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《原创单层门式刚架轻型钢结构设计浅谈》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、［提要］门式刚架轻型结构体系是近年來在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。介绍门式刚架轻型结构体系存在的问题;论述屋面荷载、山墙结构体系、柱脚设计的设计特点。中国论文网［关键词］门式刚架荷载山墙柱脚中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号：1671-7597(2009)1110119-01一、刖S门式刚架轻型结构体系是用等截血或变截血的H型钢作为梁柱，以冷弯薄確熨钢作为標条、墙梁，以彩钢板作为屋曲板及墙板，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主耍承重结构，再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体
2、系。这种体系可以在工厂批量生产，现场按要求拼装而成。能有效地利用材料，构件尺寸小，自重轻，抗震性能好，安装方便,施工周期短,能够形成人空间、人跨度，具有外表美观，适应性强,造价低，易维护等特点。二、门式刚架轻型结构体系存在的问题尽管门式刚架轻型结构体系具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点,但是山于我国衣该方而起步较晩，在设计水平等方而与西方发达国家相比都有着较人的差距,符合我国规范的相应的构造措施研究不够，如节点的连接、支撑的布置、结构变形的限制与控制等。因此，采用恰当的简便易行的优化设计方
3、法,编制相应的结构设计软件，降低我国的门式刚架生产成本，是当前研究的主要课题。我国在结构领域广泛应用的热轧H型和T型钢的生产方而落后于国外。冷弯薄壁型钢和压型钢板的防腐涂层材料及工艺方而更为明显。在耐候钢的开发方而，国内产品成木高，且在具备同等耐候能力的焊材和焊接工艺，国外的焊接工字钢牛产上已普遍采用单血焊接工艺，国内仍以双而焊为主,这对于腹板较薄的构件将很困难。三、轻钢门式刚架山墙结构体系轻型钢结构屮的山墙结构体系除承受山墙端部的屋面竖向荷载外，同时还承受山墙横向和纵墙端部的水平风荷载及地震荷载。-
4、•般采用如下图1和图2两种形式:刚架端墙体系和构架端墙体系。前者是山中间标准跨相同的刚架、抗风柱和墙梁组成，简称刚架体系;后者的组成包括端斜梁、支承端斜梁的构架柱(如柱脚较接，则包含山墙墙而支撐系统)及墙梁，简称构架体系。以上两种体系各有特点,但在实际工程中以刚架体系居多。刚架体系有两部分组成:一是刚架，其截而与中间标准刚架相同，承受端部屋而竖向荷载、山墙端部的水平荷载、纵墙端部的水平荷载及地震荷载;二是山墙抗风系统，承受山墙风载，根据抗风柱布置位置的不同，一般包含抗风柱和墙梁等构件。刚架体系屮刚架的
5、受载面积一般为标准跨的一半。抗风柱两端饺接，一般通过构造释放上端竖向约束，不传递刚架梁上的竖向荷载，主要承受风载和墙板白重，但水平风荷载的作用远大于墙板自重，凶此抗风柱按受弯构件设计，其计算模型如图3所示。构架体系的竖向承重系统和山墙抗风系统由构架柱、屋面斜梁和墙梁构成,若构架柱柱脚为钱接时则应包含支撐系统和刚性系杆。构架柱上端与山墙斜梁较接，承受端部屋血竖向荷载、山墙和纵墙端部的水平荷载或地震荷载，为压弯构件，构架柱的计算模型如图4所示。墙梁承受风荷载和墙板自垂产生的竖向荷载，属双向受弯构件。刚架体
6、系构造上的特点，使其具有设计制作简单、施工方便、便于支撑体系和吊车梁的布置等优点。这主要是由于端墙刚架一•般与中间标准刚架完全相同，因此无须进行单独设计和加工，便于施工；同时,端墙刚架与相邻刚架的截面尺寸相同，容易处理与支撐的连接节点,可以把结构的支撐系统设置在端开间。斜梁简支在构架柱顶部,一般采用平接，因此斜梁按两端简支的受弯构件设计。墙梁承受风荷载和墙板产生的竖向荷载，但在构架体系中墙梁与构架柱间多采用平接，故按简支双向受弯构件设计构架体系的优点为整体性好、外观轻便。山墙构架一般由冷弯薄壁C型钢组
7、成,构架柱与墙梁平接及墙板的蒙皮效应，使构架体系具有较好的平而刚度，能有效的抵抗作用在端墙附近的边墙上的横向风荷载。构架体系中柱间距不大，单根构架承担的荷载较小，因此可选用鮫小的薄壁截面。由于构架柱与墙梁平接，构架柱的间距较小，构件的数量增加，节点数增多,给施工带来不便。同时，山墙斜梁的截血及板件的厚度与相邻的刚架相比均较小，且斜梁在构架柱处不连续,导致支撑系统连接节点构造困难。因此,一般将支撑系统设置在第二开间,同时在第一开间内设置刚性系杆,将山墙构架柱的风荷载传递到设有支撑的开间。综上分析，刚架体
8、系便于设计丿施工，具佇广泛的实川性，但川钢量略有增加。构架体系多采川“有效截面”的概念进行设计，设计过程较复杂;此外，构件I'可平接，不便于施工，体系自身的用钢量虽小,但山于在第一•开间内须设置刚性系杆，有分析表明，轻便的构架体系并不能从整体上减小用钢量;同时，山于构造特点使其使用范围具有一•定的局限性。建议在工程中宜优先选用刚架体系。四、外歸式柱脚的设计（一）钱接柱脚钱接柱脚可将柱的轴力和剪力传给棊础。柱的轴向压力通过底板直接传给基础，拉力由底板经锚栓
