门式刚架轻型房屋钢结构的若干问题
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》。
门式刚架常见问题及其改进措施
3.1 基本设计规定常见问题
l 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
l
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
置抗风柱,然后根据抗风柱柱顶位置布置屋 面横向水平支撑桁架的节点及支撑杆件;因 为刚架斜梁允许在任意位置布置屋面横向水 平支撑的节点,屋面横向水平支撑的交叉斜 杆为柔性拉杆,与刚架斜梁的连接较为简单, 可以不必等间距布置,这是门式刚架与普通 屋架不同之处。
l 在抗风柱与刚架斜梁连接处,刚架斜梁下 翼缘应设隅撑。如图3.2.4所示。
门式刚架常见问题及其改进措施
l 图3.2.7 檩条间拉条布置示意图
门式刚架常见问题及其改进措施
3.3 设计计算常见问题
l 3.3.1 刚架梁、柱高强度螺栓连接节 点的端板,不满足最小厚度16mm的要求。
改进措施
l 原因分析: 刚架梁、柱连接节点通常
假定按刚性连接节点设计,要保证连接节 点与计算模型相符,传力可靠,除满足计 算要求外,必须严格控制端板厚度不小于 16mm,以保证端板有足够的刚度。
中、轻级,即工作级别A1~A5桥式 吊车,吨位大、刹车力大、荷载大、
影响大。
· 适用于环境侵蚀作用为弱侵蚀性类 和中等侵蚀性类(即相对湿度> 75…%),更适合于无侵蚀性介质
地区,系指一般城市的商业区和住
门式刚架常见问题及其改进措施
3.1 基本设计规定常见问题
3.1.6 钢柱脚未采用混凝土包裹防护
商品化供应。
门式刚架常见问题及其改进措施
门式刚架轻型房屋钢结构设计中的若干问题
建筑钢结构轻型钢结构是国内外目前应用和发展速度最快的新型结构形式,广泛应用于工业、居住和公共建筑,具有自重轻、施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低等优势,而门式刚架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式,在我国更是大量涌现。
近几年来,随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H型钢的出现,门式刚架更是发展迅猛,我国建成此类结构工程已达800多万平方米,而且每年以约100多万平方米的速度增加。
目前,门式刚架从设计、制作到安装已形成完全一体化。
一、材料选用1.钢材:用于承重部分的钢材均采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345钢。
目前有时设计人员按老习惯采用Q235-B.F或Q235-B钢,但随着我国建筑钢材生产水平的提高,沸腾钢越来越少,并且对于直接承受动力荷载或振动荷载、低温结构规范不允许采用沸腾钢,因此笔者建议设计慎用沸腾钢,这对工程造价也无明显影响。
2.彩钢板:目前的彩钢板生产厂家众多,品质参差不齐,如果选用不当将影响建筑物的耐久性、强度,尤其是钢板表面涂层的厚度对彩钢板的质量有很大影响,因此彩钢板厚度及技术条件设计者应在设计说明中明确指出。
3.焊接:对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守。
焊条的选用应和被连接金属材质适应。
E43对应Q235、E50对应Q345、Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50。
焊接设计中不得任意加大焊缝,焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。
4.螺栓连接:普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位或作为安装定位使用。
高强螺栓,使用日益广泛,常用8.8s和10.9s两个强度等级,根据受力特点分承压型和摩擦型,两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12,常用M16~M30,超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。
二、屋面活荷载取值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002),对于屋面结构,《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/m2,但仅有一个可变荷载且构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6,门式刚架符合此条件,屋面均布活荷载取为0.3KN/m2。
门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题
门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题1.前言《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来已经快三年。
这几年,这类工程发展,《规程》起了很大推动作用,但也陆续听到一些令人不安的情况。
今冬雨水较大,降雪较多,有些地方雪特别大,结构压坏恐怕很难避免,但有的地方雪不大房子也有垮的,漏水的更多。
最近某厂屋顶漏水解决不了,找到钢结构委员会来了,不是雨水,是冷凝水,以前还没有碰到过。
另外,也看到一些工程,有的框架梁太细,令人担心,遇到大雪很可能出问题。
有的骨架立起来摇摇幌幌,没有支撑,说装上墙板就好了,好象有了墙板就可以不要支撑。
现在排架多起来。
用钢筋砼柱、轻钢梁,造价较低,但有的严重不合规定。
现在是市场驱动,有些企业搞承包能省就省,尽量压低造价,管它是否符合规定。
有的连规定也不清楚。
利用开年会的机会,结合了解到的一些情况,就门式刚架房屋设计施工中的问题,作一个发言,抛砖引玉,希望和与会代表交流,取得一致看法。
2.设计方面1)屋面活荷载取值框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年,不打算修改。
但屋面结构,包括屋面板和檩条,其活荷载要提高到0.5kN/m2。
《钢结构设计规范》征求意见稿规定不上人屋面的活荷载为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,与钢结构设计规范保持一致。
国外这类,要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载,而我们无此规定,遇到超载情况,就要出安全问题。
现在有的框架梁太细,檩条太小,明显有克扣荷载情况,今后应特别注意,决不允许在有限的活荷载中“挖潜”。
2)屋脊垂度要控制框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180,除验算坡面斜梁挠度外,是否要验算跨中下垂度?过去不明确,它可能讲课时说过不包括屋脊点垂度。
现在了解到,美国是计算的。
他们作框架分析,一般是将构件分段,用等截面程序计算,每段都要计算水平和竖向位移,不能大于允许值,等于要验算跨中垂度。
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。
轻钢结构门式钢架中钢梁设计相关问题探讨
轻钢结构门式钢架中钢梁设计相关问题探讨摘要:轻钢结构门式钢架在工业建筑与民用建筑中的应用日趋广泛。
讨论了门式钢架设计时荷载取值、屋盖铰接问题、节点构造及屋面构造,并主要讨论了钢梁设计计算时应注意的细节问题。
关键词:门式钢架、钢梁、设计所谓轻钢结构门式钢架通常是指由冷弯薄壁型钢结构、热轧轻型钢结构、焊接或高频焊接轻型钢结构、轻型钢管结构、板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。
具有施工周期短、抗震性能好、宜于拆卸搬迁、综合经济效益好等优点。
正是由于门式钢架轻型房屋的诸多优点,而且随着近年来防火防腐新产品的不断出现,已较好地解决了轻钢结构抗腐蚀性差的缺点,使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用。
门式钢架轻型房屋的基本计算理论和普通钢结构基本相同,设计的主要依据为《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)和《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:202),以下仅对门市钢架中钢梁设计的若干问题进行探讨。
1、截面形式钢架梁、柱按截面类型可分为实腹式钢架及格构式钢架,前者梁、柱一般采用U 型实腹截面,其刚度较强,但其用钢量稍多;后者一般采用小截面角钢、钢管等构件组合的格构式梁、柱截面,其加工制作较为复杂,但用钢量较省,适用于大跨度钢架。
此外,钢架梁柱截面亦可采用蜂窝梁、蜂窝柱等空腹结构,但实际应用尚不多。
2、屋面活荷载的取值对于屋面结构荷载及荷载组合中的永久荷载,包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、吊顶等;可变荷载则包括屋面活荷载(设计屋面板和檩条时应考虑施工和检修集中荷载,其标准值为1kN)、屋面雪荷载和积灰荷载、风荷载等。
荷载组合一般应遵从《建筑结构荷载设计规范》(GB50009-2012)的规定,针对门式钢架的特点,规范给出下列组合原则:不上人的屋面均布活荷载可不与雪荷载和风荷载同时组合;积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑;多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载设计规范》的规定;当需要考虑地震作用时,风荷载不与地震作用同时考虑。
门式刚架轻型房屋钢结构设计常见问题分析
门式刚架轻型房屋钢结构设计常见问题分析按规范要求做好建筑钢结构防护是保证钢结构房屋耐久性和正常使用的关键,应引起同行的足够重视。
作者通过对门式刚架和多层框架等类型的钢结构房屋施工图审查,总结了钢结构设计中应当注意的一些问题,如正确选用钢材质量等级和焊缝质量等级,合理设置隅撑、拉条和独立的空间稳定支撑体系,以及钢框架结构采用混凝土楼板时的构造要求等,并对问题进行了分析和讨论。
在实际工作中,笔者审查过相当数量的钢结构工程设计图,主要有门式刚架、网架和多层民用钢框架房屋(也有少数高层钢结构房屋)。
下面就钢结构房屋结构设计中常见的一些问题进行简要分析和讨论。
标签:门式刚架;多层框架;钢结构房屋;结构设计1正确选用钢材质量等级和焊缝质量等级按照规范要求,在钢结构设计文件中,应当注明钢结构所采用的材料的质量等级(包括相适应的焊接材料型号),并对焊缝质量提出质量等级要求。
在审查的实际工程项目中,有的焊接钢结构在材料一项,只注明材料采用Q235钢或Q345钢,不提出质量等级要求;对于焊缝质量等级,部分项目不提出要求,部分项目提出的要求不当。
钢结构房屋所使用的钢材应当具有抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯试验和硫、磷含量的合格保证;对于焊接钢结构,尚应具有含碳量的合格保证。
抗震设计时,当焊接钢结构的钢板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时,还应保证板厚方向截面收缩率不低于Z15级的要求。
在地震区,钢结构所使用的钢材,除了具有上述合格保证外,《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)(以下简称《抗震规范》)还要求它们具有冲击韧性的合格保证。
对冲击韧性的合格保证,还应根据结构不同的工作温度提出不同的要求。
为保证结构有必要的安全储备和足够的塑性变形能力,《抗震规范》还对钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值、伸长率的限值和良好的可焊性等物理力学指标做出了明确的规定,并要求也要写入设计文件中。
一般来说,钢结构的主要受力构件宜采用Q235B及以上等级的碳素结构钢和Q345B及以上等级的低合金高强度结构钢。
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。
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、温度作用和地震作用,其中应重点关注活荷载、风荷载与雪荷载的取值。
当采用轻型屋面时,屋面活荷载标准值应取0.5kN/m2(用于计算屋面板和檩条),对承受荷载水平投影面积大于60m2 的刚架构件,其值可取不小于0.3kN/m2 。
按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定,对风荷载比较敏感的结构,基本风压应适当提高。
门式刚架轻型房屋钢结构安装常见问题解析
门式刚架轻型房屋钢结构安装常见问题解析摘要:门式刚架轻型房屋钢结构安装工程的增多,在施工中呈现的问题也随之增多。
如何有效解决门式刚架轻型房屋钢结构安装中的常见问题是当前相关人员最为值得深入思考的问题。
本文主要以门式刚架轻型房屋钢结构为中心论述点,就门式刚架轻型房屋钢结构安装常见问题及相应的解决措施进行了剖析,旨在促进门式刚架轻型房屋钢结构安装质量的提升。
关键词:门式刚架;轻型房屋;钢结构;安装;常见问题近年来,建筑钢结构发展迅速,门式刚架轻型房屋钢结构逐渐成为了工程建设中广泛应用的一种钢结构形式。
然而由于承建施工建设单位队伍综合素质参差不齐,造成在具体的按照工作中频繁出现一些问题,严重影响到门式刚架轻型房屋钢结构的安装质量,不利于门式刚架轻型房屋钢结构的发展。
因此,有必要结合常见的具体问题,采取行之有效的解决措施,保证门式刚架轻型房屋钢结构安装质量。
鉴于此,本文对“门式刚架轻型房屋钢结构安装常见问题”展开更深层次的剖析具备一定的现实意义与价值。
1.制作安装、放样问题及相应的解决措施分析制作安装、放样问题,主要涉及到两个方面的内容。
一是节点连接端板面接触面贴合不紧;二是抗剪键漏设或者是设置不规范。
1.1节点连接端板面接触面贴合不紧纵观门式刚架轻型房屋钢结构安装过程,时常发现存在节点连接端板面接触面贴合不紧问题,部分缝隙较大,直接影响到钢结构的整体受力能力。
尤其是一些本不应该受剪力的高强螺栓,可能因受力出现损坏,严重的情况下,直接会引发安全事故。
针对这一问题,有效解决方案主要有施工单位在具体的操作中,需要严格按照规范施工,并且在具体的节点连接时,需要保证有70%以上的面紧贴在一起,同时间隙最大控制在0.8毫米以内;处理好的摩擦面需要采取有效保护措施,避免摩擦面沾染其他物质;安装高强螺栓时,需避开雨中作业,同时不得在摩擦面上留下任何标记。
另外,在门式刚架轻型房屋钢结构安装完成之后,需要在预拼装时,检查力度,发现问题,需及时解决。
门式刚架轻型房屋钢结构设计中的两个问题
叠熊;堡凰。
门式刚架轻型房屋钢结构设计中的两个问题李瑞鹏(河北省滦县建设局,河北滦县063700)f}裔要】概述了门式刚架梁柱平面外计算长度的取法,刚架屋盖支撑和柱问支撑的截面和构造。
【关键间门式刚架;计算长度;屋盖支撑;柱问支撑1关于剐架平面外的计算长度1.1梁的平面外计算长度,分E翼缘和下翼缘两种情况1.1-1上翼缘计算长度,通常有三种取法1)取上翼缘横向支撑的节距。
支撑的节距,按刚架跨度、柱距确定。
通常取檩距的倍数。
支持的节距直接影响横梁的截面和整体稳定性。
2)取隅撑间距。
隅撑通过檩条连接于有弹性侧移的下翼缘上,故其不能作为上翼缘受压时的侧向支点。
在某些情况下可将其作为下翼缘受压时的侧向支点,具体见后面下翼缘的计算长度论述。
3)取3m。
不少轻型房屋门式同4架中取2个檩距,当15m檩距时取=3.0m。
如果以上2个檩距、3根檩条,均不在横向支撑节点时,所有檩条均随梁的上翼缘侧弯,不能起支撑作用,只有位于支撑节点处的檩条才能起侧向支点作用,取=3m,能设计合理的横梁截面,充分发挥强度作用。
当屋面刚度好,与檩条连接可靠时,考虑屋面实际存在的蒙皮作用,取2个檩距,即3m,这按。
门规”第5.12条的精神在实践中也是可行的。
对设有桥式吊车、悬挂吊车的刚架和其他大跨度刚架,作者建议不—律取=3m为宜。
1.12下翼缘计算长度,通常也有两种处理办法1)设置隅撑。
不分情况取隅撑间距,隅撑间距取不大于(bl为受压翼缘宽度),多数取3.0—4.5m。
另一种观点取与上翼缘横向支撑节点处檩条相连的隅撑间距,亦即横向支撑的节距。
作者以为取后者为妥。
2)不设隅撑,取=O A Lo取=O A L的前提与弯距图形有关。
正常情况下,梁端为负弯距,跨中为正弯距,考虑柱面风荷载使梁反弯点内移,故偏安全地取反弯点距梁端为U50但是当风荷载的效应大于恒荷载的效应,使跨中产生负弯距时,此时梁跨中下翼缘的计算长度可能比式=0.4L算得得稍大。
门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的几个问题
目前有很多轻钢厂家是设计 、制作 、安装一体化服 务 ,从业人员的素质良莠不齐. 在设计中由于考虑不 周 ,经常造成不安全的隐患或事故. 笔者结合多年的设 计实践 ,对既安全又经济地设计轻钢结构提出了一些 意见 ,供广大设计人员探讨.
1 荷载问题
1. 1 荷载效应组合
轻型钢结构在设计中 ,荷载是首要问题. 文献 [ 1 ]
表 4 用钢量比较 2
分 类
刚架
用钢量 / kg 檩条
跨度 ① /m
18
15. 10
4. 43
21
15. 20
4. 43
高度 ② /m
6
15. 10
4. 43
9
18. 00
4. 43
柱距 ③ /m 吊车 ④ / t
6
15. 10
4. 43
9
12. 45
8. 22
无
18. 00
4. 43
5
25. 56
2 结构材料问题
2. 1 主 、次结构的焊接构件 主结构用钢大部分为 Q345B 或 Q235B ,由于有些 厂家加工不好 Q345B ,因此更愿意采用 Q235B ,但从技 术经济特性上考虑 Q345B 更好些. 在一栋建筑物中 , 不宜使用两种钢材 ,钢构件运到现场后不宜再取样鉴 定是 Q235B 还是 Q345B. 由于钢材的焊接特性要求 , 焊接构件要使用 B 级以上的钢种. 所以在设计时 ,应 在结构说明中注明. 次结构中 ,由于国产 Q345的冷弯特性不好 ,冷弯 时易出现细小裂纹 ,故多采用 Q235. 2. 2 高强螺栓 高强螺栓是结构用材料最重要的零件 ,尽管钢结 构整体变形性能很好 ,但节点一旦破坏 ,便是脆性破 坏. 高强螺栓一般宜选用 10. 9S级承压型. 由于轻钢结 构连接时多采用法兰连接 ,摩擦型高强螺栓不能完全 发挥能力 ,故宜用承压型高强螺栓. 但承压型高强螺栓 变形大. 在动荷载的情况下应使用摩擦型螺栓 ,并且摩 擦型螺栓可以和焊缝一起工作. 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下 出现脆性破坏 ,应根据结构的重要性 、荷载特征 、应力 状态 、连接方法 、钢材厚度和工作环境等因素综合考 虑 ,选用合适的钢材牌号和材性 [ 4 ].
门式刚架轻型房屋钢结构设计的几点问题
门式刚架轻型房屋钢结构设计的几点问题作者:胡斌邓向华来源:《科技创新导报》 2014年第6期胡斌邓向华(北方工程设计研究院有限公司工业工程院河北石家庄 050011)摘要:该文阐明了门式刚架轻型房屋钢结构的受力特点和基本设计原则,就看似简单却容易忽略的几个重要问题做了详细分析,望在设计中引起足够重视。
关键词:荷载节点纵向支撑中图分类号:TU392 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)02(c)-0059-01近十年来门式刚架轻型房屋钢结构发展迅猛。
该结构形式具有布局灵活、自重轻、构造简单、施工快,经济指标好的优点,因此在轻工业厂房中得到大量广泛的应用。
下面就设计中常遇到的一些问题进行阐述。
1 荷载1.1 恒荷载由于门式刚架自重很轻,因此荷载对其作用非常敏感,也对用钢量及造价非常敏感。
再者,屋面在风吸力的作用下常常会出现上拔力。
因此如果设计时恒荷载考虑较大而实际作用恒载没有那么大,通俗点说即恒载压不住屋面,反而对结构来说不安全。
因此结构恒荷载问题虽然简单但必须重视,即要求尽可能准确。
表1示例为将屋面恒载组成细化至每一层,力求荷载准确而不是凭空想象。
1.2 风荷载风荷载计算中经常遇到的问题是刚架风荷载体型系数在《门式刚架轻型房屋钢结构》(CECS102:2002)中有一套值,在《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中有一套值。
《CECS102:2002》中的刚架风荷载体型系数适用于L/H>2.3(柱脚铰接)、L/H>3.0(柱脚刚接),其余情况下应采用《GB50009-2012》中的值。
(注:L为厂房宽度,H为厂房屋脊高度)很多设计人员在设计时有时会采用一种“取大值”的方式,即分段比较,左柱《GB50009-2012》中的体型系数大就取《GB50009-2012》中的值;左坡梁《CECS102:2002》中的体型系数大就取《CECS102:2002》中的值。
门式刚架轻型房屋钢结构设计常见问题解析
水平投 影面积大于 6 0 m : 的刚架构件 , 屋 面 力 分析 ,除应重新验算 斜梁 的承载力外 , 还 连接 在整个 使用 期间 内外剪 力不超 过最 大 竖 向 均 布 活 荷 载 的 标 准 值 可 取 不 小 于 应 按承 载力和 柱顶 位移 限值确 定钢筋 混凝 摩擦力 。板件 不会 发生相 对滑移变形 ( 螺杆 也应重新 复核地基 和孔壁之 间始终保持 原有 的空 隙量 ) ,被连 0 . 3 K N / m 2 。 《 钢结 构规范》 第3 . 2 . 1 条 也做出 了 土柱的截面尺寸 和配筋 , 接板件 按弹性整体受力 。在抗剪设 计时 , 高 类似 的规定 , 区别在于 其注明 当仅有 一个可 及基础的承载力 。 变荷载 且受 荷水平 投影 面积 大于 6 0 m 时, 1 l 3屋 面横 向水平 支撑 与 柱 间支 撑 未 强 螺栓承 压 型连接 中允许 外剪力 超 过最大 屋面均布活荷 载标 准值应取为 0 . 3 K N / m 。 因 布置在 同一跨 间 内 摩擦 力 , 这时被连接板 件之间发生 相对滑 移 为在实际设计过程 中往往跨度 都 比较大 , 柱 设计人 员在进 行 结构 的支撑 布置 时应 变形 , 直到螺栓杆与孔壁接触 , 此后连接就 L 壁承压以及板件接触 距 也 比较 大 ,所 以 受荷 面积 基 本 上 都 在 将 同一 跨 间内 的屋 面 横 向水平 支 撑和柱 间 靠螺栓杆身剪切和孑 最后 以杆 身剪切 或 6 0 m z 以上 ,所 以很 多设计人 员在做 设计 时 支撑 同 门式 刚架 一道 构成稳 定 的空 间结 构 面间的摩擦力共 同传 力 , 总 就直 接按 0 . 3 K N / m 的活荷载 来考 虑 。但 是 体 系 , 这样 既可承受和传 递房屋纵 向的各种 孔壁承压破坏作 为连接受剪的极 限状 态。
门式轻型房屋钢结构设计的几个问题
i 瑟塑整风门式轻型房屋钢结构设计的几个问题徐良’(江苏省宿迁市建筑设计研究院有限公司,江苏宿迁223800)口商要]结合工作实际,探讨了门式刚架轻型房屋铜结椅设计中应注意的凡个问题,并提出了相应的解决措施,以体现门式钢构的化置。
[j 》猢]门式刚架;钢结构;设计近二十年来,钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。
在轻型房屋钢结构体系中,门式钢构具有施工快、造价低、扩建灵活,维护费用低等特点,在工业建筑市场上占据了主导地位。
随着这一行业的逐渐壮大,从业人员的素质和工程素养跟不上节奏,陆续出现了一些施工质量参差不齐的工程。
1钢材牌号的选用钢材选用的原则是既使结构安全可靠地满足使用要求,又尽量节约结构钢材和降低造价。
主要依据结构类型及其重要性、荷载性质等。
用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板,应采用现行国家标准G B /T700碳素结构钢规定的Q 235钢和G B /T1591低合金高强度结构钢规定的Q 345钢。
门式刚架宜采用Q 235B 或Q 345A 及以上等级的钢。
非焊接的檩条和墙梁等构件可采用Q 235A 钢。
2设计荷载的确定1)恒载(G ):恒载由于已有明确规定并且预先已知,在荷载设计中,恒载往往被赋予较低的分项系数。
2)活载(Q ):包括屋面均布荷载、检修集中荷载、雪荷载。
门式刚架结构设计的主要依据为翩结构设计规范>(G B l 7-88),<冷弯薄壁型钢结构技术规范>(G Bl 8—87)和仃]式刚架轻型房屋钢结构技术规{野(C EC S l 02:98),对于屋面结构,《翻结构设计规莎规定活荷载为o .5K N /m 2,但构l 件的荷载面积大于60m 2的可乘折减系数0.6,门式刚架符合此条件,活荷载取为03K N /m 203)风载(W ):计算这种房屋结构风荷载标准值时所需的风荷载体型系数,需要风洞试验测得。
由于我国目前现有资料不完备,因此主要采用了美国金属房屋制造商协会船触《『氐层房屋体系手册中有关,J 啊唼房屋的规定。
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。
有关刚架设计中的若干问题
有关刚架设计中的若干问题有关刚架设计中的若干问题一、关于门式刚架风荷载体型系数关于门式刚架风荷载体型系数的取用,目前似乎又两种。
一种是根据美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋体系手册》(1996)中规定,针对小跨度房屋分别给出房屋端区和中间区不同的风荷载体型系数;另一种是我国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(以下简称荷规)第7.3节规定的体型系数。
前者似乎是专门针对低层钢结构房屋的,且已为多个国家采用。
后者在我国沿用50多年。
但按这两种的取值,所算得得风荷载组合弯矩设计值相比,有较大差别。
前者在多数情况下算得的风荷载组合弯矩设计值偏小甚多。
我国《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)(以下简称门规)是根据前者并经过实测作出规定的。
而《全国民用建筑工程设计技术措施——结构》中则规定在大多数的门式刚架采用“荷规”表7.3.1的体型系数,但当、风荷载较大、屋面荷载较轻得少数门式刚架有可能会出现按“门规”的风荷载体型系数计算,要比按“荷规”计算的风荷载组合弯矩稍偏大的情况,而仍保留“门规”的风荷载体型系数。
目前两种风荷载体型系数共存,设计部门都有采用,有些设计软件则只运用“门规”的一种体型系数。
这是只得注意的。
现以实例作分析,供参考。
(实例请参阅《钢结构设计手册(上册)》(中国建筑工业出版社)P456~459)结论:⑴房屋风荷载的体型系数与房屋形状有关,与所选结构类型无关,一般应采用“荷规”第7.3节中所列的风荷载体型系数计算结构风荷载。
⑵“门规”借鉴国外实测资料,可供设计人员作为加强刚架个别截面和验算的参考。
从实例中的数据看,当刚架时,控制截面的弯矩组合设计值比按“荷规”算得的小得多,影响安全。
⑶比较两本规范风荷载的效应,不能单从两者的风荷载一项进行比较,应将两者的弯矩组合设计值综合进行比较才能得出合乎情理的正确结论。
而按“门规”,风几乎不起作用,全部由恒荷载+活荷载控制设计,似不合常理。
门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的问题
文献标识码 : A
。
有 的工程 由于屋面竖 向刚度 过小 , 一榀刚架与 山墙间 的屋 第
事故时有发生 , 通过多 年从事 轻钢 结构设 计 的实践 和体会 , 结 面 出现斜坡 , 屋面变形 。刚架侧移 后 , 山尖下 垂时对坡 度影 总 使 当 了设计工作中常见 的错 误 , 出了几个值 得注 意 的问题 , 提 供设 计 响较大 , 例如坡度小于 12 , /0 要验算 山尖 垂度 , 以便对屋面刚度进
变得十分 平缓 , 这就是 失稳状 态 , 为判 断失稳 是否 发生在 弹性 阶
4 — 8 74 .
段, 每加载一定数量 , 通过 2 8 就 2 0数据记 录仪测量布 置于拱各 控 制截面处应变片的应变值 , 而判 定应力 是否 超过 弹性极 限 , 从 测
量数据表 明失 稳均为弹性失稳 。
人员参考 。 行控制 。
1 屋脊 垂度 的控 制
框架斜梁的竖 向挠 度限值 一般情况 规定 为 1 10 除验算 坡 /8 ,
2 钢柱 换 混凝 土柱
有 的设计 门式刚架时采用钢 筋混 凝土柱和轻 刚梁组成 , 斜梁
面斜梁挠度外 , 是否要验算跨 中下垂度 , 过去不 明确 , 可能 不包 括 用竖放式端板与混凝 土柱 中的预埋螺 栓相 连 , 成 刚接 , 形 目的是 屋脊 点垂 度。现在是要 计算 的 , 一般 是将 构件分段 , 用等 截 面程 节省钢材和降低造 价。在厂 房 中的确是 有用 混凝土柱 和钢桁 架 但此时梁柱只能铰接 , 不能 刚接。 多高层建筑 中 , 序计算 , 每段都要计 算水平和竖 向位移 , 不能大 于允许 值 , 等于要 组成 的框架 , 验算跨 中垂度。跨 中垂度反 映屋 面竖 向刚度 , 刚度太 小竖 向变 形 钢梁与墙 的连接也是如此 。因为 混凝土是一 种脆 性材料 , 虽然可 但在连接部位 , 的抗拉 、 它 抗冲切的 就大 , 坡度本来 就小 , 点下垂后 引起屋面漏水 , 脊 是漏水 的原因之 以通过配筋承受弯矩和剪力 , 斜时所加力的作用线在拱平面内。
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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。
焊接对于焊接焊缝的尺寸以及形式对于规范具有比较强制性的规定从而更加严格的遵守焊
条的选用与连接金属材质之后,同时不能任意加大焊缝的重心。
螺栓连接主要是因为普通的螺栓抗剪性能力比较差,同时,在次要的结构进行一定的安装定位之后,日益广泛的使用高轻度螺栓。
从而根据受力的不同特点分成承压型与摩擦型两种类型。
但这两种类型的受力方式由于自身的不同会有相对而言不同的计算方式。
2 屋面的活荷载取值的计量
我国现今房屋构建采用的门式刚架结构设计所进行的主要依据还是国家颁布的《钢结构设计的规范》与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》两个文件。
对于规定活荷载大约为每平方米0.5kn的系数,仅有一个可变荷载并且构建的活荷载值大于60m2的可乘折
减系数为0.6,此时,门式刚架轻型房屋的钢结构刚好符合这一规范。
同时,对于雪荷载大于每平方米0.3kn的地区应该尝试着按照每平方米0.5kn来进行。
在实际的操作工作过程中,荷载量的增加值对于刚架结构真正的用钢总量并没有太大影响,它仅仅是对于屋面的板块与檀条设计造成了一定的影响。
但在真正的房屋建造过程中,有些钢材的架梁材料直径太细,檀条长度也相对太小,因而具有比较明显的克扣荷载的现象。
这种克扣荷载的现象容易在大雪天气里面对基本的设备造成超载情况从而更容易出现安全问题。
因而,为了更好地进行安全的房屋建设,我们的屋面活荷载的取决值不能太小,也不能在有限的活荷载中更好地挖潜出来。
3 进行合理的高度与跨度的确定
在房屋的建造过程中,经常会涉及到厂房的构建。
厂房的建造包括其高度与跨度两个方面都要进行综合的考虑,但厂房的高度与跨度主要是由不同生产工艺流程以及使用的功能决定的。
一般情况下,我们在柱高与荷载相对确定的情况下适当增加一定的跨度从而避免明显采用钢架的用钢量的情况,这样做还可以更好地节省工程空间,降低工程造价,增强综合效益。
在对门式刚架轻型房屋钢结构的处理过程中,我们可以发现常用的房屋其柱高及跨度在
1.25~0.4无吊车与0.5~0.7有吊车之间。
具体来说,当楼房的跨度在21m~48m之间时,其刚架单位的用钢量常为每平方米19kg~24kg;当檀高为12m且跨度高于48m的房屋结构中,用钢量就要保持在每
平方米25kg~40kg;而当檀高一旦超过了48m时,我们常常采用多跨型的刚架结构,在这种情况下,用钢量可以较普通的情况节省大约18%,大大减少了工程的成本。
4 刚架最优构建区间的制定标准
刚架之间互相确定的间距与刚架的跨度、所构建房屋的表面荷载以及檀条的形式等多种因素息息相关,我们在建造房屋工程的过程中,往往希望刚架所进行的跨度达到最小值,在这种情况下,如果还是一味的使用比较大的间距就会增加檀条构建的钢使用数量,因而,经过科学的计量与细心的计算,我们常常将柱距设置在6m、7.5m或者是九米的范围,另外,随着柱距的不断加大,刚架的钢使用量也会不断的减少从而更好地利于房屋的整体建设。
5 柱脚的抗风措施分析
在工程建设的实际工作中,有些已经建筑好的刚架结构会在刮大风的时候被连根拔起,这样情况出现的主要原因并不是完全在于设计刚架的计算过程中出现了一定程度的失误,而是有可能在设计柱间支撑点的过程中忘记了计算传给柱脚的承受力。
当有些房屋纵向设计的尺寸相对较小时,我们就采用设置少量的柱间支撑力来抵抗纵向的荷载能力,因而在对房屋结构进行纵向考量的过程中,要充分考量到风荷载力较大的地区使用钢架柱时,相对应的即在锚栓端部设锚板等。
我国的门式刚架轻型房屋建筑起步较晚,但综合其各方面的优
势,我们一定要进一步研究我国门式刚架轻型房屋结构存在的问题,继而更好地进行整体设计,旨在推进其进一步向前发展。
参考文献
[1]蔡一燕.门式刚架轻型房屋结构技术规程[j].中国建筑,2003.
[2]陈章红.建筑结构的造型手册.中国建筑工业出版社,2001.。