门式刚架轻型房屋钢结构设计中几个问题的探讨.pdf

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1、回国阻叫门式刚架轻型房屋钢结构设计中几个问题的探讨韩健沈阳石油化工设计院摘要：当前各类工业以及民用建筑当中，门式刚架轻型钢结构的应用十分普遍。文章重点论述了轻型J'1式刚架结构在设计过程中需要重占’关注的几个问题。关键词：a'1式刚架；摇摆柱；支撑；檩条；风荷载1摇摆柱的应用及设计在门式刚架中柱的设计中，通常会采用摇摆柱。摇摆柱的两端主要是采用铰接的方式，构造极为简单，受力也相对简单。使用摇摆柱还能够有效减少截面，进而增加了房屋的使用面积。此外受竖向荷载的影响，柱顶斜梁的负弯矩相对来说都比较大，易于减低斜梁跨中的挠度，进而降低用钢量，有利于节省造价成本。在门式刚架结构中使用摇摆柱的时候，还需要

2、重点关注以下几个问题：第一，针对多跨门式刚架结构，在中柱使用摇摆柱的时候，如果当地风荷载相对较小且建筑构筑物的高度相对较低，能够有效节省用钢量。但是因摇摆柱两端采用的是铰接的形式，这样就会增加和斜梁刚接的柱子的压力。所以在使用摇摆柱的时候，如果用在两根和主梁刚接的柱子之间，其使用数量应小于3根；第二，由于摇摆柱自身具备一定的嵌固弯矩，因此，在具体设计使用的时候，应该将轴力乘以增大系数1．5倍，以便承受弯矩所带来的应力；第三，为确保刚架的整体刚度和强度，针对多跨式刚架，在其跨度大于27m的时候，应尽量避免使用摇摆柱；第四，由于摇摆柱无法承受水平应力，摇摆柱的稳定性主要取决于和它相连的斜梁。所以在

3、设计托架或者托梁的支撑结构时，也应该尽量避免使用摇摆柱。2支撑系统的布置在门式刚架的轻型钢结构中，由于纵向的风荷载等，将纵向力传递至沿着端墙均匀布置的抗风柱子上，抗风柱则将部分纵向力传递至与其相连接的墙架或者是刚架梁的上面，刚架粱之间再通过相连的刚性系杆进行传递，如果是在屋面的横向水平设置的有支撑的开间，则刚架梁上的纵向荷载会传至柱顶，然后由柱间支撑传至地基基础。因此为了确保结构的稳定性，必须设置纵向柱间支撑和屋面水平横向的支撑体系。2．1柱间支撑的布置在进行柱间支撑的布置时，应依据房屋的纵向柱子间距以及房屋结构的具体使用功能、受力的情况以及安装条件等来确定。如果没有设置吊车，则柱间的支撑间距

4、设置为30m-45m；如果设置的有吊车的时候，柱间的支撑结构应布置在温度区段的中间部位，如果温度的区段比较长，则可以将支撑结构设置在三分点的位置上，且间距不能超过60m。柱间的支撑内力的设置，应该依据柱列上所承受的纵向风荷载在柱脚的基础上的竖向悬臂桁架来确定。如果同一列的柱子设置有多道柱间的支撑时，纵向力的分布应依据各个支撑间均匀进行分布。2．2屋盖支撑的布置在设置屋盖支撑系统的时候，其横向的支撑间距一般不能超过60m。如果房屋的长度超过了60m，则应该在房屋的长度中间位置设置一道或者是几道支撑结构。横向支撑的具体布置应依据抗风柱的布置进行分隔设置，进而确保风荷载能够直接作用于支撑结构上。如果

5、需要在柱间支撑内设置开间的情况下，应该同时设置屋盖的横向支撑，进而使其组成几何不变体系结构。在计算屋盖内力的时候，交叉的圆钢支撑只需要考虑拉杆的受力情况即可，并且确保各道支撑结构能够均匀的承担纵向的风荷载。3冷弯薄壁型钢檩条的设计在轻型门式刚架结构中，檩条作为门式刚架结构中的次结构，其和围护板以及主结构均有一定的关系。与围护板的关系为：一方面檩条承受围护板所传递的荷载，另一方面檩条又承受围护板较强的蒙皮效应的作用；其和主结构的关系为：主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性，由与檩条相连接的隅撑来保证。檩条是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，

6、对原有截面要减弱，不能像热轧型钢那样全截面有效。有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中讲的，有的设计人员可能还不了解，甚至有些设计软件也未考虑。再有设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽略钉孔减弱。这种减弱般达到6-15％，对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力高于计算值。《规程》3．1．8条规定：结构构件的受拉强度应按净截面计算，受压强度应按有效净截面计算，稳定性应按有效截面计算，变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。4风荷载计算风荷载垂直作用在建筑物的立面，对建筑物的结构稳定性影响很大，在实际工程中有很多破坏就是因为风荷载在屋顶产生吸

7、力而导致的局部失稳破坏。垂直于建筑物表面的风荷载可按下列公式计算：eo★=1．0耻∥p。上述公式中：∞。——风荷载标准值；∞。——基本风压，按照《建筑结构荷载规范》的规定采用；∥厂一风荷载高度变化系数，《建筑结构荷载规范》的规定采用，当高度小于lOm时，应按lOm高度处的数值采用；∥。——风荷载体型系数，见下表。对于有围护封闭式的门式刚架轻型房屋，当其屋面坡度Q不大于100、屋面平均高度不大于18