门式刚架轻型钢结构有限元分析

合集下载

某门式刚架轻型钢结构厂房优化设计分析

某门式刚架轻型钢结构厂房优化设计分析
2 . 1 . 2状态变量 ( s v 1

2 优化设计



1优化模型同


几何构造 约束条件方面有宽 厚 比、 高厚 比 、 腹板 高度大 于 翼缘宽度 、 大头截 面高度大于小头截 面高度 、 翼缘 厚度大于 腹
2 mm以上等 。 性能约束考虑弹性范围内强度 的利用 、 刚 _ 收 作 稿 者 简 日 期 介 : 2 李 0 1 建 3 — 国 0 1 ( - 1 9 2 5 8 0 一 ) , 男 , 山 西 平 遥 人 , 毕 业 于 山 西 农 业 大 学 , 硕 板厚度 度及平面 内外稳定的性能约束 。 所有 约束条件应符合《 规程 》 的
士; 助教 , 主要从事房屋建筑学方面的教 学工作。




2 0 1 3年 第 2期 ( 总1 9 0期 )
规定 , 并且要在有限元分析的过程 中随着设计变量动态调整[ 3 1 。
2 . 2优 化 目标
产 品的厚度 系列 ; ③梁的翼板 和腹扳厚 度差别较大 ,
给材料规格选 型带来不 便。对结构进行 了两 轮三次 的优化设计 , 优化结果分析如下。
刚架中梁柱用钢 达 2 . 9 6 t , 单位平米用 钢量 为 2 3 . 6 k g / m 。实际工
程 中. 冈 0 架 中梁 柱 用 钢 一 般 为 刚架 总重 的 1 / 3 ~1 / 2 , 即使 按 上 限
取值 , 原设计 中门式刚架单位平米用钢量也高达 4 7 k g / m , 用钢 量与工程实际和轻钢钢结构 的特点极其不相称。
以单榀 门式 刚架体积最小 , 即用钢量最少为优化 目标 。
2 . 3优化步骤

门式刚架轻型房屋钢结构设计体会

门式刚架轻型房屋钢结构设计体会

跨度 的檩条宜采用 Q 3 A等级 的钢材 ; 25 连续 、 大跨 度 的檩 条宜采
用 Q 4 A等级的钢材 。 35

接 (. 4 6级、 C级螺栓 ) 其抗剪性能差 , 仅作为安装定位使 用或连接 结构 的次要部位 。高强度螺栓 ( . 8 8级和 1. 0 9级 ) 连接 常用在结 构主要受力构件 的连接 , 如梁 与梁 、 与柱 的连接 。高 强 度螺栓 梁
保护焊或埋 弧 焊 等 自动 焊 或 半 自动 焊 , 焊 丝性 能 符 合 G / 其 BT 19 719 4 5 —9 4的规定 , 焊剂须符合 G / 2 319 B T59 — 9的规 定。焊接材 9 料型号的选择 , 与 主体金 属强 度 相匹 配 : 4 应 E 3焊条 相 应 Q 3 , 2 5 E 0焊条相应 Q 4 , 5 35 当构件为 Q 3 2 5与 Q 4 35焊接 时 , 条应选择 焊
定, 设计 中应根 据计算 选用 。高 强度 螺栓 的最小 规格 M1 , 2 常用 M1 6~M 0 3 。锚栓一般采 用 Q 3 A牌号 的钢材 制造 , 当抗 震设 25 但 防烈度为 6度 , 7度时应采用 Q 4 A 35 。当抗震设 防烈度为 8 时应 度
On a a y i fs m e t a s n t i h—ie sa s a d walsr s f we k p r s n l sso o r n f i h g rs lb n l t e so a a t i e
磋和探讨 。
涂层 ( 或称面漆 ) 主要成分是有机 ( ) 碳 化合物 , 起装饰和保护
作用, 耐候性和防粉尘附着性是选择涂 层首要考 虑因素 。常用 涂 层的耐候性 由弱到强 的顺序 是 : 聚酯树 脂 ( 8年 ~1 0年) 硅改 性 、 聚酯树脂 ( 8年 ~1 ) 聚二 乙烯氟树脂 ( 2 ) 5年 、 > t 0年 。

门式刚架轻型钢结构设计浅析

门式刚架轻型钢结构设计浅析

震性能好及工业化 程度 高 的特点 , 门式 刚架 轻 型钢 结构在
【 文章编号】 1 1 66 (0 11 — O4 0 0 — 84 21 )0 06 — 2 0
支撑就无法形成有效传递 水平力 的平 面桁架结 构。系杆 一
般单独设置 , 并与 柱 间支撑 布置 相配合 。截面选 择 多采 用
现代建筑 中得到 广泛 发展和 应用 , 别在工 业 厂房 和仓 库 特
等的建设 中更是 占据重要 的地 位。 由于传统观 念及其他 原 因, 多年 以来钢结构 的发展 及应用 较钢筋 混凝土结 构迟缓 ,
热轧无缝钢管 , 时也可由檩条 或屋面钢 天沟兼作 , 时檩 有 此

度取隅撑 间距或两倍隅撑 间距 , 实际上 , 由于 隅撑都 是采用
普通螺栓连接 , 且与 隅撑 上端 相连 的檩条 也 是通 过普通 螺 栓与刚架粱上翼缘连接 , 因此 , 只有梁 下翼缘 发生一 定的侧 向位移时 , 隅撑才能起到侧 向支撑点 的作 用 , 考虑到 梁上翼
般采用截面刚度 较大 的槽 钢或 工字钢 等型 钢来 制作 , 型
用。
b 1 7 A -/(40 25 = . 一 : f 40 × 3 ) 0
A ≤10 2
当平面外计算长度 L =3 时 , = 0 =09 ; m A 6, . 2 当平 面外计算长度 L :6 m时 , -10 = . 7 A - 2 , 0 6 。由此可见 , 平 面外计算长度取值对稳定应力计算的影响 。 在 门刚设计 中 , 有的设 计人 员对 刚架 梁平 面外 计算 长
配的过程 , 每经 过 一个 柱 间支撑 所在 位置 , 轴力 便分 配 一
次, 以, 所 对所 有 的系杆 统一取 一荷载进 行设 计 , 必对 房 势

门式刚架轻型钢结构有限元分析

门式刚架轻型钢结构有限元分析

真。A
各类不同构件的迅速搭建,在后处理中对门式刚架结构不同组成构
件的力学性能参数有较全面的体现。
4.2 综上可见,梁柱结构承受了绝大多数屋面载荷,根据其受
力图可明显看出梁柱的连接形式。由檩条弯矩可以发现,屋面檩条
弯矩很小,原因是结构计算时已直接将荷载转换到刚架上,同时也
·154·
工程科技
门式刚架轻型钢结构有限元分析
罗东 (贵州大学 土木工程学院,贵州 贵阳 550005)
摘 要:本文用 ANSYS 分析变截面门式刚架空间非线性工作特性进行计算分析,主要包含静力分析、模态分析。
关键词:门式钢架;静力分析;模态分析
1 概述 单层工业厂房中广泛采
表 1 单层厂房钢结构各构件名称、功能及常见形式
点。柱脚节点可由实际确定,本文对两种连接进行了分析。(3)梁柱
及其他钢结构构件均假定为理想弹性材料,符合胡克定律,同时不
考虑钢板的蒙皮效应(图 1)。
3.2 静力分析
在考虑自重应力场的情况下,模拟静载作用下(屋面结构自重、
积雪等)的变形(图 2-3)。 3.3 模态分析 对于地震时程分析由于时间关系,和所学尚浅,现阶段无法对
其进行分析(表 2)。 4 结论
[1]王呼佳,陈洪军.ANSYS 工程分析进阶实例[M].北京:中国水利水电 出版社出版社,2006. [2]赵晓光,魏志卿.门式刚架轻型钢结构 ANSYS 分析[J].国外建材科 技,2008,29:131-134.
4.1 利用 ANSYS 可以实现门式刚架型钢结构厂房的三维仿
2 问题描述
实际工程中的门式刚架
由 于 钢 构 件 本 身 比 较 软 ,跨
度较大,因此挠度变形偏大,
结构有一定的几何非线性。

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》的变化及算例分析

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》的变化及算例分析

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》的变化及算例分析摘要:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》是我国建筑领域的重要标准之一,对于推广和应用轻型钢结构房屋有着重要的指导作用。

本文主要从规范的变化和算例分析两个方面进行探讨,旨在为建筑师和工程师提供参考和指导。

关键词:门式刚架、轻型钢结构、技术规范、变化、算例分析一、引言随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们对于住房的需求也越来越高。

传统的混凝土房屋在建设过程中存在着材料浪费、工期长、强度不足等问题,不满足人们对于房屋的需求。

因此,轻型钢结构房屋应运而生,以其轻便、环保、快速建设等优点,成为建筑领域的新宠。

而《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》则是对轻型钢结构房屋建设的重要标准,为其推广和应用提供了指导和保障。

本文将从规范的变化和算例分析两个方面对其进行探讨。

二、规范的变化1.新标准对于钢材的要求变得更加严格。

新标准在金属材料的要求上有更加严格的规定,钢材必须采用符合标准的材料,同时钢材的拉伸强度和屈服强度也有了更加严格的要求。

这一方面保证了材料的质量,另一方面也提高了建筑的安全性和可靠性。

2.新标准在构件的连接方式上提出了更加严格的规定。

为了保证建筑的安全性,在新标准中对于构件连接的方式进行了进一步的规范,连接件必须采用符合标准的材料,连接的方式也必须符合规范要求。

这一点对于房屋的结构安全有着重要的意义。

3.新标准在结构设计上提出了更加细致的要求。

新标准在结构设计方面提出了更加细致的要求,如对于单一面墙面的规定、风荷载的处理等,这些细节上的要求对于保障房屋的安全性和舒适性有着重要的作用。

三、算例分析1.计算荷载房屋的设计荷载是进行结构计算的前提,本算例以一栋3 层的轻型钢结构房屋为例,设计荷载主要包括:屋面活荷载、风荷载、地震荷载等。

2.结构设计根据设计荷载和地基条件,在新标准的指导下进行结构设计。

本算例采用钢结构门式刚架,根据新标准的要求进行设计,如柱间距、梁的高度和跨度、屋面和墙面结构等。

门式刚架轻型结构房屋的发展现状

门式刚架轻型结构房屋的发展现状

摘要介绍了门式刚架轻型结构体系在国内外的发展研究概况;评述了门式刚架结构优化设计研究领域从最初的尺寸优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程;针对我国的实际情况,对门式刚架轻型结构体系在原材料供应、设计、技术力量等方面存在的问题进行了分析,提出了相应的解决措施。

(关键词:门式刚架;发展设计;尺寸优化;形状优化;拓扑优化门式刚架轻型结构房屋的发展现状一、研究背景门式刚架轻型结构体系是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构式。

它是用等截面或变截面的焊接H型钢作为梁柱,以冷弯薄壁型钢作檩条、墙梁、墙柱,以彩钢板作为屋面板及墙板,现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要承重结构,再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体系,即门式刚架轻型结构体系。

这种结构体系可以在工厂批量生产,在现场按要求拼装形成。

能有效地利用材料,构件尺寸小,自重轻,抗震性能好,施工安装方便,建设周期短,能够形成大空问、大跨度,具有外表美观,适应性强,造价低,易维护等特点。

二、门式刚架轻型结构体系在国内外的发展概况门式刚架轻型结构体系在国外应用极为广泛。

在我国,随着压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的引进和发展,轻型门式剐架结构体系也引起了普遍的重视,应用越来越广泛,逐渐成为许多工业和民用建筑的首选体系。

(一)门式刚架轻型结构体系在国外的发展概况门式刚架轻型结构体系始于美国。

日本和欧洲门式刚架轻型结构体系的应用也较多,但美国的门式刚架轻型结构体系发展最快,应用也最广泛。

由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构所不具备的优点,而且经济效益十分显著,因此这种结构形式在国外一经推出就得到了广泛应用。

国外轻型钢结构发展较早,由于汽车工业的发展,最初用于建造私人汽车库等简易房屋。

二次世界大战时期,由于战争的需要,一些拆装方便的轻钢结构建筑用于营房和库房。

20世纪60年代以来,国外建筑钢材的发展有了很大突破,随着色彩丰富而耐久的彩色压型钢板的出现以及H型钢和冷弯型钢的问世,极大地推动了门式刚架轻型钢结构的发展。

门式刚架轻型钢结构设计分析

门式刚架轻型钢结构设计分析

际工程为例, 采用 门式刚架轻型房屋钢结构设计规程, 根据设计要求, 针对带吊车门式刚架、 吊车梁及基础的受力特点、 设计方法, 进行 结 构设 计分 析 , 解决 了设 计 中所 遇 到的 问题 。供 广 大 同行参 考 。
关键 词 : 门 式刚 架 轻 钢结 构 门式 刚架 吊车梁 基 础
应 选用 Q 2 3 5 C 钢。 4 . 4 檩 条 及墙 梁设 计
2 、 设计 要 求
根据《 钢结构设计规范》 ( G B 5 0 0 1 7 — 2 0 0 3 ) 及《 门式 刚架 轻 型 房 屋 钢 结 构
技术规程》 ( C E C S 1 0 2 : 2 0 0 2 ) 门刚规程相关规定 : 主刚架的挠度限值取其跨度 为1 / 1 8 0 ; 风 荷 载作 用 下主 刚架 柱顶 水 平侧 移 限值 取其 计 算 高度 的1 / 4 0 0 ; 对 中 级工 作 制桥 式 吊车 的 吊车 梁挠 度 限值取 吊车 梁跨 度 的 1 / 1 0 0 0 。 围护 结构 参 照
《 门式 刚架 轻 型房 屋钢 结构 设 计规 程) ( C E C S 1 0 2 : 2 0 0 2 ) ,檩条 挠 度 ≤L / 1 5 0 , 受 压杆 件 长 细 比 ≤ 1 8 0, 吊车 梁 以 下柱 间 支 撑受 压 长 细 比  ̄ <2 2 0 , 吊 车梁 以 下 的 柱 间支 撑受 拉 长细 比 ≤3 0 0 , 其 他受 拉 支撑 长 细 比≤4 0 0 。
应可采用底部剪力法分析确定。根据不同荷载组合下的内力分析结果 , 找出 控制截面的内力组合 , 控制截面的位置一般在柱底 、 柱顶、 柱牛腿连接处及梁 梁 跨 中等 截面 。 变截 面 门式 刚架 的柱 顶侧 移 应采 用 弹性分 析 方法 确定 , 计 某 某 钢铁 公 司机 修 车 间 , 其 厂房 轴 线长 度 为 1 2 0 m, 共 两跨 , 每跨2 4 m, 柱 端 、 不考虑荷载分项系数。如果最后验算时刚架的侧移刚度 距1 2 m, 建 筑 面 积4 7 0 6 . 6 n f ; 每 跨 内设 有 一 台 1 6 t 桥 式 吊车 ( 带驾驶室 ) , 中级 算时荷载取标准值, 需 采用 下 列措 施 之 一进 行 调整 : 放 大柱 或 ( 和) 粱 的 截面 尺 寸 , 改 工作 制 , 吊 车轨 顶 标 高 8 m。 自然 条 件 如 下 : 风荷 载 : O . 6 k N / r d, 地 面粗 糙 度 : 不满 足 要 求 , 把 多跨 框架 中 的个 别摇 摆柱 改为 上 端和 梁 刚接 。 B 类; 雪荷载 : 0 . 6 k N / ; 屋 面活荷载 : 0 . 5 k N /  ̄( 受 荷面积大 于6 O 时 主 刚 铰接 柱脚 为 刚接 柱脚 ;

门式刚架轻型房屋钢结构的设计原则

门式刚架轻型房屋钢结构的设计原则

门式刚架轻型房屋钢结构的设计原则门式刚架为一种传统的结构体系,该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。

门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。

常用的门式刚架轻型房屋是指房屋高度不大于18m,房屋高宽比小于1,承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。

1. 门式刚架轻型房屋钢结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用分项系数的设计表达式进行设计。

2. 门式刚架轻型房屋钢结构的承重构件,应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

3. 当结构构件按承载能力极限状态设计时,持久设计状况、短暂设计状况应满足下式要求:式中:γ0——结构重要性系数。

对安全等级为一级的结构构件不小于1.1,对安全等级为二级的结构构件不小于1.0,门式刚架钢结构构件安全等级可取二级,对于设计使用年限为25年的结构构件,γ0不应小于0.95;Sd——不考虑地震作用时,荷载组合的效应设计值,应符合规范规定。

Rd——结构构件承载力设计值。

4. 由于单层门式刚架轻型房屋钢结构的自重较小,设计经验和振动台试验表明,当抗震设防烈度为7度(0.1g)及以下时,一般不需要做抗震验算;当为7度(0.15g)及以上时,横向刚架和纵向框架均需进行抗震验算。

当设有夹层或有与门式刚架相连接的附属房屋时,应进行抗震验算。

当抗震设防烈度7度(0.15g)及以上时,应进行地震作用组合的效应验算,地震设计状况应满足下式要求:式中:SE——考虑多遇地震作用时,荷载和地震作用组合的效应设计值,应符合规范规定;γRE——承载力抗震调整系数。

5. 承载力抗震调整系数应按表1采用。

门式刚架轻钢结构设计分析

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,在进行端板连接的谷草中,要以其承受不小于较小被连接构建截面承载力的一般为基础,进而进行设计。

在对主钢架构件进行实际连接的过程中,必须要将高强度的螺栓应用进来,进而对其连接,其主要包含两种类型,即承压型和摩擦型。

如果在对端板进行连接的过程中,其只会受到弯矩或者是轴向力的作用,又或者是实际的剪力比抗滑移承载力小很多,则可以不对端板的表面进行针对性的处理。

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

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。

轻型门式刚架结构特点及其在国内发展

轻型门式刚架结构特点及其在国内发展

浅谈轻型门式刚架的结构特点及其在国内的发展摘要:轻型门式刚架结构是国内外应用广泛的建筑结构体系,具有质量轻、工业化程度高、施工周期短、综合经济效益高、柱网布置灵活、建筑外型新颖美观等优点。

随着我国经济的快速增长, 轻型门式刚架房屋结构也得到了迅速的发展。

本文先介绍轻型门式刚架的相关的定义,再阐述其主要的结构特点,最后对轻型门式刚架在我国应用及发展进行综合分析。

关键词:门式刚架;轻型房屋;冷弯薄壁型钢;发展现状正文:轻型门式刚架结构体系是指以轻型焊接h形钢(等截面或变截面)、热轧h形钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架,用冷弯薄壁型钢(槽形、z形等)做檩条、墙梁;以压型金属板(压型钢板、压型铝板)做屋面、墙面;采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。

1.结构特点1.1质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成,屋面、墙面的质量都很轻,因而支承它们的门式刚架也很轻。

根据国内的工程实例统计,单层门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/m2;在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1/20~1/30。

1.2工业化程度高,施工周期短轻型门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作,质量易于控制和保证,工地安装方便。

除基础施工外,基本没有湿作业,现场施工人员的需要量也很少。

构件之间的连接多采用高强度螺栓连接,这是安装迅速的一个重要因素,但必须注意设计为刚性连接的节点,应具有足够的转动刚度。

1.3综合经济效益高轻型门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢筋混凝土结构等其他结构形式略高,但由于采用了计算机辅助设计,设计周期短;构件采用先进自动化设备制造;原材料种类较少,易于采购、运输;所以,门式刚架结构的工程周期短,资金回报快,投资效益高。

1.4柱网布置比较灵活传统的结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制,柱距多为6m,当采用 12m柱距时,需设置托架及墙架柱。

门式钢架结构详解讲解

门式钢架结构详解讲解
脊两侧各布置一道,在天沟附近布置一道 。
屋面檩条布置实例
墙梁:墙梁的布置,应考虑设置门窗、 挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。
门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙,在 采用压型钢板作围护面层时,墙梁宜布置 在刚架的外侧,其间距随墙板板型及规格 而定。
3 .支撑和刚性系杆的布置原则: ① 在每个温度区段或分期建设的区段中,应
2.门式刚架的梁、柱多采 用变截面杆件,可以节 省材料。
3.组成构件的杆件较薄, 对制作、运输、安装的 要求高。
4.构件的抗弯刚度、抗扭 刚度比较小,结构的整 体刚度也比较柔。
中国工程建设
三、门式刚架结构的应用情况 标准化协会
1.我国门式刚架设计标准:《门式刚架轻型房屋 钢结构技术规程》(CECS102:2002)
酯泡沫塑料、岩棉等
支撑—屋面支撑、柱间支撑
单层轻型钢结构房屋的组成
二、门式刚架结构的特点
重量轻(20~50kg/m2) 工业化程度高、施工
周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高
门式刚架结构性能:
1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、 隅撑来保证,从而减少了屋盖支撑的数量, 同时支撑多用张紧的圆钢做成,很轻便。
随着冷弯薄壁型钢和彩色压型钢板等新型围 护结构和材料的出现,其概念已发生根本性变革, 与传统钢结构相比,其“轻”主要体现在:
采用轻质围护结构,大大减轻恒载,整体结
构自重轻;
采用标准化、自动化生产构件,现场装配,
施工进度快;
广泛用于大中小跨度、工业与民用建筑,空
间布置灵活,建筑造型轻;
可回收,符合环保及可持续发展原则。
吊车梁
天窗架 山墙抗风柱
轻钢结构工业厂房
正在建设中的多层轻钢结构厂房

门式钢架的受力分析实例

门式钢架的受力分析实例

门式钢架的受力分析实例一、分析种类:结构力学静力分析二、基本理论:结构矩阵分析是结构力学的一种分析方法。

结构矩阵分析方法认为:结构整体可以看作是由有限个力学小单元相互连接而组成的集合体,每个单元的力学性能可以比作建筑物中的砖瓦,装配在一起就提供整体结构的力学特性。

有限元法的基本思想是:1.假想把连续系统分割成数目有限的单元,单元只在数目有限的节点相连。

在节点引进等效载荷,代替实际作用与系统的外载荷2.对每个单元由分块近似的思想,按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系3.把所有单元的这种特性关系按一定条件集合起来,引入边界条件,构成一组以节点变量为未知量的代数方程组,求解就得到有限个节点处的待求变量所以,有限元法实质上是把具有无限个自由度的联系系统,理想化为只有有限个自由度的单元集合体,使问题转化为适合于数值求解的结构型问题静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。

静力分析包括线性和非线性分析。

而非线性分析涉及塑性,应力刚化,大变形,大应变,超弹性,接触面和蠕变。

本次分析为结构线性静力分析静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应,它不考虑惯性和阻尼的影响,如结构受随时间变化载荷的情况。

可是,静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响(如重力和离心力),以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷。

静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移,应力,应变和力。

固定不变的载荷和响应是一种假定;即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。

静力分析所施加的载荷包括:l.外部施加的作用力和压力2.稳态的惯性力(如中力和离心力)3.位移载荷4.温度载荷线性静力分析的求解步骤1.建模2.施加载荷和边界条件,求解3.结果评价和分析三、有限元方法及软件:利用位移函数—虚功原理推导梁单元的有限元计算公式第一步:写出单元位移、节点力向量应用软件ansys10.0在ansys产品家族中有七种结构分析的类型。

门式刚架常见问题及其改进措施

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。

基于ANSYS的门式刚架轻钢结构模态分析

基于ANSYS的门式刚架轻钢结构模态分析

在 实际运用上结构构成 、 结构节点连接 、 防火优 势等方面 的技术经验 , 出了在结构设 计 、 提 抗震要 求与整体 稳定分 析方 面 的建 议 , 为今后的设计积累必要 的技 术资料及 提供 参考。 关键词 : 高层住 宅 , 钢框架一钢筋 混凝土结构 , 双重体 系
中图分类号 :U 7 . T 933 文献标 识码 : A 2 外墙体材 料。 ) a G C夹心复合板 ; . .R b 轻质加 气混 凝土 板材 ; . 丝 网水 泥 e钢 夹心板 , 等等 。
Dic s i n o n el e tg e n b i i g s u so n i t l g n r e u l n i d
J A n -h I Ni gs a
( uqa nvrt, i e 6 0 0 C i ) H a i U i sy Xa n3 10 , hn o ei m a
革新 , 用新 型材料 和技术 的同时 , 多依赖 于建 筑智 能化 系统 的智能化技术 , 采 更 对于 改善人 居环 境 , 促进 社会 资源 可持 续发 展 具
来实 现。
有重要意义 。
参考文献 :
计 划 出版社 ,09 20 .
4 结语
的同时 , 满足建筑功 能需 求 , 而最 大 限度 的节约 能源 。尽管 我 国
通常用住 宅外墙的问距来确定外 部支柱 , 外围柱子应尽可能地 a 圆钢管混凝土 ;. . b 方钢管混凝土 ;. eH型钢 ;. d 钢骨混凝土 。 定 ,
山东樱花 园小 区( 2层/ 1 7度 ) 天 津丽苑 小 区( 2层/ 、 1 7度 ) 上海 、 a压型钢板混凝 土组 合 楼板 ; . 制混 凝土 叠合 板 ;. 浇 . b预 C现 中福城 (7层/ 1 7度 ) 马鞍 山光 明新 村 (7层/ 、 1 6度 ) 浙 江泰 和花 钢筋混凝土楼板 。 、 4 钢梁通常采用 H形截 面或箱形截 面。 ) 园 (7层/ 1 6度 ) 济南百花小 区(6层/ 、 2 6度) 以及杭州市 金都城市 2 双 重体 系结构 设计 芯宇 (9层/ 2 6度 ) 。推广钢结 构住 宅体系已迫在眉睫 。 等

钢结构厂房实体模型有限元模拟分析

钢结构厂房实体模型有限元模拟分析

钢结构厂房实体模型有限元模拟分析摘要, 门式刚架轻型厂房近年来在我国取得了广泛的应用,本文运用有限元分析软件对门式厂房进行了整体有限元模拟分析,提出了在门式刚架厂房设计中应注意的一些问题。

关键词, 厂房实体模型门式钢结构有限元模拟分析轻型门式厂房是目前国内发展速度最快的新型钢结构形式,它以其强度高、施工速度快、受力性能好等优点被广泛地应用于工程建设中。

本文通过对门式刚架厂房的模型设计与制作,对该种结构的设计与施工中应注意的问题作如下初步分析和探讨。

1.门式刚架轻型厂房的模型模拟与分析模型的计算假定,,1,本模型所有构件假定为理想弹性材料,符合HOOKE定律,,2,刚架梁柱连接用3节点的Beam189单元。

厂房檐口高度6.2m,跨度9m,柱距6m,屋面活载0.65KN/m2,屋面恒载0.25KN/m2等。

有限元法将所研究的工程系统,engineering system,转化成一个有限元系统,finite element system,,该有限元系统由节点,node,及单元,element,组合而成还包含工程系统本身所具有的边界条件,约束条件、外力荷载等,,它1可以转化成一个数学模式,并据此得到该有限元系统的解答,然后再通过节点单元表现出来。

有限元分析流程的解题步骤如下,,1,结构离散化,结构离散化是有限元法分析的第一步,即将要分析的结构分割成有限个单元体,离散后单元与单元之间利用节点相互连接起来,单元节点的设置、单元性质,以及单元的数目等都应视问题的性质、计算精度和所要描述的变形形态而定。

有限元法中分析的结构已不是原有的物体或结构物,而是通过一定方式连接起来的同样属性材料的集合体。

,2,单元特性分析,位移模式―单元属性―等效节点力。

,3,整体刚度矩阵组装应用结构的平衡条件和边界条件把各个单元按原结构重新组装起来,形成整体刚度矩阵,KU=F。

,4,求解未知节点位移求解方程组,得出未知节点位移。

应用弹塑性力学中的几何方程和物理方程,求出单元的应力、应变。

门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点与设计方法

门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点与设计方法

门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点与设计方法摘要:在新的时代背景下,随着社会的不断发展,生产水平有了很大提高,我国钢产量也在不断增加,品种也越来越丰富,同时因为彩色压型钢板的迅速发展,这样就促使门式刚架轻型房屋钢结构房屋有了很大发展,并且门式刚架轻型房屋钢结构具备很大的跨度和空间,强度高,钢用量少,造价成本低等优势,所以在工业厂房、仓库等工业建筑中得到了非常广泛的应用。

基于此,本文主要分析了门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点与设计方法进行。

关键词:门式刚架轻型;钢结构;工业建筑;应用特点;设计方法一、前言在工业厂房中,门式刚架轻型房屋钢结构是一种常见的结构形式,特别是近些年来,随着我国经济的快速发展,因为该结构具备强度大、钢用量少、重量轻以及造价成本低等特点,所以得到了广泛应用。

同时在应用该结构的时候,要采取行之有效的方法进行设计,进而全面推动建筑行业的可持续发展。

二、门式刚架轻型房屋钢结构概念门式刚架轻型房屋钢结构是指以轻型焊接H形钢(等截面或变截面)、热轧H 型钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等组成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架,其檩条、墙梁可选取冷弯薄壁型钢;屋面、墙面可选取压型金属板;保温隔热材料可选取聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酸泡沫塑料、岩棉等,并进行支撑设置的一种轻型房屋结构体系。

在现阶段,一般选取焊接H形变截面构件作为门式刚架梁与柱,单跨刚架梁柱节点选取刚接的方式,刚接与铰接结合的方式应用于多跨刚架梁柱节点,柱脚则根据厂房荷载的等级选择刚接或者铰接的形式。

三、门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点(1)采用轻型屋面,大大减轻了屋面重量,从而减小刚架截面尺寸和基础大小。

(2)刚架可采用变截面,截面与弯矩成正比。

变截面时可根据需要改变腹板高度和厚度及翼缘宽度,做到材尽其用。

(3)刚架的腹板可按有效宽度来设计,即允许部分腹板失稳,利用其屈曲后强度,这样一来腹板高厚比可超过普钢结构高厚比,从而减小腹板厚度。

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

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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
PO t lFr me ra a
ZHlO 口 一 口 z _ A X 。 g , g, 厂 E,Z7 - g lq
( u【yIs i e at n f o s ut E gnei Q ai p 0 D prmet n廿 c nier g证 X c ag uc ag4 1 o , hn) t n嘣 n oC n uhn ,x hn 6O 0 C ia
分析软件 不 断涌现 。而大 型的有 限元通用分 析软件 AN YS 则 由于其 全 面 的前 处理 建 模 功 能 , 大 S H 强
的分析运算 能力 几 乎 能 够对 目前所 有 特殊 、 复杂 的 建筑结构 进 行 各 种 藕 合 外 加 荷 载 作 用 下 的 结构 分 析 。对某 类 空 间 门 式 刚 架 厂 房 结 构 进 行 了计 算 分
檩 条 墙 架 梁 密 度 梁 柱 密 度 斜 撑泊松 比
第2 9卷
数 值
第 6期
2. 1× 1 n O 78 0 O
78 O0 0. 3 2. 1× 1 0¨ O. 3 1 0O 4
檩 条 墙 架 梁 弹性 模 量
斜 撑 初 始 应 变
实 际工程 中的 门式 刚 架 由于跨 度 都 比较 大 , 且 钢构 件本身 比较软 , 因此往往 出现挠 度变形偏 大 , 结 构有 一定 的几何 非线性 。现 有 的门式刚架计算 模型
主要 是平面 模型 , 很少 考虑空 间模 型 , 更没有讨 论变 截面 门式 刚架 。
通常轻 型钢 结构 厂房典 型构 成名称及 功能如表
间 , 构的 自重 较轻 , 于制作 、 输 和安装 。 结 便 运



随着计 算 机 技术 的不 断 发展 , 进 的结 构设 计 先
】2 3
20 0 8年 表 1 单层厂房钢结构各构件组成
构 件 编 号 构 件 名 称 作 用 常 见 截 面 形 式 梁 柱 弹 性 模 量
1所 示 。
房的整体性 , 提高了承受风 、 地震及吊车制动力等水
平载荷 的能力 。与 传统 的 以屋 架 作为 平面 框架 横梁
的钢 结构厂房 比较 , 门式 刚架 的构 件 和数量 少 , 内 室
整洁 , 建筑体新 颖 美 观 。 由 于门式 刚 架 一 般 为超 静
定结构 , 内力分 布较 均匀 , 利于 充分 发挥 构件 材料 有 的作用 , 构 件截 面 较 小 , 以 有 效 地 利 用 建 筑 空 故 可
o i e ,∞l na d p die fgr r d 哪 n u n .Th tt n ls rsh c0d dwi h ein oiia ne t n a d rn ce h — esai a ay eu sac re t t ed s r I litni n e etdt eme c h g gl 0
wi ai i a sco1wa l lt . h nl i cne 0 ti ds utrl 1 a d p c et n cai l t e t vr t nl et I s ac ae T eaa s tm cna e rc a g0 l i I 锄 n dmehIc a s h ao i s c u d y s0 n t u b sa a la s t
20 0 8年
第2 卷 9
第 6期
门 式 刚 架 轻 型 钢 结 构 有 限 元 分 析
赵晓 魏 卿 光, 志
( 昌市建设 工程质 量监督 站 , 昌 4 1 0 ) 许 许 6 o 0
摘 要 : 对门式刚架轻型钢结构的组成特点进行了简单介绍。针对某类变截面门式刚架轻型钢结构进行了有限
c a ia u l y h nc l ai . q t
K e r s: p ra rme f i lme t sel tut r y wO d otl a ; j t e f n e e n ; te sr cue
门式刚架 轻型 钢结构 是单 层 工业 厂房 中一种 广 泛采用 的结构 形 式n 。 因 为其 用 钢 量 少 , 构 自重 结
元静 力 计 算 分析 , 析 了结 构 的整 体 位 移 变形 , 、 分 梁 拄及 檩 条 的 受 力 情 况 。计 算 结 果 正 确 反 映 了此 类 结 构 的 受 力 特 点
并与 设 计初 衷相 符合 。
关 键词 : 门式刚架; 有限元; 钢结构
Fi ie El me t d O g we g t e t u t r n t e ntS u y f r Li ht i htS e lS r c u e
Ab t a t Th h rce fl hweg tselsrcuep ra rmewa nId cd sr c : ec aatro g t ih te tu tr otl a sit u e .A eti g t Ih te tu tr i f ℃ c ranl hweg tse i rcue i s
门式钢 结构 设 计 理论 相 对 比较 简单 , 于被设 易
计人员 掌握 。门式 刚架轻 钢 厂房 的 主承力 结构 为 由 横梁 、 组成 的平 面 门式 刚 架 [ 。檩 条 、 梁 及 支 柱 2 】 墙 撑系统使 单独 的平 面 刚 架形 成 空 间 体 系 , 加 了厂 增
1 既有 单 层 厂 房 介 绍
析, 了解 了其基 本 的受力性 能 , 示 了有 限元 分析技 展 术在 处理 门式刚架 结构 中的优 势及特 点。
轻 , 工速 度快 , 合 经 济 效 益 高 , 年来 得 到 迅 速 施 综 近
的发展 。迄今 为止 , 型 门式 刚 架 的 结 构设 计 和 施 轻
工技术基 本 已经成熟 。
相关文档
最新文档