文档介绍：关于门式刚架轻型结构设计优选的讨论
【摘 要】介绍门式刚架轻型结构的特点,从结构形式、钢材选用等诸多方面讨论结构设计优选,以降低工程造价,取得更好的经济效益和社会效益。
【关键词】门式刚架;设计优选;钢结构
轻型门式 钢材选用
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。门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235一B或Q345一A及以上等级的钢。
螺栓选用
目前设计一般用摩擦型连接,其剪切变形比承压型连接小,这种连接使得结构刚度较大。实际上在低烈度地震区,当吊车荷载不大或没有吊车、风荷载较小、变形不大的情况下可优先选用承压型连接,不仅能大大减少螺栓用量,而且连接处构件接触面仅需清除油污及浮锈,不必强调抗滑移系数和扭矩两个系数的检验。地脚螺栓一般采用C级螺栓。
3 连接节点设计优选
梁柱节点设计
节点设计时既要考虑到传力机制明确,构造合理,避免应力集中及产生过大的约束应力,又要考虑到制作、 安装方便,容易就位和调整。从减少柱截面,减少整体用钢量以及使刚架具有足够的侧移刚度等几个方面综合考虑,梁柱连接通常作为刚接节点进行计算和设计,通常是采用高强度螺栓端板连接形式。边柱与梁连接节点有端板竖放、平放或斜放三种形式。在可能的情况下应优先选用端板平放以减小节点的设计剪力,同时柱能在安装时起到临时支座作用。当节点弯矩较大时可采用端板斜放或竖放以增大力臂,但端板斜放时,对加工精度要求较高,且应注意安装空间的问题。中柱与梁的连接一般可采用铰接处理,此中柱俗称为摇摆柱。但当跨中反弯矩很大或需控制水平位移时此处可设计为刚接。
柱脚连接设计
柱脚根据能否抵抗弯矩分为刚接柱脚或铰接柱脚。在实际工程中,绝对刚接或绝对铰接都是不可能的,确切地说是一种半刚接半铰接状态。刚接和铰接柱脚关键在于锚栓布置,铰接柱脚一般采用两个锚栓,刚接柱脚一般采用四个或四个以上锚栓连接。柱脚的区别在于对侧移的控制,如果结构对侧移控制较严,则采用刚接柱脚。一般情况下,柱底剪力是通过底板和基础顶面的摩擦力来传递的,若不满足要求,则须设置抗剪键。在实际设计中应经过充分比较分析后确定选用哪种方法。
4 支撑体系设计优选
支撑体系形成轻钢结构的空间体系。支撑体系对整个轻钢结构体系至关重要。其中主要的支撑构件有檩条、墙梁、横向上弦水平支撑、刚性系杆、柱间支撑、隅撑、拉条等。当没有吊车时,支撑体系一般采用由张紧的圆钢组成的柔性支撑。建议采用花篮螺栓,虽然较圆钢支撑端部用螺母张紧的做法增加少量费用,但能有效地消除由支撑松弛引起的负面影响。当有吊车时,下柱支撑应采用刚性支撑,一般由钢管或角钢组成。计算中应注意平面外计算长度的问题,通常梁和边柱的平面外计算长度由受压翼缘的隅撑间距决定,中柱的计算长度为柱间系杆距离决定。而中柱设置系杆往往受到厂房使用功能的限制,在可能的情况下,梁柱截面尽量不要由平面外稳定控制,否则设计一般会不太经济。
门式刚架的檩条构件可以选用C形冷弯卷边槽钢和Z形带斜卷边或直卷边的冷弯薄壁型钢。Z形檩条受力性能稍好,但制作和安装麻烦,适用于屋面坡度较大的情况。檩条设计常采用简支梁设计,材料利用率偏低,现在一般推荐采用连续檩条的设