(完整版)浅谈门式刚架的发展概况及工程应用毕业论文

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本科生毕业论文（设计）题目：浅谈门式刚架的发展概况及工程应用

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内容摘要

目前,轻型门式刚架结构因其用钢量少,结构自重轻,施工速度快,综合经济效益高等优点,得到了迅猛的发展。往往在实际结构中,轻型门式刚架的构件与不在同一平面内的其他构件相联系,形成了三维的空间传力体系。但现有的门式刚架计算基本上以平面模型为主,难以考虑结构的空间共同作用。因此,本文分别对竖向荷载和水平荷载作用下轻型门式刚架的空间共同工作特性进行了分析研究,对影响轻钢门式刚架空间共同作用的构件选取进行了优化,以期在设计和应用中达到科学经济的目的。

关键词：门式钢架；发展；应用

目录

内容摘要........................................................................................................................... 引言.. (1)

1 门式刚架的发展概况 (2)

1.1 适用范围 (2)

1.2 门式刚架的发展现状 (2)

2 门式刚架的主要结构特点 (7)

2.1 结构优点 (7)

2.2 力学模型 (7)

2.3 屋面支撑设计 (11)

3 门式刚架的主要设计要点 (12)

3.1 设计与施工要点 (12)

3.1.1 设计 (12)

3.1.2 施工 (12)

3.2 屋面活荷载的取值和布置 (13)

3.3 合理跨度的确定 (13)

3.4 刚架最优间距的确定 (13)

3.5 柱脚的抗风措施 (14)

3.6檩条和墙梁的布置 (14)

3.7支撑和刚性系杆的布置 (15)

4 门式刚架的主要工程应用 (16)

4.1 门式刚架的结构形式和设计原则 (16)

4.2 门式刚架应用工程实例 (16)

4.2.1结构选型和布置 (16)

4.2.2荷载的计算 (17)

4.2.3节点设计和施工安装 (34)

4.3 门式刚架发展和应用前景 (39)

5 常见的技术问题及解决办法 (40)

5.1 节点问题 (40)

5.2 构件的加工制作 (40)

5.3 预埋件（锚栓）问题现象 (41)

5.4 锚栓不垂直现象 (41)

5.5 锚栓连接问题现象 (41)

5.6 现场焊缝现象 (41)

5.7 柱垂直偏差过大 (42)

5.8构件的变形问题 (42)

6 结论与展望 (44)

参考文献 (46)

引言

钢结构通常是由型钢和钢板等制成的梁、析架、柱、板等构件组成的工程结构。各部分之间用焊缝、螺栓或铆钉连接,有些钢结构还部分采用钢丝绳或钢丝束。钢结构与钢筋混凝土结构、木结构和砖石等砌体结构都是工程结构的不同分支。它按行业通常分为轻型钢结构!高层钢结构!住宅钢结构!空间钢结构和桥梁钢结构五大子类。

钢结构体系具有材质均匀、强度高、塑性韧性好、自重轻、密封性好、安装快捷、施工周期短、投资回收快、环境污染少等优点。与钢筋混凝土结构相比,更具有在，高、大、轻。三个方面发展的独特优势。在全球范围内,特别是发达国家和地区,钢结构在建筑工程领域中得到了合理、广泛的应用。钢结构的发展与应用和当时的钢铁冶炼技术和钢铁产量有着密切地关系。我国古代钢铁冶炼技术在世界处于领先地位,因此我国钢结构有着悠久的历史。公元前200多年的秦始皇时代就己用生铁建造桥墩,公元60年左右汉明帝时代就建造了铁链悬桥(兰津桥),在宋朝建造了13层高的湖北荆州玉泉寺铁塔。在西方随着18世纪工业革命的兴起,冶炼出了抗拉性能好于生铁的熟铁;19世纪20-30年代出现了铆钉,之后又出现铆接熟铁结构,使桥梁和其它建筑的跨度得以增大。

1 门式刚架的发展概况

1.1 适用范围

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来，该类工程发展迅猛。目前，国内每年都有上千万平米的门式刚架轻钢建筑工程，主要应用范围如下：

（1）单层工业厂房。门式刚架轻钢结构因其重量轻、跨度大、易于组合，是建造单层厂房的优选结构形式，厂房内可设5t以下悬挂吊车或起重量小于20t的中轻级工作制吊车。

（2）单层仓储建筑。采用门式刚架轻钢结构外形美观，库内空间大，施工周期短，改建或转向容易。因此，可广泛用于码头仓库，商品仓库及工厂各种库房。

（3）商业建筑。随着城乡经济繁荣，各种商业建筑，如超市、贸易中心、农贸市场等都要求建筑物跨度大、视野开阔，门式刚架结构是合理的结构形式之一。

（4）文娱设施和体育馆。门式刚架结构可满足大跨美观的要求，如学校内体育馆、小礼堂等。

（5）旧建筑的翻修与加层。随着经济的发展，旧建筑的翻修改造业务不断增加，如轻质隔墙和高级装修的内外墙面，在原有建筑上加层都离不开门式刚架轻钢结构。

1.2 门式刚架的发展现状

门式刚架轻型房屋钢结构主要是由梁、柱、檩条、墙梁、支撑、屋面和墙体等构件组成的一种结构体系。具有重量轻、整体刚度较好、柱网布置灵活、支撑系统简洁、综合经济效益较高等特点。被广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。如各类轻型厂房、体育场馆、车站候车大厅、仓库、物流中心、大型超市、展

览厅、活动房屋、加层建筑、码头建筑、办公场所以及辅助性建筑等。

1 门式刚架轻型房屋钢结构的发展历史

从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定

时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也

有着特定的历史背景。

轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私人车库等简易房屋。第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。

门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。

上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了

很大突破,色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构

的发展。加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。

目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋

钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,