轻型门式刚架厂房设计中若干问题的探讨
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》。
门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的若干问题思考
门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的若干问题思考发表时间:2017-05-03T17:06:21.567Z 来源:《基层建设》2017年3期作者:许伟江[导读] 摘要:根据国内现行建筑工程中常用的钢结构设计和施工,提出轻型门式钢架结构这种新型的结构形式在施工中的发展和应用。
杭萧钢结构股份有限公司浙江杭州 310000摘要:根据国内现行建筑工程中常用的钢结构设计和施工,提出轻型门式钢架结构这种新型的结构形式在施工中的发展和应用。
并针对施工中遇到的一些实际问题展开论述,希望研究的结论能够是对于工程实践具有参考价值。
关键词:门式钢架;钢结构设计;施工特点作为一种新型的结构形式,门式刚架轻型钢结构在工程建设中较为常用。
其具有的特点摘要包括结构受力体系、彩色压型钢板、钢檀条。
在工程实践中得到了总结经验,包含了结构的特点和设计,以及施工中遇到的问题及解决策略等,与大家共享。
1、门式刚架轻型钢结构的特点1.1门式刚架轻型钢结构具有用钢量少,自重轻的特点,这是由于其采用的是具有防水、围护为一体的多功能新型屋面墙体材料决定的,这些材料的特点就是荷载重量较少,承重构件基本为高强钢材,因此结构较轻。
现在通用的门式刚架轻型钢结构的重量比传统的钢筋混凝土结构的重量轻二分之一到三分之一。
1.2门式刚架轻型钢结构具有适应性强的特点,由于跨度和布置的灵活性,使得单跨和多跨都可以实现自由的组合,对于不同工艺和规模的建筑来说是十分适用的。
1.3钢构件的造价较为合理,生产效率很高,精度也较高,质量较为稳定,始终的工期一般在三个月左右就能完成一个五千到一万的平方米的单层。
这是一种综合效益较好、空间使用率高的技术,具有时代感和新颖别致的特点。
2、门式刚架轻型钢结构的技术规程2.1这项规程对于工程的发展起到了推动作用。
由于工程的环境较为复杂,无论是自然环境还是地质环境,要解决的问题很多,在一些工程中,会出现框架梁体过细的问题,因此在进行排架的布设的时候,有的企业为了节省费用,适用造价低的轻钢梁等进行施工,但是这种施工工艺是不符合施工要求的,导致问题频发。
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。
浅谈门式钢架轻型房屋设计中若干问题的探讨
浅谈门式钢架轻型房屋设计中若干问题的探讨【摘要】本文简要介绍了门式轻钢结构设计中需要注意的几个问题,如抗风柱、柱脚的设计、门式钢架内设置钢平台,并提出解决的办法及设计中所注意的事项。
【关键词】门式轻钢结构;抗风柱;柱脚;设计近年来,我国的社会经济和科学技术飞速发展,各种大型轻钢门式钢架结构的工业建筑越来越多,由于它具有自重较轻,材质均匀、建筑造型美观、制造简单、工业程度高、施工速度快、工程造价低、绿色等优点,受到越来越多的人的青睐。
现就门式钢架轻型房屋设计中若干问题进行探讨分析,提出相应的看法及设计处理方法。
1 抗风柱在门式钢架设计中,抗风柱的作用主要是传递山墙的风荷载,抗风柱采用弹性连接,主要目的是避免抗风柱承受竖直方向的荷载。
抗风柱一般有悬臂柱、铰接柱和弹簧板连接等做法,悬臂柱就是抗风柱柱顶与钢梁不连接或者柔性连接,按悬臂计算,施工时做成柱顶柔性连接;弹簧板连接主要是不承受屋面荷载(竖向力),只考虑屋面传递风荷(水平力),与钢梁的连接传递给屋盖系统而至于整个排架承重结构,下通过与基础的连接传递给基础.对于抗风柱,按照02SG518-1门式钢架轻型房屋钢结构图集抗风柱与主钢架之间设300mm的缝,在实际一些工程中,为了节省工程造价,取消了抗风柱与主钢架之间设300mm的缝,将门式钢架的边榀刚架的钢柱与抗风柱合二为一。
笔者认为这样门式钢架的边榀刚架的钢柱不仅要承受纵向地震作用及墙面上的风荷载、还得传递山墙的风荷载。
因此门式钢架的边榀刚架计算时不能遗漏作用在山墙的风荷载。
2 柱脚的设计柱脚主要有:铰接和刚接。
铰接一般用于不带吊车的房、仓库以及柱下端水平位移不大的刚架。
对于有吊车以及檐口高度较高、风载等其他水平荷载较大的情况下宜用刚接。
无论是铰接或刚接柱脚,柱脚锚栓都不宜用以承受柱脚底部的水平力,此水平力应由底板与混凝土之间的摩擦力或设置抗剪键来承受。
在柱脚螺栓预埋中,发现好多工程中,预埋的柱脚螺栓不准确,造成工程中很大的浪费,因此在设计中,最好能在基础顶做一段钢筋混凝土短柱,将短柱与预埋螺栓一起浇筑,这样便于预埋螺栓精确定位。
探讨门式刚架轻型房屋钢结构设计存在的问题和应对策略
探讨门式刚架轻型房屋钢结构设计存在的问题和应对策略作者:黄河源来源:《商情》2010年第27期[摘要]门式刚架是典型的轻型钢结构,它具有节省材料、造价低廉、施工时间短的优点,因而被广泛应用。
但是在门式刚架轻型房屋的设计中也存在一些问题,本文主要探讨门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的问题,并提出相应的解决策略。
[关键词]门式刚架轻型钢结构问题策略一、门式刚架轻型房屋钢结构设计存在的问题1.设计方面的问题设计方面的问题主要是在结构形式和布置、屋面活荷载取值、节点的设计和檩条放入计算等几个方面。
(1)结构形式和布置。
确立房屋结构形式和布置是设计好门式刚架轻型房屋首要前提,要根据房屋的体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。
通常情况要力学模型清晰,尽量限制大荷载或移动荷载的作用范围,使荷载以最直接的线路传递到基础。
对难以精确分析或者规范中没有涉及到的问题,可根据从整体结构体系和分体系的力学关系、地震灾害等中获得的设计理念,从各个方面来确定轻型结构房屋的结构形式及布置。
(2)屋面活荷载取值。
屋面活荷载的取值应根据实际施工情况做出改动,国内的《钢结构设计规范》中没有考虑到房屋的附加荷载问题,如果遇到超载情况,就要出安全问题。
原先的框架荷载取在设计时可适当提高到。
在设计中严禁人为减少荷载情况,决不允许在有限的荷载中偷工减料。
(3)节点的设计。
节点设计是钢结构设计中重要的内容之一。
节点分刚接、铰接和半刚接。
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法,前者主要侧重安全。
因此在结构分析前,就应该对采用何种节点充分思考和确定。
(4)檩条的计算。
檩条是一种冷弯薄壁构件。
檩条计算问题较大,受压板件或压弯板件的宽厚比大,当受力弯曲时,强度计算应采用有效宽度,不能像热轧型钢那样全截面有效。
在设计时往往忽略强度计算要用净断面,忽略钉孔减弱。
当这种减到一定数值时会对小截面窄翼缘的梁影响较大。
2.施工方面的问题(1)没有柱间支撑。
门式钢架轻型钢结构厂房设计相关问题探讨
门式钢架轻型钢结构厂房设计相关问题探讨本文在阐述门式钢架轻型钢结构厂房的特点基础上,以某工程为例,分析了该工程中厂房设计的载荷取值、布局体系、防水问题及最后的现场安装注意事项等一系列相关问题,以期能为设计出安全经济的厂房提供帮助。
标签门式钢架;轻型钢结构;厂房设计由于经济飞速发展和建筑业技术的进步,在厂房设计中,轻型钢结构的应用越来越广泛,它具有建造周期短、质量轻、操作简便、,成本低等优点,已经成为主要的房屋设计结构形式之一。
但随着轻型钢结构的应用,由于缺乏良好的控制,相应的工程施工出现了一些质量安全问题,它的安全性和经济性无法保障。
本文从这些问题的角度出发,以某工程为实例,以厂房的科学安全和经济为目的,探讨门式钢架轻型钢结构厂房的相关问题。
1 轻型钢结构厂房的特征1.1 形成板肋结构体系,抗震性强一般所见的厂房屋面多为坡屋面,这种坡面的结构一般是十分牢固的“板肋结构体系”,因为这种屋面大多采取三角型屋架体系,在封完它的冷弯型钢构件板材和石膏板之后,就会形成板肋型结构。
这种结构体系的抗震和抵抗水平荷载的能力非常强,抗震烈度达到7度以上。
1.2 结构简洁轻巧,扩大了建筑物的内部空间与传统的厂房板砖墙体不同的是,轻型钢结构的材质是彩色涂层的压型钢板和夹芯金属板,具有重量轻、安装快速便捷、外观简洁大方的优点,其保温隔热材料以玻纤棉为主,保温隔热效果良好,已经发展呈为轻型钢结构厂房必不可少的外围建材。
1.3 建造周期短,受环境季节影响小相较于传统的厂房建造需要的人力,轻型钢结构的建设仅需6个工人在一个月内就可以完成一栋400平方米左右厂房的打地基到装修完成的全部过程,主要因为轻型钢结构厂房在设计、制造和现场安装都是一条龙作业,并且不需要焊接和湿作业,作业施工周期短,大大节约了人力物力。
2 门式钢架轻型钢结构厂房设计2.1 工程简介某钢结构厂房,采用的是门式钢架承重轻钢结构体系,钢架柱距为7m,厂房跨度为50m,长度为100m,总面积为5000m2 ,坡面比例为1:18,屋面和墙面均为镀锌压型钢板,钢架柱和斜梁间以圆钢拉条为支撑,钢架钢材为Q345C,焊条为E43。
单层轻型门式钢架结构设计中的关键问题分析
单层轻型门式钢架结构设计中的关键问题分析摘要:现代社会,在建筑结构设计过程中,轻型门式钢架结构是一种比较常见的结构形式,由于其具有很高的结构强度、机械化程度以及反复利用率,并且具备自重很轻,很低的造价、适用范围比较广以及材料使用量少等优势,所以在工厂建设中得到了广泛应用。
基于此,本文首先对单层轻型门式钢架结构的特点进行简单的阐述,随后对单层轻型门式钢架结构设计中的一些关键问题进行分析,希望对相关人士有所帮助。
关键词:单层轻型门式;钢架结构设计;关键问题一、前言在新的时代背景下,随着科学技术的不断发展,我国工业化进程在不断加快,也越来越多的工业企业在建设厂房的时候采用单层轻型门式钢架结构。
通常情况下应用与轻型厂房、仓库、体育馆等建筑中,有着非常显著的优势,因此得到了广泛应用,也受到越来越多人的关注。
二、单层轻型门式钢架结构的特点单层轻型门式钢架结构,主要是以轻型焊接H型钢、热轧H型钢或者冷弯薄壁型钢等,构成格构式或者实腹式门式刚架作为承重骨架,以冷弯薄壁型钢作为檩条材料,以压型钢板或者压型不锈钢作为墙面与屋顶材料,以聚苯乙烯泡沫板或者硬质聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉等作为保温隔热材料,共同构成的一种轻型房屋结构体系。
这种结构体系的特点主要体现在三个方面:1、自重轻:在该结构中,围护结构采用的是压型金属板或者玻璃棉等材料,质量较轻。
一般来讲,承重结构的用钢量约为10-30kg/㎡,在同等跨度与荷载的情况下,结构自重仅仅为常规钢筋混凝土结构的1/20-1/30。
由于自重轻,基础可以做的很小,也可以降低地基处理费用。
2、工期短:门式刚架结构的主要构件和配件都可以在工厂中统一制作,质量有保证,在生产完成后,可以运输到工地进行直接安装,而且构件之间的连接多是采用高强度螺栓栓接,安装方便快捷,施工周期短。
3、经济效益高:门式刚架结构一般都会利用专业的计算机软件辅助设计,设计周期短,而且原材料单一,便于进行统一的采购和管理,运输方便,对基础要求较低。
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。
关于门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的问题分析
关于门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的问题分析门式刚架轻型房屋钢结构是近年来我国发展最快的一种新型钢结构,它因自重小、施工周期短、造价低等优点而为广大建筑师、结构工程师所接受。
现已被广泛应用于单层工业厂房,取得了较明显的社会效益和经济效益。
本文将针对门式刚架轻型房屋钢结构在设计中应注意的问题进行分析。
标签:门式刚架轻型房屋钢结构;设计;基础门式刚架轻型房屋钢结构是近年来我国发展最快的一种新型钢结构,它因自重小、施工周期短、造价低等优点而为广大建筑师、结构工程师所接受。
刚架的用钢量与刚架的跨度、柱高以及屋面荷载大小有很大关系,特别是跨度加大,用钢量显著增加,所以,轻型门式刚架的适宜跨度在30m以下,屋面应与各种彩色压型钢钣或压型铝钣配套使用,墙体也应采用轻质围护材料,使结构具有美观轻巧的特点。
有些设计人员因初次接触此类结构,不熟悉设计规程、规范,对设计规程、规范理解不够全面,以致在设计中出现技术经济不合理现象,甚至造成安全隐患。
那么门式刚架轻型房屋钢结构在设计上究竟要注意哪些问题呢?一、基础与柱脚节点基础形式選择应根据建筑物所在地的工程地质情况和建筑物上部结构型式等几个方面综合考虑,对于轻钢结构而言,由于柱网尺寸较大,上部结构传至柱脚的内力较小,一般以独立基础为主。
若地质条件较差,可考虑采用条形基础,遇到不良地质情况,可考虑采用桩基础。
一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。
对钢结构基础除发生冲切、剪切破坏之外,由于存在较大的水平力,对于固接柱脚,还存在较大的弯矩作用,从而导致基础产生倾覆和滑移破坏。
另外,在风荷载较大的情况下,特别对于一些敞开和半敞开的结构,轻钢结构自重很轻,有可能不足于抵抗风荷载产生的上拔力,导致基础上拔破坏。
为了防止这些破坏的发生,最经济有效的办法是增加基础埋深,对于轻钢结构基础,还须预埋锚栓(也称地脚螺栓),用于上部结构和基础的连接,若锚栓离混凝土基础边缘太近,会产生基础劈裂破坏,因此,锚栓离基础边缘的距离不得小于150mm,若锚栓长度过短,会使锚栓从基础中拔出,导致基础破坏,所以规范也规定了锚栓埋入长度。
门式刚架轻型房屋结构设计施工中常见问题探讨
门式刚架轻型房屋结构设计施工中常见问题探讨[摘要]基础设计是门式刚架轻型房屋钢结构设计中的重要内容,结构设计对建筑起着重要的环节。
随着建筑行业的不断壮大,轻型房屋结构设计在其发挥着重要的作用,本文就门式刚架设计、施工中遇到的一些问题作探讨。
[关键词]门式刚架;结构设计;施工;问题;管理前言近年来,我国门式刚架轻型房屋的飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时期,加强对施工质量的控制,对我们的切身利益有着重要意义。
一、门式刚架轻钢结构的特点1、用钢量少,自重轻门式刚架轻钢结构采用防水、围护一体化的轻质多功能新型屋面和墙体材料,大大减轻了荷载重量。
其承重构件普遍采用高强钢材,以减轻结构自重。
通常门式刚架轻钢结构的重量只有钢筋混凝土结构的1 /8~1 /10,是普通钢结构重量的1 /2~1 /3。
2、适应性强门式刚架轻钢结构的跨度、柱距布置灵活,单跨、多跨可随意组合,可应用于不同工艺、不同规模、不同用途的各类建筑中。
3、施工速度快、周期短钢构件工厂化生产效率高、精度高、质量稳定,工地拼装,施工简便、迅速、工期短。
一般5 000~10 000 m2的单层工业厂房工期仅需3个月。
114 符合/美观、经济、实用0的原则造价合理,投资见效快,综合经济效益好。
空间使用率高,外观新颖别致,时代感强。
二、门式刚架轻型房屋刚结构在施工中应注意的问题1、将钢柱替换为混凝土柱实际工程中常常可见,由于业主方投资的考虑,将门式刚架的柱采用混凝土柱替换,并简单地把刚架斜梁放置于钢筋混凝土柱顶。
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程适用于实腹截面的刚架,刚架的梁柱截面可以是等截面也可以是变截面,一般多采用变截面的实腹工字型刚架,柱脚一般为铰接,而钢斜梁与钢柱的连接必须是刚接,因为在推导钢斜梁板厚的计算公式时,假定该处出现了塑性铰、钢斜梁的端板与钢柱内翼缘加厚处采用高强螺栓连接,利用高强螺栓施加的预拉力使钢斜梁与柱牢固的连接在一起,使该节点近似为刚接,满足计算模型的假设条件、钢筋混凝土排架结构,其屋面主要构件可以是混凝土梁,也可以是钢梁,并且与柱顶铰接,钢筋混凝土柱脚与基础刚接,很明显门式刚架和钢筋混凝土排架结构是两种完全不同的结构体系,在材料、刚度和承载力上都有很大差别,不能简单的替代,而刚架斜梁与混凝土柱难以实现刚接,因此,不能随意的将钢柱改为混凝土柱,简单地模仿钢架的连接方法,这样做既不能节省工程投资,构造也不简单,还可能造成倒塌事故。
门式刚架轻型钢结构厂房设计分析
门式刚架轻型钢结构厂房设计分析摘要:钢结构房屋以其自重轻、抗震性能好、施工进度快等优点在轻重工业厂区应用日益广泛,在钢结构房屋中特别是门式刚架轻型钢结构厂房在轻重工业厂区应用最为广泛。
轻型门式刚架是梁柱采用刚性连接的单层钢结构,其具有结构简单、自重轻、受力合理、施工方便等特点,并便于工厂、标准化的加工制作。
下文就针对门式刚架轻型钢结构厂房得设计展开简要得分析与论述。
关键词:门式钢架;轻型钢结构;厂房;设计一、门式刚架轻型钢结构厂房的特点1.轻型围护结构。
门式刚架轻型钢结构多采用轻质的围护结构,比如说夹心金属板或是压型钢板,这种材料不仅自重比较轻,而且具有防火、隔热、保温等作用,而且还可以承受较重的荷载。
而且安装方便,可有效的取代以前那种结构重、耗材多的围护结构。
2.层高与柱网尺寸大。
与常见的居民建筑有所不同,在施工工艺方面,门式刚架轻型钢结构厂房的要求更高。
另外,门式刚架轻型钢结构厂房要求内部活动空间较大。
因此,门式刚架轻型钢结构厂房的层高与柱网尺寸会居民建筑会大很多,也是确保更多使用空间的关键。
3.施工周期短,便于拆除和再利用。
以前的厂房结构多采用钢筋混凝土的形式,这种形式不仅工艺比较复杂,而且施工起来难度很大。
现有的轻型钢结构厂房由于设计、施工和验收都实现一体化的操作,可以有效的缩短施工周期,并且便于拆除和再利用,能够降低建设成本。
二、门式刚架轻型钢结构厂房的结构门式刚架轻型房屋钢结主要有两种形式:双坡、单坡。
门式刚架不仅仅只针对轻钢,也包括普钢。
轻钢门规仅仅是门式刚架结构中的轻钢部分。
“轻钢”,这里有比较具体的限定:“单跨或多跨实腹式门式刚架”、“轻钢屋盖和轻钢外墙”、“起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或没有吊车”、“悬挂吊车起重量不超过3t”、“单层”、“跨度一般不宜超过36m”、“高度一般不宜超过12m”、“柱距一般不宜超过9m”。
后面三条,一般超过36米就不宜在选用轻钢规范设计了。
门式钢架轻型房屋钢结构设计施工中常见问题探讨
门式钢架轻型房屋钢结构设计施工中常见问题探讨摘要:轻型门式钢架结构是目前国内应用和发展速度最快的新型结构形式,近年来在工业厂房及公共民用建筑中得到广泛应用,但是在施工操作中,经常会因为钢架结构本身和或者施工技术而出现困难。
文中就门式钢架设计、施工中遇到的一些问题作探讨,希望通过本文论述能对工程技术人员有所帮助。
关键词:门式钢架轻钢结构特点设计与施工作为一种新型的建筑结构模式门式钢架轻钢结构,近年来在国内发展迅速,并在多个领域实现很好的应用。
门式钢架轻钢结构是以门形钢架为结构受力载体,围护结构为薄壁C型或Z型钢檩条和彩色压型钢板的体系。
本文通过对门式钢架轻钢结构厂房的工程实践,对该种结构的特点及设计与施工中应注意的问题作如下初步分析和探讨。
一、门式钢架轻钢结构的特点(一)用钢量少,自重量轻门式钢架轻钢结构采用防水、围护一体化的轻质多功能新型屋面和墙体材料组成,大大减轻了结构本身的荷载重量。
其承重构件普遍采用高强钢材,这样可以有效减轻结构自重。
通常门式钢架轻钢结构的重量只有钢筋混凝土结构的1/8——1/10,是普通钢结构重量的1/2——1/3,充分体现了新材料的优势。
(二)适应性强, 设计符合美观、经济、实用的原则相对于传统的钢架结构而言,门式钢架轻钢结构从跨度、柱距布置灵活,单跨、多跨等方面可随意组合。
这些组合可应用于不同工艺、不同规模、不同用途的各类建筑中,表现出了极大的适应能力。
钢架结构一方面外观新颖别致,可塑性极强,富有时代感;另一方面造价合理,投资见效快,综合经济效益好,空间使用率高,在各个建筑施工中基本都可以使用。
(三)钢架结构施工速度快、周期短钢构件工厂化生产具有效率高,生产精度高,产品质量稳定的特点,在实际工地拼装中,施工简便迅速、施工工期短,例如一栋5000——10000 m2的单层工业厂房仅需3个月工期就可以完成钢架结构施工。
二、设计中应注意的问题(一)严格荷载取值标准的规定1钢架恒荷载钢架自重一般都由软件自动集成,而屋面板、檩条、支撑等荷载按线荷载加到钢架梁上要施工餐位自己进行计算。
门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的常见问题浅析
门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的常见问题浅析摘要:门式刚架轻型房屋近年使用广泛,出现问题也很多,本文探讨了门式刚架轻型房屋钢结构设计和施工两个方面的常见问题和处理措施,希望有所作用。
关键词:门式;刚架;轻型房屋;钢结构;设计;施工近年来,门式刚架轻型房屋钢结构因为大跨度、泊重轻,抗震性能好;施工速度快、周期短等优点,在我国迅速兴起,被广泛应用于工业厂房、仓库等众多的工业和民用建筑中,但伴随而出现的问题也很多,这就需要相关人员对症下药,找出有效处理措施。
一、设计方面(一)屋面活荷载取值框架荷载一般取0.3kN/ m2。
但屋面结构(包括屋面板和镶条)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60 m2 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。
在国外,会考虑0.15~0.5kN/ m2的附加荷载,而我国物业此规定,更要注意超载情况,避免安全问题的出现。
设计时可适当提高至0.5kN/m2。
现在有的框架梁太细,檩条太小,明显有人为减少荷载情况,值得强调的是,一定要保证在有限的活荷载的条件下“真材实料”。
(二)选择正确的钢构除锈方式手动,适用于小型要求不高的构件,除锈不彻底;喷砂,适用于比较厚实的构件,除锈彻底;酸洗,适用于薄壁构件或不方便用喷砂方法除锈的构件或部位,除锈彻底。
我们可以根据以上情况按实际需要做出选择。
(三)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,还应计算跨中下垂度。
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,这等于验算跨中垂度。
跨中垂度反映屋面竖向刚度,刚度太小竖向变形就大。
有的房屋坡度本来就小,脊点下垂后形成反向斜坡,引起屋面积水,成为漏水的原因之一。
有的工程由于屋面竖向刚度过小,第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡,使屋面变形。
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。
轻型门式刚架结构设计过程中应注意的问题
经验与技术轻型门式刚架结构设计过程中应注意的问题文/刘小斌摘要:本文针对轻型门式刚架结构在实际设计过程中容易遇到的问题,结合实际工程进行分析并提出了改进措施。
关键字:轻型门式刚架结构;单层工业厂房一、前言轻型门式钢架结构经过数十年的发展,因其设计工期短、施工便捷快速、自重轻、经济效益明显等优点,目前已经得到了广泛的应用,本文中结合的实际工程项目,对在设计过程中容易遇到的问题进行分析并提出了改进措施,本文中的项目为车船装备园标准厂房,于2013年7月完成设计并通过施工图审查,该项目位于镇江市大港区,抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.15g,场地类别为Ⅳ类,基本风压为0.4kPa,基本雪压为0.35kPa,地面粗糙度为B 类,结构体系为轻型门式刚架结构,房屋高度12.3m,牛腿标高8.5m,柱距9m,结构分为3跨,每跨跨度21m,总跨度63m,每跨均设有一台A5级工作制10吨吊车。
二、建筑高度《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中4.2.2条规定:“门式刚架的平均高度宜采用4.5~9m,;当有桥式吊车时不宜大于12m。
”在实际设计过程中,经常会遇到建筑高度超过上述规定,常规处理处理办法就是结构设计执行《钢结构设计规范》;车船园项目因建筑功能要求,高度为12.3米,超过规范限值0.3米,如执行钢结构设计规范,建造成本会增加很多,经过与当地图审办提前沟通,高度超过限值较少,可以执行门规;目前《门式钢架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015已发布并实施,房屋高度限值已修改为18m。
三、结构选型最初建筑方案采用的是多脊多坡的屋面形式,但是多脊多坡需要增加内天沟及雨落水管,内天沟部位容易发生漏水或堵塞造成排水不畅且检修不便,堆雪效应导致屋面荷载较大,结构经过试算,多脊多坡刚架用钢量比单脊双坡刚架用钢量要多一些,最终屋面采用单脊双坡形式。
四、主体结构材料的选用目前市场上Q235B 和Q345B 钢材价格相差较小,但Q345B 钢材的强度比Q235钢材强度提高了45%,在结构方案试算对比分析的时候,采用Q345B 比采用Q235B 节约了16%的用钢量,故最终主体结构钢材型号选用了Q345B。
门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的若干问题思考
1 .门式 剐絮 轻型 房 屋钢结 构设 计环 节
1 . 1 在 设 计防 水 中应 当注意 的 问题 。 是坡 度过小 。 根 据 门式刚架 轻型房 屋钢 结构有 关技术 标准 , 在屋 面坡 度 的取 值上 有严格 的规 定 , 一般最 合适 的是八 分之 一到 二十分 之一 , 而 取最 大值 只 能是 降雨量 比较大 的地方 。 但 是有 时候在 施工 设计 的时候 , 很 多建设 单 位经 常 会不顾实 际地硬搬 设计标 准 , 人 为缩减 坡度 , 以节约 施工成本 。 这样 就造成 了 屋 面坡度 太 低 , 雨水无 法排 到天 沟里 , 时间 长了就 会 出现屋 顶漏 水 问题 。 二是在 设计施 工节 点的 时候 , 很多施 工单 位往往 不注 意节点 的选择 , 在 屋 脊 处没有 设计够 高 的女儿墙 , 造 成屋 面外 的排气 道没有 足够 的高 度 , 给 防水层 的施工 增加 了难度 。 三是在 设计 维护彩 板的 时候厚度 不够 , 使 用久 了外板 就会 出现形状 改变 , 增 加彩 板 的间隙 。 四是在设 计屋顶 排水系统 的时候 , 没有溢 流设施 , 一旦 雨水过大 的时候 , 就 可 能造成 排 水不及 时 , 严 重的就 会 漫过屋 顶 , 导 致危 险 五是根 据规 范标 准 , 为 了防止 屋面构 件 发生形状 改变 , 屋 顶的梁 挠角 度和 檩条 的挠度 一般都设 计为 1 / 1 8 0 , 如果在 设计标 准的时候 横截面 积过小 、 间距太 大, 风 力大 的 时候就 会发 生变 形 。
建 筑工 程
I ■
C h i n a s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w
门式 刚 架 轻 型 房 屋钢 结 构 设 计 及 施 工 中 的若 干 问题 思 考
关于轻钢结构门式刚架设计中若干问题的探讨
关于轻钢结构门式刚架设计中若干问题的探讨摘要:近几年单层房屋采用钢结构趋势逐步上升,尤其是单层工业房屋采用门式钢结构轻型钢结构较多,门式刚架具有独特的受力形式,它比以往排架结构更经济合理,为了适应门刚架轻型房屋钢结构的发展,必须做好合理的设计,本文就轻钢结构门式刚架设计中若干问题进行探讨。
关键词:轻钢结构;门式刚架;设计一、轻钢结构门式刚架与设计问题门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝,这种结构型式的主要特点是:体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点,应用节能环保型新型建材,实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期;结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显;柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。
轻钢结构门式刚架设计中常常存在以下问题:门式刚架多跨不等高,或带天窗多跨厂房,风荷载体形系数使用混乱;许多电算资料或手算资料不全,檩条、墙梁、墙架柱、柱间支撑,屋面支撑等,特别是节点连接,相当于部分未进行计算;檩条兼作横向支撑桁架竖杆时,并未对其承载力和作为压杆的长细比进行验算;绝大多数项目未进行柱脚底板水平反力验算;有的厂房温度区段内未形成独立空间稳定的支撑体系,不能保证结构刚度;屋面横向支撑和竖向支撑不设在同一柱距内,不能形成刚性空间块体;抗风柱位置设置不当,未设在屋面水平支撑的节点处;未计算有柱间支撑的柱脚锚栓的上拔力;屋面支撑和柱连支撑连接节点无计算书等等。
下面对轻钢结构门式刚架设计中的一些问题进行分析。
二、轻钢结构门式刚架设计中若干问题探讨(一)相邻刚架有不同柱支承条件时的构造处理不同柱支承条件的刚架平面如图1所示。
传统的布置方式普通钢结构为排架形式,内部柱与刚架梁连接,轻钢结构中多采用中间设摇摆柱的形式(见图2)。
但由于门式刚架结构的屋面挠度控制较宽(仅为1/180,而普通钢结构为1/400),中间柱位置的刚架梁挠度几乎为零,与相邻框架相应位置的挠度差别很大。
浅谈门式刚架轻型钢结构厂房设计相关问题
浅谈门式刚架轻型钢结构厂房设计相关问题摘要:通过对门式刚架柱距的分析比较、合理选择柱距的问题;二维和三维分析的选择;隅撑设计的注意事项;柱间支撑的合理设计;设计中常见的超限处理措施;可供门式刚架的设计人员参考。
关键词:门式刚架轻型钢结构;厂房设计;相关问题引言门式刚架轻型钢结构在工业厂房的广泛应用主要是因为其有造价低廉、自身重量较轻、传力路径明确、加工简便以及施工周期相对较短的优点。
1结构适用范围门式刚架轻型钢结构在工业厂房以及各种临时性建筑,可根据需要设置为单跨、双跨或多跨;可为单层,也可局部夹层;有的可以采用下部一层或几层为钢框架,上部为大空间的门式刚架;根据需要,可在门式刚架中布置中、轻级的梁式、桥式或悬挂式起重机;一般门式刚架的跨度为9~36m,柱距为6~9m,房屋高度不大于18m。
2工程概况本工程位于温州龙湾区滨海园区,50年一遇基本风压Wo=0.6kN/㎡,100年一遇基本雪压So=0.35kN/㎡,总宽度21m,由于工艺要求中间不能设柱,因此只能是单跨结构。
若做成单跨混凝土框架结构,有几个主要问题:第一,单跨框架不被抗震规范所推荐,能不做尽量不做;第二,由于跨度太大,而混凝土自重都很大,这势必造成混凝土框架结构经济性太差;经综合分析比较,采用门式刚架方案。
柱距7.5m,纵向总长60m,无吊车,檐口高度7m,单脊双坡(坡度10%),场地类别为Ⅳ类。
门架立面图见图一3门式刚架轻型钢结构厂房设计3.1确定厂房经济柱距《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB 51022-2015)规定,刚架柱距宜为6m、7.5m、9m。
经过大量计算发现,随着柱距的增大,刚架的用钢量是逐渐下降的,但当柱距增大到一定数值后,刚架用钢量随着柱距的增大下降的幅度较为平缓,而其他如檩条、吊车梁、墙梁的用钢量则会随着柱距的增大而增大,就房屋的总用钢量而言,随着柱距的增大先下降而后又上升。
因此,在一定条件下,门式刚架存在着最优柱距。
谈门式刚架轻钢结构设计中的若干问题
拼接节点应避开屋面支撑 、 屋面系杆 、 抗风柱 等 , 否 则多个杆 件汇
交于一处 , 安装 困难。钢梁 不同 的分段会对 结 构受力 、 用钢 量产
生影响 , 设计人员 应综合 考虑 以上 因素 , 设 计几种 不 同的分 段方 案, 进行计算 、 比选 , 从 中选择 出最经济 、 最合理的方案。
2 钢材 与 刚架 截面 的选取
一
般情况下 , 当刚架跨度较小 时 , 结构 主要 由强度控 制 , 此 时
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
很多设计人员认为 , 应 当将钢梁 的拼接节点设 在钢 梁弯矩最
化加工 、 自重轻 、 施工周期短 、 造 价低等诸 多优点 , 目前在 工业 、 商 小 的位置 , 因为 与型 钢本 身相 比, 拼 接节 点 的质量 更 不 易保 证 。
的 屋 面 板 材 料计 算 出屋 面恒 荷 , 且不应 低于 0 . 2 k N / m 。 对 于 屋
路 运输 一般要 求构件不 能太长 , 一般 最长为 1 1 i n , 1 2 m左 右 , 否
则车辆转弯困难 , 就需要 用轮船 或者火 车运 输 了, 费用 会相应 增 加。同时构件过长运输过程中可能会有较 大变形。3 ) 安装方 便。
谈 门 式 刚 架 轻 钢 结 构 设 计 中 的 若 干 问 题
王 跃 磊
( 天津市市政工程设计研究院, 天津 3 0 0 0 5 1 )
摘
要: 针对门式刚架轻钢结构设计中遇到的荷载取值、 截面选取 、 钢梁 的分 段、 山墙 刚架计算模 型等 问题 进行 了分 析研究 , 以期
为 门式 刚架轻钢结构 的合理性设计提供理论依据 , 从 而推 动门式刚架轻型钢结构 的发展。 关键词 : f - 3 式刚架 , 轻型钢 , 结构 , 设计 中图分类 号: T U 3 9 2 . 5 文献标识码 : A
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力和螺栓杆轴方向的外拉力 。高强螺栓连接计算《门规》[5] 中
没有相应的计算公式 。式 (3) 、式 (4) 为《钢规》[1] 公式 :
NV /
Nvb
+
Nt /
N
b t
ห้องสมุดไป่ตู้
≤1
(3)
N
b V
=
01 9nf
·u
·P
,N
b t
= 01 8 P
(4)
Nv 、Nt —分别为某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力
P
= ( 1111 8kN , 801 5kN , 571 0kN ,
521 6kN , - 761 1kN , - 1071 4kN) 按式 (3) 计算 :
NV /
NVb
+
Nt /
N
b t
= 10/ 481 8 + 1111 8/ 124 =
11 107 > 11 0 (不满足)
按式 (6) 计算 :
载力验算 ,螺栓群内侧螺栓自 然满足承载力要求 。式 (3) ~ (5) 可以看出相同条件下受轴 力最小的螺栓抗剪承载 力较
图 2 端板拼接节点
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的锚固长度 :
收稿日期 :2008 —12 —22
表 1 Q235 钢锚栓不同文献给出的锚固长度
文献
《砼规》[2 ]
《钢结构》[7 ] 《节点手册》[8 ]
砼强度等级
α·f y/ f t ·d α·fa / f t ·d
C25
25d
30d
27d
18d
C30
25d
25d
24d
16d
≥C40
25d
20d
V ≤∑01 9nf ·μ ·( P - 11 25
∑Nti )
= 01 9 ×1 ×01 35 ×(12 ×155 - 11 25 (1111 8 + 801 5 + 571 0) )
图 3 节点
= 4871 7kN > V = 120kN (满足)
由算例 1 计算结果可知 ,相同条件下节点高强度螺栓的
筋面积大于其设计计算面积时 ,其锚固长度应乘以设计计算
面积与实际配筋面积的比值 ,本条规定的实质是钢筋未充分
利用抗拉强度时 ,锚固长度可以根据应力比折减 。故锚固公
式中 f y可采用 fa 替代 ,fa 为锚栓设计强度 。 l′a =α·f a/ f t ·d (2) l′a 不应小于 01 7 l a 及 250mm 表 1 为 Q235 钢锚栓不同手册及《砼规》[2] 计算公式给出
图 4 (单层门刚厂房简图)
比较结果可知 ,三种模型钢结构梁柱构件的弯矩包络图 数值基本相等 ,钢构件承载力计算得出的应力比也基本相等 , 说明厂房主钢架的计算时砼柱产生的效应可以忽略 ,砼柱的 设置可以减少钢柱的计算长度减少主钢材的用钢量 ,前提是 应保证砼柱与钢柱的刚度比 EC柱 IS柱 / ES柱 IS柱 = 3~5 并保证基 础的有足够的抗转动能力 。对于重钢厂房则不宜设置高于地面
图 8 (短柱配筋示意) 5 结语 轻型门式刚架钢厂房量大面广 ,但设计及计算仍存在一 些相关规范及专著之间有待统一及完善的地方 ,应尽快取得 共识 ,提高此类厂房的设计及建造水平 。 参考文献 [ 1 ] 钢结构设计规范[ S] , GB500017 - 2003. [ 2 ] 混凝土结构设计规范[ S] , GB50010 - 2002. [ 3 ] 建筑地基基础设计规范[ S] , GB50007 - 2002. [ 4 ]《钢结构高强度螺栓连接的设计 、施工及验收规范》[ S ] ,J GJ 82 91 ,中国建筑工业出版社 ,19921 [ 5 ]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》,CECS102 - 2002 ,北京 :中 国计划出版社 ,20031 [ 6 ]沈祖炎 、陈扬骥 、陈以一 ,钢结构基本原理 (第一版) [ M ] . 北京 :中 国建筑工业出版社 ,20001 [ 7 ]陈绍蕃 、顾强 ,钢结构 (上册) [ M ]中国建筑工业出版社 ,20031 [ 8 ]李星荣 、魏才昂 、丁峙昆 、李和华 ,钢结构连接节点设计手册 (第二 版) [ M ] ,北京 :中国建筑工业出版社 ,20051
Q235 钢及 Q345 钢制作 ,锚固长度符合现行 GB50007 - 2002
《地基规范》[3] 的规定 ,锚栓端部
应设置弯钩 。但是《地基规范》[3]
并未给出锚栓锚固长度的规定的
具体条文 ,不同版本的设计手册
及专著给出的数值也不尽相同 ,
所以一般工程设计时采用的锚固
长度各行其是 ,从 20d 至 40d 不
能力 。
算例 1 :节点如图 3 节点 内 力 : M = 270kN1 m , N = 26kN , V = 120kN 采 用 M20 , 101 9 级高强螺栓 , 摩擦系数 μ =
01 35 , P = 155kN , N = 481 8kN ,N
= 124kN , Nv = V/ 12 = 10kN , Nti
图 5 (模型仅考虑钢结构)
图 6 (地面以上短柱参与整体计算)
图 7 (基础根部以上参与整体计算) 的砼短柱 ,避免钢柱柱脚与砼柱的刚接要求不能得到满足。
(2) 砼短柱的配筋构造 轻钢厂房钢柱下砼短柱与一般钢砼框架柱不同 ,由于上 部钢厂房量自重轻 ,砼短柱承受的地震作用很小 ,因此短柱配 筋一般满足非抗震配筋要求即可 ,而不必按照一般抗震钢砼 框架柱的配筋要求 。图 8 为短柱配筋示意 ,柱主筋配筋率 ≥ 01 6 % ,箍筋肢距 ≤300mm 。
理》[6] 提出的公式验算 。
4 门刚结构中砼短柱计算与配筋要点 (1) 门式刚架结构单层钢厂房为防止厂房使用过程遭遇 外力撞击钢柱或达到减少主结构用钢量的目的 ,厂房地面以 上往往设有 11 2m 左右高度的砼短柱 ,设计过程中 ,砼柱是否 应参与主结构计算以及砼柱的配筋要求 ,存在着不同的作法 。 图 4 为跨度 24m ,柱距 6m ,檐口高 71 2m ,钢柱柱脚下为 11 2m 高砼短柱 ,钢柱柱脚与砼短柱为铰接 ,基本风压值为 01 7 Kpa 的单层门刚厂房简历 , 图 5~7 是三种计算模型的弯矩包络图 。
■建筑结构
福建建设科技 20091 No1 1
4 7
大 ,未考虑内侧螺栓能够提供更大的抗剪承载力从而提高整 个螺栓群抗剪能力这一有利因素 。
由同济大学沈祖炎等编著的《钢结构基本原理》[6] 的高螺
螺栓群摩擦型连接公式为 : V ≤∑01 9nf ·μ·( P - 11 25 ∑Nti ) (8) Nti < 0 时 ,Nti = 0 (9) 式 (9) 中拉力为正 ,显然式 (8) 考虑了螺栓群整体的抗剪
承载力验算按式 (3) [1] 及式 (8) [6] 计算结果差异很大 ,这是由
于《钢规》[1] 公式仅考虑螺栓群中受力最大的一个高强度螺栓
的抗剪及抗拉承载力 ,未考虑螺栓群内侧螺栓能够提供更大 的抗剪承载力从而提高整个螺栓群抗剪能力这一有利因素 , 所以梁柱节点的高强度螺栓承载力验算应按《钢结构基本原
1 前言
轻型门式刚架作为一种常用结构形式 ,得到越来越广泛
的应用 ,已成为一般单层钢结构厂房的主要建造形式 。但在
设计与施工过程中 ,仍然存在一些有待探讨及争论的问题 ,本
文针对这些问题作相应的讨论 。
2 锚栓锚固长度的计算及构造
CECS - 102 - 2002《门刚》[5] 规范规定 , 柱脚锚 栓 采 用
但以上两种专著均未给出锚固长度计算公式来源 。
参照《砼规》[2] 钢筋的锚固长度公式 :
la =α·f y/ f t ·d
(1)
可知钢筋的锚固长度与钢筋设计强度 ,砼强度等级及钢
筋外型系数有关 , H PB235 (Q235) 钢 ,基础砼强度等级 C25 ,f y = 210MPa α, = 01 16 ,f t = 11 27MPa ,la = 27d 。考虑到限制钢 柱柱脚的转动 , Q235 钢锚栓设计强度 fa = 140MPa ,未达到 Q235 钢的设计强度《, 砼规》[2] 规定当纵向受力钢筋的实际配
为一个高强螺栓的预拉
力
;
N
b V
及
N
b t
为一个高强螺栓
的受剪 、受拉承载力设计值
《钢结构高强度螺栓连接的设计 、施工及验收规范》J GJ 82
- 91[4 ] 公式 : Nv ≤ N = 01 9nf ·μ·( P - 11 25Nt ) (5) 式 (3) 、(4) 与式 (5) 是等价的 。
对于如图 2 的端板拼接节点 。
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20d
13d
从上表可知 ,一般单层轻型房屋钢结构厂房的锚栓锚固
采用 20d 以上即可 。但对于重型钢结构厂房则应采用式 (1)
计算所得的锚固长度 la ,防止锚栓在超使用应力状态下锚固
先于母材破坏 。考虑到沿海地区风荷载对锚栓产生较大的上
拔力 ,锚栓锚固长度亦可适当加大 ,或采锚板锚固 。
3 梁柱及梁梁拼接节点设计与计算 单层门刚厂房梁柱及梁梁节点一般采用端板拼接 ,受力 方式为高强螺栓的摩擦型连接 ,螺栓同时承受摩擦面间的剪
等 ,有些设计还要求达到钢筋的
抗震锚固要求 。图 L 为带 4d 水
平段弯钩的锚栓示意图 ,L 为锚
固长度 。《钢结构》[7] 附表 8 中 ,