超长、超宽门式刚架的分缝设计

超长、超宽门式刚架的分缝设计
作者：江盛球
来源：《建筑工程技术与设计》2015年第11期
【摘要】随着工业化程度的发展，工业厂房的规模越来越大，而大型厂房比小厂房更具经济性。

超长、超宽结构越来越多，温度应力对结构的影响已经不能忽视。

设计师如何通过分缝等手段减小、避免温度应力对结构的影响，同时又能优化布局，使得结构既简单又合理。

【关键词】超长超宽；门式刚架；横向缝；纵向缝
1、工程概况
营口、盘锦忠旺铝业有限公司-厂区位于辽宁。

其中A1厂房长度600m，宽度110m。

高跨区域：檐口高度21.200m，宽160m，带160/50吨吊钩桥式起重机；低跨区域：檐口高度17.200m，宽440m，带20/5吨吊钩桥式起重机。

高跨剖面见下图。

高跨区域采用格构柱+焊接H型钢梁；低跨区域梁柱均为焊接H型钢
2、场地概况
1），气温
年平均气温为9.5℃，最冷的1月份平均气温为-8.5℃，最热的7月份平均气温为25.0℃，极端最低气温为-28.0℃，极端最高气温为34.7℃。

2），降水量
年平均降水量667.4mm，最多年份降水量889.9mm，最少年份降水量387.2mm。

3），冻胀
场地标准冻结深度为1.10米，具有Ⅳ级强冻胀性。

3、规范概要
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的相关条文：
1.0.2 本规程适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、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房屋钢结构的设计、制作和安装。

4.3.1 门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度（伸缩缝间距），
应符合下列规定：
纵向温度区段不大于300m；
横向温度区段不大于150m 。

《钢结构设计规范》的相关条文：
故本工程高跨区域执行《钢结构设计规范》，纵向温度区段为180米，横向温度区段为100米。

低跨区域执行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》，纵向温度区段为300米，横向温度区段为150米。

4、屋面板、墙面板及檩条分缝
在需要设置伸缩缝处，檩条可采用两种做法：在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许膨胀或设双柱。

本工程采用双柱的做法。

板横向（屋面的纵向）的影响一般是可以忽略的，但主次结构有分缝的地方，屋面也应当设缝。

做法如下图：
5、主结构纵向缝
1），设单柱
在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许膨胀。

此方案具有较好的经济效益，做法比较简单，但支撑系统在该跨段要断开。

2），设双柱
采用双柱伸缩缝比较可靠、方便，又不影响车间使用面积，且柱子增加不多，不过影响基建投资经济指标。

房屋设了伸缩缝实际为两个独立的单体，对减小温度应力和结构变形都很有优势。

3），吊车梁
本工程采用双柱伸缩缝，伸缩缝柱中心距2米。

故吊车梁要悬臂1米。

伸缩缝节点板一侧为圆孔，另一侧为水平椭圆孔。

该做法释放了水平段的约束，同时又提供了竖向的约束，可以调整伸缩缝两侧的不平衡变形。

6、主结构横向缝
高跨区域执行《钢结构设计规范》，要考虑温度应力的影响。

1），设双柱
采用双柱分隔是最简单的办法，但影响厂房的使用。

2），释放钢梁
通过椭圆孔、变形支座释放钢梁的横向变形。

但会改变屋面钢梁外观，结构左右也不对称，总体感官不好。

同时结构的变形增大、刚度减小、总的造价会增加。

3），增加温度应力计算结合构造措施
采用特定滑动夹具，避免了屋面板温度应力的影响。

采用辅助软件（3D3S）复核温度应力。

这个方案既省用钢量又便于制作安装。

7、结束语
对门式刚架轻型钢结构房屋纵向、横向温度伸缩缝的处理除了要满足规范要求，还要结合实际情况，这样才能做到安全、经济、简单、合理、美观。

参考文献
[1] 钢结构设计规范GB 50017-2003 [S]
[2] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002 [S]
[3] 钢结构-原理与设计 [M] 北京：清华大学出版社
[4] 钢结构设计禁忌及实例 [M] 中国建筑工业出版社。