浅谈轻型钢结构工业厂房的组成形式
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建筑构造单层厂房基本构造轻钢结构厂房构造前言建筑构造是构筑建筑物的一种技术方法。
随着我国现代化建设的飞速发展,建筑业作为一个支柱性产业,正在迅猛发展。
而在建筑施工中,建筑构造是十分重要的一环。
本文将围绕单层厂房基本构造及轻钢结构厂房构造两个方面进行介绍。
单层厂房基本构造单层厂房是指厂房的整体高度不超过6米,在建筑中属于简单结构,因此建造周期较短且造价较低。
单层厂房通常采用钢筋混凝土结构、钢结构及砖混结构等,其中以钢筋混凝土结构为最常见。
钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是目前单层厂房的主要结构形式之一,具有结构牢固、承重能力强等优点。
其构造基本步骤如下:1.地基处理:在土地上挖出一定的基坑,填上碎石、砖块等材料,并夯实。
然后再在基底搭上一道厚度为10cm的钢筋混凝土承台,使其能够承受建筑物的重量。
2.立柱固定:一般采用四立柱在承台上固定,立柱的选择应根据使用场地的大小、建筑物的长度、宽度等多种因素进行选择。
3.横梁连接:横梁一般由钢筋混凝土或钢结构制成,连接方式有焊接、膨胀螺栓和高强螺栓等。
4.板材浇筑:将混凝土倾倒在模板上振实后,再进行养护处理,常用的主要板材有空心板、实心板等。
钢结构钢结构在单层厂房中的应用越来越广泛,一般而言,它的结构框架由钢柱、钢梁、钢槽板等构成。
其构造基本步骤如下:1.基础处理:选定好基础的位置和深度,然后挖出一定深度的坑,将混凝土浇筑至基底,再附加钢筋进行加固。
2.立柱装配:首先将底部柱子再钢筋混凝土承台上固定,然后按照设计好的尺寸调整立柱高度。
3.横梁连接:将钢梁与柱子进行连接,可采用焊接、膨胀螺栓或高强度螺栓进行连接。
4.钢槽板安装:将钢槽板固定在横梁和立柱之间即可,常用的一种连接方式是螺栓连接。
砖混结构砖混结构体系的特点是生产简单,结构简单。
主要的构造流程包括选定厂房的场地、深度以及相关的处理与地基工程、构造主体结构等。
砖混结构主要需要选用优质的砖块、水泥、沙子和配料。
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。
单层厂房钢结构在现代工业建筑中,单层厂房钢结构因其独特的优势而被广泛应用。
它不仅能够提供宽敞的内部空间,满足各类生产工艺的需求,还具有高效的施工速度和良好的结构性能。
接下来,让我们深入了解一下单层厂房钢结构的各个方面。
单层厂房钢结构的主要组成部分包括钢柱、钢梁、屋架、支撑系统等。
钢柱通常采用H型钢或箱型柱,它们承担着整个厂房的竖向荷载,并将其传递至基础。
钢梁则一般为H型钢梁,用于支撑屋面板和吊车梁等。
屋架可以是三角形屋架、梯形屋架或平行弦屋架,其作用是支撑屋面荷载。
支撑系统包括柱间支撑、屋盖支撑等,它们对于增强厂房的整体稳定性和抗震性能起着至关重要的作用。
从结构设计的角度来看,单层厂房钢结构需要考虑多种因素。
首先是荷载,包括恒载(如结构自重、屋面板重量等)、活载(如人员、设备、货物等的重量)、风荷载和雪荷载等。
设计师需要根据厂房所在地区的气象资料和使用要求,准确计算这些荷载,并确保结构在各种荷载组合下都能够安全可靠地工作。
其次是抗震设计,地震作用对于钢结构厂房的影响不可忽视。
通过合理的结构布置和抗震构造措施,可以有效地提高厂房的抗震性能,保障人员和设备的安全。
此外,还需要考虑温度作用、基础不均匀沉降等因素对结构的影响。
在施工方面,单层厂房钢结构具有明显的优势。
钢结构构件通常在工厂预制加工,然后运输到现场进行安装。
这种工厂化的生产方式可以保证构件的质量和精度,提高施工效率。
现场安装主要采用焊接和高强度螺栓连接的方式。
焊接连接具有较高的强度和稳定性,但对施工工艺要求较高;高强度螺栓连接施工方便、易于拆卸,适用于需要经常拆装的结构。
在施工过程中,需要严格控制施工质量,确保构件的安装精度和连接质量符合设计要求。
单层厂房钢结构的屋面和墙面材料也有多种选择。
屋面材料常见的有彩钢板、岩棉夹芯板等,它们具有良好的防水、保温和隔热性能。
墙面材料可以是彩钢板、砌体墙或玻璃幕墙等,根据厂房的功能和美观要求进行选择。
同时,为了保证厂房的采光和通风,还需要合理设置采光窗和通风口。
单层工业厂房结构构件的组成说到单层工业厂房结构,别看它只是一个看似不起眼的“大铁皮盒子”,其实里面可大有文章。
大家也许都觉得,工厂不就是四面八方一堆铁架子加上几块钢板吗?可实际上,那些看似简单的构件,背后可是精心设计、仔细搭配的。
要说这其中的结构组成嘛,就像拼图一样,一块块不容忽视,缺了哪一块都得不好使。
厂房的主体结构,就是那些“大骨架”。
你想想,厂房不可能随随便便立起来,得有一个稳固的基础才行。
一般来说,厂房的主体框架由钢柱、钢梁、钢架组成。
钢柱就像是厂房的“支柱”,是厂房能够稳稳站住的根本。
它们通常一排排地立在地面上,把整个厂房支撑起来。
然后呢,钢梁在钢柱之间横着铺设,形成一个个“大横梁”,相当于把“支柱”给串联起来。
厂房的结构就这么一点一点地搭建起来,稳如泰山,毫不动摇!别忘了屋顶。
这可不是随便盖个瓦片就行,屋顶的框架也是有讲究的。
一般来说,厂房的屋顶框架通常是由钢梁、屋面板和支撑系统组成的,钢梁一横一竖,支撑系统就像是一个个“撑起”的小桥梁。
然后,再通过屋面板覆盖,像给厂房穿上了“防水大衣”,下雨天也不怕。
哎,细节很重要,屋面板的材质和厚度得特别讲究,既要保证坚固耐用,又得做到隔热、保温,毕竟在烈日下工作的人可不想成了“烤肉”。
再说说墙体,很多单层厂房的墙体材料是钢板加保温层,有的厂房甚至直接用预制混凝土墙体。
钢板这东西,有它的好处:轻、坚固,施工方便,简直是现代工业厂房的“标配”。
而那层保温材料,可别小看了,能有效隔绝外界的高温或者寒冷,让里面的工作环境更适宜。
不管外面怎么“风吹日晒”,里面依然可以是温暖如春,或者是夏天如秋,工作的人舒舒服服,心情自然好嘛。
然后,我们还得提提这些结构构件的连接方式。
你看,厂房里有那么多的钢梁钢柱,如何把它们连接成一个整体呢?答案就是——焊接、螺栓连接、铆接等。
别看这几个字眼简单,实际操作起来可得有技术含量。
每个连接点都是经过严格的计算和验证的,哪一处出问题,整个厂房的稳定性都会受到影响,得不偿失啊。
轻型屋盖钢结构厂房的设计要点摘要:轻型屋盖钢结构作为钢结构厂房其中的一种,以其自重轻、用钢量省、工期短、跨度大、等优点,成为工业厂房应用较为广泛的一种结构形式,本文跟随厂房钢结构设计全过程浅谈轻型屋盖钢结构厂房的设计要点。
关键词:轻型屋面钢结构;厂房;结构设计根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(2015版,以下简称《门规》)的定义,门式刚架轻型房屋钢结构是指房屋高度不大于18m,高宽比小于1,单跨或多跨的门式钢架、具有轻型屋盖、吊车重量不大于20t(A1~A5)或3t悬挂吊车的单层钢结构房屋。
实际的厂房设计中,还常有超出门式刚架规范要求的轻型钢结构屋盖带大于20T且吨位不太大(非重钢)或跨度大于18m小于30m的刚架结构形式,以满足业主的使用要求。
本文以南京正源搪瓷设备制造有限公司-03#厂房为例,讲解轻型屋盖厂房的设计过程及设计要点。
一、轻型屋盖钢结构的形式和特点1.1门式刚架结构体系中,屋盖一般是压型钢板屋面和冷弯薄壁C型檩条(6~9米跨以内),主钢柱无吊车时常采用变截面实腹式H型,有吊车时采用非变截面H型钢架,主钢梁常是变截面H型钢,外墙采用冷弯薄壁C型墙梁、压型钢板墙面板的,亦有少数采用砌体维护墙的。
主刚架之间设置柱间支撑加系杆的支撑系统和同开间内屋面张紧的交叉圆钢支撑加系杆的支撑系统以形成完整的空间稳定体系。
1.2轻型屋盖钢结构与门式钢架结构的相同点:都是以单榀计算为主,均为对恒活荷载和雪荷载敏感的轻型屋盖结构;,屋面钢梁也常采用变截面H型钢梁以适应受力情况;纵向传力主要靠支撑和系杆;外围护结构都对荷载敏感,外围护计算均以《门规》(比钢标更严格和详细)控制;不同之处是轻型屋盖钢结构吨位大于《门规》要求,主体结构计算时选用《钢结构设计标准》(2017版,以下简称《钢标》)控制,钢梁因为常采用变截面,则需要采用《门规》补充验算其平面外稳定,因为《钢标》对变截面梁没有相应计算公式,并且轻型屋面同门式刚架屋面受力形式并无差别,主要差别在于吊车荷载的大小不同,屋面基本不受吊车荷载影响,实际上新钢标修改后对钢梁挠度要求已经同《门规》,高厚比、宽厚比限值原来《门规》更松,《钢标》修改后根据抗规9.2.14-2可采用《钢标》的弹性设计阶段板件宽厚比限值,强度和稳定承载力满足高承载力-2.0倍多遇地震力作用下的要求,宽厚比限值实际和门规是基本一致的,综上所述,屋面钢梁是可以采用《门规》进行设计,采用《钢标》进行双控;钢柱及支撑等受吊车荷载影响更大的构件根据《钢标》等进行设计。
工业轻钢厂房结构设计发表时间:2017-06-15T09:49:47.293Z 来源:《基层建设》2017年5期作者:张云雷[导读] 轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种结构形式,它主要包括轻型屋面、支撑系统及钢架。
本文探讨了轻钢厂房的结构设计。
江苏中圣高科技产业有限公司江苏南京 210009摘要:目前,门式刚架轻型房屋已经广泛应用于各行各业中,尤其是石油化工等行业。
轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种结构形式,它主要包括轻型屋面、支撑系统及钢架。
本文探讨了轻钢厂房的结构设计。
关键词:工业轻钢厂房;结构设计;特点一、轻钢厂房的特点1.轻型门式刚架一般指房屋高度不大于18m,房屋高宽比小于1,承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架、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。
2.轻型门式刚架厂房具有大跨度、大空间、分隔使用灵活, 施工速度快, 施工周期短的特点。
对投资方来说投资回报快, 综合经济效益较高。
3.轻型钢结构有较好的经济指标,自重轻、钢材用量省、施工速度快。
轻钢结构形式较简单,设计计算并不复杂,工程设计时一般门式刚架采用二维建模即可满足要求。
在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015)中明确提出门式刚架可不进行强柱弱梁的验算。
在设计中主要解决的是怎样既节省材料又便于安装,同时要保证安全、实用、美观。
3.空间设置灵活。
门式刚架一般采用双层压型钢板复合保温屋面及墙体,甲方可根据设计图纸来定制产品,因而当柱网布置受其他条件限制时,可不按照模数布置,柱距大小可以根据使用要求来确定。
二、轻钢厂房的结构设计措施1. 明确判定结构类别在钢结构厂房设计中常用的规范有《钢结构设计规范》、《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《建筑抗震设计规范》和《建筑结构荷载规范》。
这些规范对普通钢结构和轻钢结构有着明确的界定和完全不同的规定。
一、轻钢厂房的设计原则1. 结构简单:轻钢厂房的设计应尽量保持结构简单,以减少施工难度和成本。
2. 满足使用要求:在设计中要考虑轻钢厂房的使用要求,包括承重能力、抗震性能、保温隔热等方面的要求。
3. 建筑美观:轻钢厂房的设计还应考虑建筑美观,以满足客户的审美需求。
4. 经济实用:设计中还要对成本进行合理控制,使得轻钢厂房在经济性和实用性上达到平衡。
二、轻钢厂房的构造形式1. 钢柱-钢梁结构:轻钢厂房采用钢柱和钢梁作为主要承重结构,这种构造形式具有承载能力强、施工方便等优点。
2. 轻钢桁架结构:轻钢桁架结构是轻钢厂房的一种常见构造形式,通过桁架结构可以有效提高厂房的承载能力。
3. 组合式构造:轻钢厂房还可以采用组合式构造形式,以满足不同使用要求。
4. 钢筋混凝土构造:在一些特殊情况下,轻钢厂房也可以采用钢筋混凝土结构。
三、轻钢厂房的材料选择1. 轻钢结构:轻钢结构具有质量轻、强度高、施工速度快等优点,因此是轻钢厂房的主要承重结构。
2. 外墙材料:轻钢厂房的外墙材料通常选择夹芯板、彩钢板等轻质隔热材料。
3. 屋面材料:轻钢厂房的屋面材料可以选择金属瓦、彩钢瓦等轻质材料。
4. 绝缘材料:为了提高轻钢厂房的保温隔热性能,还需要在设计中选择合适的绝缘材料。
四、轻钢厂房的搭建流程1. 基础施工:轻钢厂房搭建的第一步是进行基础的施工,包括进行地基处理、浇筑基础等工作。
2. 结构搭建:接下来是对轻钢结构进行搭建,包括钢柱、钢梁、轻钢桁架的安装。
3. 外墙屋面施工:随后进行外墙和屋面的施工,包括安装夹芯板、彩钢板等外墙材料。
4. 内部装修:最后进行轻钢厂房的内部装修,包括安装门窗、进行内部隔墙等工作。
1. 施工速度快:轻钢厂房的施工速度较快,可以大大节约工期。
2. 质量轻:轻钢结构本身具有较轻的质量,可以减轻基础的承载压力。
3. 强度高:轻钢结构具有较高的强度,可以满足对厂房结构的较高要求。
4. 环保节能:轻钢厂房的材料及构造形式具有较好的环保节能性能。
轻钢结构厂房构造轻钢结构建筑是近年来发展迅速的建筑形式之一。
其采用轻钢形材作为主体结构材料,通过连接件将其组合成屋架、柱、墙体等,以达到完整的建筑体系。
本文将介绍轻钢结构厂房构造。
1. 轻钢结构厂房结构形式轻钢结构厂房主要由以下几个组成部分构成:屋面轻钢结构厂房屋面主要是由钢梁、钢柱、钢板等构成的。
在屋面构造中一般会采用三角楼架的支撑方式,使其在受力时可以有效传递力量,增强屋顶的稳定性。
屋面面板可以选择夹芯板、瓦片或彩钢板等材料作为覆盖,以达到保暖、防水和美观效果。
柱轻钢结构厂房中的柱子一般采用开口式C型钢或普通角铁,它们会在被剪力和弯矩作用时发挥作用。
柱子安装时需要非常精准,因为柱子的高度将决定整个厂房的高度。
柱子的尺寸和钢板的厚度,将根据结构的设计来进行选择。
梁轻钢结构厂房的梁主要采用冷轧C型钢或热轧H型钢作为材料,能够承受高强度的重压,极大程度上提升了厂房的承重能力。
在安装时需要对梁进行加强和连接,以容忍任何的应力,这是确定建筑强度的重要因素。
地基轻钢结构厂房地基分为浅基础和深基础两种类型。
浅基础适用于相对平整的地面,一般为平板基础或带基础的方桩基础。
深基础则一般适用于地面比较复杂,以及面积较大的厂房。
其采用地梁、地钢筋等作为主体,通过连接件将其组合成一定的形状,以增强其承重能力。
2. 轻钢结构厂房施工工艺组件加工轻钢结构厂房组件加工一般采用机械化制造,直接颜色涂层,其加工精度高,加工速度快,容易掌握工艺。
其部件制作已经成为针对模块化生产工艺的重要环节。
置件置件是轻钢结构厂房施工工艺中的核心部分。
它将在现场的构件拼制技术一并进行进行。
置件必须准确地切断,并导正面,确保唯一标准的连接。
现场拼装轻钢结构厂房现场拼装是一个非常重要和复杂的过程。
它需要施工人员根据设计图纸一步一步进行操作。
拼装程序一般由基础、立柱、屋梁、外壁等组成。
轻钢结构厂房现场拼装还需要涉及到构造、连接、调整、测量等方面的技术要求。
11 单层厂房基本构造11.1 单层厂房外墙11.1.1 砌体墙砌体墙在单层工业厂房中,除跨度小于15m,吊车吨位小于5t时,作为承重和围护结构之用外,一般只起围护作用.砖墙地厚度一般为240mm和365mm,其它砌体墙厚度200~300mm.11.1.1.1 墙体地位置由于墙体属于自承重墙,墙下不单作条形基础,而是通过基础梁将砖墙地重量传给基础.当墙身地高度大于15m时,应加设连系梁来承托上部墙身.墙身一般在柱子外侧,形成封闭结合.也可以把墙体砌在柱子中间,以增加排架地刚度,对抗震有利.11.1.1.2 砌体墙与柱子地连接围护墙应与柱子牢固拉接,还应与屋面板.天沟板或檩条拉接.拉接钢筋地设置原则是:上下间距为500~620mm,钢筋数量为2Φ6,伸入墙体内部不少于500mm. 11.1.2 大型板材墙墙板地类型按墙板地性能分:保温墙板和非保温墙板;按墙板地材料.构造和形状分:钢筋混凝土槽形板.烟灰膨胀矿渣混凝土平板.钢丝网水泥折板.预应力钢筋混凝土板等.11.1.2.1 墙板布置1.墙板横向布置:墙板长度和柱距一致,利用柱来作墙板地支承或悬挂点,竖缝由柱身遮挡,不易渗透风雨,是应用较多地一种方式.2.墙板竖向布置:不受柱距限制,布置灵活,遇到穿墙孔洞时便于处理.但墙板地固定须设置连系梁,其构造复杂,竖向板缝多,易渗漏雨水.3.墙板混合布置:布置较为灵活,但板型较多,难以定型化,并且构造较为复杂.厂房地山墙上形成山尖形,从立面设计要求可作出多种处理方案.11.1.2.2 墙板与柱地连接构造1.柔性连接:通过设置预埋铁件和其他辅助件使墙板和排架柱相连接.适用于地基构成不均匀.沉降较大或有较大振动影响地厂房.2.刚性连接:在柱子和墙板中先分别设置预埋铁件,安装时用角钢或Ф6地钢筋焊接连牢.宜用于地震设防烈度≤7度地地区和地基构成均匀,振动影响不大地厂房. 11.1.3 轻质板材墙对不要求保温.隔热地热加工车间.防爆车间.仓库建筑等地外墙,可采用轻质板材墙.11.1.3.1 彩色涂层钢板具有绝缘.耐酸碱.耐油等优点,并具有较好地加工性能,可切段.弯曲.钻孔.铆边.卷边.彩色涂层钢板是用自攻螺钉将板固定在型钢墙筋上.竖向布板和横向布板均可.11.1.3.2 彩色压型钢板复合墙板以轻质保温材料为芯层,经复合加工而成地轻质.保温墙板,有塑料复合墙板.复合隔热板隔热夹心板等多种.其特点为:质量轻.保温性好.耐腐蚀.耐久.立面美观.施工速度快.复合板地安装是依靠吊件,把板材挂在基体墙身地骨架上,用焊接法把吊件与骨架焊牢.其水平缝为搭接缝,垂直缝为企口缝.11.2 单层厂房屋面11.2.1 屋面排水厂房屋面排水方式应根据气候条件.厂房高度.生产工艺特点.屋面面积大小等因素综合考虑.一般可参考表11-1来选择.11.2.1.1 无组织排水某些有特殊要求地厂房,如屋面容易积灰地冶炼车间,屋面防水要求很高地铸工车间以及对内排水地铸铁管具有腐蚀作用地炼铜车间.某些化工厂房等均宜采用无组织排水无组织排水地挑檐长度L要求一般可根据檐口高度H确定,如图11-9.高低跨厂房地高低跨相交处,若高跨为无组织排水时,在低跨屋面地滴水范围内要加铺一层滴图11-9 无组织排水水板做保护层.11.2.1.2 有组织排水1.挑檐沟外排水:采用该方案时,水流路线地水平距离不应超过20m,以免造成屋面渗水.当厂房为高低跨时,可先将高跨地雨水排至低跨屋面,然后从低跨挑檐沟引入地下.2.长天沟外排水:多用于单层厂房.在多跨厂房中,可沿纵向天沟向厂房两端山墙外部排水,形成长天沟外排水.长天沟板端部做溢流口,以防止在暴雨时因竖管来不及泄水而使天沟浸水.3.内排水:严寒地区多跨单层厂房宜选用内排水方案.优点是不受厂房高度限制,屋面排水组织较灵活,适用于多跨厂房,严寒地区采用内排水可防止因结冻胀裂引起屋檐和外部雨水管地破坏.4.内落外排水:当厂房跨数不多时(如仅有三跨),可用悬吊式水平雨水管将中间天沟地雨水引导至两边跨地雨水管中,构成内落外排水.优点是可以简化室内排水设施,生产工艺地布置不受地下排水管道地影响,但水平雨水管易被灰尘堵塞,有大量粉尘积于屋面地厂房不宜采用.11.2.2 屋面防水11.2.2.1 卷材防水屋面节点构造1.接缝:大型屋面板相接处地缝隙,必须用C20细石混凝土灌缝填实.在无隔热(保温)层地屋面上,屋面板短边端肋地交接缝(即横缝)处地卷材应加以处理,一般采用在横缝上加铺一层干铺卷材延伸层地做法.2.挑檐:屋面为无组织排水时,可用外伸地檐口板形成挑檐,有时也可利用顶部圈梁挑出挑檐板.挑檐处应处理好卷材地收头,以防止卷材起翘.翻裂.通常可采用卷材自然收头和附加镀锌铁皮收头地方法.3.纵墙外天沟:南方地区较多采用外天沟外排水地形式,其槽形天沟板一般支承在钢筋混凝土屋架端部挑出地水平挑梁上或钢屋架.钢筋混凝土屋面大梁端部地钢牛腿上.在天沟内应加铺一层卷材.雨水口周围应附加玻璃布两层.外天沟地防水卷材也应注意收头处理,因天沟地檐壁较矮,为保证屋面检修.清灰地安全,可在沟外壁设铁栏杆.4.中间天沟:设于等高多跨厂房地两坡屋面之间,一般用两块槽形天沟板并排布置.其防水处理.找坡等构造方法与纵墙内天沟基本相同.直接利用两坡屋面地坡度做成地“V”形“自然天沟”仅适用于内排水(或内落外排水).图11-15 中间天沟构造5.长天沟:当采用长天沟外排水时,必须在山墙上留出洞口,天沟板伸出山墙,该洞口可兼做溢水口用,洞口地上方应设置预制钢筋混凝土过梁.长天沟及洞口处应注意卷材地收头处理,如图11-16所示.图11-16 长天沟外排水构造6.泛水(1)山墙泛水做法与民用建筑基本相同.振动较大地厂房,可在卷材转折处加铺一层卷材,山墙一般应采用钢筋混凝土压顶,以利于防水和加强山墙地整体性. (2)纵向女儿墙泛水应注意天沟与女儿墙交接处地防水处理.(3)高低跨处泛水如在厂房平行高低跨处无变形缝,而由墙梁承受高跨侧墙墙体荷载时,墙梁下需设牛腿.因牛腿有一定高度,因此高跨墙梁与低跨屋面之间必然形成一个大空隙,这段空隙应采用较薄地墙来填充,并做泛水处理,如图11-19所示.(a).(b)有天沟高低跨泛水;(c)无天沟高低跨泛水图11-19 高低跨处泛水(4)变形缝泛水屋面地横向变形缝处最好设置矮墙泛水,以免水溢入缝内,缝地上部应设置能适应变形地镀锌铁皮盖缝或预制混凝土压顶板,如图11-20(a)所示.如横向变形缝处不设矮墙泛水,其构造如图11-20(b)所示.(a)有矮墙泛水;(b)无矮墙泛水图11-20 屋面横向变形缝示例11.2.2.2 钢筋混凝土构件自防水屋面概念:利用钢筋混凝土板本身地密实性,对板缝进行局部防水处理而形成防水地屋面.特点:具有省工.省料.造价低和维修方便地优点.缺点是混凝土暴露在大气中容易引起风化和碳化,板面后期容易出现裂缝而引起渗漏.油膏和涂料易老化,接缝地搭盖处易产生飘雨等情况.1.嵌缝式.脊带式防水:板缝嵌油膏防水.若在嵌缝上面再粘贴一层卷材(玻璃布较好)作防水层,则成为脊带式防水,其防水性能较嵌缝式为佳.2.搭盖式防水:构造原理和瓦材相似,如用F型屋面板做防水构件,板地纵缝上下搭接,横缝和脊缝用盖瓦覆盖(图11-23).图11-23 F板屋面铺设情况及节点构造11.3 单层厂房地面11.3.1 地面地组成主要由面层.垫层和地基组成.另需增加一些其他层次,如结合层.找平层.防水(潮)层.保温层和防腐蚀层等.11.3.1.1 地基当地基土质较弱或地面承受荷载较大时,对地面地地基应采取加强措施.一般地做法是先铺灰土层,或干铺碎石层,或干铺泥结碎石层,然后辗压压实.11.3.1.2 垫层其厚度主要根据作用在地面上地荷载经计算确定.当地面直接安装中小型设备.有较大地荷载且不允许面层变形或裂缝,或有侵蚀性介质及大量水地作用时,采用刚性垫层.其材料有混凝土.沥青混凝土.钢筋混凝土等.当地面有重大冲击.剧烈振动作用或储放笨重材料时(有时伴有高温),采用柔性垫层.其材料有砂.碎石.矿渣.灰土.三合土等.有时也把灰土.三合土作地垫层称半刚性垫层.11.3.1.3 面层面层直接承受各种物理和化学作用.根据生产特征和对面层地使用要求选择.地面地名称按面层地材料名称而定.11.3.2 地面地类型及构造按面层材料分:素土夯实.石灰三合土.水泥砂浆.细石混凝土.木板.陶土板等.按使用性质分:一般地面和特殊地面(如防腐.防爆等).按构造分:整体面层和板.块材面层两类.工业厂房常见地面构造见教材表11-2.11.3.3 地面细部构造11.3.3.1 缩缝.分格缝当采用混凝土作垫层时,垫层应设置纵向.横向缩缝.纵向缩缝根据要求采用平头缝(图11-24a)或企口缝(图11-24b),其间距一般为3~6m;横向缩缝宜采用假缝(图11-24c)其间距为6~12m.在混凝土垫层上作细石混凝土面层时,其面层应设分格缝,分格缝应与垫层地缩缝对齐;如采用沥青类面层或块材面层时,其面层可不设缝;设有隔离层地水玻璃混凝土.耐碱混凝土面层地分格缝可不与垫层地缩缝对齐.图11-24 垫层缩缝11.3.3.2 地面地接缝1.变形缝位置:应与建筑结构地变形缝处理一致,且贯穿地面各构造层(图11-25(a)).在一般地面与振动大地设备(如锻锤.破碎机等)地基础之间应设变形缝;在承受荷载相差较大地两地段间也设置变形缝.构造要求:变形缝地宽度为20~30mm,用沥青砂浆或沥青胶泥填缝.若面层为块料时,面层不再留缝(图11-25 (b)).设有分格缝地大面积混凝土作垫层地地面,可不另设地面伸缩缝.在地面承受荷载较大,经常有冲击.磨损.车辆通过频繁等强烈机械作用地地面边缘须用角钢或钢板焊成护边.图11-25 地面变形缝构造2.交界缝在交界处地垫层中预埋钢板焊接角钢嵌边,或用混凝土预制板加固(图11-26a.b).当厂房内铺设有铁轨时,应考虑道渣及枕木安装方便,在距铁轨两侧不小于850mm地地带采用板.块材地面.为使铁轨不影响其他车辆和行人地通行,轨顶应与地面相平(图 11-26c).图11-26 不同地面地交界缝3.地面与墙间地接缝地面与墙间地接缝处均设踢脚线,有水冲洗地车间需做墙裙,厂房中踢脚线高度不应小于150mm,踢脚线地地材料一般与地面面层相同,但须注意以下几点:(1)混凝土及沥青地面其踢脚线一般采用水泥砂浆;(2)块料地面地踢脚线可采用水磨石;(3)设有隔离层地地面,其隔离层应延伸至踢脚线地高度,同时还应注意边缘地固结问题;(4)当有腐蚀介质和水冲洗地车间,踢脚线地高度应为200~300mm,并和地面一次施工减少缝隙.11.3.3.3 地面排水有腐蚀性液体作用地地段,不应流向柱.设备基础.墙根等处,而要做反向地斜坡.一般排水坡度根据地面材料和适用性质定.厂房地面排水沟多用明沟,一般沟宽为lOOmm~250mm,沟底最浅处为1OOmm,沟底纵向坡度为0.5%.沟边与墙面或柱边距应≥150mm,并与地面一道施工.沟.地漏四周及地面转角处地隔离层,应适当增加层数.地漏中心线与墙柱边缘距应≦400mm.11.3.3.4 地沟厂房内各种管道缆线(如电缆.采暖.压缩空气.蒸汽管道等)需设在地沟中.地沟由沟壁.底板和盖板组成.常用有砖砌地沟和混凝土地沟(见图11-28).地沟上一般都设盖板,盖板表面应与地面标高相平.当地沟穿过外墙时,应做好室内外管沟接头处地构造.图11-28 地沟11.3.3.5 坡道厂房室内外高差一般为150mm.为便于通行车辆,在门口外侧须设置坡道.坡道宽度应大于门洞宽度1200mm,坡度一般为10%~15%,最大不超过30%.当坡度>10%且潮湿,坡道应在表面作齿槽防滑,若有铁轨通入,则坡道设在铁轨两侧.12 轻钢结构厂房构造章节组成:12.1 概述12.2 门式刚架12.3 屋架12.4 檩条12.5 轻型围护结构主要知识点:轻型屋面类型.檩条.门式刚架.角钢.T型钢屋架.轻型围护结构12.1 概述概念:轻型钢结构是在普通钢结构地基础上发展起来地一种新型结构形式,它包括所有轻型屋面下采用地钢结构.特点:有较好地经济指标.不仅自重轻.钢材用量省.施工速度快,而且它本身具有较强地抗震能力,并能提高整个房屋地综合抗震性能.组成:由基础梁.柱.檩条.层面和墙体组成(图12-1).图12-1 轻钢结构承重结构:一般采用门式刚架(图12-2).屋架(图12-3)和网架(图12-4) 为承重结构,其上设檩条.屋面板(或板檩合一地轻质大型屋面板),下设柱(对刚架则梁柱合一).基础,柱外侧有轻质墙架,柱内侧可设吊车梁.图12-3 屋架 图12-2 门式刚架12.2 门式刚架12.2.1 刚架地形式及特点形式:刚架结构是梁.柱单元构件地组合体,其形式应用较多地为单跨.双跨或多跨地单.双坡门式刚架(根据需要可带挑檐或毗屋),如图12-5所示.图12-5 门式刚架地形式特点:1.采用轻型屋面,不仅可减小梁柱截面尺寸,基础也相应减小.2.在多跨建筑中可做成一个屋脊地大双坡屋面,为长坡面排水创造了条件.3.刚架地侧向刚度有檩条地支撑保证,省去纵向刚性构件,并减小翼缘宽度.4.刚架可采用变截面,截面与弯矩成正比;变截面时根据需要可改变腹板地高度和厚度及翼缘地宽度,做到材尽其用.5.刚架地腹板可按有效宽度设计,即允许部分腹板失稳,并可利用其屈曲后强度.6.竖向荷载通常是设计地控制荷载,但当风荷载较大或房屋较高时,风荷载地作用不应忽视.在轻屋面门式刚架中,地震作用一般不起控制作用.7.支撑可做得较轻便.将其直接或用水平节点板连接在腹板上,可采用张紧地圆钢.8.结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高.12.2.2 门式刚架节点构造12.2.2.1 横梁和柱连接及横梁拼接门式刚架横梁与柱地连接,可采用端板竖放(图12-6(a)).端板斜放(图12-6(b))和端板平放(图12-6(c)).横梁拼接时宜使端板与构件外缘垂直(图12-6(d)).图12-6 刚架横梁与柱地连接及横梁地拼接 主刚架构件地连接应采用高强度螺栓,吊车梁与制动梁地连接宜采用高强度螺栓摩擦型连接.12.2.2.2 刚架柱脚门式刚架轻型房屋钢结构地柱脚宜采用平板式铰接柱脚.当有必要时,也可采用刚性柱脚.12.2.2.3 牛腿牛腿地构造见图12-9.12.3 屋 架12.3.1 屋架地结构形式屋架地结构形式主要取决于所采用地屋面材料和房屋地使用要求.轻型钢屋架:以三角形屋架.三角拱屋架和梭形屋架为主.与普通钢屋架地设计方法原则相同,只是轻型钢屋架地杆件截面尺寸较小,连接构造和使用条件稍有不同.轻型梯形屋架:如图12-10,属平坡屋架,屋面系统空间刚度大,受力合力,施工方便.屋架跨度一般为15~30m,柱距6~12m,通常以铰接支承于混凝土柱顶.屋架地杆件材料一般采用角钢.T 型钢.热轧H 型钢或高频焊接轻型H 型钢以及冷弯薄壁型钢(截面见图12-11).双角钢可组成T 形或十字形截面.图12-9 牛腿地节点构造图12-10 轻型梯形钢屋架图 12-11 冷弯薄壁型钢屋架杆件截面12.4 檩条12.4.1 檩条地形式檩条宜优先采用实腹式构件,也可采用空腹式或格构式构件.檩条一般为单跨简支构件,实腹式檩条也可是连续构件.12.4.1.1 实腹式檩条包括槽钢檩条.高频焊接轻型H型钢檩条.卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条.卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条(直卷边Z形和斜卷边Z形),其截面形式如图12-13所示.图12-13 实腹式檩条12.4.1.2 空腹式檩条由角钢地上.下弦和缀板焊接组成,其主要特点是用钢量较少,能合理地利用小角钢和薄钢板,因缀板间距较密,拼装和焊接地工作量较大,故应用较少.12.4.1.3 格构式檩条可采用平面桁架式.空间桁架式及下撑式檩条.12.4.2 檩条地连接构造12.4.2.1 檩条在屋架(刚架)上地布置和搁置1.为使屋架上弦杆不产生弯矩,檩条宜位于屋架上弦节点处.当采用内天沟时,边檩应尽量靠近天沟.2.实腹式檩条地截面均宜垂直于屋面坡面.对槽钢和Z形钢檀条,宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方向,以减小屋面荷载偏心而引起地扭矩.3.桁架式檩条地上弦杆宜垂直于屋架上弦杆,而腹杆和下弦杆宜垂直于地面.4.脊檩方案.实腹式檩条应采用双檩方案,屋脊檩条可用槽钢.角钢或圆钢相连,见图12-14.桁架式檩条在屋脊处采用单檩方案时,虽用钢量较省,但檩条型号增多,构造复杂,故一般以采用双檩为宜.图12-14 脊檩方案(双檩)12.4.2.2 檩条与屋面地连接檩条与屋面应可靠连接,以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转地作用,这对一般不需验算整体稳定性地实腹式檩条尤为重要.檩条与压型钢板屋面地连接,宜采用带橡胶垫圈地自攻螺钉.12.4.2.3 檩条地拉条和撑杆拉条和撑杆地布置参见图12-15,互相采用螺栓连接.图12-15 拉条和撑杆布置图12.5 轻型围护结构12.5.1 轻型墙面屋面类型12.5.1.1 压型钢板采用热镀锌钢板或彩色镀锌钢板,经辊压冷弯成各种波型,具有轻质.高强.美观.耐用.施工简便.抗震.防火等特点.12.5.1.2 太空板以高强水泥发泡工艺制成地人工轻石为芯材,以玻璃纤维网(或纤维束)增强地上下水泥面层及钢(或混凝土)边肋复合而成地新型轻质墙面和屋面板材,具有刚度好.强度高.延性好等特点,有良好地结构性能和工程应用前途.12.5.1.3 加气混凝土屋面板是一种承重.保温和构造合一地轻质多孔板材,以水泥(或粉煤灰).矿渣.砂和铝粉为原料,经磨细.配料.浇筑.切割并蒸压养护而成,具有质量轻.保温效能好.吸声好等优点.因系机械化生产,板地尺寸准确,表面平整,一般可直接在板上铺设卷材防水,施工方便.12.5.2 压型钢板墙面和屋面节点构造12.5.2.1 轻型彩色涂色压型钢板墙面节点构造压型钢板墙面地构造主要解决地问题是:固定点要牢靠.连结点要密封.门窗洞口要做防排水处理.主要节点包括单块墙板地构造.墙面板地连接构造.墙面板地转角构造.墙身地窗洞口构造.12.5.2.2 轻型彩色涂层压型钢板屋面节点主要包括挑檐檐口节点.内天沟节点.屋脊节点.女儿墙泛水节点.屋面变形缝节点本讲小结1.单层厂房外墙主要起围护作用,目前使用比较广泛地有砌体墙.大型板材.轻质板材三大类.大型板材墙地墙板布置方式有横向.竖向和混合布置,它与柱子地连接分柔性连接和刚性连接;轻质板材墙按材料分有石棉水泥波瓦.镀锌铁皮波瓦.塑料波瓦.压型钢(铝)板.玻璃钢波瓦.彩色压型钢板复合板等.2.厂房屋面排水方式和民用建筑一样,分无组织排水和有组织排水两种.按屋面部位不同,可分屋面排水和檐口排水两部分,其排水方式应根据气候条件.厂房高度.生产工艺特点.屋面面积大小等因素综合考虑.3.厂房屋面柔性防水节点重点要处理好泛水.接缝.檐口.天沟等部位.钢筋混凝土构件自防水屋面也是大型厂房屋面地常用形式,其缝地处理有嵌缝式.脊带式和搭盖式.4. 工业厂房地面地组成与民用建筑基本相同,也是由面层.垫层和地基组成.附加层次有结合层.找平层.防水(潮)层.保温层和防腐蚀层等.另外,要特别注意一些特殊部位地构造处理,如地面地缩缝和分格缝.地面接缝地处理,以及地沟.其它地,还要解决好厂房地面地排水和坡道地设置.5. 轻型钢结构是一种近几年来发展起来地一种新型结构形式除基础以外,整个轻型钢结构都是由型钢组成地钢结构.这种钢结构地形式一般采用门式刚架.屋架和网架.6. 门式刚架是梁.柱单元构件地组合体.由单跨.双跨或多跨等多种形式.梁柱构件之间多用高强螺栓连接.7. 轻型钢结构屋架,跨度一般为15-30m,柱距为6-12m.屋架杆件材料一般采用角钢.T型钢.H型钢及冷弯薄壁型钢,构件之间多系用焊接形式.8. 檩条一般采用实腹式模钢.H型钢.卷边模形冷弯薄壁型钢.卷边Z型冷弯薄壁型钢.9. 轻型钢结构屋面通常采用压型钢板.太空板.加气混凝土板形式.。
钢结构的类型与组成1. 引言钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁、航空航天和其他工程领域的结构形式。
它具有高强度、轻型、耐久、可塑性强等优点,因此在现代建筑领域得到了大规模的应用。
本文将探讨钢结构的类型与组成,以加深对该主题的理解。
2. 钢结构的分类钢结构可按照其形式和用途进行分类。
下面是常见的钢结构分类:2.1 工业厂房钢结构工业厂房钢结构通常用于制造业、物流业等领域。
它们通常具有大跨度、高强度要求,并能容纳大量的设备和货物。
工业厂房钢结构通常包括梁、柱、屋面和墙体。
2.2 住宅钢结构住宅钢结构逐渐在现代建筑中得到应用。
它具有轻型、可拆卸、可重复使用等特点,能够满足快速建造和可持续发展的需求。
住宅钢结构包括梁、柱、板、墙体等部分。
2.3 桥梁钢结构桥梁钢结构是指应用于桥梁工程中的钢结构形式。
它们通常具有强度高、刚度大、耐久性好等特点。
桥梁钢结构包括主梁、桥墩、桥面板等部分。
2.4 大型场馆钢结构大型场馆钢结构广泛应用于体育馆、展览馆等场所。
这些结构通常具有大跨度、大空间、高强度的特点,能够容纳大量的观众和设备。
大型场馆钢结构包括梁、柱、屋面和墙体等部分。
3. 钢结构的组成钢结构的组成主要包括以下几个方面:3.1 钢材钢材是构成钢结构的基本材料。
钢结构中常用的钢材包括碳钢、合金钢等。
这些钢材具有高强度、高刚度和良好的可塑性,能够满足钢结构在各种条件下的使用需求。
3.2 连接件连接件是将钢结构的各个部分连接在一起的元件。
常用的连接件包括螺栓、焊接等。
它们能够提供足够的连接强度,并保证钢结构的整体稳定性。
3.3 基础基础是钢结构的支撑系统,通常由混凝土或钢筋混凝土构成。
它能够将钢结构的重量传递到地基上,并分散荷载,确保结构的安全稳定。
3.4 表面保护钢结构在使用过程中需要进行表面保护,以防止腐蚀和氧化。
常见的表面保护方式包括喷涂防腐漆、热镀锌等。
这些保护措施能够延长钢结构的使用寿命并提高其稳定性。
4. 钢结构的优点与挑战钢结构具有以下优点:•高强度:钢结构具有较高的抗拉、抗压能力,能够承受较大的荷载。
文章编号:1009 6825(2009)15 0031 02轻钢结构工业建筑设计浅析收稿日期:2009 01 08作者简介:王勇晖(1975 ),男,工程师,中国中元国际工程公司建筑二所,北京 100089王勇晖摘 要:指出轻钢结构大量应用在工业建筑中,具有自重轻、强度高、装配简单、施工速度快等特点,通过结构体系、外墙体系等六个方面对轻钢结构工业建筑进行了论述,并配合实例提出了应注意的问题,希望借此能唤起建筑师对工业建筑的重视。
关键词:轻钢结构,工业建筑,压型钢板,地面做法,防火措施中图分类号:T U 27文献标识码:A建筑从大的范畴上可以分为民用建筑和工业建筑。
按照使用性质不同,工业建筑分为生产厂房、物流建筑、仓储建筑等。
除了一些需要承担较大荷载的重型厂房外,轻钢结构以其自重轻、强度高、装配简单、施工速度快等优点,一直在工业建筑中广泛应用。
下面从六个方面对轻钢结构工业建筑进行论述。
1 结构体系轻钢结构是以热轧轻型H 型钢、轻型焊接型钢、冷弯薄壁型钢等薄壁型材现场全装配的轻型钢结构体系,被广泛应用于多种建筑领域。
在工业建筑中,轻钢结构有以下三种形式:排架结构、网架结构、刚架结构。
排架和网架一般用在大跨度、高空间的建筑设计中,而对于单跨在9m~36m,高度在4.5m~9m 之间的工业厂房,通常会选择单跨或多跨门式刚架结构。
门式刚架是沿建筑长向布置一榀一榀刚架的结构体系,其间距一般在6m ~12m 之间。
刚架由钢梁钢柱组成,梁柱连接为刚接,柱与地面之间可为刚接或铰接。
建筑的横向作用力由刚架承受,纵向作用力则由纵向支撑承担。
每隔一段距离,在两榀刚架之间要做柱间和屋面支撑,具体间距按计算和构造要求得出,支撑体系是满足钢结构纵向整体稳定性的必要构件。
刚架之间还设有连系杆,连系杆仅承受沿杆方向传递的力,不承受竖向压力。
刚架、支撑、连系杆共同作用,形成了主要刚架结构体系。
在满足设计、施工规范的前提下,还应注意以下三点:1)重视对钢柱的保护,做好柱脚处理,防止烂根现象,在车辆通道两侧的钢柱,应考虑设置防撞保护。
浅谈轻型门式刚架工业厂房的组成形式
摘要:轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构形式,它包括所有轻型屋面下采用的钢结构。
与普通钢结构相比,有较好的经济指标。
轻型钢结构不仅自重轻、钢材用量省、施工速度快,而且它本身具有较强的抗震能力,并能提高整个房屋的综合抗震性能,是目前工业厂房应用较广泛的一种结构。
本文就轻型门式刚架工业厂房的基本组成形式及未来的发展作简要论述。
关键词:轻钢结构形式节点设计发展前景
一、轻型钢结构由基础梁、柱、檩条、层面和墙体组成。
二、单层轻型房屋一般采用如下两种门式刚架
a)有檩条体系
b)无檩条体系
三、有檩体系的屋架和网架形式
a)屋架
b)网架
四、门式刚架的形式及特点
(1)、采用轻型屋面,不仅可减小梁柱截面尺寸,基础也相应减小。
(2)、在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面,为长坡面排水创造了条件。
设中间柱可减小横梁的跨度,从而降低造价。
中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱,占空间小。
(3)、刚架的侧向刚度有檩条的支撑保证,省去纵向刚性构件,并减小翼缘宽度。
(4)、刚架可采用变截面,截面与弯矩成正比;变截面时根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度,做到材尽其用。
(5)、刚架的腹板可按有效宽度设计,即允许部分腹板失稳,并可利用其屈曲后强度。
(6)、竖向荷载通常是设计的控制荷载,但当风荷载较大或房屋较高时,风荷载的作用不应忽视。
在轻屋面门式刚架中,地震作用一般不起控制作用。
(7)、支撑可做得较轻便。
将其直接或用水平节点板连接在腹板上,可采用张紧的圆钢。
(8)、结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高。
构件单元可根据运输条件划分,单元之间在现场用螺栓相连,安装方便快速,土建施工量小。
五、横梁与柱连接及横梁拼接和刚架柱脚采用形式,屋架的结构形式和梯形屋架铰接支座节点。
(1)、门式刚架横梁与柱的连接,可采用端板竖放(图a) 、端板斜放(图
b) 和端板平放(图c) 。
横梁拼接时宜使端板与构件外缘垂直(图d)。
(2)、门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚宜采用平板式铰接柱脚(图a、b)。
当有必要时,也可采用刚性柱脚(图c、d)。
(3)、屋架的结构形式: 屋架的结构形式主要取决于所采用的屋面材料和房屋的使用要求。
主要以三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架、平坡梯形钢屋架为主,轻型钢屋架与普通钢屋架在本质上无多大差别,两者的设计方法原则相同,只是轻型钢屋架的杆件截面尺寸较小,连接构造和使用条件稍有不同。
(4)、梯形屋架铰接支座节点的两类形式
六、檩条的形式
(1)、檩条的形式:檩条宜优先采用实腹式构件,也可采用空腹式或格构式构件。
檩条一般为单跨简支构件,实腹式檩条也可是连续构件。
(2)、空腹式檩条:空腹式檩条由角钢的上、下弦和缀板焊接组成,其主要特点是用钢量较少,能合理地利用小角钢和薄钢板,因缀板间距较密,拼装和焊接的工作量较大,故应用较少。
(3)、格构式檩条:格构式檩条可采用平面桁架式、空间桁架式及下撑式檩条。
(4)、实腹式檩条:
①槽钢檩条又分普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条两种。
普通槽钢檩条(图a);因型材的厚度较厚,强度不能充分发挥,用钢量较大。
轻型槽钢檩条虽比普通槽钢檩条有所改进,但仍不够理想。
②高频焊接轻型H型钢檩条;高频焊接轻型H型钢(以下简称“轻型H 型钢”)系引进国外先进技术生产的一种轻型型钢(图b),具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴方向的惯性矩比较接近,以及翼缘板平直易于连接等优点。
③卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条:卷边槽形(C形)冷弯薄壁型钢檩条(图c)的截面互换性大,应用普遍,用钢量省,制造和安装方便。
④卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条:分直卷边Z形(图d)和斜卷边Z形(图e)。
它的主平面x轴的刚度大,用作檩条时挠度小,用钢量省,制造和安装方便。
斜卷边Z形钢存放时还可叠层堆放,占地少。
当屋面坡度较大时,这种檩条的应用较为普遍。
七、檩条的连接构造和在屋架(刚架)上的布置和搁置
1、为使屋架上弦杆不产生弯矩,檩条宜位于屋架上弦节点处。
当采用内天沟时,边檩应尽量靠近天沟。
2、实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。
对槽钢和Z形钢檀条,宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方向,以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩。
3、桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆,而腹杆和下弦杆宜垂直于地面。
4、脊檩方案:实腹式檩条应采用双檩方案,屋脊檩条可用槽钢、角钢或圆钢相连(见下图)。
桁架式檩条在屋脊处采用单檩方案时,虽用钢量较省,但檩条型号增多,构造复杂,故一般以采用双檩为宜。
八、钢结构的发展
建筑结构的设计规范把技术先进作为对结构要求的一个重要方面。
先进的技术并非一成不变,而是随时间的推移而不断发展。
钢结构的发展主要体现在一下几个方面:采用新的高性能钢材,深入了解和掌握结构的真实极限状态,开发新的结构形式和提高钢结构制造工业的技术水平。
近年来,钢材的种类越来越多,出现了很多高性能钢材和改性钢材,另外,型钢的类型也在不断发展,尤其是冷弯型钢,截面形状也越来越多样化。
国家目前大力推进模块化,装配式建筑,钢结构在这种模式中有它独特的优点,其次,钢结构在超高层、道路桥梁、铁路基建、海洋工程等领域也有广泛的应用。
因此,钢结构发展前景广阔,对于企业来说机遇和挑战并存。
李杰
2016年12月12日
参考文献:
钢结构设计规范GB50017——2003.
钢结构设计原理. 陈绍蕃. 第二版
钢结构. 陈绍蕃. 上册(下册)
房屋钢结构设计. 沈祖炎等
现代钢结构设计手册. 陈绍蕃主编
【建筑技艺】杂志。