新规下门式刚架轻钢结构设计的要点
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门式钢架结构设计注意事项:1、《门规》和《钢规》的适用条件:《门规》总则:P1-1.0.22、主要尺寸:跨度:主钢架轴线之间的距离高度:地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度檐口高度:地坪至房屋外侧檩条上缘的高度宽度:房屋侧墙墙梁外皮之间的距离3、常用尺寸:跨度:9~36m柱距:一般采用6~9m,大于9m采用桁架式檩条高度:有桥式吊车不宜大于12m4、坡度:一般不应小于5%,夹芯板屋面建议不小于10%,否则容易漏雨5、柱脚最小尺寸:建议不小于300mm,否则影响地脚螺栓的布置6、梁的最小高度:建议不小于300mm,否则影响高强螺栓的布置。
7、屋面恒荷载取值:一般可取0.2kN/m2~0.3kN/m28、屋面活荷载取值:《门规》3.2.2条规定:对于受荷投影面积大于60m2的钢架构件,屋面竖向均布活荷载的取值可取不小于0.3kN/m2,建议不小于屋面雪荷载9、风与地震组合:《门规》P7-3.2.5.7:风荷载与地震作用不同时考虑10、是否考虑温度荷载:《钢规》P78-8.1.5《门规》P16-4.3.111、厂房防震缝:《抗规》P124-9.2.3:当设置防震缝时,其缝宽:厂房体型复杂或者有贴建的房屋和构筑物时,宜设防震缝,在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房,防震缝宽度可采用150~225mm,其他情况可采用75mm~135mm。
12、柱脚:《门规》P15-4.1.4:建议36m跨度以上的无吊车房屋也按照刚接考虑;重型荷载平台柱脚应采用靴梁柱脚;《门规》P45-7.2.17:《抗规》P129-9.2.16:13、横向水平支撑:宜设置在温度区间端部的第一或者第二开间,当端部支撑设在第二开间时,第一开间应设置刚性系杆《抗规》P125-9.2.9.2:屋盖水平支撑、纵向水平支撑的交叉斜杆均可按照拉杆设计,并取相同截面。
14、纵向水平支撑:《门规》P17-4.5.2.7:在设有驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间应设置纵向支撑桁架。
门式钢架设计主要规范及注意事项1、门规的适用条件详《门规》1.0.22、常用尺寸:跨度9~36m(大于36m时柱脚宜刚接)柱距6~9m 大于9m 檩条采用桁架式。
高度:有桥式吊车高度不宜大于12m。
坡度:不小于5%,有夹芯板时宜大于10%,否则容易漏雨。
柱脚:最小尺寸为300mm,否则地脚螺栓无法安装。
梁高:最小尺寸为300mm,否则高强螺栓无法安装。
3、荷载取值:恒荷载(以实例计算):(1)屋面双层彩钢板(每层0.6mm) 6.65x2=13.3kg/m2 (2)100mm厚岩棉保温(岩棉密度100~150kg/m3,此处取100 kg/m3)100x0.1=10 kg/m2 (3)屋面檩条(计算檩条活荷载按0.5 KN/m2,檩条规格按C220X75X2.0X2.2 檩条间距按1.2m) 6.77/1.2=5.64 kg/m2 (4)屋面水平交叉支撑(按2Φ22 分摊到每榀钢架为1根,及水平刚性系杆取)1 kg/m2 (5)拉条(按2Φ12 0.888x2/6=0.296 )加檩托板取 0.3 kg/m2合计(具体根据实际情况计算):30.24 kg/m2取0.3KN /m2 活荷载:一般取0.3KN /m2详《门规》3.2.2 《钢规》3.2.1。
风荷载与地震荷载:不同时考虑详《门规》3.2.5.5温度荷载:《门规》4.3.1 《钢规》8.1.54、柱脚设计:《门规》4.1.4 根据经验跨度大于36m时柱脚宜刚接《门规》7.2.17 《抗规》9.2.16柱脚锚栓:《门规》7.2.18 柱脚锚栓应采用Q235钢或Q345钢制作。
锚栓的锚固长度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定,锚栓端部应按规定设置弯钩或锚板。
锚栓的直径不宜小于24mm,且应采用双螺帽。
《门规》7.2.19计算有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力时。
应计入柱间支撑产生的最大竖向分力,且不考虑活荷载(或雪荷载)、积灰荷载和附加荷载的影响,恒荷载分项系数应取1.0 。
门式钢架结构设计要点1.1 门刚结构体系基本情况门式刚架轻型钢结构主要指承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、可以设置起重量不大于20t 的中、轻级工作制桥式吊车或 3t 悬挂式起重机的单层厂房钢结构。
在轻型门式刚架结构体系中,屋盖应采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条,主刚架可采用变截面实腹刚架,外墙宜采用压型钢板墙板和冷弯薄壁型钢墙梁,也可以采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。
主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的出平面稳定性,由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。
主刚架间的交叉支撑可采用角钢或张紧的圆钢。
单层门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材做屋盖隔热和保温层,也可以采用带隔热层的板材作屋面。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取 1/8~1/20,在雨水较多的地区宜取其中较大值。
门式刚架尺寸应符合下列规定:(1)、门式刚架的跨度,应取横向刚架柱轴线间的距离。
(2)、门式刚架的高度,应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。
门式刚架的高度,应根据使用要求的室内净高确定,设有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净高要求而定。
(3)、柱的轴线可取通过柱下端(较小端)中心的竖向轴线。
工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。
斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。
(4)、门式刚架轻型房屋的建筑尺寸:其檐口高度,应取地坪至房屋外侧檩条下缘的高度;其最大高度,应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度;其宽度,应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离;其长度,应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
(5)、门式刚架的跨度,宜为9~36m,以3m 为模数。
边柱的宽度不相等时,其外侧要对齐。
5(6)、门式刚架的高度,宜为4.5~9.0m,必要时可适当加大。
当有桥式吊车时不宜大于 12m。
(7)、门式刚架的间距,即柱网轴线在纵向的距离宜为6m,也可采用 7.5m 或 9m,最大可用 12m。
跨度较小时可用 4.5m。
(8)、挑檐长度可根据使用要求确定,宜采用0.5~1.2m,其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。
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要点摘要:随着我国经济的发展,我国的建设发展越来越快,建筑中采用的结构形式也越来越多。
目前,门式刚架轻钢结构房屋广泛应用于工业和物流建筑。
由于工期短、自重轻、拆装方便、布置灵活,在建筑业得到了广泛应用。
为了进一步推动门式刚架轻型建筑结构在我国建筑行业的应用,有必要结合其结构优势,对其结构设计要点进行深入分析,优化设计工作,提高结构合理性。
在此基础上,本文简要分析了门式刚架轻型房屋钢结构设计要点。
关键词:门式刚架:轻型房屋钢结构:设计要点前言门式刚架钢结构是轻钢结构的一个分支。
迄今为止,设计、制造和建筑标准都有既定的制度和标准。
使用门式刚架建造的建筑物具有重量轻、工作时间短、外形美观、标准化程度高、综合建筑成本低等优点。
近年来,随着经济建设的需要,大量门式刚架钢结构被应用于工程建设。
一、门式刚架结构的形式及特点门式刚架结构是梁柱构件的组合,是一个由柱与直、弧形、线形梁刚性连接的承重框架体系。
有多种形式。
单层建筑和仓库广泛采用单层、单跨、双跨或多跨双坡度门式刚架。
根据通风和照明的需要,可以设置天窗、通风屋顶和采光带。
门式刚架的构件截面尺寸小,可有效利用建筑空间,从而降低房屋高度和建筑体积,且建筑造型简单美观。
其次,平面内外刚度好、刚度小,为制造、运输和安装提供了有利条件。
门式刚架有多种结构形式,包含如下:按构件体系分,有实腹式与格构式;根据截面组成,有等边截面和可变截面。
实腹式刚架截面通常为h形,少数为z形;网格横截面为矩形或三角形;根据结构材料的选择,采用普通钢、薄壁钢、钢管或钢板焊接。
与传统单层建筑相比,门式刚架钢结构具有以下特点:(1)便于拆除,可用于临时建筑,这是其显着特点。
(2)屋面板采用轻型压型钢板屋面。
因为屋顶很轻,支撑它的结构也很轻。
在外墙方面,砖墙有利于保温,降低了成本,但结构侧向位移要求严格,外观不佳,因此大部分仍采用彩钢墙板。
(3)刚架可采用变截面,且截面与弯矩成正比。
门式刚架轻型房屋钢结构技术规范完整版20231总则1.0.1为规范门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规范。
1.0.2本规范适用于房屋高度不大于18m,房屋高宽比小于1,承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
本规范不适用于按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046规定的对钢结构具有强腐蚀介质作用的房屋。
1.0.3门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号2.1术语2.1.1门式刚架轻型房屋light-weight building with gabled frames承重结构采用变截面或等截面实腹刚架,围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。
2.1.2房屋高度height of building自室外地面至屋面的平均高度。
当屋面坡度角不大于10°时可取檐口高度。
当屋面坡度角大于10°时应取檐口高度和屋脊高度的平均值。
单坡房屋当屋面坡度角不大于10°时,可取较低的檐口高度。
2.1.3夹层mezzanine为一侧与刚架柱连接的室内平台,通常沿房屋纵向设置,少数情况沿山墙设置。
2.1.4摇摆柱leaning stanchion上、下端铰接的轴心受压构件。
2.1.5隅撑diagonal brace用于支承斜梁和柱受压翼缘的支撑构件。
2.1.6抗风柱end wall column设置于山墙,用于将山墙风荷载传到屋盖水平支撑的柱子。
2.1.7孔口opening在房屋的外包面(墙面和屋面)上未设置永久性有效封闭装置的部分。
2.1.8敞开式房屋opening building各墙面都至少有80%面积为孔口的房屋。
2.1.9部分封闭式房屋partially enclosed building受外部正风压力的墙面上孔口总面积超过该房屋其余外包面(墙面和屋面)上孔口面积的总和,并超过该墙毛面积的10%,且其余外包面的开孔率不超过20%的房屋。
门式钢架设计主要规范及注意事项1、门规的适用条件详《门规》1.0.22、常用尺寸:跨度9~36m(大于36m时柱脚宜刚接)柱距6~9m 大于9m 檩条采用桁架式。
高度:有桥式吊车高度不宜大于12m。
坡度:不小于5%,有夹芯板时宜大于10%,否则容易漏雨。
柱脚:最小尺寸为300mm,否则地脚螺栓无法安装。
梁高:最小尺寸为300mm,否则高强螺栓无法安装。
3、荷载取值:恒荷载(以实例计算):(1)屋面双层彩钢板(每层0.6mm) 6.65x2=13.3kg/m2 (2)100mm厚岩棉保温(岩棉密度100~150kg/m3,此处取100 kg/m3)100x0.1=10 kg/m2 (3)屋面檩条(计算檩条活荷载按0.5 KN/m2,檩条规格按C220X75X2.0X2.2 檩条间距按1.2m) 6.77/1.2=5.64 kg/m2 (4)屋面水平交叉支撑(按2Φ22 分摊到每榀钢架为1根,及水平刚性系杆取)1 kg/m2 (5)拉条(按2Φ12 0.888x2/6=0.296 )加檩托板取 0.3 kg/m2合计(具体根据实际情况计算):30.24 kg/m2取0.3KN /m2 活荷载:一般取0.3KN /m2详《门规》3.2.2 《钢规》3.2.1。
风荷载与地震荷载:不同时考虑详《门规》3.2.5.5温度荷载:《门规》4.3.1 《钢规》8.1.54、柱脚设计:《门规》4.1.4 根据经验跨度大于36m时柱脚宜刚接《门规》7.2.17 《抗规》9.2.16柱脚锚栓:《门规》7.2.18 柱脚锚栓应采用Q235钢或Q345钢制作。
锚栓的锚固长度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定,锚栓端部应按规定设置弯钩或锚板。
锚栓的直径不宜小于24mm,且应采用双螺帽。
《门规》7.2.19计算有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力时。
应计入柱间支撑产生的最大竖向分力,且不考虑活荷载(或雪荷载)、积灰荷载和附加荷载的影响,恒荷载分项系数应取1.0 。
设计门式刚架结构体系注意要点摘要:作者结合对门式刚架和多层框架等类型的钢结构房屋施工图设计工作,总结了钢结构设计中应注意的问题,并对问题进行了分析和讨论。
便于钢结构设计人员交流学习之用。
关键词:门式钢架,轻钢结构设计要点一、前言当前,门式刚架轻钢结构以及其自重轻,施工速度快和造价低廉诸多优点受到了广大结构设计人员的青睐,尤其在单层工业厂房方面得到了迅速推广,取得了优良的社会效益和经济效益。
在实际工作中,笔者参与了一些轻钢结构图纸(包括单层与多层)的设计工作。
以下就轻钢房屋结构设计中常见的问题进行分析和研究。
二、选择正确的钢材质量等级和焊缝质量等级按照相关文件的要求,在钢结构的设计中,必须标明应该使用的钢材质量等级(还包括相应的焊接材料型号),并提出对焊缝的质量要求。
在具体工程项目的审查中,有些工程在焊接钢结构材料的设计文件中,只注明材料采用Q235钢或Q345钢,却没有对钢材料的质量提出要求;有的工程项目对焊缝的质量不提出要求,还有部分项目提出的要求不科学不合理。
在建筑钢结构房屋时使用的钢材,必须具有国家关于钢材的相关指标的合格保证。
在抗震设计中,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,还要保证板厚方向截面收缩率符合相关规定要求的不低于Z15级。
在地震多发地区,钢结构所使用的钢材,除了必须具备以上合格保证外,还须具有很强的冲击韧性能力。
对冲击韧性的合格保证,要根据不同结构情况提出不同要求。
为了达到钢结构有安全储备和高度的变形能力的目的,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)还对钢材的抗各项物理力学指标做出了详细而明确的规定,这些指标也必须写到设计文件中。
在现代钢结构中,钢结构连接的最基本方法是焊接连接,焊缝质量的高低直接关系到整个钢结构工程的安全,所以在钢结构的施工中一定要重视焊接质量。
一般来说,在一些重要的焊接方位焊接处的焊接质量不能低于二级。
而剩下的位置,一般都可以使用角焊接。
门式刚架轻型房屋钢结构支撑构件设计规定
门式刚架轻型房屋钢结构支撑构件设计规定是什么,下面本店铺为大家详细介绍一下,以供参考。
1、门式刚架轻型房屋钢结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计,非交叉支撑中的受压杆杆件及刚性系杆应按压设计。
2、刚架斜梁上横向水平支撑的内力,应根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平衍架计算:对于交叉支撑可不计压杆的受力。
3、刚架柱间支撑的内力,应根据该柱列所受纵向风荷载(如有吊车,还应计人吊车纵向制动力)按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算;对于交叉支撑可不计压杆的受力。
当同一柱列、设有多道柱问支撑时,纵向力在支撑间可按均匀分布考虑。
4、支撑构件受拉或受压时,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB.50017或《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB.50018关于轴心受拉或轴心受压构件的规定计算。
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新规下门式刚架轻钢结构设计的要点摘要:新版《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》、《钢结构设计标准》、《建筑钢结构防火技术规范》、《工程结构通用规范》、《钢结构通用规范》实施后,门式刚架轻钢结构的设计工作发生了较大的变化。
本文针对对新规下的门式刚架轻钢结构设计的荷载取值、框架梁平面外计算长度、钢结构防火设计、独立柱基础设计等问题进行了讨论,并对其在软件中的实现及操作要点给出了建议。
关键词:门式刚架钢结构结构设计荷载取值防火独立柱基础1 引言门式刚架轻钢结构房屋具有优秀的工程性能,如:质量轻、地震反应小、制作施工方便、综合经济效益高等,是目前我国应用最为广泛的钢结构。
探讨该类型房屋的结构设计如何做到安全、经济,具有相当重要的意义,对该类型结构设计工作的论述也著述颇多。
随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015、《钢结构设计标准》GB 50017-2017、《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249-2017、《工程结构通用规范》GB 55001-2021、《钢结构通用规范》GB 55006-2021等设计规范的颁布与实施,针对该类型房屋的结构设计工作发生了较大的变化,规范对结构设计工作也提出了更高的要求。
本文针对与新规实施有关的问题进行了讨论。
1 门式刚架适用范围《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》中对门式刚架轻型房屋的定义:承重结构采用变截面或等截面实腹刚架,围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。
该规范1.0.2条中明确该规范的适用范围:房屋高度不大于18m,房屋高宽比小于1,承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
当房屋高度过大,或吊车吨位、工作制级别超出规范的适用范围,此时结构设计不能按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》执行,应该按《钢结构设计标准》执行,荷载的取值则应按照《建筑结构荷载规范》执行。
2 荷载取值门式刚架轻型钢结构房屋的荷载包括:(1)永久荷载:主要包括结构构件自重(刚架、支撑、系杆、檩条、吊车梁等)以及附属在结构构件上的屋面板、墙面板、设备吊挂等;(2)可变荷载:包括屋面活荷载、屋面雪荷载、屋面积灰荷载、吊车荷载、风荷载。
(3)地震作用:(4)温度作用。
结构设计中荷载取值需要注意:(1)永久荷载计算时,应特别留意设备吊挂荷载。
面积较大的厂房可能采取机械排烟、消防水炮等措施,设计时应预留一定的吊挂荷载。
该荷载按作用在刚架上设计,不允许作用在屋面檩条上。
(2)活荷载的不利布置应区分屋面活荷载和屋面雪荷载。
根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》4.1.3条,以及条文说明,当屋面活荷载标准值取0.5kN/㎡时,可不考虑该活荷载的不利布置。
如图1中“第1组互斥活荷载”为屋面活荷载,取值为0.3kN/㎡,因此需要考虑其荷载不利布置。
需要注意,雪荷载不需要考虑荷载不利布置,只考虑其不均匀分布的不同工况。
如图1中的第2、3、4组互斥活荷载,分别为雪荷载按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表7.2.1中第7项的三种分布情况,此时可不勾选对应的活荷载不利布置。
图1 活荷载不利布置(3)《工程结构通用规范》规定:4.6.5当采用风荷载放大系数的方法考虑风荷载脉动的增大效应时,风荷载放大系数应按下列规定采用:1 主要受力结构的风荷载放大系数应个根据地形特征、脉动风特性、结构周期、阻尼比等因素确定,其值不应小于1.2;2 围护结构的风荷载放大系数应根据地形特征、脉动风特性和流场特征等因素确定,且不应小于,其中为风压高度变化系数。
根据本条规定,计算门式刚架(主要受力构件)时,风荷载放大系数不应小于1.2(此系数在通规出台以前通长设置为1.1)。
在软件计算时,应在下图2种,设置调整系数β不小于1.20。
当建设场地位于不利地形处时,此处调整系数可继续放大。
图2 刚架风荷载放大系数计算围护结构(如屋檩、墙檩)时,通规出台以前通长设置放大系数为 1.5。
根据通规要求,此处风荷载放大系数不应小于,其中为风压高度变化系数。
以地面粗糙度类别为B类,高度分别为10m和15m为例,计算求得10m高度处风荷载放大系数为1.7,而15m高度处风荷载放大系数为1.659。
对于屋面檩条,应以檐口标高计算风荷载放大系数,并对屋面檩条统一按最大值设计。
对于墙面檩条,宜统一取风荷载放大系数为1.7进行设计。
3框架梁平面外计算长度根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》第7.1.6条,实腹式刚架斜梁在平面外的计算长度,应取侧向支撑点间的距离;当屋面斜梁和檩条之间设置的隅撑满足下列条件时,下翼缘受压的屋面斜梁的平面外计算长度可考虑隅撑的作用:1)在屋面斜梁的两侧均设置隅撑;2)隅撑的上支撑点的位置不低于檩条形心线;3)符合对隅撑的设计要求。
此处“对隅撑的设计要求”即《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》第8.4节要求。
新版PKPM计算软件中提供了3个选项,即:1)按支撑计算;2)按隅撑作为支撑点计算;3)取支撑与隅撑支撑计算的较小值。
结构设计时建议采用第3种计算方案。
设计时可以通过调整隅撑的布置距离、隅撑的截面大小、檩条的截面来调整隅撑的刚度,从而调整梁平面外计算长度。
图3 考虑隅撑作用时隅撑、檩条的参数4钢结构防火设计按照《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版)第3.2.1条的要求,比如耐火等级为二级时,钢架柱应满足2.5小时、刚架梁应满足1.5小时的耐火极限要求。
钢结构在无保护措施的情况下会随着火灾的持续而快速升温。
由于钢材在一定温度以上时会大幅度降低其承载力,为了保证钢结构的安全,应采取措施降低钢结构在火灾中的升温速度,使其在《建筑设计防火规范》要求的耐火极限时间内,不至于因承载力丧失过多而导致结构安全失效。
《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249-2017第6节给出了钢结构在无防护措施和有防护措施情况下的升温计算公式,第7节给出了钢结构在升温后的承载力计算公式(承载力法、临界温度法)。
一般情况下,钢结构都需要采取防护措施才能保证其升温速度不至于快到在耐火极限时间内承载力丧失过多。
门式刚架轻型钢结构房屋常用的防火保护措施一般为喷涂防火涂料,防火涂料分膨胀型和非膨胀型。
《建筑钢结构防火技术规范》第4.1.3条规定,设计耐火极限大于1.50h的构件,不宜选用膨胀型防火涂料。
考虑到非膨胀型涂料需要较大的厚度才能满足计算需要,对于耐火极限为2.5小时的结构构件,也可以采用高性能的膨胀型防火涂料。
门式刚架轻型钢结构房屋主刚架的耐火计算可以在PKPM中实现,详见图4。
图4 防火设计参数5基础设计由于门式刚架轻型钢结构房屋自重轻,因此其对地基承载力的要求较低,其基础一般以独立柱基基础居多。
当持力层埋藏较深时,也可以采用地基处理方式处理的方式提高地基承载力,使其满足独立柱基础设计的要求。
进行独立柱基设计时需要注意:(1)门式刚架轻型钢结构房屋由于自重较轻,其柱底弯矩、水平剪力较大而竖向压力较小,因此换算至基础底面后的弯矩较大,压力较小,此时计算独立柱基时容易产生脱空区域。
根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010第4.2.4条的要求,“其他建筑,基础底面与地基土之间脱离区(零应力区)面积不应超过基础底面面积的15%”。
设计时应注意复核脱空区域是否满足要求。
(2)对于基础底面积较大的柱,可以通过调整基础的长宽比(不宜大于2)、基础的偏心(一般向内侧偏心)来减小基础底面积。
(3)根据《建筑与市政地基基础通用规范》GB 55003-2021第2.2.4条第3款要求,地基、基础设计应进行地基变形计算和稳定性验算。
进行独立柱基础设计,可以在PKPM钢结构厂房三维设计模块中导入单榀刚架进行计算后,再进入PKPM基础计算模块,从而实现对独立柱基础的整体计算,并出具整体计算书,如图5~图6。
三维计算不考虑厂房纵向计算时,钢结构三维模型也可不布置系杆、支撑等构件(图5中无屋面支撑、柱间支撑),软件仅进行刚架方向的计算。
图5 钢结构厂房三维设计模块导入单榀刚架图5 钢结构厂房基础沉降计算结果5结语综上所述,现阶段钢纤维混凝土凭借着优良的抗形变、抗冲击以及抗压、抗拉、抗弯、抗剪、抗裂、抗疲劳性能,在路面工程领域得到了推广应用。
由于不同道路工程存在差异,需根据项目实际情况,选择合适的施工方式、科学制定施工方案,对施工各个环节进行管控,切实提升钢纤维混凝土施工成效,保证工程建设质量可靠,提高人们与车辆通行舒适性与安全性。
参考文献:1《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB 51022-20152 《钢结构设计标准》GB 50017-20173 《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249-20174 《工程结构通用规范》GB 55001-20215 《钢结构通用规范》GB 55006-20216 李雄彦,徐兆,薛素铎,《门式刚架轻型钢结构工程设计与实例》,中国建筑工业出版社7 吴海楠,STS钢结构二维模型中的独立基础设计若干问题,第五届工程建设计算机应用创新论坛论文集,2015上海8 晋娟茹夏绪勇,带夹层的门式刚架结构设计[J].土木建筑工程信息技术2014年4月作者简介:于志春(1982-),男,湖南郴州人,工程师,本科,工作方向:结构设计。