门式刚架设计应注意的问题

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 门式刚架设计应注意的问题 摘要：随着社会的快速发展，门 式刚架结构在轻钢结构中已成为应用和 发展速度最快的新型结构形式。门式刚 架的主要优点有：现场施工安装方便快 捷、跨度大、建筑造型美观、施工速度 快、耗钢量少、造价低廉等，优越的条 件使得门式刚架在机场车库、工业厂房、 体育场馆、购物中心、仓库、加层建筑、 展览厅等工业与民用建筑得到了广泛应 用。在如此迅猛的发展形势下，结构设 计人员良莠不齐，对门刚结构的设计经 验不足给一系列施工人员提出了更高的 考验。文中笔者先由门式刚架系统布置 的问题引出了在门刚设计中设计人员应 注意的问题。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /2/view-12791157.htm 关键词：门式刚架、结构设计、 建筑设计 中图分类号：TU318 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 随着社会的快速发展，门式刚架 结构在轻钢结构中已成为应用和发展速 度最快的新型结构形式。门式刚架主要 有现场施工安装方便快捷、跨度大、施 工速度快、耗钢量少、造价低廉等优点。 根据跨数来分，门架结构的建筑物可以 分为单跨、双跨和多跨的单双坡门式刚 架，同时也可以根据业主的要求设计成 带毗屋或挑檐的结构形式，在考虑到兼 顾通风和采光的问题时可以选用设置通 风天窗和采光带等使设计更加人性化。 二、 门式刚架轻型房屋钢结构 技术规程的适用范围 门式刚架轻型房屋钢结构技术 规程是现如今设计门刚所采用的规范。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 规范中对门式刚架限定了特定的使用范 围: 1、构件截面薄，在考虑到墙面 具有腐蚀性时，应考虑采用其他结构形 式。 2、门式刚架的跨度应限定在 35m 以内，且檐口高度应小于 15m。如 果跨度过大或檐口高度过高，会导致结 构的整体刚度难以保证，即便是采取多 种措施，其提升程度的幅度也不大，此 时，应考虑其他的结构形式。 3、轻、中级工作制的桥式吊车 起重量应小于 20t，悬挂式起重机不大 于 3t。 4、具有轻型屋盖及墙体的建筑。 轻型屋盖和墙体要求重量轻，同时其蒙 皮作用所产生的刚度很好的增强了整体 房屋的整体性，进而增加建筑物的整体 刚度。 三、系统布置时应注意的问题 (1)圆钢支撑仅仅适用于无吊车厂 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 房，通过计算来确定直径的大小，按受 拉杆计算。在圆钢支撑和腹板之间的连 接处，当腹板厚度小于 5mm 时应加以 补强，可以选择采用专用楔形连接件， 在端部设置花兰螺丝。 (2)设备条件允许的情况下，在持 有 5t 及 5t 以上吊车时，柱间支撑应分 两层设置，采用型钢支撑，并加设水平 压杆。在无吊车房屋中，如果 6.0m 柱 距高度大于 10m，7.5m 柱距高度大于 15m,应该把支撑分两层设置。 (3)支撑柱间的间距一般是 30 45m，有吊车时，吊车梁以上的上部支 撑应设置在端开间，并在中间或三分点 处用上、下部柱间支撑；无吊车时一般 设置在端部第一开间或第二开间( 并在 第一开间相应位置设置刚性系杆) 和温 度区段。 (4)在设置柱间支撑开间的同时设 置屋盖横向支撑，为了构成几何不变体 系，屋盖横向支撑之间应设置刚性系杆。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 (5)在有 15t 以上吊车时，应设置 屋盖纵向支撑和增加吊车梁的侧向刚度。 (6)在刚架的转折处( 边柱柱顶、 屋脊及多跨刚架的中柱柱顶) 应沿房屋 全长设置刚性系杆。 四、门式刚架的设计注意事项 1、围护材料的选择 在实际应用中，可供门式刚架厂 房选择的维护结构材料很多，如:石棉水 泥波形瓦、压型钢板、砖砌体、加气混 凝土屋面板、太空板等几种材料。而在 使用围护材料时也有一些限制，如：当 抗震设防烈度小于 6 度时，可以使用砌 体或轻型钢墙板；而当抗震设防烈度为 7 度或 8 度时，应采用非嵌砌砌体或轻 型钢墙板为宜；当抗震设防烈度为 9 度 时，可以使用与柱柔性连接的轻质墙板 或轻型钢墙板。 2、钢材的合理选择 设计文件中应对钢材的品种、强 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 度等级、质量等级及钢材所采用的质量 标准明确提出。钢材的强度等级是结构 计算的重要数据，这里就不再多说了。 影响结构性能的另一重要影响因素是钢 材的质量等级。根据钢材在不同温度下 的抗冲击韧性来划分，钢材被划分为 A、B、C 、D、E 五个质量等级。根据 钢规中的规定，对于需要验算疲劳 的钢构件，应该保证在不同的工作温度 下，钢材能有相应的冲击韧性，这是确 定钢材质量等级的重要依据。如：在北 方寒冷的地区，如果钢材的使用是处于 室外环境下，此时的钢材承受着重复荷 载，这时就应该保证钢材的质量等级为 C 级及以上。 3、当底部为框架，顶层为门架 时，边柱计算长度系数的确定 我们在设计时也不能单纯的照本 宣科的按照门刚或者钢规来设 计，如顶层为门架结构，底层为框架， 这一种是超限结构。底层框架结构的边 柱既是框架柱，同时还是门架柱。因此 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 在确定其长度系数时，我们应该格外注 意。 (1)按照 钢规的线刚度比法将 底层框架柱及顶层门架柱进行计算。 (2)删除底层框架，单独计算门架 柱的长度。 (3)取两次计算结果的最大值，即 为顶层门架柱的计算长度系数。 4、屋面水平支撑及柱间支撑的 布置 (1)屋面横向水平支撑应广泛分布， 将其布置在每个温度区间的端开间，在 屋面设置天窗或气楼可以满足厂房通风 的需要，而为了使天窗或气楼的稳定性 更强，应该确保天窗的支撑与屋面的横 向水平支撑处于同一开间之内，以此来 保证厂房的整体性。这时，为保证风荷 载的传递还应该在端开间设置刚性系杆。 (2)为保证厂房的整体刚度，应将 屋面水平支撑与柱间支撑设置在同一开 间之内。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 (3)当每个温度区间的屋面所处的 高度不同时，为保证同一高度屋面的整 体性和各自的整体性，其屋面支撑系统 应独立设置。 (4)考虑到同一柱列的柱间支撑会 按刚度均匀受力的情况，所以在布置支 撑时，支撑刚度不同不应布置在同一柱 列之内，结构的纵向水平力应由柱间支 撑承受。 5、当有地震作用参与的组合起 控制作用时，此时的门架结构就应该采 取相应的抗震措施，当地震作用控制结 构的受力时，结构应采取抗震措施。在 建筑抗震设计规范3有相关的规定， 但其只满足于一般的单层钢结构厂房的 要求，并不适用于单层轻型钢结构厂房。 不过，在门规中也有相应的规定对 此进行了规范。 (1)应采用角钢制作柱间支撑，支 撑与水平面的夹角应控制在 3555 之 间，使之夹角控制在 20。支撑与柱的 连接应采用节点板，其设计应按照钢 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 规的有关规定进行。支撑与柱的交点 应汇于柱底板，若不满足要求，在设计 时应重新考虑支撑对柱产生的附加弯矩。 (2)地脚螺栓应不小于 M24，锚 固长度不小于 25d(d 为锚栓直径)，当柱 脚设计为铰接时，可采用一对或两对螺 栓；当设计为刚接时，柱脚板下应设置 抗剪键及调平螺母。 6、门式钢梁平面外计算长度的 确定及规范的选择 门式钢梁一般为楔形截面，其截 面变化的依据为斜梁弯矩图。斜梁的平 面外的计算长度一般按照屋面水平支撑 点距离或隅撑的距离来确定。屋面斜梁 进行截面计算时，应选择门规来设 计截面，如果选择钢规 ，无论斜梁 截面如何变化，规范均不做稳定计算。 原因在于钢规中只计算等截面的构 件。 7、檩条兼做刚性系杆的设计 兼做刚性系杆的檩条一般采用双 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 檩条，檩条之间用缀板连接，该檩条除 了承受屋面传来的水平及