今天给各位分享门式钢架结构实际工程案例的知识,其中也会对门式钢架结构实际工程案例分享进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!,本文目录一览:,1、,谁有钢结构的资料可以传一下给我看一下哈??谢谢,比如钢结构设计规范,钢结构安装规范等,2、,论文:门式刚架钢结构施工中的几个问题,3、,钢结构用钢量与跨度、柱距、檐口高度的比例关系,4、,轻型门式钢架的组成有哪些?
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本文目录一览:
- 1、谁有钢结构的资料可以传一下给我看一下哈??谢谢,比如钢结构设计规范,钢结构安装规范等
- 2、论文:门式刚架钢结构施工中的几个问题
- 3、钢结构用钢量与跨度、柱距、檐口高度的比例关系
- 4、轻型门式钢架的组成有哪些?并对这些组成构件进行举例
- 5、门式钢结构厂房施工组织设计
谁有钢结构的资料可以传一下给我看一下哈??谢谢,比如钢结构设计规范,钢结构安装规范等
本人自参加工作以来设计了多栋钢结构建筑,其中包括门式刚架、钢框架、钢结构加层、钢结构加电梯、大型广告牌等。随着设计经验门式钢架结构实际工程案例的积累,对规范认识门式钢架结构实际工程案例的逐步加深,从中总结了一些对钢结构设计的认识,提出来供大家参考及讨论。
1门式刚架
⑴门式刚架应首先确定是否有吊车,如厂房工艺要求需要布置吊车,则应注意以下几点:①柱脚应设计成刚性柱脚; ②柱应设计成等截面柱; ③柱间支撑应由吊车纵向水平荷载控制设计,而不是简单的构造设计,当有不小于5 t的桥吊时,宜采用型钢支撑。如门式刚架无吊车,则按楔形柱等常规设计,不再赘述。
⑵柱间支撑的布置
柱间支撑与屋面支撑应布置在同一柱间,使刚架纵向形成稳定体系,便于刚架安装且增加纵向刚度。支撑应布置在第一柱间或第二柱间,当布置在第二柱间时第一柱间相应布置刚性系杆,且刚性系杆与抗风柱沿纵向位置一致,使风荷载直接传递。在刚架转折处(单跨房屋边柱柱顶及屋脊以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊)应沿房屋全长设置刚性系杆。当门架的跨度较大时,在布置支撑的柱间,应适当增加刚性系杆的数量,使支撑的夹角在45°左右。当受建筑功能限制无法布置柱间支撑时,应布置纵向刚架。本人就曾经做过一个在端部柱间做刚接钢梁,从而取消柱间支撑的工程,使建筑布置更加灵活,应用效果良好。
⑶屋面、墙面构造
屋面及墙面构造措施是增大刚架刚度,防止刚架平面外失稳的关键措施。檩条、墙梁一般由冷弯薄壁构件制成,当柱距小于6 m 时,设一道拉条,大于6 m时,设两道拉条。在这里应特别提到斜拉条,在校图过程中,常常可以看到许多钢结构厂家或设计者设斜拉条而不设撑杆的情况。原因是结构概念不是很清楚,因为通过结构力学知识,在斜拉条间设置撑杆,方可形成稳定体系。在屋面、墙面设计中还应注意隅撑布置,隅撑不是可有可无,它是为防止受压翼缘屈曲而设置。研究表明门式刚架的破坏首先是由于受压最大翼缘屈曲引起的。斜梁下翼缘与刚架柱内翼缘连接处是出现屈曲的关键部位,该处设隅撑十分重要。另外,《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002 (以下简称CECS102:2002)中规定:在斜梁下翼缘受压区亦设置隅撑,其间距不得大于相应受压翼缘宽度的16(235/fy)0.5倍。按一般的门式刚架,檩距1500 mm左右时,隔一个檩条设一道隅撑可满足上述条件。
⑷抗剪键
《CECS102: 2002》中规定:柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力,水平剪力可由底板与混泥土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0. 4)或设抗剪缝承受。这就是我们计算门架时,往往出现警告提示:“柱脚需要设抗剪! ”
分析上述原因,主要是门架结构一般自重较轻,柱脚底板与基础混凝土间的摩擦力较小,不足以抵抗水平的风荷载与地震作用,所以应设置抗剪键。抗剪键一般用角钢或工字钢制成,其截面与焊缝的抗剪承载力应进行计算,柱脚底板与基础表面间的空隙进行二次注浆。具体做法可参考《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》01SG519图集中第30页大样1、2的做法。
⑸柱脚锚栓的安装定位
这是设计人员往往忽视的问题,而在实际工程中锚栓定位不准确造成刚架或框架安装困难的工程案例比比皆是,本人也遇到过这种情况,后来不得不加固处理。分析原因,主要是锚栓之间无连接,整体刚度差,在浇筑混凝土的过程中锚栓难免移位。针对上述原因,采取浇筑混凝土前预埋柱脚锚栓固定支架处理,具体做法见图1。固定支架与锚栓形成一个小的格构柱,这样锚栓的定位就方便准确了。⑹抗风柱与刚架的连接目前门式刚架的抗风柱设计存在两种错误的做法:一种是将抗风柱与刚架做成一样,抗风柱与刚架梁或铰接或刚接,抗风柱既参与抗风又参与竖向荷载作用及横向水平作用。而设计人员往往又不做这样刚架的纵向抗风验算。这样做是漏算荷载的,是工程设计的一大忌。本人认为一个受力明确的排架结构不应让它的受力复杂化。这种做法是欠妥的;另一种做法是抗风柱与刚架在一条轴线上,但不考虑抗风柱受竖向荷载作用,抗风柱与刚架梁之间用一块钢板通过焊缝相连。这种做法仍然将一部分竖向荷载传给了抗风柱,而且钢板的侧向刚度很小,在竖向荷载的作用下发生屈曲后就很难保证有效地传递风荷载了。以上两种做法都存在弊端。在这里推荐以下做法:
采用厂房做法定轴网,第一榀刚架轴线与抗风柱错开500~600 mm,抗风柱翼缘通过连接板与刚架梁腹板加劲肋相连,且连接板及加劲肋上开竖向长圆孔,连接螺栓采用普通螺栓,做法见图2。图2 抗风柱与刚架连接大样
2 钢框架的设计
⑴钢框架体系的选择
常用钢结构框架可分为纯框架体系和框架—支撑体系两大类 。体系的选择与建筑物的高度、使用功能密切相关。这就要求结构工程师应与建筑师密切配合,当由于建筑功能限制无法设置支撑时,则应采用纯框架体系。纯框架体系由于无抗侧移支撑,纵横两个方向要满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 (以下简称《抗规》)第5.5节弹性层间位移角小于等于1 /300的要求,梁与柱在纵横两个方向均应刚接;又因《抗规》第8. 3. 4 条规定:“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱型截面”,所以采用纯框架体系时,柱往往设计成箱型柱,但箱型柱内部防锈及使用过程中的维护相当困难,这是钢结构设计中的一大难题。本人也试图在设计中采用柱内浇筑混凝土的方法,但由于箱型柱在节点区设置加劲隔板,浇筑混凝土很困难;另一方面,钢管混凝土在国内仍处于研究阶段,常用设计软件无法计算,计算理论在各学报中不尽相同。基于以上原因,在设计纯钢结构框架时,大部分仍采用不灌混凝土的箱型截面柱。本人在试算过程中采用工字柱强、弱轴均刚性连接的算法,依据是《抗规》第8.3.4 条采用的文字是“宜”,参考内地大设计院图纸亦有采用上述设计方法的,但计算结果并不理想,弱轴方向的弹性层间位移角仍然无法满足《抗规》第8. 3. 4的要求。由于箱型柱在构造上的一些困难,故建议在设计多层钢结构房屋时尽量采用工字型柱,设计成框架—支撑体系。结构工程师与建筑师尽量协调,通过在需要布置支撑位置布置楼、电梯间等不开大洞口墙体来实现支撑的隐形。实际工程计算结果表明,支撑对框架的位移控制效果非常好,加之采用工字形柱使得材料节省、防锈,使用中维护方便,弱轴方向的连接简单易行,实在是一个有效的方法。
⑵节点设计
钢结构节点设计是钢结构设计的关键。铰接节点简单,力学关系明确,在这里不做过多赘述,重点讨论一下刚接节点的设计。梁柱刚性连接设计中,《抗规》8. 3. 4条推荐使用规范中图8. 3. 4 - 1的节点形式,在工程实际中采用的也大部分是这类节点。这种节点有两种计算依据:精确设计法和常用设计法。二者的区别是前者考虑腹板抗弯和抗剪,后者考虑腹板仅抗剪。精确设计法在实际设计中,腹板抗弯很难满足要求,必须较大程度地加厚腹板。加厚腹板的做法很不经济,所以工程中大多采用常用设计法,这种计算模型力学关系明确,计算简单,但是在设计中一定要注意采取抗震加强措施,如采用使塑性铰外移的梁端增强式连接或在离梁端不远处削弱梁上下翼缘的犬骨式连接。这是因为,在不做任何加强梁端翼缘的情况下,只考虑腹板连接螺栓承担剪力,弯矩由翼缘焊缝承担,那么翼缘焊缝的抗弯能力只有梁抗弯能力的80 %左右(即梁翼缘截面模量只有梁全截面模量的80 %左右) ,再按《钢结构设计规范》第3. 2. 2条,考虑现场施工条件焊缝强度设计值乘以折减系数0. 9,则其连接的抗弯承载力只有梁抗弯承载力的70%~75%。这种节点比等强连接还要低30% ~25% ,违背了“强节点,弱杆件”“大震不倒”的抗震基本原则。基于以上原因,应采用《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》01SG519图集第19、20页所示的抗震加强措施。
另外
我国在《抗规》及《钢规》中均未规定钢框架的抗震等级,只是分12层以下和12层以上两个标准。笔者认为这相对于我国地域辽阔、各地设防烈度差异大的特点是不合适的。新旧《钢规》中对多、高层钢结构房屋均未规定伸缩缝的设置范围,仅对单层工业厂房做了一些规定。以上两点都是概念性的大问题,《钢规》不强调这两点是不合适的。
论文:门式刚架钢结构施工中的几个问题
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来,对门式刚架钢结构工程的发展《规程》起了很大的推动作用,但也有一些令人不安的情况发生。近几年来,冬天雪水较多,春、秋两季雨水大,特别是有的地方雪特别大,使得其结构压坏,但有些地方雨水、雪水并不是很大,可结构也不稳定有的垮掉了,漏水的更多。另外,也看到一些工程框架梁太细、框架柱立起来摇摇幌幌,更有的施工单位为降低造价擅至把钢柱改为钢筋混凝土柱,至使结构变为钢筋混凝土柱、轻钢梁、其结构不合理,出现一些人为的安全质量事故。
构件的加工制作
门式刚架所用的钢板均很薄,最薄的可用到4mm。薄板的下料应首选剪切而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接多采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲。
解决方法:
在切割过程中为了保证钢板不侧弯或减少侧弯的变形,采用跳割法对钢板进行切割,其方法为:例1柱子翼缘宽度为300mm,在下料时将板的两端留出20~30mm不切割,切1m后再留出20~30mm连体,循环往复,总长度切割完成后,待钢板冷至室温后,再将余留部分切断:例2屋面梁翼缘宽度为180mm,在下料时将板的两端留出30mm不切割,切2m后再留出30mm连体,循环往复,总长度切割完成后,待钢板冷至室温后,再将余留部分切断。这样也就减少变形或不会变形了。
柱脚安装问题
预埋件(锚栓)问题现象;
整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位,造成丝扣长度不够。
措施:钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作,混凝土浇捣之前必须复核相关尺寸并加以固定。
锚栓不垂直现象;
框架柱柱脚底板水平度差,锚栓不垂直,基础施工后预埋锚栓水平误差大。柱子安装后不在一条直线上,东倒西歪,外观很难看,给柱子安装带来误差,结构受力受到影响,不符合施工验收规范要求。
措施:锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平,再用无收缩砂浆二次灌浆填实,锚栓施工时,可采用钢筋或角钢等固定锚栓。焊成笼状,完善支撑,或采取其门式钢架结构实际工程案例他一些有效措施避免浇灌基础混凝土时锚栓移位。
锚栓连接问题现象:
柱脚锚栓未拧紧,垫板未与底板焊接;部分未露2~3个丝扣的锚栓。
措施:应采取焊接锚杆与螺帽。
连接问题
高强螺栓连接
螺栓装备面不符合要求,造成螺栓不好安装,或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。
原因分析:①表面有浮锈、油污等杂质,螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等。②螺栓安装面虽经处理仍有缺陷。
解决方法:①高强螺栓表面浮锈、油污、孔璧毛病,应逐个清理干净。使用前必须经防锈处理,预拼装用的螺栓,不得在正式拼装时使用。②处理装配面应考虑施工安装顺序,防止重复进行,并尽量在吊装之前处理。
螺栓丝扣损伤,螺杆不能自由旋入螺母,影响螺栓的装配。
原因分析:丝扣严重锈蚀。
解决方法:①使用前螺栓应进行挑选,清洗除锈后作预配。②丝扣损伤的螺栓不能做临时螺栓使用,严禁强行打进螺孔。③预先选配的螺栓组件应按套存放,使用时不得互换。
现场焊缝现象:
质量难以保证;
设计要求全焊透的一、二级焊缝未采用超声波探伤;屋面主梁与柱未施焊;未采用引弧板施焊。
解决方法:钢结构施焊前,对焊条的合格证进行检查,按设计要求选用焊条,按说明书的操作规程要求使用焊条,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理,定出修改工艺后再处理,同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。
构件的变形问题
构件在运输时发生变形,出现死弯或缓弯,造成构件无法进行安装。
原因分析:①构件制作时因焊接产生的变形,一般呈现缓弯。②构件待运时,支垫点不合理,如上、下垫木不垂直等或堆放场地发生沉陷,使构件产生死弯或缓变形。③构件运输中因碰撞而产生变形,一般呈现死弯。
预防措施:①构件制作时,采用减小焊接变形的措施。②组装焊接中,采用反方向变形的措施,组装顺序应服从焊接顺序,使用组装胎具,设置足够的支架,防止变形。③待运及运输中,注意垫点的合理配置。
解决方法:①构件死弯变形,一般采用机械矫正法治理。即用千斤顶或其门式钢架结构实际工程案例他工具矫正,辅以氧气乙炔火焰烤后矫正。②构件发生缓弯变形时,采用氧气乙炔火焰加热矫正。
钢梁构件拼装后全长扭曲超过允许值,造成钢梁的安装质量不良。
原因分析:①拼装工艺不合理。②拼装节点尺寸不符合设计要求。
解决方法:①构件拼装要设拼装工作台,定位焊时要将构件底面找平,防止翘曲。拼装工作台应各支点水平,组焊中要防止出现焊接变形。尤其是梁段或梯道的最后组装,要在定位焊后调整变形,注意节点尺寸要符合设计要求,否则易造成构件扭曲。②自身刚性较差的构件,翻身施焊前要进行加固,构件翻身后也应进行找平,否则构件焊后无法矫正。③构件起拱,数值大于设计数值时,易产生挤面标高超标;数值小于设计数值时,安装后梁下挠。
原因分析:①构件尺寸不符合设计要求。②架设过程中,未根据实测值与设计值的误差进行修正。③跨度小的梁,起拱度较小,拼装时易忽视。
解决方法:①严格按钢结构构件制作允许偏差进行各部检验。②在架设过程中,杆件安装完毕,以及工地接头施工结束后,必须进行上拱度测量,并在施工中对其他进行调整。③在拼装过程中,应严格控制累计偏差,注意采取措施,消除焊接收缩量的影响。
钢结构的安装问题
钢柱底脚有空隙
预防措施:钢柱吊装前,应严格控制基础标高,测量准确,并按其测量值对基础表面仔细找平;如采用二次灌浆法,在柱脚底板开浇灌孔(兼作排气孔),利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平,并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板,然后采取二次灌浆。
钢柱位移
预防措施:浇筑混凝土基础前,应用定型卡盘预埋螺栓按设计位置卡住,以防浇灌混凝土时发生位移;柱底钢板预留孔应放大样,确定孔位后再作预留孔。
柱垂直偏差过大
预防措施:钢柱应按计算的吊挂点吊装就位,且必须采用二点以上的吊装方法,吊装时应进行临时固定,以防吊装变形;柱就位后应及时增设临时支撑;对垂直偏差,应在固定前予以修正。
钢结构用钢量与跨度、柱距、檐口高度的比例关系
门式刚架轻型房屋钢结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初期。二十多年来得到迅速的发展,尤其是在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》第一版本CECS 102:98和第二版本CECS 102:2002的编制出版后(以下简称《规程》)。门式刚架轻型房屋钢结构因其跨度大、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、工业化程度高、综合经济效益好、柱网布置比较灵活不受摸数限制、外形美观等一系列优点而得到迅速发展,在轻工业厂房、仓库、体育馆、展览厅、交易市场、活动房屋及加层建筑等各类建筑结构中得到广泛应用。但在实际使用中,由于工艺要求门式刚架跨度有时需要超过《规程》中建议的适宜最大跨度36m较多,而超规程大跨度对实腹式构件组成的门式刚架是否仍然适用,以及其经济柱距的研究较少见。为此,本文从工程实例着手,对其作一些探讨分析,以期用此类门式刚架工程设计的经验提供给同行们参考。
1 工程实例概况
该工程为某汽车公司冲压厂房改造项目,业主要求在旧厂房外围扩建,且旧厂房内的生产操作设备均不能移动,只能在旧厂房围护拆除后建造新厂房时,才暂时中断生产,新厂房建成后立即恢复生产。建筑设计看上去就象是新厂房覆盖旧厂房并向外扩大范围。改造后的冲压厂房跨度确定为48m,屋檐标高度确定为8.7m,厂房内不设吊车,围护结构采用压型钢板,保温材料采用岩棉,建筑剖面见图1。
根据业主上述要求,结构形式采用单跨双坡轻型门式刚架。
图1 建筑剖面图
2 大跨度门式刚架结构的计算模型
2.1 计算模型简图
本工程采用同济大学编制的3D3S V9.0版钢结构软件计算,计算简图见图2.1。
2.1.1 刚架柱与基础连接形式
在无吊车情况下,宜采用铰接,若采用刚接,虽然有利于减少跨中 挠度,但钢柱截面为等截面,柱脚为刚性节点,总用钢量将加大。而且桩
图2.1 计算简图 基础承台承受的弯矩很大,尤其是在大跨度门式刚架情况下,承受大弯矩的承台,不仅其截面、上下配筋量要加大,而且基桩要按抗拔桩计算其承载力,考虑基桩与承台的抗拉连接构造需要加强等,这将增加基础工程费用。因此,本工程柱与基础采用铰接连接形式,以便减少刚架总用钢量和基础费用。
2.1.2 门式刚架斜梁分段比
主要考虑斜梁的弯矩包络图,其次考虑方便运输、吊装的单元最大长度。从弯矩包络图上选择拐弯点及其附近作为斜梁拼接点,可明显减少连接端板用钢量和高强螺栓数量。本工程分为两段,分段比约为8:16。
2.1.3 门式刚架斜梁平面内外计算长度
取斜梁隅撑间距,一般沿斜梁方向每两道檩条设置一道隅撑,檩距最大不超过1.5m,因此斜梁平面外计算长度可取为3.0m。斜梁平面内计算长度由计算软件根据《规程》的规定自动计算。
2.1.4 刚架柱平面内外计算长度
虽然《规程》规定:当外侧设有压型钢板的实腹式刚架柱的内侧翼缘受压时,可沿内侧翼缘设置成对的隅撑,作为柱的侧向支撑。但本工程门式刚架跨度大,超出了《规程》建议适宜的最大跨度较多,而跨度越大,柱轴压力也越大,从而对柱平面外的稳定性影响也越大。因此,本工程柱平面外计算长度取柱侧向的刚性系杆(用圆钢管)之间距,最大为5.0m。这也是超规程大跨度门式刚架有别于一般跨度门式刚架的重要设计要点。柱平面内计算长度由计算软件根据《规程》的规定自动计算。
2.1.5 其他 屋面坡度取1:15。气楼对整个门式刚架刚度贡献很小,可将其简化为重力荷载施加于斜梁上。
2.2 设计参数
2.2.1 钢材材质
采用高强钢材能节省用钢量,而在大跨度尤其是超规程大跨度条件下应采用高强钢材。因此,在本工程中钢材采用Q345B钢。
2.2.2 荷载
(1)永久荷载 除刚架自重由3D3S软件计算外,其余重力荷载包括屋面板、檩条、支撑、悬挂灯具等,可取0.18~0.22kN/m2,对于超规程大跨度,为了安全起见,在本工程中采用0.30kN/m2。
(2)可变荷载 本工程无吊车荷载、屋面雪荷载、积灰荷载。屋面活荷载在计算刚架时采用0.30kN/m2,在计算檩条、屋面板时采用0.50 kN/m2。风荷载基本风压按50年一遇的风压乘以1.05采用,即0.63kN/m2。地震作用按抗震设防烈度7度考虑。
3 大跨度门式刚架不同柱距时的轻型钢结构体系总用钢量对比
为寻求经济的柱距,本文考虑几个不同的柱距,采用同济大学编制的3D3S钢结构软件进行设计,得到不同柱距条件下的总用钢量图表。设计时对构件应满足的条件规定如下:
(1)各构件最危险截面考虑其强度应力比、平面内外应力比均≤1.0。
(2)各构件的变形限值:对门式刚架斜梁,其挠度与跨度之比限值为≤L/180(L为斜梁跨度),对刚架柱顶位移的限值为≤h/100(h为刚架柱高度)。
(3)各构件长细比限值为≤180。
3.1 不同柱距时的刚架含钢量
刚架构件含钢量由软件自动计算。考虑节点的含钢量,根据任意一个具体刚架的节点详细设计结果,可将刚架构件含钢量乘以1.03的增大系数,刚架含钢量见表3.1。
表3.1 刚架含钢量
纵向柱间距(m)
杆件序号
截面型号
刚架含钢量(kg)
6
①
H(700~1300)x250x8x12
5799.2
②
H700x210x6x10
③
H(500~1300)x250x8x12
7
①
H(750~1350)x270x8x12
6192.2
②
H750x230x6x10
③
H(500~1350)x270x8x12
8
①
H(800~1450)x290x8x12
6559.1
②
H800x240x6x10
③
H(500~1400)x290x8x12
9
①
H(850~1550)x300x8x12
6860.7
②
H850x250x6x10
③
H(500~1450)x300x8x12
10
①
H(850~1550)x300x8x14
7432.4
②
H850x250x6x12
③
H(500~1450)x300x8x14
以6m柱距为例,刚架计算结果图见图3.1。
计算结果图说明:
柱左:从下往上分别为:强度验算应力比(应
力/设计强度,以下同),绕弱轴整体
稳定应力比,绕强轴整体稳定应力比。
柱右:从下往上分别为:绕弱轴长细比,绕
图3.1 刚架计算结果图 强轴长细比。
梁上:从左往右分别为:强度验算应力比(应力/设计强度,以下同),绕弱轴整体稳定应力比,绕强轴整体稳定应力比。
梁下:从左往右分别为:绕弱轴长细比,绕强轴长细比。
3.2 不同柱距时的檩条、墙梁含钢量
为了便于对比分析,设计檩条、墙梁时统一取檩条水平间距、墙梁竖向间距为1.2m,按简支檩条、墙梁计算,檩条、墙梁含钢量见表3.2。
表3.2 檩条、墙梁含钢量
纵向柱间距(m)
檩条、墙梁规格
单位重量(kg/m)
檩条数量(条)
墙梁数量(条)
檩条含钢量(kg)
墙梁含钢量(kg)
6
C160x60x20x2.2
5.21
40
16
1250.4
500.2
7
C200x70x20x2.2
6.25
40
16
1750.0
700.0
8
C250x75x20x2.2
7.27
40
16
2326.4
930.6
9
C280x80x20x2.5
8.76
40
16
3153.6
1261.4
10
C300x80x20x3.0
10.92
40
16
4368.0
1747.2
3.3 不同柱距时的支撑含钢量
支撑体系包括柱间支撑、屋盖横向支撑,在设置柱间支撑的开间,同时设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系。对无吊车厂房,可用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑,圆钢可统一用Φ20,每道支撑共布置24条,另用圆钢管作为刚性系杆,要求其长细比不大于200。支撑间距宜取30~45m,为了便于对比分析,支撑布置时每5个柱距设置一道支撑。这样,折算成每一榀刚架的支撑含钢量时,可用每道支撑的含钢量除以5得到,支撑含钢量见表3.3。
表3.3 支撑含钢量
纵向柱间距(m)
刚性系杆
规格
单位重量(kg/m)
数量(条)
刚性系杆
含钢量
(kg)
圆钢风拉杆
含钢量
(kg)
每道支撑
含钢量
(kg)
每榀刚架支撑含钢量 (kg)
6
Φ89x2.5
5.33
12
383.8
501.0
884.8
177.0
7
Φ102x3.0
7.32
12
614.9
544.3
1159.2
231.8
8
Φ121x3.0
8.73
12
838.1
590.4
1428.5
285.7
9
Φ133x3.0
9.62
12
1039.0
638.6
1677.6
335.5
10
Φ152x3.0
11.02
12
1322.4
688.5
2010.9
402.2
3.4 不同柱距时的总用钢量对比
根据以上不同柱距时的刚架、檩条、墙梁及支撑的含钢量,可计算得到不同柱距时的结构体系总用钢量图表,分别见表3.4和图3.4。
表3.4 结构体系总用钢量
纵向柱间距(m)
6
7
8
9
10
结构体系总用钢量(kg/m2)
26.83
26.41
26.31
26.88
29.06
从上述图表可以看出:
(1)对门式刚架轻型钢结构体系而言,刚架用钢量是最主要的,当柱距较小时,刚架用刚量占总用钢量的70%以上,而其它各单项用钢量如墙梁、檩条、柱间支撑、屋面支撑等只占较小比例的一部分,因此,如何设计好门式刚架对降低总用钢量具有重要意义。
(2)随着柱距的增大,作为整个厂房结构“用钢量大户”的刚架,其用钢量比率是逐渐下降的,并且随柱距的增加,下降的幅度逐渐趋于平缓。
(3)其它各项的用钢量均柱距的增加而增加,其中檩条用钢量增加较快。
(4)整个单层厂房上部结构,其总用钢量随柱距的增加先是逐渐减少,而后增加,且增加较快。这表明,就用钢量指标而言,确实存在一个最优柱距,不难看出,本工程中最优柱距为8m。
当然,由于不同设计人员在设计同一结构时,各设计方案可能在结构体系、围护布置等选择上有所差别,从而各用钢量指标不尽相同,但其用钢量变化趋势及上述结论是一致的。因此对于类似于本工程的超规程大跨度门式刚架轻型钢结构体系而言,可选择最优柱距为8m。
4 结语
本文根据工程实例情况,对超规程大跨度门式刚架轻型钢结构体系的适用性及其每平米用钢量与柱距的关系作了一些讨论,表明超规程大跨度对实腹式构件组成的门式刚架仍然是适用的,而且,就用钢量指标而言,其经济柱距为7~8m。另外,本工程没有给出有吊车的情况,因为通常吊车跨度在10.5m~31.5m之间,本工程大跨度超出了吊车梁跨度范围。若业主要求设置吊车,则需增设刚架中间柱,此种情况其经济柱距应另当别论。
轻型门式钢架的组成有哪些?并对这些组成构件进行举例
门式刚架结构的组成
门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢、轧制H型钢或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架作为主要承重骨架,以冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、z形等)檩条、墙梁和压型金属板作为维护结构,采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。 体系主要由以下部分组成:门式刚架,支撑体系,檩条、墙梁,屋面板和墙面板,吊车梁系统等。
门式钢结构厂房施工组织设计
单层门式轻钢结构工程施工组织设计
第一章、工程概况及特点
一、工程建设概况:
1.工程名称: 2、设计单位:
3、建设规模:
4、结构形式:单层门式轻钢结构
5、建设地点
6、工程内容:钢结构制作、安装及彩板围护工程
二、建筑工程内容:
本工程采用钢结构体系门式钢架结构实际工程案例,其中包括门式钢架结构实际工程案例的设计内容为:
1、墙体
1.2米以上采用100mm厚彩钢夹芯板门式钢架结构实际工程案例,局部采用50mm厚玻璃丝棉(疏散走道两侧隔墙、吊顶以及洁净区与非洁净区100mm厚)
2、屋面设计
采用彩钢夹心板
3、门窗:
(1) 门依设计图为:甲级防火门,乙级防火门,防暴门。
(2) 窗为铝合金窗。
三、结构工程内容:
本工程采用单层门式钢架结构,柱距9米,柱高9.6米,局部7.6米
1、甘草盐酸车间及甘草综合提取车间钢结构梁、柱均采用Q345B钢,对焊接结构用钢应具备含碳量的合格保证。
2、所有型钢(角钢、圆钢和圆管)等均采用现行国家标准《碳素结构钢》(GB700-88)中规定的Q235钢对焊接结构用钢,应具有含碳量的合格保证。
3、高强螺栓(摩擦型):应采用符合现行国家标准《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB3633)中规定的10.9S螺栓。
四、设备安装设计特点。
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