门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题
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门式刚架轻型钢结构设计及施工中一些问题和措施摘要:本文根据本人实际工程经验,阐述门式刚架结构设计及施工中常出现的问题,针对类似问题提出改进措施及建议,以供大家参考。
关键词:门式刚架钢结构结构设计施工安装0 引言钢结构在我国已经发展几十年,尤其近十年日趋发展完善,门式刚架轻型房屋钢结构更是从理论、设计规程到加工、安装日益成熟。
近几年来门式刚架钢结构工程以其造价低,施工进度快深受人们的喜欢,厂房、车间如雨后春笋,遍地开花。
但随之在设计及施工环节也爆出一些问题,如钢梁变形过大、悬挑构件下挠严重、结构不稳等等。
针对此类常见问题,结合本人经验进行分析,提出建议及改进措施。
1. 设计中常出现的问题1.1 门式刚架钢结构变形过大1.1.1 恒荷载、活荷载取值偏小门刚压型钢板屋面的恒荷载取值一般是靠经验和《建筑结构荷载规范》附录A确定的,通常单层板自重为0.08~0.14kN/m2,当有保温隔热要求时,采用的双层钢板中间夹保温层(超细玻璃纤维棉或岩棉等)或夹芯板亦不会超过0.4 kN/m2。
活荷载规定不上人屋面为0.5kN/m2,但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6.,门式刚架一般符合此条件,所以可用0.3kN/m2。
有些钢厂设计人员为了一味减低含钢量、降低成本,荷载取值都采取极限最小值,甚至一些附加荷载也省略掉了,比如屋面的风机荷载。
活荷载要考虑当地雪荷载,积雪多的一般在常阴面、檐口、高低屋面、女儿墙遮挡范围内,因此计算此范围结构时要增加荷载,有些设计人员却按统一的均布荷载考虑。
积灰大的屋面更应同时考虑积灰荷载,忽略一方面都可能荷载取值与实际不符。
最后设计出的钢柱、钢梁偏小太细,安装完成后,在实际荷载下变形厉害,尤其冬天屋面积雪过厚后。
1.1.2 风荷载考虑不当门式刚架的风荷载标准值采用公式Wk=βzμsμzw0确定,关于门式刚架风荷载系数μs取用,目前有两种。
一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》,一种是《建筑结构荷载规范》。
建筑钢结构轻型钢结构是国内外目前应用和发展速度最快的新型结构形式,广泛应用于工业、居住和公共建筑,具有自重轻、施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低等优势,而门式刚架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式,在我国更是大量涌现。
近几年来,随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H型钢的出现,门式刚架更是发展迅猛,我国建成此类结构工程已达800多万平方米,而且每年以约100多万平方米的速度增加。
目前,门式刚架从设计、制作到安装已形成完全一体化。
一、材料选用1.钢材:用于承重部分的钢材均采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345钢。
目前有时设计人员按老习惯采用Q235-B.F或Q235-B钢,但随着我国建筑钢材生产水平的提高,沸腾钢越来越少,并且对于直接承受动力荷载或振动荷载、低温结构规范不允许采用沸腾钢,因此笔者建议设计慎用沸腾钢,这对工程造价也无明显影响。
2.彩钢板:目前的彩钢板生产厂家众多,品质参差不齐,如果选用不当将影响建筑物的耐久性、强度,尤其是钢板表面涂层的厚度对彩钢板的质量有很大影响,因此彩钢板厚度及技术条件设计者应在设计说明中明确指出。
3.焊接:对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守。
焊条的选用应和被连接金属材质适应。
E43对应Q235、E50对应Q345、Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50。
焊接设计中不得任意加大焊缝,焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。
4.螺栓连接:普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位或作为安装定位使用。
高强螺栓,使用日益广泛,常用8.8s和10.9s两个强度等级,根据受力特点分承压型和摩擦型,两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12,常用M16~M30,超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。
二、屋面活荷载取值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002),对于屋面结构,《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/m2,但仅有一个可变荷载且构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6,门式刚架符合此条件,屋面均布活荷载取为0.3KN/m2。
门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题1.前言《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来已经快三年。
这几年,这类工程发展,《规程》起了很大推动作用,但也陆续听到一些令人不安的情况。
今冬雨水较大,降雪较多,有些地方雪特别大,结构压坏恐怕很难避免,但有的地方雪不大房子也有垮的,漏水的更多。
最近某厂屋顶漏水解决不了,找到钢结构委员会来了,不是雨水,是冷凝水,以前还没有碰到过。
另外,也看到一些工程,有的框架梁太细,令人担心,遇到大雪很可能出问题。
有的骨架立起来摇摇幌幌,没有支撑,说装上墙板就好了,好象有了墙板就可以不要支撑。
现在排架多起来。
用钢筋砼柱、轻钢梁,造价较低,但有的严重不合规定。
现在是市场驱动,有些企业搞承包能省就省,尽量压低造价,管它是否符合规定。
有的连规定也不清楚。
利用开年会的机会,结合了解到的一些情况,就门式刚架房屋设计施工中的问题,作一个发言,抛砖引玉,希望和与会代表交流,取得一致看法。
2.设计方面1)屋面活荷载取值框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年,不打算修改。
但屋面结构,包括屋面板和檩条,其活荷载要提高到0.5kN/m2。
《钢结构设计规范》征求意见稿规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2,但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6。
门式刚架一般符合此条件,所以可用0.3kN/m2,与钢结构设计规范保持一致。
国外这类,要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载,而我们无此规定,遇到超载情况,就要出安全问题。
现在有的框架梁太细,檩条太小,明显有克扣荷载情况,今后应特别注意,决不允许在有限的活荷载中“挖潜”。
2)屋脊垂度要控制框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180,除验算坡面斜梁挠度外,是否要验算跨中下垂度?过去不明确,它可能讲课时说过不包括屋脊点垂度。
现在了解到,美国是计算的。
他们作框架分析,一般是将构件分段,用等截面程序计算,每段都要计算水平和竖向位移,不能大于允许值,等于要验算跨中垂度。
门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义门式刚架轻型房屋是目前建筑领域中一种高效、节能的结构形式,采用先进的钢结构设计和施工技术,能够满足快速建设和灵活改造的需求。
然而,在设计和施工过程中,也存在一些疑难问题需要解决。
一、门式刚架轻型房屋的设计疑难问题1、结构设计:门式刚架轻型房屋结构采用钢材框架结构,需要考虑材料的质量、强度和刚度等参数,以确保整个房屋的抗风、抗震能力。
此外,还需要注意结构的布局和拼接方式,以保证房屋的整体稳定性和安全性。
2、热工设计:门式刚架轻型房屋的热工设计需要考虑材料的导热性、保温性等参数,以确保室内温度的稳定和舒适。
同时,还要注意窗户、门的隔热性能,避免热量的大量损失。
3、防火设计:由于门式刚架轻型房屋采用的是钢结构,存在一定的火灾隐患。
因此,需要在设计过程中考虑防火墙的设置和材料的选择,以保证建筑物的安全。
二、门式刚架轻型房屋的施工疑难问题1、基础施工:门式刚架轻型房屋的基础需要考虑钢结构的重量和承重能力,以确保整个房屋的稳定性和安全性。
在施工过程中需要注意灌注混凝土的配合比和施工技术,避免出现质量问题。
2、材料搭配:门式刚架轻型房屋采用多种材料相结合的方式进行施工,需要注意材料的质量和搭配,避免出现矛盾和影响整个房屋的稳定性和安全性。
3、施工技术:门式刚架轻型房屋的施工需要使用一些先进的钢结构加工和安装技术,如激光切割、自动化焊接等。
在施工过程中需要注意技术的操作和质量控制,避免出现质量问题。
综上所述,门式刚架轻型房屋的设计和施工存在一些疑难问题,需要加强技术力量和质量控制,确保房屋的稳定性和安全性。
同时,也需要关注环境保护和节能减排等方面的问题,推动门式刚架轻型房屋的可持续发展。
(门式刚架)钢结构设计、施工常见小问题一、如果有天沟,系杆不能设计到紧贴着柱顶的部位,否则将可能导致无法安装落水管。
另外天沟落水管和系杆以及柱间支撑的位置一定要考虑好,否则要么碰到系杆,要么碰到柱间支撑。
二、水平支撑上花篮螺栓位置的布置要合理,不要过于偏离主梁,应该考虑方便安装为主。
否则工人在安装时必须探出身子来拧紧花篮螺栓或者用爬梯上去,要么等檩条安装结束后爬上檩条拧紧花篮螺栓这样非常不安全。
另外也要考虑一下隅撑的布置位置,不要在布置水平支撑时与隅撑打架。
三、不要片面地在檩条的拉条孔上考虑“受拉边、受压边”等因素,打出上下边距不等的孔眼,因为安装时是很容易装反的,结果反而不利。
四、门窗等的包角板不能一概而论,因为在施工中你无法保证板件位于压型板的波峰还是波谷。
五、做大型工程时,深化图编号一定要考虑到生产、发货、安装的便捷。
六、对甲方提供的“荷载等数据”一定要了解其真正的意思,因为甲方往往不太懂这些太专业的东东。
我们要做到换位思考,前期工作做好了,后续工作就好开展的多了。
七、高强螺栓的位置要合理,要考虑扭断器及扭矩扳手的施工空间,不要在安装时,因为空间太小,扭断器及扭矩扳手无法就位等,导致高强螺栓梅花头无法拧断或高强螺栓无法拧紧。
曾经碰到过有的设计连套筒的位置都不给。
八、高强螺栓连接板如果有可能,尽量采用上下对称的螺栓布置方法。
曾经有中接点上面4个下面6个,车间工人搭装不小心将一部分搞反了,在现场对不起来。
九、轻钢结构如果有维护砖墙,一定要提前与建设单位及土建施工单位对接好,因为这涉及到土建和钢结构两个方面的问题,因为土建的砖墙很可能搞不平直,可彩钢板的泛水又不可能做得忽大忽小,结果是彩钢板与砖墙的缝隙忽大忽小,彩钢板与砖墙的泛水处理时很难搞好,让建设单位有心里准备。
十、地脚螺栓一般都是土建单位埋,钢结构厂家出图,他们有时能把地脚螺栓的位置转了90度,等复查时,已经来不及了;还有尺寸偏差给你来个偏移50~100mm也不希奇。
门式刚架轻型房屋钢结构设计常见问题分析按规范要求做好建筑钢结构防护是保证钢结构房屋耐久性和正常使用的关键,应引起同行的足够重视。
作者通过对门式刚架和多层框架等类型的钢结构房屋施工图审查,总结了钢结构设计中应当注意的一些问题,如正确选用钢材质量等级和焊缝质量等级,合理设置隅撑、拉条和独立的空间稳定支撑体系,以及钢框架结构采用混凝土楼板时的构造要求等,并对问题进行了分析和讨论。
在实际工作中,笔者审查过相当数量的钢结构工程设计图,主要有门式刚架、网架和多层民用钢框架房屋(也有少数高层钢结构房屋)。
下面就钢结构房屋结构设计中常见的一些问题进行简要分析和讨论。
标签:门式刚架;多层框架;钢结构房屋;结构设计1正确选用钢材质量等级和焊缝质量等级按照规范要求,在钢结构设计文件中,应当注明钢结构所采用的材料的质量等级(包括相适应的焊接材料型号),并对焊缝质量提出质量等级要求。
在审查的实际工程项目中,有的焊接钢结构在材料一项,只注明材料采用Q235钢或Q345钢,不提出质量等级要求;对于焊缝质量等级,部分项目不提出要求,部分项目提出的要求不当。
钢结构房屋所使用的钢材应当具有抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯试验和硫、磷含量的合格保证;对于焊接钢结构,尚应具有含碳量的合格保证。
抗震设计时,当焊接钢结构的钢板厚度不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时,还应保证板厚方向截面收缩率不低于Z15级的要求。
在地震区,钢结构所使用的钢材,除了具有上述合格保证外,《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)(以下简称《抗震规范》)还要求它们具有冲击韧性的合格保证。
对冲击韧性的合格保证,还应根据结构不同的工作温度提出不同的要求。
为保证结构有必要的安全储备和足够的塑性变形能力,《抗震规范》还对钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值、伸长率的限值和良好的可焊性等物理力学指标做出了明确的规定,并要求也要写入设计文件中。
一般来说,钢结构的主要受力构件宜采用Q235B及以上等级的碳素结构钢和Q345B及以上等级的低合金高强度结构钢。
门式刚架结构设计中几个问题的探讨轻型门式刚架结构设计中遇到的几个问题:门式刚架的适用范围(尤其是一些不满足CECS202:2002 规定范围的工程的处理措施)、摇摆柱应用中的处理措施、屋盖纵向水平支撑的设置以及冷弯薄壁型钢檩条设计计算等进行探讨,以期为门式刚架结构的设计提供一些有用的建议。
Encountered several problems in the light portal frame structure design: the scope of the portal frame (especially some that does not meet the CECS202: 2002 specified range of engineering measures), the swing column application processing measures roof the longitudinal horizontal support settings as well as cold-formed steel purloins design calculations to explore, to provide some useful suggestions for the design of the portal frame structure.Keywords: structural design; lightweight portal frame; swing column关键词:结构设计;轻型门式刚架;摇摆柱引言轻型门式刚架房屋结构在我国的应用自 2 0 世纪 6 0 年代开始兴起,9 0 年代以来随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H 型钢的出现,轻钢结构在我国进入兴旺发展的时代。
在目前的工程实践中,门式刚架的梁、柱多采用焊接H 形变截面构件,单跨钢架的梁柱节点采用刚接,多跨者大多刚接和铰接并用;柱脚可与基础刚接或铰接;围护结构多采用压型钢板;保温隔热材料多采用玻璃棉。
门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义首先,门式刚架轻型房屋钢结构的设计问题主要集中在受力分析和结构优化两个方面。
由于门式刚架的主梁和副梁之间的支撑刚度较小,容易发生整体稳定性问题。
此外,由于房屋自重较小,受到外部荷载的影响较大,需要通过弹塑性分析和有限元分析等手段来确定结构的稳定性和设计方案。
而结构的优化则主要涉及材料的选择和梁柱节点的设计,需要综合考虑强度、刚度和稳定性等指标。
其次,门式刚架轻型房屋钢结构施工过程中存在一些技术难题。
首先是如何保证结构的准确度和施工质量。
由于轻型房屋钢结构的构件制作精度要求较高,施工中需加强对焊接工艺和节点连接的控制,确保构件之间的协调和施工质量的稳定。
其次是如何解决难以进行大型模块化施工的问题。
传统的大型模块化施工方式可能无法适应轻型房屋钢结构的特点,因此需要研究新的施工技术和工艺,如采用现场拼装或模块化拼装的方式来提高施工效率和质量。
此外,门式刚架轻型房屋钢结构在使用过程中还存在一些问题。
首先是结构的耐久性问题。
由于轻型房屋钢结构在使用过程中容易受到外界环境和剧烈变化的影响,如氧化、腐蚀和风荷载等,因此需要采取相应的保护措施,延长结构的使用寿命。
其次是结构的隔热和隔声问题。
轻型房屋钢结构对热和声音的隔离性能较差,需要在设计过程中加强隔热层和隔声层的设置,提高建筑的舒适度。
综上所述,门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工中存在一些疑难问题,需要我们通过合理的设计方案、施工技术和使用管理来解决。
只有充分理解和应对这些问题,才能确保钢结构房屋的安全、稳定和可持续发展。
门式刚架轻型钢结构施工中的几个问题欧夏明摘要:门式刚架轻钢结构的支撑体系对结构的整体稳定性起着重要的作用。
对于大跨度轻钢结构,制定规范的施工组织设计和遵守严格的施工顺序,对确保施工中结构的整体稳定至关重要。
关键词:钢结构;厂房;事故中图分类号:TU392.5文献标识码:B文章编号:1008-0422(2006)05-0183-03收稿日期:2006-06-08作者简介:欧夏明(1953-),男(汉族),湖南长沙人,长沙市建设工程质量监督站副站长,硕士研究生。
1引言1.1轻型钢结构建筑体系是采用轻型H型钢(焊接或轧制;变截面或等截面)做成门式刚架,C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条墙梁;压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构,采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料将承重结构、围护结构构件在现场组装起来的预制装配式钢结构房屋体系。
与传统结构相比,轻钢结构建筑具有构造简单,材料单一,跨度大,自重轻,工期短,造价低,环保节能等优势。
目前,这种结构形式已经广泛用在工厂、仓库、超市等各类建筑中。
近年来,我国轻钢结构得到了快速发展,建筑面积超过千万平方米。
1.2轻型钢结构的“轻”主要指:一是采用轻型材料,二是钢材耗能低。
具体来说,门式轻型刚架结构具有以下特点:1.2.1构造简单、材料品种单一;1.2.2结构自重轻、用钢量少(20~50kg/m2)。
不仅降低了下部基础材料用量,减少构件的运输安装工作量,而且有利于结构的抗震;1.2.3施工周期短;1.2.4适用范围广,室内空间可自由分割,灵活性大,可满足多种生产工艺和使用功能的要求;1.2.5属于节能型产品,具有环保性,便于搬迁,易于回收利用;1.2.6造价低。
轻型结构建筑与同类的砖混结构建筑相比,造价持平或略低。
另外就工程总造价而言,轻钢结构约为普钢结构的49%。
1.3《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)(以下简称02规程)自2003年批准发布以来,对我国门式刚架轻型房屋钢结构的发展起到了积极的推进作用,积累了较多工程经验。
门式刚架轻型房屋钢结构设计的几点问题作者:胡斌邓向华来源:《科技创新导报》 2014年第6期胡斌邓向华(北方工程设计研究院有限公司工业工程院河北石家庄 050011)摘要:该文阐明了门式刚架轻型房屋钢结构的受力特点和基本设计原则,就看似简单却容易忽略的几个重要问题做了详细分析,望在设计中引起足够重视。
关键词:荷载节点纵向支撑中图分类号:TU392 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)02(c)-0059-01近十年来门式刚架轻型房屋钢结构发展迅猛。
该结构形式具有布局灵活、自重轻、构造简单、施工快,经济指标好的优点,因此在轻工业厂房中得到大量广泛的应用。
下面就设计中常遇到的一些问题进行阐述。
1 荷载1.1 恒荷载由于门式刚架自重很轻,因此荷载对其作用非常敏感,也对用钢量及造价非常敏感。
再者,屋面在风吸力的作用下常常会出现上拔力。
因此如果设计时恒荷载考虑较大而实际作用恒载没有那么大,通俗点说即恒载压不住屋面,反而对结构来说不安全。
因此结构恒荷载问题虽然简单但必须重视,即要求尽可能准确。
表1示例为将屋面恒载组成细化至每一层,力求荷载准确而不是凭空想象。
1.2 风荷载风荷载计算中经常遇到的问题是刚架风荷载体型系数在《门式刚架轻型房屋钢结构》(CECS102:2002)中有一套值,在《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中有一套值。
《CECS102:2002》中的刚架风荷载体型系数适用于L/H>2.3(柱脚铰接)、L/H>3.0(柱脚刚接),其余情况下应采用《GB50009-2012》中的值。
(注:L为厂房宽度,H为厂房屋脊高度)很多设计人员在设计时有时会采用一种“取大值”的方式,即分段比较,左柱《GB50009-2012》中的体型系数大就取《GB50009-2012》中的值;左坡梁《CECS102:2002》中的体型系数大就取《CECS102:2002》中的值。
门式刚架轻钢结构设计中的若干问题分析摘要:门式刚架轻型房屋钢结构在我国已被广泛应,其技术取得了长足的进步,但设计的理念有待改进和提高的方面还有很多。
只有充分了解轻钢结构的先进的设计理念,才能设计出更经济而且更安全可靠的轻钢结构。
关键词:门式刚架,轻钢结构设计,问题前言门式刚架轻型钢结构房屋具有传力路径明确、构件便于工厂化加工、自重轻、施工周期短、造价低等诸多优点,目前在工业建筑和仓储中心中得到了广泛应用。
发展的过程中也出现了一些设计和施工上的问题,如雪压将屋面压垮、风荷载将屋面掀起、结构挠度太大影响正常使用等等。
本文就结构设计中经常遇到的问题进行了阐述。
1 屋面恒荷载和活荷载取值屋面恒载是指屋面材料的自重,包括屋面板、支撑系统和檩条系统。
一般支撑自重为0.02 kN/m2,一般工业建筑檩条自重为0.05 kN/m2,物流中心檩条自重为0.07 kN/m2。
对于屋面板,不同的屋面构造做法其材料自重差别比较大。
例如,0.53mm厚单层屋面彩钢板加100mm厚玻璃纤维棉PVC贴面,屋面自重约0.08 kN/m2;0.53mm厚屋面天面彩钢板加100mm厚玻璃纤维棉PVC贴面加0.42mm 厚单层倒吊彩钢板,屋面自重约0.13 kN/m2;100mm厚彩钢岩棉夹芯板,自重约0.24 kN/m2;100mm厚彩钢夹聚苯乙烯保温板,自重约0.12 kN/m2;轻质G RC 保温板,自重约0.14 kN/m2。
在实际设计过程中,许多结构设计工程师草率地将屋面恒荷取值为0.3 kN/m2,比实际屋面恒载略高,有时会造成一定的浪费,而有时则可能会埋下安全隐患。
因此对于屋面恒荷,应针对不同的屋面板材料计算出屋面恒荷,且不应低于0.15 kN/m2。
对于屋面活荷,《钢结构设计规范》(B 50017-2012)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程规定》(CECS 102:2002)活荷载取值为0.5 kN/m2,但当屋面受力构件的受荷面积大于60 m2时可以乘折减系数0.6,即0.3 kN/m2。
门式刚架钢结构施工中的几个问题0引言《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来,对门式刚架钢结构工程的发展《规程》起了很大的推动作用,但也有一些令人不安的情况发生。
近几年来,冬天雪水较多,春、秋两季雨水大,特别是有的地方雪特别大,使得其结构压坏,但有些地方雨水、雪水并不是很大,可结构也不稳定有的垮掉了,漏水的更多。
另外,也看到一些工程框架梁太细、框架柱立起来摇摇幌幌,更有的施工单位为降低造价擅至把钢柱改为钢筋混凝土柱,至使结构变为钢筋混凝土柱、轻钢梁、其结构不合理,出现一些人为的安全质量事故。
从2007年10月~至今,我公司连续承担了鞍山市达道湾工业园区、大连瓦房店工业园区及营口鲅鱼圈区门式刚架钢结构厂房二十余座。
下面我结合制作及安装中遇到的问题,谈一谈轻型钢结构工程中常见的一些质量问题、原因、预防措施及解决方法。
1构件的加工制作门式刚架所用的钢板均很薄,最薄的可用到4mm。
薄板的下料应首选剪切而避免用火焰切割。
因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。
目前H型钢的焊接多采用埋弧自动焊或半自动焊。
如果控制不好宜发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲。
解决方法:在切割过程中为了保证钢板不侧弯或减少侧弯的变形,采用跳割法对钢板进行切割,其方法为:例1柱子翼缘宽度为300mm,在下料时将板的两端留出20~30mm不切割,切1m后再留出20~30mm连体,循环往复,总长度切割完成后,待钢板冷至室温后,再将余留部分切断:例2屋面梁翼缘宽度为180mm,在下料时将板的两端留出30mm不切割,切2m后再留出30mm连体,循环往复,总长度切割完成后,待钢板冷至室温后,再将余留部分切断。
这样也就减少变形或不会变形了。
2柱脚安装问题2.1预埋件(锚栓)问题现象;整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施。
直接造成钢柱底板螺栓孔不对位,造成丝扣长度不够。
措施:钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作,混凝土浇捣之前必须复核相关尺寸并加以固定。
i 瑟塑整风门式轻型房屋钢结构设计的几个问题徐良’(江苏省宿迁市建筑设计研究院有限公司,江苏宿迁223800)口商要]结合工作实际,探讨了门式刚架轻型房屋铜结椅设计中应注意的凡个问题,并提出了相应的解决措施,以体现门式钢构的化置。
[j 》猢]门式刚架;钢结构;设计近二十年来,钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。
在轻型房屋钢结构体系中,门式钢构具有施工快、造价低、扩建灵活,维护费用低等特点,在工业建筑市场上占据了主导地位。
随着这一行业的逐渐壮大,从业人员的素质和工程素养跟不上节奏,陆续出现了一些施工质量参差不齐的工程。
1钢材牌号的选用钢材选用的原则是既使结构安全可靠地满足使用要求,又尽量节约结构钢材和降低造价。
主要依据结构类型及其重要性、荷载性质等。
用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板,应采用现行国家标准G B /T700碳素结构钢规定的Q 235钢和G B /T1591低合金高强度结构钢规定的Q 345钢。
门式刚架宜采用Q 235B 或Q 345A 及以上等级的钢。
非焊接的檩条和墙梁等构件可采用Q 235A 钢。
2设计荷载的确定1)恒载(G ):恒载由于已有明确规定并且预先已知,在荷载设计中,恒载往往被赋予较低的分项系数。
2)活载(Q ):包括屋面均布荷载、检修集中荷载、雪荷载。
门式刚架结构设计的主要依据为翩结构设计规范>(G B l 7-88),<冷弯薄壁型钢结构技术规范>(G Bl 8—87)和仃]式刚架轻型房屋钢结构技术规{野(C EC S l 02:98),对于屋面结构,《翻结构设计规莎规定活荷载为o .5K N /m 2,但构l 件的荷载面积大于60m 2的可乘折减系数0.6,门式刚架符合此条件,活荷载取为03K N /m 203)风载(W ):计算这种房屋结构风荷载标准值时所需的风荷载体型系数,需要风洞试验测得。
由于我国目前现有资料不完备,因此主要采用了美国金属房屋制造商协会船触《『氐层房屋体系手册中有关,J 啊唼房屋的规定。
目录1 结构体系布置..................................................................... -2 -1.1结构平面布置.......................................................... - 2 - 1.2刚架选型.................................................................. - 2 -2 门式刚架设计中荷载的确定............................................ -3 -3 柱脚的设计......................................................................... -4 -3.1铰接柱脚..................................................................... - 4 -3.2刚接柱脚..................................................................... - 5 -4 门式刚架山墙结构体系.................................................... -5 - 5维护结构设计...................................................................... -6 -5.1檩条设计…………..…………………………….- 6 -5.2墙梁、支撑设计………………………………….- 6 -总结:...................................................................................... - 7 -1 结构体系布置结构体系布置包括结构平面布置、刚架选型、支撑系统布置、檩条和墙梁的布置等方面的内容。
门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题
2008-4-1 16:10
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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来已经快三年。
这几年,这类工程发展,《规程》起了很大推动作用,但也陆续听到一些令人不安的情况。
今冬雨水较大,降雪较多,有些地方雪特别大,结构压坏恐怕很难避免,但有的地方雪不大房子也有垮的,漏水的更多。
最近某厂屋顶漏水解决不了,找到钢结构委员会来了,不是雨水,是冷凝水,以前还没有碰到过。
另外,也看到一些工程,有的框架梁太细,令人担心,遇到大雪很可能出问题。
有的骨架立起来摇摇幌幌,没有支撑,说装上墙板就好了,好象有了墙板就可以不要支撑。
现在排架多起来。
用钢筋砼柱、轻钢梁,造价较低,但有的严重不合规定。
现在是市场驱动,有些企业搞承包能省就省,尽量压低造价,管它是否符合规定。
有的连规定也不清楚。
利用开年会的机会,结合了解到的一些情况,就门式刚架房屋设计施工中的问题,作一个发言,抛砖引玉,希望和与会代表交流,取得一致看法2. 2)屋脊垂度要控制
框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180,除验算坡面斜梁挠度外,是否要验算跨中下垂度?过去不明确,它可能讲课时说过不包括屋脊点垂度。
现在了解到,美国是计算的。
他们作框架分析,一般是将构件分段,用等截面程序计算,每段都要计算水平和竖向位移,不能大于允许值,等于要验算跨中垂度。
跨中垂度反映屋面竖向刚度,刚度太小竖向变形就大。
要的度本来就小,脊点下垂后引起屋面漏水,是漏水的原因之一。
有的工程由于屋面竖向刚度过小,第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡,使屋面变形。
现在打算做个规定,刚架侧移后,当山尖下垂对坡度影响较大时(例如使坡度小于1/20),要验算山尖垂度,以便对屋面刚度进行控制。
3)钢柱换砼柱
少数单位设计的门式刚架,采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成,斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连,形成刚接,目的是想节省钢材和降低造价。
在厂房中,的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架,但此时梁柱只能铰接,不能刚接。
多高层建筑中,钢梁与墙的连接也是如此。
因为混凝土是一种脆性材料,虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力,但在连接部位,它的抗拉、抗冲切的性能很并,在外力作用下很容易松动和破坏。
还有的单位,在门式刚架设计好之后,又根据业主要求将钢柱换成砼柱,而梁截面不变。
应当指出,砼柱加钢梁作成排架是可以的,但将刚架的钢柱换成砼柱,而钢梁不变,是不行的。
由于连接不同,构件内力也不同,要的工程斜梁很细,可能与此有关。
建筑结构是一门科学,如果不按科学办事,是要吃苦头的。
今后国家要执行建筑法,实行强制性条款,违反其中一项,出了工程事故,是要受罚的。
4)檩条计算不安全
檩条计算问题较大。
檩要是冷弯薄壁构件,受压板件或压弯板件的宽厚比大,在受力时要屈曲,强度计算应采用有效宽度,对原有截面要减弱,不能象热轧型钢那样全截面有效。
有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢构件技术规程》中讲的,有的设计人员恐怕还不了解,甚至有些设计软件也未考虑。
但是,设计光靠软件不行,还要能判断。
软件未考虑的,自己要考虑,否则就不需要高级工程师了。
再有,设计人员往往忽略强度计算要用净断面,忽略钉孔减弱。
这种减弱,一般达到6-15%,对小截面窄翼缘的梁影响较大。
刚架整体分析采用的是全截面,如果强度计算不用净截面,实际应力将高于计算值。
《规程》3.1.7条规定:“结构构件的受拉强度应按净截面计算,受压强度应按有效截面计算,稳定性应按有效截面计算,变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。
曾有人问,这条规定是什么意思?如果有人再提这样的问题,我想问他,钢结构学过没有?因为这是钢结构的基本概念问题。
如果这样的问题都签不出,说明他还不具备钢结构的设计资格的。
有的单位看到国外资料中檩条很薄,也想用薄的。
国外檩条普遍采用高强度低合金钢,但我国低合金钢Q345的冲压性能不行,只有用Q235的。
人家是按有效截面计算承载力的。
如果用Q235的,又想用得薄,计算时还不考虑有效截面,荷载稍大时檩条就要垮。
3.施工方面
1)柱子拔出
有的刚架在大风时柱子被拔起,这是实际中常出现的事故。
主要原因不是刚架计算失误,而且设计柱间支撑时,未考虑支撑传给柱脚的拉力。
尤其是房屋纵向尺度较小时,只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载,支撑传给柱脚的拉力很大,而柱脚又没有采取可靠的抗拔措施,很可能将柱子拔起。
,因此,在风荷载较大的地区刚架柱受拉时,在柱脚应考虑抗拔构造,例如锚栓端部设锚板等。
2)没有柱间支撑
这种情况最近较多,需要大声疾呼,这样不行。
蒙皮作用虽然各国都在研究,但没有任何一本规范允许不设支撑。
蒙皮作用的影响因素太多,并非在任何情况多能发挥作用。
特别是柱间支撑,受力较大,绝不能省略。
蒙皮作用最多只能视为一种刚度储备。
3)端板合不上
端板连接是结构的重要部位。
由于加工要求不严,而腹板与端板间夹角又,有的工程两块端板完全对不上,合不起来。
强行用螺栓拉在一起,仍留下很宽缝隙,严惩影响工程质量。
4.4)锚栓不铅直
框架柱柱脚底板水平度差,锚栓不铅直,柱子安装后不在一条直线上,东倒西歪,使房屋外观很难着,这种情况不少。
锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平,再用用无收缩砂浆二次灌浆填实,国外此法施工。
最近在上海讨论轻钢施工验收规程,不少专家强调了这种方法。
5)保温材吸水超重
有些房屋雪不大就垮了,究其原因,是屋面防水施工太差,雪融化后水逐渐渗入,为保温村所吸收。
今年冬季落雪多次,迁延时间较长。
屋面的设计荷载很小时,当吸水量达至一定程序,超过了结构的承载能力,就要倒塌。
6)保温材料胡乱安装
保温材料一般采用玻璃棉,其厚度根据热功计算确定。
正规做法是采用背面带铝箔隔汽层的玻璃棉,有的不用铝箔,用牛皮纸,我不清楚牛皮纸是否可作隔汽层,如果可以,也比不用任何隔汽层好。
防止冷凝水向室内滴水,是房屋的使用要求之一。
有人以为铝箔只是为了美观,或承受拉力,实际上它的主要作用是作隔汽层。
承受悬挂时的拉力还可以用玻璃纤维布或钢丝网。
现在看到有些工程,玻璃棉不用任何隔汽层。
另外,当采用内层钢板吊顶时,不是将保温卷材压在檩条上,而是为了施工方便,将保温材剪断,放在檩条之间的吊顶上,形成冷桥。
某工程在这样处理的同时,又将吊顶钢板搭接方向弄反。
加之,冬季混凝土地坪施工作业时,将周边门窗关闭,由于室内外温差大,大量水汽在屋顶凝集,由吊顶钢板搭接处流下,形成了“外面不下里面下”的状况,使工程不能交工。
经验告诉我们,当保温卷材有隔汽层并保持接缝处密封时,卷材是干燥的,无隔汽层时卷材是湿的。
在水份的长期浸泡下,随着时间的推移,保温棉将被逐渐压实,最终失去应有的保温作用,因此安装方法是否对头,关系很大。