文档介绍：门式刚架轻型房屋钢结构的合理设计
锦州城乡建筑设计有限责任公司史磊
[摘要]本文就门式刚架轻型房屋钢结构设计,着重从选材、结构布置、檩条设计、刚架设计等方面探讨其经济性、合理性。
[关键此]门式刚架轻型房屋经济合理
前言
在90年代前,我国房屋钢结构主要是应用于重型厂房,90年代初,轻型门式刚架开始得到应用。门式刚架轻型房屋钢结构体系由主刚架体系、檩条和支撑体系、维护体系三大体系构成。其中维护体系采用压型钢板作为面板带来了两大主要特点:结构自重轻蒙皮效应强。充分利用这两大特点,在保证安全可靠的前提下,可以在结构造型(变截面)、支撑体系、刚度设计(侧移限制)、稳定设计(利用隅撑)、局部稳定(按剪力大下设加劲肋,利用屈曲后强度)、蒙皮效应利用、简单的端板式连接等方面采用了先进的模式与技术,从而降低了造价,比传统钢结构更为经济合理。
选材
、Q345A及以上等级的钢材。
吊车梁:行车吨位≤5t的轻级工作制吊车梁宜选用Q235B、Q235A等级的钢材;行车吨位较大或≥10t中级工作制吊车梁宜选用Q345B及以上等级的钢材。
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简支、小跨度的檩条宜选用Q235A等级的钢材;连续或大跨度的檩条宜选用345A等级的钢材。一般情况下,当由强度控制设计时宜用Q345A级钢材,充分利用其屈曲强度高的优势。当由刚度控制设计时宜用Q235A级钢材,在同等用钢量的情况下利用其价格优势。当由稳定控制设计时,可根据具体情况选择Q345A或Q235A级钢材。
屋面及柱间支撑一般采用张紧的圆钢,有较大吨位行车时柱间支撑用角钢,隅撑一般采用角钢这类型钢根据市场情况采用Q235钢。
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基材:钢板基材在根本上决定彩涂钢板的承力性能和压型加工性能,因此在选用基材等级或牌号时,主要考虑其力学性能、化学成分及其冷弯性能。一般情况下,钢板基材宜选用Q235或性能与其相近的牌号;若为暗扣式压型钢板,则宜选用Q345或性能与其相近的牌号。
镀层:镀层在钢板防腐性能方面起主要作用。各种彩板镀层分别为:,一般外层板采用180g/m2~275g/m2,内层板可采用180g/m2;;%铝锌钢板(Galfan)的镀层厚度双面和一般取为180g/m2~275g/m2;%铝锌钢板(Galvalume)的镀层厚度双面和一般取用150g/m2。在相同镀层厚度下,各镀层钢板的防腐性能按弱到强的排列顺序是热镀锌钢板→热镀锌合金化钢板→热镀5%铝锌钢板→热镀55%铝锌钢板。
涂层:涂层(或称面漆)主要是有机(碳)化合物,主要作用是出于美观以及外加保护层的需要,因此其耐候性与防粉尘附着性是选择涂层时要考虑的主要因素。常用的涂层耐候性
由弱到强的顺序是聚酯树脂(8~10年)→改性聚酯树脂(8~15年)→聚二乙烯***树脂(≥20年)。
结构布置
合理柱距
门式刚架的合理柱距6~9m,有行车时柱距宜小不宜大。特别是对于行车吨位≥10t时,柱距宜≤,~9m,且单跨越大选用柱距也应最大,此时不仅用钢量较为经济而且能满足工艺上大柱网的要求。
端框架即山墙采用门式刚架,适用于以下几种情况:
建筑规划有续建要求;
有抗震要求;
有行车要求;
工程地点为近海或风载较大的地区;
檐高较高(约超过9m);
几种情况外可考虑采用由斜梁、抗风柱和墙梁组成的山墙墙架。结合考虑山墙面的蒙皮效应,可以用冷弯薄壁型钢做成轻型的铰接体系墙架。
门式刚架结构体系属平面结构体系。在横向(即跨度方向)为平面主刚架,可以承担竖向荷载和横向荷载。在纵向是靠支撑来承担纵向水平力
,使整体刚架构成具有空间刚度的建筑。~ Kg/m2,只占整个结构用钢量很少一部分,但其作用却很重要,设计时一定要加以重视。
支撑利用圆钢时一般要求30~40m设置一道最大不宜超过60m。柱间支撑的位置宜与屋面支撑所在柱间相同,以便两榀刚架直接构成一个稳定的空间体系,可使房屋纵向风荷载传至基础的路线更直接,同时也使框架按有无支撑孔及连接板分类容易,方便了制作及安装。跨度较大或风荷载较大时,支撑体系宜多设几道,此部分的用钢量很小,但对整个结构非常有利。另外,多跨度结构中的中柱宜设柱间支撑,分担部分传至基础的纵向水平荷载,使屋面支撑构成的桁架体系具有中间支座效果,大大降低了支撑杆件的内力。
支撑的传统计算模式是不管整个建筑有多少道支撑,均按迎风面的第一道支撑体系承担全部的迎风面风