钢结构房屋设计
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车辆工程技术132工程技术1 结构体系的描述上述的结构形式如果钢筋混凝土柱顶与H人字形铜梁刚接,仍可定性为门式刚架体系,参照门式刚架的受力特点进行计算和设计。
然而由于其柱顶与钢梁的结合上由两种完全不同的材料组成,其传力是否可靠,至关重要,钢梁为弹性材料,钢筋混凝土柱为弹塑性材料,钢筋混凝土柱顶混凝土节点区作为刚性节点,受力十分复杂,因此柱项节点的构造也较为复杂,这就给设计和施工造成了一定的难度,也增加了造价。
实际上该类节点要做到完全刚性节点,也难以做到,设计时仍应适当提高钢梁跨中的弯矩系数。
上述的结构形式,如果钢筋混凝土柱项与H人字形刚梁铰接,则不能定性为门式刚架体系,从其受力特点来分析,对H钢人字形钢梁应定性为两铰折线拱,应按照拱的受力特点进行计算和设计,拱脚提供的反力应能阻止拱的位移变形,在小跨度的情况下(一般为跨度18米及18米以下),拱脚提供的反力取决于钢筋混凝土柱的抗推力(侧位移刚度),在大跨度的情况下(一般为跨度18米以上),则应设置拉杆或在梁、柱间采用刚接节点。
对钢筋混凝土柱而言,应定性为跨变结构排架柱,按跨变排架进行受力分析和设计。
2 结构计算应考虑的问题对于上述的双铰折线拱H钢屋梁和跨变钢筋混凝土排架柱的结构体系,若未设置拉杆,其计算较为繁琐,如果未予以认真对待或认识不清,仅采用通常平面杆系计算软件电算了事,不管其跨度多大都一样,则是一种不负责任的做法,也给结构留下安全隐患。
实际上,目前通用的平面杆系计算软件是基于两个基本假设的基础上进行受力分析的,其一是平截面假设,即结构受力后杆件的截面保持不变,其二是杆件与杆件之间的夹角不变,即结构受力后梁,柱之间或折梁之间的夹角不变。
这种假设对门式刚架而言,是符合其计算简图的,但这种假设对本文所针对的结构则不适用,也不符合实际受力的计算简图,首先人字型钢梁由于拱脚推力较大(跨度越大,推力就越大),如果拱脚不设置拉杆或柱的抗推力(侧向刚度)不足,将产生较大水平位移,势必造成钢梁屋脊处夹角的改变,即杆件与杆件之间夹角的改变,不符合计算软件的基本假设,其次由于拱脚水平位移的加大,给钢筋混凝土柱增加了附加弯矩,即存在二阶效应问题,而软件计算又未考虑二阶效应,再者由于悬索效应,屋面钢梁内力将急剧增加,柱项的剪力也急剧增加.反过来又造成更不利的情况,这些都是目前计算软件没有考虑和解决的问题,因此电算的结果将产生较大的误差,直接用电算结果进行设计显然是不合理和错误的,势必留下安全隐患,要解决这个问题,首先应解决好计算问题。
一丶设计资料厂房总长60m,跨度为24m,屋架间距b=6m,端部高度H=1990mm,中部高度H=3190mm1、结构形式:钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C20,屋面坡度为i=1:10;L为屋架跨度。
地区计算温度高于—20℃,无需抗震设防。
2、屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数(节点荷载P=1.0作用下杆件的内力)如附表图所示。
屋架采用的钢材为Q235钢,焊条为E43型,手工焊3、屋盖结构及荷载采用无檩体系。
用1.5×6.0预应力混凝土屋板。
荷载:①屋架及支撑自重:q=0.384KN/m²②屋面活荷载:活荷载标准值为0.7 KN/m²,雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m²,活荷载标准值与雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值③屋面个构造层的恒荷载标准值:水泥砂浆找平层0.4KN/m²保温层 0.4KN/m²预应力混凝土屋面板 1.6KN/m²永久荷载总和=2.784KN/㎡,活荷载总和=0.7 KN/㎡4、荷载组合。
一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。
节点荷载设计值:按可变荷载效应控制的组合计算(永久荷载:荷载分项系数γg=1.2;屋面活荷载活雪荷载:γq=1.4,组合值系数φ=0.7)F=(1.2×2.7844+0.7×1.4)×1.5×6=37.2 KN按永久荷载效应控制的组合计算(永久荷载:荷载分项系数γg=1.35;屋面活荷载活雪荷载:γq=1.4,组合值系数φ=0.7)F=(1.35×2.784+0.7×1.4×0.7)×1.5×6=38.2KN故取节点荷载设计值为F=38.2 KN,支座反力R=8F=305.6 KN二丶屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板,故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋面坡度i=1/10;=24000-300=23700mm;端部高度取H=1990mm,跨中高度取屋架计算跨度L3190mm,下端起拱50mm。
建二层钢结构的房屋基础做法建造二层钢结构房屋的基础做法引言:二层钢结构房屋是一种常见的建筑形式,具有结构稳定、抗震性能好等优点。
在建造二层钢结构房屋时,基础的施工是至关重要的一步。
本文将介绍建造二层钢结构房屋基础的做法,包括基础设计、施工步骤和注意事项。
一、基础设计1. 地质勘察:在进行基础设计之前,需要进行地质勘察,了解地下土层的情况,包括土壤类型、承载力等参数,以便合理设计基础结构。
2. 基础类型选择:根据地质勘察结果和建筑设计要求,选择适合的基础类型,常见的有扩展基础、钢筋混凝土桩基础等。
3. 基础尺寸设计:根据建筑结构荷载和土壤承载力,计算出合适的基础尺寸,确保基础能够承受房屋的重量和荷载。
二、施工步骤1. 地面准备:清理施工现场,确保地面平整,并进行必要的挖掘和填土工作。
2. 基础标定:根据基础设计图纸,在地面上标定出基础的位置和尺寸,以便施工时参考。
3. 基础施工:按照基础设计要求,进行基础的施工,包括基础底板的浇筑、基础墙体的建造等。
4. 钢筋安装:根据基础设计图纸和施工要求,进行钢筋的安装,确保钢筋的位置和数量符合设计要求。
5. 混凝土浇筑:在钢筋安装完成后,进行混凝土的浇筑,确保混凝土充分填充基础空间,并进行必要的振捣和养护工作。
三、注意事项1. 施工质量:在进行基础施工时,要保证施工质量,确保基础的强度和稳定性,避免出现质量问题。
2. 施工工艺:按照施工工艺要求进行施工,包括混凝土浇筑的顺序、振捣的力度等,确保施工过程规范。
3. 施工安全:在进行基础施工时,要注意施工安全,采取必要的安全措施,确保施工人员的人身安全。
4. 施工监督:在基础施工过程中,要进行监督检查,确保施工符合设计要求和规范要求。
结论:建造二层钢结构房屋的基础施工是确保房屋结构稳定和安全的重要环节。
通过合理的基础设计和施工步骤,可以保证基础的质量和稳定性。
在施工过程中,要注意施工质量、施工工艺和施工安全,确保基础施工的顺利进行。
轻型模块化钢结构组合房屋技术标准本技术标准适用于轻型模块化钢结构组合房屋的设计、制造、安装和使用,包括住宅、商业、工业及其他用途的组合房屋。
1.术语和定义1.1 轻型模块化钢结构组合房屋:由钢结构、墙、屋顶、地板等组成的用于居住、商业或其它用途的建筑物,具有模块化设计和制造的特点。
1.2 模块化设计:建筑物的各个部分都按照标准化的尺寸制作,方便装配和拆卸,使建筑物具有可重复使用性。
1.3 钢结构:建筑物的主要结构采用钢材制作,具有高强度、耐久性、抗震性等特点。
1.4 墙、屋顶、地板:采用轻质材料制作,如EPS、XPS、岩棉等,具有保温、隔音、防火等特点。
2.设计要求2.1 结构设计应符合当地建筑法规和标准要求,满足建筑物的力学性能、安全性和使用功能。
2.2 建筑物的模块化设计应符合标准化尺寸,方便现场组装和拆卸,模块之间应具有可靠的连接方式。
2.3 建筑物应具有优良的隔音、保温和防火性能,墙、屋顶和地板应采用合适的材料和厚度。
2.4 建筑物应考虑使用寿命和维护保养等因素,设计应合理,结构应稳定,使用寿命应符合要求。
3.制造要求3.1 制造应符合设计要求和相关标准,组件应具有标准尺寸和质量要求。
3.2 制造过程中应控制好材料的质量和加工精度,确保组件的质量和稳定性。
3.3 组件应进行标识和记录,以便于现场的组装和维护。
4.安装要求4.1 安装前应进行现场勘察和技术指导,确保场地符合建筑物的要求。
4.2 安装应按照设计和标准要求进行,组件之间的连接应牢固可靠。
4.3 安装过程中应注意安全,按照相关法规和标准进行,避免事故发生。
5.使用和维护要求5.1 建筑物的使用应符合设计用途,按照相关法规和标准进行。
5.2 建筑物的维护保养应定期进行,如检查组件的连接、墙面的涂刷、屋顶的排水等。
5.3 建筑物的维修应按照相关标准进行,维修后应重新检查和测试,确保安全和稳定性。
6.质量控制和检验6.1 生产过程中应进行工艺控制和质量检验,确保组件的质量和稳定性。
刚架轻型房屋钢结构设计门式刚架为一种传统的结构体系,该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。
门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。
门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国,经历了近百年的发展,目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也有着特定的历史背景。
轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私人车库等简易房屋。
第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。
门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。
后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。
因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。
上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了很大突破,色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构的发展。
加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。
实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。
目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。
结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。
在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,以商品的形式对外出售。
20j910-3模块化钢结构房屋建筑构造一、基础结构模块化钢结构房屋的基础结构采用混凝土基础,确保其稳定性。
基础的设计需根据地质勘察报告进行,确保建筑物安全。
基础结构的施工应遵循相关的建筑规范和标准。
二、梁柱连接梁柱连接是钢结构房屋的关键部位,采用高强度螺栓连接,确保其安全可靠。
在连接过程中,应严格遵守施工规范,确保施工质量。
三、楼面和屋面楼面和屋面一般采用轻钢龙骨石膏板或混凝土预制板。
在设计中应充分考虑保温、隔音和防水性能。
同时,楼面和屋面的承载能力需满足使用要求。
四、墙体墙体材料可选用轻质隔墙板或加气混凝土砌块等,具有保温、隔音、防火性能。
同时,外墙可采用建筑幕墙或装饰板材,提高建筑外观效果。
五、门窗门窗应选用节能型材,具有良好的保温和隔热性能。
在设计时应考虑通风、采光和防盗需求。
六、楼梯和电梯楼梯和电梯应根据设计规范进行,确保其承载能力和安全性能。
在楼梯设计中,应考虑舒适度和疏散要求。
电梯应根据建筑物的使用需求进行配置。
七、电气设备电气线路应采用阻燃性电线管或电缆桥架,确保安全。
照明、插座等电气设备应根据使用需求进行配置。
同时,应考虑防雷接地措施。
八、给排水系统给排水管道应采用不锈钢管或PVC管等优质管材,确保水质安全。
同时,应合理布置卫生间、厨房等用水设施,确保使用方便。
九、暖通空调系统暖通空调系统应根据当地气候条件和使用需求进行设计。
在选择空调设备时,应考虑能效比和噪音等因素。
同时,应合理布置风口和回风口,确保室内空气流通。
十、整体装配和运输模块化钢结构房屋在工厂预制,现场组装,方便运输。
在装配过程中,应严格遵守施工图纸和技术要求,确保组装精度。
同时,对于整体运输的房屋,应确保结构的稳固性和运输的安全性。
第十三讲钢结构房屋抗震设计规定蔡益燕一、多层和高层钢结构房屋1.前言我国89年版抗震规范,除单层钢结构厂房外,没有其它钢结构内容。
我国过去钢材产量有限,钢结构在工程中应用很少。
随着钢材产量的增加,国家要求积极发展钢结构,新规范除保留单层钢结构房屋外,还增加了第八章“多层与高层钢结构房屋”,使钢结构抗震设计的内容大大充实,以适应钢结构发展的需要。
我国《钢结构设计规范》GBJ17不包含抗震内容。
因此,地震区的房屋钢结构设计,除应符合钢结构设计规范外,还应符合抗震规范的有关规定。
与行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(以下简称《高钢规程》)相比,新的抗震规范第八章对高层钢结构的设计与施工作出了不少新规定。
今后,凡是《高钢规程》中与抗震规范不一致之处,应按抗震规范的规定执行,且不应比其低。
但抗震规范中未列入而《高钢规程》中已列入的,在该规程修订前仍可执行。
本章在适用的高层钢结构体系中未列入钢框架-混凝土剪力墙(核心筒),是考虑到对这种体系的性能尚未进行系统研究。
1994年的美国北岭(Northridge)地震和1995年的日本阪神地震是两次震害特别严重的地震,尤其是钢结构焊接刚架连接的破坏十分严重。
美国该地区的钢框架房屋破坏达100多幢,日本破坏的也不少,震后两国都进行了大量研究,对破坏原因进行了分析,采取了相应措施,制订了新标准。
由于美、日是钢结构应用最多的国家,它们的新标准引起了各国钢结构设计、施工和研究人员的关注,在这次我国抗震规范修订中也有若干反映。
本介绍对于行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》中已有规定而这次变更不大的内容只作一般介绍,着重说明这次修订中的新内容。
多层工业建筑钢结构的抗震设计另有规定,列入本章附录,这里不拟作介绍。
2.材料对抗震钢结构钢材的基本要求, 是参考AISC钢结构房屋抗震规定提出的。
这些要求是:⑴强屈比大于1.2; ⑵有明显的屈服台阶;⑶伸长率大于20%(标距50mm); ⑷有良好可焊性。
钢结构房屋的结构力学分析钢结构房屋是近年来在建筑行业应用越来越广泛的新型建筑结构体系,其以轻质、高强度、易加工、易拼装等特点被广泛应用于多种建筑领域。
其结构稳定性与承载能力的保证是其成为高品质建筑的基础。
本文将从钢结构房屋的构件设计、荷载计算以及结构力学分析等三个方面分别进行探讨,以期为钢结构房屋的建设提供一定的参考。
一、构件设计在钢结构房屋的构件设计中,抗震性和承载力是其亟需考虑的两个因素。
抗震性:在建筑地震设计中,钢结构房屋采用的是弹性设计,主要目的是设计弹性反应谱,并对应到建筑结构中,以确保结构在地震发生时的稳定性。
在钢结构房屋的设计中应选择合适的材料与构造方案以提供足够的抗震能力。
同时,需进行精细的计算,确保结构整体采用物理模拟方式,提高结构的整体稳定性和成本效益。
承载力:在钢结构房屋的设计中,设计者需要对建筑体系进行全方位考虑,确保总体承载能力足够强。
优化构件设计方案,在大限度发挥材料性质同时对材料成本进行控制。
二、荷载计算荷载计算标准不仅影响到钢结构房屋的质量与性能,也直接影响到建筑建设的成本。
荷载计算中涉及的内容较为复杂,通常需要进行多环节的计算才能得到最终解决方案,真实准确的计算具有显著的重要性。
荷载系数的准确计算是荷载计算中的重要一步。
其中可分为如下步骤:1、荷载大小的计算:以建筑自重、人员、装修、装备等为考虑设计荷载大小。
2、荷载效应的考虑:对于荷载效应的计算,可以分为静荷和动荷量两部分进行。
静荷包括建筑自重和静态荷载。
动荷包括外部环境因素和人工激励造成的振动。
3、荷载特征的定义:其主要是对于不同的荷载特征定义其框架基本荷载,各荷载的共同特征为其在荷载方向的影响。
4、承载力分析算法的选择:其主要是通过荷载计算所得到的荷载数据,求出建筑各部位的承载力,确定该建筑结构所承受的荷载边界。
三、结构力学分析在钢结构房屋的结构力学分析中,最核心的是钢结构构件的带应力状态与动力行为的分析。
职工培训教材——结构专业第三讲钢结构房屋设计(2009.10.31)内容提要随着国民经济的迅速发展,钢结构房屋的设计已成为我国设计工作的主要内容之一。
本文在总结多个项目钢结构房屋设计的基础上,全面介绍了单层门式刚架轻型钢结构房屋、单层排架普通钢结构房屋和多、高层钢结构房屋设计的特点和经验,仅供今后钢结构房屋设计的参考。
1.我国钢结构建筑的发展现状近十年来,随着国民经济的迅速发展,钢结构在我国得到了广泛的应用,单层门式刚架轻型钢结构房屋大量应用于工业建筑中,空间网架、立体桁架钢结构广泛应用于大跨度工业与民用建筑中,高层钢结构房屋越来越多地成为超高层建筑的首选方案。
现在,钢结构房屋的设计已成为我国设计工作的主要内容之一。
与砼结构相比,钢结构具有许多优点:(1)钢材是一种可以回炉循环使用的环保型材料,钢结构对环境保护具有很大的优点;(2)钢结构一般均在工厂生产,现场安装,对建筑业实现工业化提供了良好的条件;(3)钢结构施工快捷,施工工期短,特别是单层门式刚架轻型钢结构房屋,3—6个月就可以建成投产;(4)钢结构更适合在大跨度、大柱网建筑中的应用。
(5)钢结构与混凝土结构相比较,门式钢架比混凝土单层厂房要相对便宜点。
但多层、高层钢结构则造价要高于混凝土结构,大约高20%~30%。
随着钢结构在我国的广泛应用,钢结构的生产厂家也越来越多,生产能力也越来越强。
目前,生产钢结构构件的工厂如浙江的东南、杭萧、精工三大公司,年产量均在30万吨以上;他们不仅能生产轻型钢结构,还能生产重型钢结构,如复杂的、板厚在4 0 mm以上的工型柱、箱型柱、双向工型柱、异型柱、工型梁、箱型梁、异型梁等,有的还实现了在工厂生产线上连续机械化生产作业,这就为钢结构的广泛应用创造了良好的条件。
钢结构房屋设计因种类的不同而有所不同。
不同的钢结构要采用不同的规范。
因此,钢结构房屋设计时,首先要明确该建筑的类型和适合该类型所用的规范。
钢结构房屋设计的国家标准、规范:(1)钢结构设计规范 GB 50017—2003(2)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002(3)冷弯薄壁型钢结构技术规范 GBJ 50018—2002(4)型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ 138—2001(5)高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ 99—98(6)网架结构设计与施工规程 JGJ 7—91(7)钢网架螺栓球节点 JG 11—1999(8)钢网架检验及验收标准 JG 12—1999(9)钢结构工程施工质量验收规范 GB 50205—2001国家标准图集:(1)钢结构设计制图深度和表示方法 03G102(2)多、高层民用建筑钢结构节点构造详图 01SG519(3)门式刚架轻型房屋钢结构 02SG518(4)多、高层民用建筑钢结构节点连接 03SG519—1(5)多、高层民用建筑钢结构节点连接 04SG519—2(6)钢吊车梁 SG520—1~2(7)吊车轨道联结及车挡(适用于钢吊车梁) 05G525(8)钢柃条钢墙梁 SG521—1~4(9)钢托架 05G513(10)钢与混凝土组合楼(屋)盖结构构造05SG522(11)型钢混凝土组合结构构造4SG5232.钢结构房屋分类2.1 单层门式刚架轻型钢结构房屋适用于轻型屋盖和轻型外墙(或非嵌砌砌体外墙)、房屋高度一般不大于9 m (当有桥式吊车时不宜大于12 m)、跨度一般不大于36 m、无桥式吊车或有起重量不大于20 t的A1~A5工作级别桥式吊车或3 t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
按CECS 102:2002规范设计。
其特点是:(1)平面结构体系,柱脚铰接(或刚接),柱顶刚接,柱梁截面高度可变,与刚架内力图相接近,充分发挥材料的承载能力;(2)屋面自重轻,基础小,用料省(一般可控制在50 KG/㎡以内),造价低。
当柱距为6m时,门刚的用钢量几乎与钢架跨度相当,即27m跨度的钢架,用钢量折算为每平米27Kg/m2。
2.2 单层排架普通钢结构房屋(实腹式工型柱)适用于轻、重型屋盖和轻型外墙(或非嵌砌砌体外墙)、跨度一般不大于36 m、有起重量大于20 t的桥式吊车或3 t以上悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
按GB 50017—2003规范设计。
其特点是:(1)平面结构体系,柱脚刚接,柱顶铰接或刚接,柱采用等截面工型柱或双肢柱,梁截面高度可变(当采用重屋盖时,宜采用钢屋架,柱顶铰接);(2)由于柱脚弯矩大,相应的基础较大,材料用量也大。
2.3 空间网架钢结构房屋(单位的项目实例有武汉的光缆厂房、大连分院有做192m×192m跨度的网架)适用于大跨度工业与民用建筑,如正方形或接近于正方形的体育馆、机场候机厅、车站或工厂,常用的网架有钢管螺栓球节点和钢管焊接球节点组成的四角锥网架,网架支承于四周的钢筋砼柱、钢柱或托梁上,并可以承担一定的吊挂荷载,屋面维护结构采用压型彩钢板。
网架采用“空间桁架结构通用程序LSG2”计算,其内力分布和杆件直径、球节点直径由四周向中间逐步增大,充分发挥材料的承载能力。
2.4 立体桁架钢结构房屋(钢管空间钢结构体系)适用于大跨度工业与民用建筑。
桁架与砼柱采用螺栓铰接,桁架节点采用钢管之间直接相贯的焊接节点,屋面维护结构采用压型彩钢板,有柃体系。
2.5 多层和高层钢结构房屋(大连分院有做80m高度的电解塔)适用于多层和高层工业与民用建筑,一般采用空间结构体系,柱脚刚接,框架梁柱刚接(两个方向),次梁与主梁铰接,楼板采用钢板或钢与砼组合楼板(在压型钢板上现浇砼板)。
按GB 50017—2003和JGJ 99—98规范设计。
2.6 钢与砼组合结构房屋(1)型钢砼组合结构(从略);(2)钢管砼组合结构(从略)3.门刚规范(CECS 102:2002)与普钢规范(GB 50017—2003)的主要差别(1)风荷载体型系数取值不同(见CECS 102:2002附录A),门刚结构负压值(2)受压构件长细比限值不同,见表1:表1 受压构件容许长细比(3)受拉构件长细比限值基本相同,见表2:表2 受拉构件容许长细比(4)柱顶水平位移限值不同,见表3:表3 柱顶水平位移限值(H—柱高度)注:“技术措施”规定,在风荷标准值作用下,按括号内数值。
(5)受弯构件的挠度容许值不同,见表4:表4 受弯构件的挠度容许值(L为受弯构件的跨度)(6)工字形、箱形截面受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比值不同,见表5:表5 工字形、箱形截面受压翼缘宽厚比(b/t)(7)工字形截面腹板的高厚比(h/t)不同,见表6:表6 工字形截面腹板的高厚比(h/t)注:箱形截面柱腹板的高厚比(h/t)按GB 50017—2003规范第5.4.3条计算h/t。
4.单层门式刚架轻型钢结构房屋(1)材料选用:单层门式刚架轻型钢结构房屋的承重构件应选用碳素结构钢Q235B及低合金高强度钢Q345B,其力学性能和化学成分应分别符合《碳素结构钢》GB700及《低合金高强度钢》GB1591的规定。
(2)结构计算:目前,国内计算单层门式刚架轻型钢结构房屋的软件有多种,宜采用“中国建筑标准设计研究所”的STS软件,按二维模型计算。
(3)常用跨度:15 m、18、21、24、27、30、33、36,以3 m为模数,特殊情况可采用42 m(采用门式刚架轻钢结构时要慎用)。
采用以上标准跨度,就可以与标准跨度的吊车相配套。
在钢屋面结构体系中,建筑跨度也可以采用1 m为模数,吊车跨度相应修改。
(4)常用柱距:6、7.5、9、12 m,采用门式刚架轻钢结构、压型钢板屋面、墙面时,柱距也可以采用0.1m为模数。
经济分析:采用门式刚架轻钢结构、压型钢板屋面C型檩条时,以柱距7.5~9.0m较经济,柱距6.0、12.0m用钢量较高;当柱距为12m时,采用C型柃条已不合适,这时,可以在外墙上每开间插入一根柱子(中柱柱距仍为12m)和一根屋面梁(中间用12m托梁),以保持柃条跨度为6 m,或采用高频焊接H型钢檩条(用钢量较高);当柱距> 12m时,可采用桁架式柃条,与高频焊接H型钢柃条相比,可降低40%~50% 柃条的用钢量,如用钢量减少1.0Kg/㎡时,则造价可降低7元/㎡。
公用专业提的吊挂荷载条件对用钢量有较大的影响,可经过计算,折算成比较合理的面荷载、点荷载来计算。
参见表7:表7 门式刚架和屋面檩条用钢量表(5)定位轴线:见个体工程,无明确规定时,中柱两个方向居中,边柱在纵向柱外平,横向居中,横向端跨柱内移600,抗风柱外平。
(6)温度区段:单层门式刚架轻型钢结构房屋的温度区段放得很宽,一般控制在:纵向L≤300 m,横向L≤150 m,超过此尺寸,要设伸缩缝。
伸缩缝设双柱或采用容许胀缩的构造(长圆孔)。
如温度区段内有砼构件(如基础梁、连系梁、墙梁、楼板),则对砼构件要按砼规范采取超长结构设计措施。
(7)支撑系统:在每一个温度区段,要设置必要的屋面水平支撑、纵向系杆和柱间支撑,组成一个空间稳定结构,将纵向水平荷载传至基础,以满足结构在纵向的安全与稳定。
大多数的门式刚架破坏时因为结构的失稳、挠度造成,因此,支撑应作为一个门式刚架的重点内容设计。
a.屋面水平支撑和柱间支撑应在同一开间内设置,其间距:无吊车时L≤36~45 m,有吊车时L≤60 m。
当建筑宽度 > 60 m时,在内柱列宜适当增加柱间支撑。
b.在边柱、中间柱、屋脊处,应沿全长设刚性系杆,可采用圆钢管或H型钢杆件。
c.门式刚架轻型钢结构房屋的屋面水平支撑和柱间支撑可采用带张紧装置(花篮螺栓)的十字交叉圆钢支撑,其夹角为30º~60º,接近45º较好。
当房屋高度相对于柱距较大时,柱间支撑可分层设置;当设置十字交叉柱间支撑有困难时,可设置角钢门式支撑。
7度及7度以上地区,宜采用角钢支撑(抗规)。
d.当设有带驾驶室且起重量大于15t桥式吊车时,应在屋盖边缘设置纵向水平支撑。
当设有5t以上桥式吊车时,柱间支撑宜采用型钢支撑,间距36-45 m一道。
在温度区段端部吊车梁以下可不设柱间刚性支撑,只设上柱支撑。
e.当生产工艺布置不容许设置柱间支撑时,应按双向框架设计,进行纵向框架计算,此时如工型柱不满足时,可采用箱型柱或双向工型柱。
f.屋面柃条之间采用带螺栓的钢筋拉杆张紧,间距3 m为宜,在檐口、屋脊处设斜拉条和钢管撑杆(中间可不设钢管撑杆);柃条之间隔一设一设置L50×6隅撑。
(8)柱脚构造:门式刚架轻型钢结构房屋的柱脚一般采用铰接,铰接柱脚的螺栓数量为:跨度 L≤15 m时,采用 2 M24 螺栓;跨度 L≤24 m时,采用 2 M30 螺栓跨度 L=27 m时,采用 4 M24 螺栓;跨度 L≥30 m时,采用 4 M30 螺栓。