文档介绍：门式钢架结构
摘要:本文针对普通大跨度实腹式门式刚架随着跨度的增大经济性指标下降的问题,提出了索支承实腹式门式刚架结构体系。索支承实腹式门式刚架只须通过伸长撑竿施加预应力,比较于其他需要张拉钢索的预应力钢结构它是一种节点构造简单、施工简便,预应力效果明显的结构
关键词:构造结构,制作施工,预应力
1引子:我国有多例跨度60~72米的实腹式轻钢门式刚架工程,包括湛江港从美国引进的60米跨的保税仓库、北京西郊机场从美国引进的一座跨度72米的飞机库,和国内自行设计大连72米门式刚架粮仓储备库,跨度再大的就非常少见。这是因为随着跨度的增大,刚架梁的挠度和梁柱节点弯矩显著增加,对刚架起控制作用的往往是刚架梁的跨中挠度,这时候采用较高强度的钢材不能解决问题,须要加大刚架截面。此时,增大截面是为了控制变形,没有充分利用钢材的强度。因此普通大跨度实腹式门式刚架用钢量大幅度增加,经济性指标大大下降,削弱了轻钢结构自重轻这一优势。国内自行设计的大连72米门式刚架粮仓储备库,最大截面已达到1800Ⅹ300Ⅹ12Ⅹ14,用钢量(仅刚架部分,不包括围护结构)[9]。针对上述问题,目前有几种解决方法,例如采用预应力格构式门式刚架、在普通实腹式门式刚架柱顶布置直线式预应力钢索。但是预应力格构式刚架对部分杆件施加预应力,预应力钢索的布置比较复杂,节点构造繁琐给施工带来不便。
门式刚架柱顶布置直线式钢索须待刚架整体安装完毕后张拉钢索施加预应力,无法避免高空作业。而且刚架中直线式预应力索的效率往往不能充分发挥作用,而且预应力对梁的平面内稳定非常不利。为了增加斜梁刚度,并降低结构用钢量,本文提出了索支承实腹式门式刚架这种新型预应力钢结构形式。
2门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有以下技术特征:
结构构件的横截面尺寸较小,可以有效地利用建筑空间,降低房屋的高度,建筑造型美观。
门式刚架的刚度较好,自重轻,横梁与柱可以组装,为制作、运输、安装提供了有利条件。
屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5~1/10(20~50kg/m2),是一种经济可靠的结构形式。
主要承重骨架—门式刚架
檩条、墙梁—冷弯薄壁型钢
屋面、墙面—压型金属板、彩钢夹芯板
屋面及墙面保温芯材—聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨
酯泡沫塑料、岩棉等
支撑—屋面支撑、柱间支撑
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:
、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。
、柱多采用变截面杆件,可以节省材料。
,对制作、运输、安装的要求高。
、抗扭刚度比较小,结构的整体刚度也比较柔。
:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)
:轻型厂房、物流中心、大型超市、体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。
:国内每年有一千万平方米的轻钢结构建筑物竣工。
(1)屋面荷载较小,横向跨度为9~24m,~9m。
(2)没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。
(3)当厂房横向跨度不超过15m,柱高不超过6m时,屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横向跨度大于15m,柱高超过6m时,宜采用变截面刚架形式。
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柱和梁采用变截面形式时,截面形状与内力图形附合较好,受力合理、节省材料。
变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等截面方便。
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
门式刚架结构布置
门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。按截面形式分,有等截面与变截面。
结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素
门式刚架的横梁与柱为刚接,柱脚与基础宜采用铰接;当水平荷载较大,檐口标高较高或刚度要求较高或有中重级工作制吊车时,柱脚与基础可采用刚接。
变截面与等截面相比,前者可适应弯矩变化,节约材料,但在构造连接及加工制造方面,不如等截面方便,故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计成变截面。
跨度:一般为9~24m
高度:取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度,~9m
柱距:应综合考虑刚架跨度、