文档介绍：轻钢结构设计方法

轻钢结构主要构件钢板厚度:≥10MM。轻钢也是一个比较含糊的名词,一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”,是指用圆钢和小于L45×4和L56×36×4的角钢制作的轻型钢结构,主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构,现已基本上不大采用,所以这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。另一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》所规定的具有轻型屋盖和轻型外墙的单层实腹门式刚架结构,这里的轻型主要是指围护是用轻质材料。。

1 方案优选
结构形式
目前应用最多的结构形式为门式刚架,但应注意的是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》102∶2002)〔1〕(以下简称“规程”) 应用的范围是起重量不大于20 t 的A1~A5 工作级别的桥式吊车。当吊车吨位较大时,虽然有不少成功的设计范例,但笔者认为并不太经济,此时刚架侧移是梁柱截面的控制因素,采用实腹式钢柱将使得柱截面非常大,体现不出轻钢结构的经济优势。这时可考虑采用格构式钢柱、混凝土柱或钢管混凝土格构式柱〔2〕,屋面体系不变。当采用混凝土柱时,应注意综合比较施工工期对综合成本的影响。当刚架跨度较大时,同样采用普通实腹式钢梁也不太经济,且变形不易控制,可采用预应力格构式刚架、索支承式门式刚架等多种形式。
伸缩缝设置
“规程”规定,纵向温度区段长度不大于300 m , 横向温度区段不大于150 m。房屋的温度区段应按规定设置独立的空间稳定的支撑体系。当纵向需要设置伸缩缝时,应优先采用在檩条螺栓连接处设长圆孔的方法,并使该处屋面板在构造上允许胀缩。当横向需要设置伸缩缝时,应通计算温度应力分析设置双柱是否经济。
113 最优柱距及最优跨度〔3〕对于门式刚架结构,在满足工艺布置要求的前提下,最优柱距最优跨度的问题是方案设计中应充分考虑的,许多文献已做了充分论证。一般的规律是:当荷载较大(包括屋面吊挂荷载及吊车荷载)时,柱距可取小些,建议为6~7 m ,刚架跨度宜取
24~30 m; 反之荷载较大时则应加大柱距, 宜为8~9 m , 刚架跨度宜取18~21 m。
2 材料选择
211 钢材选用
一般认为,当计算所需梁柱截面由强度控制时, 可优先选用较高强度等级的钢材。但当结构变形或稳定控制时,则应优先选用较低强度等级的钢材。由于目前钢材市场价格波动较大,设计人员应充分了解各种型号钢材市场价格后,进行优化设计。“规程”规定,门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235 - B 或Q345 - A 及以上等级的钢。实际上,当
Q235 附加冷弯试验合格的保证及核算碳当量满足要求后,可以用于不承受低温环境和动荷载较大的结构。
212 焊接材料选用
设计者一般只需根据母材的种类选择与其匹配的相同等级焊条或焊丝、焊剂即可,无需给出具体的牌号。但直接承受动力荷载的焊接连接或重要的厚板焊接宜选用低氢型焊条, 如E4315 、E4316 、E5015 、E5016 等。
213 螺栓选用
对于钢结构主材的连接,一般采用高强度螺栓(818 级或1019 级) 。应该注意,设计中仅指定螺栓的性能等级和连接材料的摩擦系数即可。承压型或摩擦型只是抗剪连接的两种形式,大六角