某带夹层门式刚架结构的设计

某带夹层门式刚架结构的设计
吴刚
【摘要】结合工程实例,根据结构设计要求,介绍了采用SATWE软件对带夹层的门式刚架钢结构进行计算的设计方法,并探讨了设计中应重点注意的问题,以期为同类
结构设计提供参考借鉴.
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2014(040)032
【总页数】2页(P38-39)
【关键词】门式刚架;夹层;钢结构
【作者】吴刚
【作者单位】盐城市建筑设计研究院有限公司,江苏盐城224002
【正文语种】中文
【中图分类】TU391
0 引言
门式刚架一般进行二维建模计算，有时局部开间带夹层办公等情况也可采用二维建模，但对于整层夹层的情况，二维建模就不合理了，尤其是平面外的作用考虑不到。

本工程介绍采用SATWE软件进行带夹层门式刚架厂房三维空间建模计算过程，其可以真实反映结构的实际情况;也可以在建模中计算出次梁断面及非组合楼板的配筋，并能复核框架梁及次梁的挠度;同时可以后接全楼节点设计程序，绘制刚接柱
脚、锚栓、梁柱刚接节点、门刚拼接节点;最后接JCCAD程序设计基础。

与二维建模相比有更高的可靠性及绘图更快更合理。

1 工程概况
本工程为2层生产车间，建筑尺寸100 m×35.76 m，1层层高7.65 m，2层楼面到檐口高度4.58 m。

2层生产车间活载为5.0kN/m2，屋面刚架活载为
0.45kN/m2，屋面檩条活载为0.5kN/m2。

1层为钢框架结构，2层为门式刚架结构，2层楼面为整层夹层。

6度设防，0.05g，第二组，场地类别Ⅲ类，安全等级为二级，柱脚刚接。

2 结构设计要求及结构布置
1层梁、柱断面按框架结构确定，2层的柱及屋面梁可以按二维模型计算出合理的断面再输入到三维程序中。

柱顶、层间位移及夹层的梁、柱的设计可按《钢结构设计规范》控制，夹层以上的梁、柱设计和围护构件的变形控制可按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》设计。

柱的位移控制按柱顶位移取总高度的1/500及层间相对位移取层高的1/400;屋面梁(无吊顶)挠度按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》限制为跨度的1/180;夹层梁挠度限值按《钢结构设计规范》的变形规定，次梁取跨度的1/250，主梁取跨度的1/400。

柱脚刚接，夹层纵横向框架梁与框架柱刚接，楼面次梁与框架梁铰接。

1层结构布置图如图1所示，2层结构布置图如图2所示。

图1 1层结构布置图
3 结构分析
1)在PKPM钢结构框架模块输入梁、柱、板及荷载等信息，进入SATWE按钢框架结构定义参数。

坡屋面风荷载作用下会产生风吸力，这种荷载作用按钢框架结构特殊风荷载定义选项中进行补充定义才能正确计算屋面梁的荷载作用。

图2 2层结构布置图
计算结果:a.结构扭转为主的第一自振周期Tt=0.853 7 s，结构平动为主的第一自
振周期 T1=1.330 7 s，Tt/T1=0.641 5;b.X方向最大值层间位移角1/959＜1/250，Y方向最大值层间位移角1/1 575＜1/250;c.X 方向的位移比为1.03，Y方向的位移比1.22;d.X 方向的有效质量及剪重比为 99.97%，1.89% ＞0.8%，Y 方向的有
效质量及剪重比为100%，2.65% ＞0.8%。

2)进入JCCAD，输入每个基础的附加荷载，定义修正后的承载力特征值为
fa=120kPa，采用天然基础，可以用程序柱下独基算出每个柱下的基础尺寸。

基
础梁总长100 m，在中部设置两道温度后浇带。

3)楼板采用Q235B镀锌钢板，压型钢板型号为YX70-200-600(t=0.8mm)，当楼承铺板方向跨度大于2.6 m施工时，应设置临时支撑。

压型钢板顶面以上混凝土
的厚度为70mm，按单向板设计，与受力筋垂直的方向设置Φ6@200的板面板底分布筋，现浇板面长100 m，在中部设置两道温度后浇带。

4 刚架施工图绘制
完成SATWE计算后，按以下步骤设计:PKPM钢结构模块→框架模块→全楼节点
连接设计模块→画三维框架设计图模块，即可以完成生成框架节点，生成门刚节点，生成柱脚与锚栓节点。

全楼节点连接设计中参数定义时注意:框架梁柱采用框架节点，屋面梁柱采用门式刚架节点。

5 围护结构设计
1)本工程外围护墙采用承重型蒸压加气混凝土砌块，容重不大于12kN/m3，采用
A5.0专用砂浆，此时结构位移控制较墙架彩钢板围护墙严。

2)女儿墙高3.0 m，在墙顶设压顶，墙底檐口位置设过梁，在女儿墙中设置间距小于2 m的构造柱。

3)1层内部隔墙在框架柱中填充，与框架柱拉结。

2层为大跨度刚架，为保证填充墙的稳定性，在下层框架柱对应位置设置抗风柱，在抗风柱中填充隔墙，由于内部
填充墙高度较高，墙长较长，在墙体层高中部位置设置系梁，在墙体长度方向设置间距小于3 m的构造柱。

内外隔墙构造措施严格按照国家标准图集《05J910-2钢结构住宅(二)》作法。

4)当墙体长度超过40m时，在中间设置温度缝，防止墙体过长，在温度作用下产生裂缝。

6 结语
本工程厂房采用门式刚架带夹层轻型钢结构，必须结合《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》与《钢结构设计规范》，采用空间建模计算刚架与楼板，利用全楼节点设计框架及门刚节点，这种方法适用于整层夹层情况，较门式刚架带夹层二维快速建模更加合理。

参考文献:
【相关文献】
［1］GB 50017-2003，钢结构设计规范［S］.
［2］CECS102∶2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(2012版)［S］.
［3］GB 50009-2012，建筑结构荷载规范［S］.
［4］李一凡，刘福胜，孙勇.门式刚架轻型结构房屋的发展现状［J］.钢结构，2006，21(2):1-4.。