门式刚架半刚性节点的刚度分析(1)

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1、沈阳建筑大学毕业设计(论文)门式刚架半刚性节点的刚度分析第一章绪论1.1轻型门式刚架结构的介绍人们对轻钢建筑的认识最初理解只是自重轻,主要指最常见的单层(含夹层)实腹式钢架轻型钢结构金属面板房屋。但事实上，具有同样“轻”的特点的金属建筑还很多，如轻型多层钢结构房屋，轻型波形折皱拱壳屋盖(房屋)，轻型桁架屋盖，轻型板片空间结构屋盖(房屋)等，其结构形式迥然。要严格定义轻钢建筑是困难的，综合其共同的结构特点，本文给出如下定义:轻钢建筑亦称轻型钢结构建筑，是指以轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢，薄钢板

2、，薄壁钢管，轻型热轧型钢及以上各构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件，大量采用轻质围护隔离材料的低层和多层建筑[1]。轻钢建筑结构具有如下特点:（1）构造简单，材料单一容易做到设计标准化定型化，构件加工制作工业化，现场安装预制装配化程度高。销售、设计、生产可以全部采用计算机控制，产品质量好，生产效率高。（2）自重轻。降低了基础材料用量，减少构件运输、安装工作量，并且有利于结构抗震。（3）工期短。构件标准定型装配化程度高，现场安装简单快速，一般厂房仓库签定合同后2-3个月内可以交付使用。因为没有湿

3、作业，现场安装不受气候影响。（4）可以满足多种生产工艺和使用功能的要求。轻钢建筑结构体系在建筑造型、色彩以及结构跨度、柱距等方面的选择上灵活多样，给设计者提供了充分展示才能的条件。（5）绿色环保轻钢建筑结构属于环保性、节能性产品，厂房可以搬迁，材料可以回收。（6）价格适宜。随着我国钢产量的增加，钢材价格的下调，竞争的激烈，轻钢结构建筑与同类砖混结构建筑相比，造价持平或略低。低层轻钢建筑指两层以下(含两层)的轻钢房屋建筑，主要有实腹式、门式刚架或排架，也可采用格构式构件。其各榀钢架(含端墙体系)靠墙梁、檩

4、52沈阳建筑大学毕业设计(论文)条和各类支撑体系，构成空间的承力体系。门式刚架轻钢建筑是我国当前最常见和最受欢迎的轻钢建筑形式，在国内低层金属建筑中占垄断地位，也是人们通常印象中的轻钢建筑。门式刚架轻钢建筑在空间尺寸上，一般檐高为4.5-9m,并可适当加大，单体单跨宽以9-36m为宜，多跨可达100m以上；不设置温度分区的单体建筑平面尺寸可做到长300m，宽150m，采用温度分区等构造措施后，理论上其平面布置可不受尺寸限制，能较好地满足人们对建筑的布局灵活，使用空间大的要求。轻型钢结构是指这样一种结构:

5、围护结构自重轻，承重结构截面小，标准化、自动化、机械化快速制作安装，并采用新结构钢材的新结构体系。它分为一般轻型和超轻型。一般轻型钢结构主要采用薄钢板焊接截面或冷弯薄壁型钢构件，典型的结构体系为门式刚架。也可采用轧制型钢板截面。超轻型轻钢结构主要采用压型钢板，冷弯薄壁构件和圆钢为承重构件，典型的结构体系是褶皱拱桥屋面。轻钢建筑的主结构、次结构、支撑体系、围护体系，形成一个空间三维的承力体系而共同工作，通常称为系统建筑(如图1-1)。图1-1门式刚架结构图轻钢结构主要体系有：焊接(轧制)门式刚架结构体系、

6、冷弯薄壁型钢结构体系，多层框架结构体系、薄壁褶皱拱桥屋面体系、空间和张拉结构体系。轻钢结构适用范围:根据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，52沈阳建筑大学毕业设计(论文)已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。通常以H型钢，采用焊接连接作为梁柱，以C形或Z形轻钢板作擦条；对单层工业厂房，以彩色压型刚板或夹芯彩钢板(EPS板)作屋面，对多层工业厂房或办公楼，楼面或屋盖系统用压型彩色钢板作面层，上面可浇混凝土，加上适当的构造措施，压型钢板可起受拉钢筋的作用

7、，必要时也可以再增加钢筋；围护结构可采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。目前在我国门式刚架结构的设计、制作、安装技术己日趋成熟，每年新增建筑面积近20万平方米,应用范围包括各类轻型工业厂房、体育场馆、娱乐场所等公共建筑，仓库及储运设施，超市、零售和商业服务等。据最近几年的统计资料表明，在我国已建成的100幢超高层建筑中钢结构约占了7%，其中引人注目的如大跨度房屋结构（如钢屋架、钢网架、悬索结构、三铰拱架等，跨度可达60m甚至100m以上）、重型厂房结构（如重型机械制造业、钢铁联合企业许多

8、车间的主要承重结构，“重”在吊车起重达百吨以上、作业繁重等）、大跨度桥梁结构、高耸结构（如高压输电塔架、桅杆结构等）和超高层房屋结构等。而刚框架结构刚度好，用刚省，便于安装，随着国民经济的发展和钢材价格的下降，钢结构的应用将愈来愈广泛。1.2门式刚架转角节点研究的意义轻钢门式刚架结构具有自身的特点，在进行轻钢门式刚架结构研究时，必须把门式刚架结构的特点和钢结构的特点相结合。钢结构有着很多优点如：（1）强度高，塑性韧性好（2）钢结构的重量轻（