的方式进行施工,需要注意材料的质量和搭配,避免出现矛盾和影响整个房屋的稳定性和安全性。
3、施工技术:门式刚架轻型房屋的施工需要使用一些先进的钢结构加工和安装技术,如激光切割、自动化焊接等。
在施工过程中需要注意技术的操作和质量控制,避免出现质量问题。
综上所述,门式刚架轻型房屋的设计和施工存在一些疑难问题,需要加强技术力量和质量控制,确保房屋的稳定性和安全性。
同时,也需要关注环境保护和节能减排等方面的问题,推动门式刚架轻型房屋的可持续发展。
门式刚架轻钢结构在安装时失稳倒塌的原因及预防措施全套
门式刚架轻钢结构在安装时失稳倒塌的原因及预防措施全套门式刚架轻钢结构在安装时发生倒塌,已不是个别现象,许多钢构公司发生过这类事件。
轻钢结构是靠各构件连接在一起相互约束才形成具有空间稳定的结构,才具有设计预定的承载能力,在安装时,单个构件不受约束,或约束很少,是极不稳定的,突出的问题是,正在安装的门式刚架被风侧向吹倒(面外倒塌)。
下面用一个算例来分析在施工中两个阶段的门式刚架安全问题:某一轻型门式刚架厂房,跨度L=30m,柱距9m檐高H=9m,坡度1:10,B类场地,当地风压0.6kN∕m2,施工时的风压按30%估算(相当于6~7级风力),风荷体型系数取13梁柱截面尺寸见(图1),钢材Q345o1.按施工第一阶段各类支撑尚未安装,此时为独立一根无支撑刚架屋盖梁受风荷载:qL=p∙ps∙ho∙vb=1.0×1.3X0.75X(0.6X0.3)=0.176kN∕m 柱子受风荷载:qz=lz∙Ps∙ho∙o=1.0×1.3×0.65×(0.6×0.3)=0.152kN∕m屋盖梁的侧向弯矩:My=I9.8kN∙m屋盖梁侧向抗弯模量Wy=51.2cm3屋盖梁应力d=345N∕mm2屋盖梁已开始屈服,有倒塌的危险柱子底部弯矩Mz=29.92kN∙m柱子抗弯模量W=192cm3柱子底部应力6=156N∕m2<fy=345N∕mm2,无问题。
柱底4个M24锚栓按15OmmXI50mm分布,柱底板离混凝土基础面有70mm(考虑柱底采用螺母调节安装标高,灌浆层需加大20mm)作为灌浆层,在灌浆之前,水平力作用在柱顶犹如拨钉之杠杆使锚栓分别承受拉、压力作用,见(图2).每个锚栓受力Nl=9.7kN(d为锚栓间距),查钢结构手册,每个M24锚栓受拉承载力[N]=49.4kN<99.7kN,刚架将因错栓被拉、压破坏而倒塌.为防止出现此种状况,可设置临时风缆绳,使风荷载由缆绳承担,可保证结构安全。
门式钢架结构稳定性研究
门式钢架结构稳定性研究摘要:门式钢架结构有着强度高、韧性强等优势,其在合理运用有限空间的基础上能够有效提升工程建设的质量。
20世纪60年代,门式钢架结构逐渐兴起;90年代,随着彩色钢板生产速度的不断提升,门式钢架结构进入了全新的发展阶段。
本文在找准设计重点的基础上,分析门式钢架结构的稳定性及其他作用,以期为我国相关领域的研究添砖加瓦。
关键词:门式钢架结构;安全性;稳定性;门式钢架结构是较为高效的结构形式之一,其不仅能提升设计结构的安全性,还能提高门式结构的稳定性,近年来已逐渐取代混凝土排架成为施工常用结构。
基于此,本文对门式钢架结构的稳定性进行研究,并在做好设计工作的基础上,分析门式钢架结构的优势,以期为业界同人提供一定参考。
1 门式钢架结构的稳定性门式钢架结构主要由柱网、拉条、山墙骨架等构成,因其具备较强的稳定性,被广泛运用于厂房、车库等仓储类建筑。
门式钢架结构的稳定性主要体现为:其独特的H形横梁立柱能在一定程度上分担来自垂直方向的压力,并在传递弯矩等方面具备较强的承载能力,因而能有效控制弯矩峰值。
在使用无铰门式钢架连接结构时,一旦柱脚与基础相连,结构压力的均匀性将会提升;若地基条件稳定,柱脚所产生的轴向压力还将增强结构刚度;同时,两铰门式钢架的荷载作用又明显强于无铰门式钢架,在两者的共同作用之下,门式钢架结构的稳定性将得到双重保障。
若想进一步提升门式钢架结构的稳定性,建筑企业就要采取有效措施保证构件的安全性,避免其出现弯曲、扭转、锈蚀等问题,同时还应做好支撑体系等设置工作,提升构件与屋面板、墙面板等部位的连接效果。
2 门式钢架结构设计存在的问题2.1 荷载取值问题随着我国建筑设计行业的不断发展,《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)对框架荷载提出了新的要求,其不仅明确了荷载面积、折减系数等,还规定不上人屋面荷载应控制在0.5k N/m。
我国现阶段所使用的门式钢架结构的框架荷载一般为0.3k N/m。
轻型门式刚架结构中关于稳定分析问题的探讨
算公 式. 以上 工 作为《 海 市轻型 钢 结构技 术规 程 》 上 的修 订提 供 了理 论依 据.
关键 词 : 型 门式刚 架结 构 ; 轻 变截 面柱 ; 算 长度 系数 ; 摆 柱 ; 计 摇 有效 宽度 ; 吸 力 ; 弯 风 冷 薄壁 檩 条 ; 定 稳 中图分类 号 : U3 2 5 T 9 . 文献 标识 码 : A
第3 8卷 第 7期
2 O 1 1 年
湖
南
大
学
学
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
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门式刚架结构设计中几个问题的探讨
门式刚架结构设计中几个问题的探讨轻型门式刚架结构设计中遇到的几个问题:门式刚架的适用范围(尤其是一些不满足CECS202:2002 规定范围的工程的处理措施)、摇摆柱应用中的处理措施、屋盖纵向水平支撑的设置以及冷弯薄壁型钢檩条设计计算等进行探讨,以期为门式刚架结构的设计提供一些有用的建议。
Encountered several problems in the light portal frame structure design: the scope of the portal frame (especially some that does not meet the CECS202: 2002 specified range of engineering measures), the swing column application processing measures roof the longitudinal horizontal support settings as well as cold-formed steel purloins design calculations to explore, to provide some useful suggestions for the design of the portal frame structure.Keywords: structural design; lightweight portal frame; swing column关键词:结构设计;轻型门式刚架;摇摆柱引言轻型门式刚架房屋结构在我国的应用自 2 0 世纪 6 0 年代开始兴起,9 0 年代以来随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H 型钢的出现,轻钢结构在我国进入兴旺发展的时代。
在目前的工程实践中,门式刚架的梁、柱多采用焊接H 形变截面构件,单跨钢架的梁柱节点采用刚接,多跨者大多刚接和铰接并用;柱脚可与基础刚接或铰接;围护结构多采用压型钢板;保温隔热材料多采用玻璃棉。
门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义
门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义首先,门式刚架轻型房屋钢结构的设计问题主要集中在受力分析和结构优化两个方面。
由于门式刚架的主梁和副梁之间的支撑刚度较小,容易发生整体稳定性问题。
此外,由于房屋自重较小,受到外部荷载的影响较大,需要通过弹塑性分析和有限元分析等手段来确定结构的稳定性和设计方案。
而结构的优化则主要涉及材料的选择和梁柱节点的设计,需要综合考虑强度、刚度和稳定性等指标。
其次,门式刚架轻型房屋钢结构施工过程中存在一些技术难题。
首先是如何保证结构的准确度和施工质量。
由于轻型房屋钢结构的构件制作精度要求较高,施工中需加强对焊接工艺和节点连接的控制,确保构件之间的协调和施工质量的稳定。
其次是如何解决难以进行大型模块化施工的问题。
传统的大型模块化施工方式可能无法适应轻型房屋钢结构的特点,因此需要研究新的施工技术和工艺,如采用现场拼装或模块化拼装的方式来提高施工效率和质量。
此外,门式刚架轻型房屋钢结构在使用过程中还存在一些问题。
首先是结构的耐久性问题。
由于轻型房屋钢结构在使用过程中容易受到外界环境和剧烈变化的影响,如氧化、腐蚀和风荷载等,因此需要采取相应的保护措施,延长结构的使用寿命。
其次是结构的隔热和隔声问题。
轻型房屋钢结构对热和声音的隔离性能较差,需要在设计过程中加强隔热层和隔声层的设置,提高建筑的舒适度。
综上所述,门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工中存在一些疑难问题,需要我们通过合理的设计方案、施工技术和使用管理来解决。
只有充分理解和应对这些问题,才能确保钢结构房屋的安全、稳定和可持续发展。
轻钢门式刚架结构安装存在问题探讨
1m . 处切割了5 X 0m 的矩形洞, 5 0 60m 共计四个成上下左右对 称分布。 对于开洞是否会影响柱子的问题, 先来看一个锲型
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轻钢门式刚架结构安装存在问题探讨
苏 宁
2 4 ) 10 6 0 ( 中建八局工业设备安装有限责任 公 司, 南京
摘
要: 根据广西天盛纸业轻钢门式刚架结构 在结构安装过程中存 在的问题予以简要的探讨 ,以保证结构在安装过程 中的安全 、稳 定性。
来的, 不详细阐述了。 由于增加了抗剪键引起施工过程中很大不便, 在制作抗
ห้องสมุดไป่ตู้
安装完成相邻的两榀门式刚架后应及时地安装系杆 , 以保 证结构的平面外稳定和可靠的结构纵 向传力体系。
在门式钢架轻型房屋钢结构技术规程 中8 . .5 2 条明确提
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剪槽的过程中很容易碰触基础地梁钢筋, 有时甚至接触到防
雷接地系统。 如果产生施工上的这种矛盾, 抗剪键可以适 当 地进行部分切割, 在轻型 门式刚架的跨度比较大、 剪力较小
也建立了很好的传力系统, 向水平力和横向水平力可 以由 纵 檩条通过拉条和斜 拉条以及撑杆 传递至最外侧靠近天沟 处的檩条或屋脊和气楼天窗架下的最内侧处的檩条, 由这 再 些边侧檩条传至屋架梁, , 通过屋架梁传递至钢柱, 由钢柱将 力传到基础 , 最后 由基础将力扩散到地基中。 针对屋面檩条
足规范的要求可以不设置抗剪键, 而彩板等冷弯薄壁围护一 般不满足规范的要求就必须要设置抗剪键了 本工程采用了 0
m : o x 0 x x 的H m 10 l0 6 8 型钢深度为10 m 5m 的抗剪键, 这种抗
翼缘受压而产生的下翼缘扭转, 因为在压 力的作用下隅撑通 常作为梁下翼缘的平面外吏撑 , 从而能够有效地阻止构件截
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。
2. 门式钢架结构的稳定性设计研究2.1承重结构稳定性设计门式钢架结构在完成承重性设计过程中,需要保证承重性设计的稳定性和安全性,这与钢架结构的间距、跨度以及屋面荷载等多方面因素都有很大的关系,因此结构柱距发生变化后,其钢架结构的使用钢量也会随之发生变动,但是两者之间的关系是反向相关,当结构柱距变大时,钢架结构的使用钢量会减少,反之当结构柱距变小时,钢架结构的使用钢量会增多。
门式刚架轻型钢结构的稳定性研究
构件体系分 , 有实腹式与格构式 ; 按构件截面形式分 , 有等截面和 的稳 定 性 。 变截面 ; 结构选材分 , 普通型钢 、 按 有 薄壁 型钢 、 钢管或钢 板焊成 1 2 能 量 法 . 的 。 门式 刚 架 的 失 稳 形 式 有 无 侧 移 的 刚 架 屈 益 和 有 侧 移 的 刚 架
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第3 4卷 第 3期 2oo8年 1月
山 西 建 筑
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1钢 管混凝 土梁柱连接的梁端剪力 的传递相对 比较 可靠 , ) 构
的 。这 种 连 接 在 管 壁 开 孔 处 须 加 设 加 劲 肋 以弥 补 空 洞 对 钢 管 的 造形式也 比较 固定 , 而弯矩 的传递有 时不是很 明确 。 削弱。同时 , 内双层钢筋 的通过也影响了混凝土的浇筑。 管 2 抗 弯部件 的设置对连接的刚性影响较大 , ) 在保 证 内力传递
1 稳定 问题 的计算 方 法
1 1 平 衡ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法 .
理 , 由总势能对于位移 的一 阶变 分为零 , 先 可得 到平衡方程 , 由 再
平衡方程求解分岔屈 曲荷载 。能量法用于大挠度理论分析 , 可以
门式刚架钢结构施工中的几个问题
门式刚架钢结构施工中的几个问题0引言《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来,对门式刚架钢结构工程的发展《规程》起了很大的推动作用,但也有一些令人不安的情况发生。
近几年来,冬天雪水较多,春、秋两季雨水大,特别是有的地方雪特别大,使得其结构压坏,但有些地方雨水、雪水并不是很大,可结构也不稳定有的垮掉了,漏水的更多。
另外,也看到一些工程框架梁太细、框架柱立起来摇摇幌幌,更有的施工单位为降低造价擅至把钢柱改为钢筋混凝土柱,至使结构变为钢筋混凝土柱、轻钢梁、其结构不合理,出现一些人为的安全质量事故。
从2007年10月~至今,我公司连续承担了鞍山市达道湾工业园区、大连瓦房店工业园区及营口鲅鱼圈区门式刚架钢结构厂房二十余座。
下面我结合制作及安装中遇到的问题,谈一谈轻型钢结构工程中常见的一些质量问题、原因、预防措施及解决方法。
1构件的加工制作门式刚架所用的钢板均很薄,最薄的可用到4mm。
薄板的下料应首选剪切而避免用火焰切割。
因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。
目前H型钢的焊接多采用埋弧自动焊或半自动焊。
如果控制不好宜发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲。
解决方法:在切割过程中为了保证钢板不侧弯或减少侧弯的变形,采用跳割法对钢板进行切割,其方法为:例1柱子翼缘宽度为300mm,在下料时将板的两端留出20~30mm不切割,切1m后再留出20~30mm连体,循环往复,总长度切割完成后,待钢板冷至室温后,再将余留部分切断:例2屋面梁翼缘宽度为180mm,在下料时将板的两端留出30mm不切割,切2m后再留出30mm连体,循环往复,总长度切割完成后,待钢板冷至室温后,再将余留部分切断。
这样也就减少变形或不会变形了。
2柱脚安装问题2.1预埋件(锚栓)问题现象;整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施。
直接造成钢柱底板螺栓孔不对位,造成丝扣长度不够。
措施:钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作,混凝土浇捣之前必须复核相关尺寸并加以固定。
门式刚架常见问题及其改进措施
改进措施: 进行门式刚架轻型钢结构房
屋檩条和墙梁设计计算时,取自《荷载规 范》第7.1.2条的基本风压值应乘以1.05的 综合调整系数,风压高度变化系数按《荷 载规范》第7.2.1条和第7.2.2条的规定采 用,当高度小于10m时,按10m处的数值采 用;风荷载体型系数,考虑内、外风压最 大值的组合,且含阵风系数,按《门式刚 架规程》附录A的A.0.2条的规定采用。
改进措施:根据《门式刚架规程》CECS102
第7.2.9条规定,设计刚架梁、柱连接节点 端板时,如计算出的端板厚度不足16mm时,应
取端板厚度≥16mm;工程习惯上,端板的厚
度也不宜小于节点所用高强度螺栓的直径d。
同时, 根据《门式刚架规程》CECS102
第7.2.11条规定,端板与刚架柱翼缘和
改 进 措 施
原因分析:门式刚架轻型房屋钢结构是一
种跨变结构,其斜梁和立柱可以是变截面的, 也可以是等截面的,立柱与基础的连接可以 铰接,也可以刚接,但斜梁与立柱必须刚接。 钢筋混凝土排架结构则不同,它的屋面主构 件可以是钢筋混凝土梁或钢梁,也可以是钢 筋混凝土屋架或钢屋架,并且与钢筋混凝土 柱顶铰接,钢筋混凝土柱脚则与基础刚接。
纵向柱间支撑。屋面横向水平支撑布置在第
二开间时,第一开间仅布置未按压弯杆件验
算和加强的檩条,不足以传递端墙的风荷载
或地震作用。
改进措施:根据《门式刚架规程》CECS102
第4.5.2条第1款的规定,在房屋温度区段的 第一开间相应于屋面横向水平支撑竖腹杆位 置布置满足受压杆件长细比要求和受压(压 弯)杆件承载力要求的刚性系杆。
3.2
支撑体系常见问题
3.2.4 屋面横向水平支撑的节点未与抗 风柱布置相应协调。
关于轻型门式刚架平面内稳定性能及空间性能的探讨
性 问题其本 身存在着 复杂 性,且材料在性能上有 了提高和 改善 以及新 结构 型式与构造等各种 问题 的产生 ,关于这方面 的相关 研 究仍然在继续进行。 1 提 出相关 问题及其分析 失 稳 的类 型分 析 : 在实际工程 中, 门式 刚 架 结 构 体 系 得 到 广 泛 应 用 , 通 过 对 门 . 1 稳 定分 岔失 稳 式 刚 架 的整 体 稳 定 性 与 空 间 性 的 研 究 ,这 一 课 题 主 要 存 在 以下 2 就理想结构来讲 , 如 果 荷 载 的定 限制 没 有 被 超 过 , 结 构 处 在 几 方 面 问题 : 那么结构会 ( 1 ) 影 响刚架平 面整体稳定性 的因素: 主要包 括 门式刚架 的 相对理想的工作状 态。如果荷载达到了一定的限制 , 而 转 变 为 相 邻 平 衡 的状 态 , 也 就 是 平 衡 受力形式 、 几何参数与失稳类型等 。计 算柱的整体稳定性 时, 通 偏 离 出原 本 平 衡 的状 态 , 出现 平 衡 分 岔 的现 象 。这类 失稳 的现 象被 称 为 常采取计算长 度系数法 , 柱的计算长度 系数 , 是在对 称框架承 的状 态 产 生 转 移 , 受柱顶对称 的竖 向荷载情 况下得出 的。由于受 到受力形式 的限 第 一 类 稳 定 问题 或 者 分 岔 失稳 ,在 平 衡 分 岔 情 况 下 发 生 的荷 载 称 做 屈 曲荷 载 或 临 界荷 载 , 并 且让 其 成 为 结 构 极 限承 载 力 。 制, 推 导 出来 的 ¨值 往 往 与实 际工 程 的 受 力 情 况 不符 。
( 2 ) 结构杆件 间的相互约束和受力变 形协调 : 门式 刚 架 结 构 是 由各 部 分 构 件 组 成 的一 个 整 体 , 当 某 一 个 结构 杆 件 发 生 失 稳 变形 , 势必牵 一发而动全身, 使结构的其他杆件受 到牵 连 。由此 可见 , 结构 的稳定性分析往往体现 的是整体 性 问题 , 不能就某一 根杆件进行孤立分析 ,而应 当充分考虑其他结构杆件 对该杆件 的约束作用。当中难免有各种初始缺陷的出现 , 且受力状况通 常也相对与理想条件更为偏离 , 因 而 平 衡 的状 态 是不 断变 化 的 , 不 会 产 生 相 对 明显 的上 述 平 衡 分 岔 的状 况 。 这 种 失 稳 的 现 象 一 般被称为第二类稳定 问题 ,将 结构 能够 承受最大的荷载定义为 极 限荷载 。在实 际工作 中, 极值点 的失稳现象都十分普遍 , 轴心 受压 的构件 由于存 在这初始弯 曲, 且 偏离构件轴心 , 因此 , 荷载 的挠度 曲线呈现 出极值点的失稳情况 。
门式刚架轻钢结构设计中的若干问题分析
门式刚架轻钢结构设计中的若干问题分析摘要:门式刚架轻型房屋钢结构在我国已被广泛应,其技术取得了长足的进步,但设计的理念有待改进和提高的方面还有很多。
只有充分了解轻钢结构的先进的设计理念,才能设计出更经济而且更安全可靠的轻钢结构。
关键词:门式刚架,轻钢结构设计,问题前言门式刚架轻型钢结构房屋具有传力路径明确、构件便于工厂化加工、自重轻、施工周期短、造价低等诸多优点,目前在工业建筑和仓储中心中得到了广泛应用。
发展的过程中也出现了一些设计和施工上的问题,如雪压将屋面压垮、风荷载将屋面掀起、结构挠度太大影响正常使用等等。
本文就结构设计中经常遇到的问题进行了阐述。
1 屋面恒荷载和活荷载取值屋面恒载是指屋面材料的自重,包括屋面板、支撑系统和檩条系统。
一般支撑自重为0.02 kN/m2,一般工业建筑檩条自重为0.05 kN/m2,物流中心檩条自重为0.07 kN/m2。
对于屋面板,不同的屋面构造做法其材料自重差别比较大。
例如,0.53mm厚单层屋面彩钢板加100mm厚玻璃纤维棉PVC贴面,屋面自重约0.08 kN/m2;0.53mm厚屋面天面彩钢板加100mm厚玻璃纤维棉PVC贴面加0.42mm 厚单层倒吊彩钢板,屋面自重约0.13 kN/m2;100mm厚彩钢岩棉夹芯板,自重约0.24 kN/m2;100mm厚彩钢夹聚苯乙烯保温板,自重约0.12 kN/m2;轻质G RC 保温板,自重约0.14 kN/m2。
在实际设计过程中,许多结构设计工程师草率地将屋面恒荷取值为0.3 kN/m2,比实际屋面恒载略高,有时会造成一定的浪费,而有时则可能会埋下安全隐患。
因此对于屋面恒荷,应针对不同的屋面板材料计算出屋面恒荷,且不应低于0.15 kN/m2。
对于屋面活荷,《钢结构设计规范》(B 50017-2012)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程规定》(CECS 102:2002)活荷载取值为0.5 kN/m2,但当屋面受力构件的受荷面积大于60 m2时可以乘折减系数0.6,即0.3 kN/m2。
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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。