文档介绍：门式刚架在工业厂房中的应用
摘要:门式刚架钢结构工业厂房因其工期短、自重轻、抗震性能好、综合造价低、环保等优点在建筑工程中已被广泛认可,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构。本文就门式刚架工业厂房的设计作简单阐述。
门式刚架在工业厂房中的应用
摘要:门式刚架钢结构工业厂房因其工期短、自重轻、抗震性能好、综合造价低、环保等优点在建筑工程中已被广泛认可,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构。本文就门式刚架工业厂房的设计作简单阐述。
关键词: 门式刚架 工业厂房框架结构结构类型
近年来,随着我国钢铁业的发展,钢结构应用越来越广泛,尤其钢材的高强度被充分应用于大跨度的工业厂房中。门式刚架钢结构因其工期短、自重轻、抗震性能好、综合造价低、环保等优点在建筑工程中已被广泛认可,在工业厂房中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构。除了单层的门式刚架外,近年出现了大量底层为框架结构,上部为门式刚架的结构类型。
门式刚架工业厂房结构体系主要由横向承重刚架、纵向柱间支撑和水平连系梁、屋面水平支撑、屋面维护系统和墙面维护系统组成。门式刚架的设计主要内容有:
(1) 荷载取值
目前门式刚架多采用压型钢板屋面和墙面维护系统,根据实际需要,通常设置采光带,屋面通风器及保温隔热层等。一般压型钢板屋面恒载主要为板自重及屋面支撑系统的重量,/ m2,/ m2,如果有吊顶附加荷载另外考虑。
根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002)(以下简称《门规》)规定,/ m2, 但构件的受荷载面积大于60 m2时,/ m2。
风荷载体型参照《门规》规定,对刚架设计分中间区和边缘带,根据刚架所处分区采用不同的体型系数。因屋面荷载较小,在风压较大的地区屋面构件设计多是风吸力起控制。个别设计人员设计刚架时屋面恒载取值偏大,这样不符合实际的荷载取值,在某些时候反而变得不安全。
除了屋面恒、活及风荷载外,厂房还可能存在吊车荷载,《门规》仅适用于起重量不大于20t的轻中级工作制吊车厂房。同时,对于地震区的厂房还要考虑地震作用,一般情况下,7度及以下设防烈度时,地震作用组合不起控制。当地震作用组合起控制作用时,相应的梁、柱构件及节点设计需满足抗震构造措施。
(2) 门式刚架计算
门式刚架的计算一般采用平面模型,目前常用的计算软件包括STS,3D3S等,设计规范主要采用《门规》。因屋面荷载较小,跨度较大,为减小用钢量,屋面梁多根据弯矩包络的形状设计成变截面构件,在柱节点处截面高,跨中截面较小。当柱脚铰接时,柱也采用上大下小的楔型截面。
梁柱设计时一般均考虑腹板屈曲后的强度,这样可以减小腹板厚度。《门规》规定梁的腹板高厚比限值为250√(235/fy),其中fy为构件钢材的屈服强度。但实际设计时考虑到制作工艺,腹板高厚比过大时,腹板焊接变形严重,一般控制在180√(235/fy)以下。
梁构件平面外稳定可以考虑隅撑的作用,计算跨度选为隅撑之间的间距。柱构件过高时,平面外稳定起控制,如墙面有条件设置隅撑,也可以设置隅撑来减小柱截面。对于屋