浅谈门式刚架的发展概况及工程应用

1、PAGE -PAGE . z. -. -可修编- .网络教育学院本科生毕业论文设计题 目：浅谈门式刚架的开展概况及工程应用学习中心：奥鹏学习中心16VIP层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 2013年秋季 学 号： 1学 生： 何 帆 指导教师： 园园 完成日期： 2014年07月03日 -. z. -. -可修编- .容摘要目前,轻型门式刚架构造因其用钢量少,构造自重轻,施工速度快,综合经济效益高等优点,得到了迅猛的开展。往往在实际构造中,轻型门式刚架的构件与不在同一平面的其他构件相联系,形成了三维的空间传力体系。但现有的门式刚架计算根本上以平面模型为主,难以考虑构造的空间

2、共同作用。因此,本文分别对竖向荷载和水平荷载作用下轻型门式刚架的空间共同工作特性进展了分析研究,对影响轻钢门式刚架空间共同作用的构件选取进展了优化,以期在设计和应用中到达科学经济的目的。关键词：门式钢架；开展；应用 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc360565238容摘要 PAGEREF _Toc360565238 h IHYPERLINK l _Toc360565239引言 PAGEREF _Toc360565239 h 1HYPERLINK l _Toc3605652401 门式刚架的开展概况 PAGEREF _Toc360565240 h 2HYP

3、ERLINK l _Toc3605652411.1 适用围 PAGEREF _Toc360565241 h 2HYPERLINK l _Toc3605652421.2 门式刚架的开展现状 PAGEREF _Toc360565242 h 2HYPERLINK l _Toc3605652432 门式刚架的主要构造特点 PAGEREF _Toc360565243 h 3HYPERLINK l _Toc3605652442.1 构造优点 PAGEREF _Toc360565244 h 3HYPERLINK l _Toc3605652452.2 力学模型 PAGEREF _Toc360565245 h

4、3HYPERLINK l _Toc3605652462.3 屋面支撑设计 PAGEREF _Toc360565246 h 4HYPERLINK l _Toc3605652473 门式刚架的主要设计要点 PAGEREF _Toc360565247 h 5HYPERLINK l _Toc3605652483.1 设计与施工要点 PAGEREF _Toc360565248 h 5HYPERLINK l _Toc3605652493.1.1 设计 PAGEREF _Toc360565249 h 5HYPERLINK l _Toc3605652503.1.2 施工 PAGEREF _Toc3605652

5、50 h 5HYPERLINK l _Toc3605652513.2 屋面活荷载的取值和布置 PAGEREF _Toc360565251 h 5HYPERLINK l _Toc3605652523.3合理跨度确实定 PAGEREF _Toc360565252 h 6HYPERLINK l _Toc3605652533.4刚架最优间距确实定 PAGEREF _Toc360565253 h 6HYPERLINK l _Toc3605652543.5 柱脚的抗风措施 PAGEREF _Toc360565254 h 6HYPERLINK l _Toc3605652554 门式刚架的主要工程应用 PAG

6、EREF _Toc360565255 h 8HYPERLINK l _Toc3605652564.1 门式刚架的构造形式和设计原则 PAGEREF _Toc360565256 h 8HYPERLINK l _Toc3605652574.2 门式刚架应用工程实例 PAGEREF _Toc360565257 h 8HYPERLINK l _Toc360565258构造选型和布置 PAGEREF _Toc360565258 h 8HYPERLINK l _Toc360565259算例分析和计算结果 PAGEREF _Toc360565259 h 9HYPERLINK l _Toc360565260节

7、点设计和施工安装 PAGEREF _Toc360565260 h 10HYPERLINK l _Toc3605652614.3 门式刚架开展和应用前景 PAGEREF _Toc360565261 h 11HYPERLINK l _Toc3605652625 常见的技术问题及解决方法 PAGEREF _Toc360565262 h 13HYPERLINK l _Toc3605652635.1 节点问题 PAGEREF _Toc360565263 h 13HYPERLINK l _Toc3605652645.2构件的加工制作 PAGEREF _Toc360565264 h 13HYPERLINK

8、l _Toc3605652655.3 预埋件锚栓问题现象 PAGEREF _Toc360565265 h 13HYPERLINK l _Toc3605652665.4 锚栓不垂直现象 PAGEREF _Toc360565266 h 13HYPERLINK l _Toc3605652675.5 锚栓连接问题现象 PAGEREF _Toc360565267 h 14HYPERLINK l _Toc3605652685.6 现场焊缝现象 PAGEREF _Toc360565268 h 14HYPERLINK l _Toc3605652695.7 柱垂直偏差过大 PAGEREF _Toc3605652

9、69 h 14HYPERLINK l _Toc3605652706 结论与展望 PAGEREF _Toc360565270 h 15HYPERLINK l _Toc360565271参考文献 PAGEREF _Toc360565271 h 16-. z.引 言钢构造通常是由型钢和钢板等制成的梁、析架、柱、板等构件组成的工程构造。各局部之间用焊缝、螺栓或铆钉连接,有些钢构造还局部采用钢丝绳或钢丝束。钢构造与钢筋混凝土构造、木构造和砖石等砌体构造都是工程构造的不同分支。它按行业通常分为轻型钢构造!高层钢构造!住宅钢构造!空间钢构造和桥梁钢构造五大子类。钢构造体系具有材质均匀、强度高、塑性韧性好、自

10、重轻、密封性好、安装快捷、施工周期短、投资回收快、环境污染少等优点。与钢筋混凝土构造相比,更具有在，高、大、轻。三个方面开展的独特优势。在全球围,特别是兴旺国家和地区,钢构造在建筑工程领域中得到了合理、广泛的应用。钢构造的开展与应用和当时的钢铁冶炼技术和钢铁产量有着密切地关系。我国古代钢铁冶炼技术在世界处于领先地位,因此我国钢构造有着悠久的历史。公元前200多年的始皇时代就己用生铁建造桥墩,公元60年左右汉明帝时代就建造了铁链悬桥(兰津桥),在宋朝建造了13层高的荆州玉泉寺铁塔。在西方随着18世纪工业革命的兴起,冶炼出了抗拉性能好于生铁的熟铁;19世纪20-30年代出现了铆钉,之后又出现铆接熟

11、铁构造,使桥梁和其它建筑的跨度得以增大。-. z.1 门式刚架的开展概况1.1 适用围门式刚架轻型房屋钢构造技术规程公布以来，该类工程开展迅猛。目前，国每年都有上千万平米的门式刚架轻钢建筑工程，主要应用围如下：1单层工业厂房。门式刚架轻钢构造因其重量轻、跨度大、易于组合，是建造单层厂房的优选构造形式，厂房可设5t以下悬挂吊车或起重量小于20t的中轻级工作制吊车。2单层仓储建筑。采用门式刚架轻钢构造外形美观，库空间大，施工周期短，改建或转向容易。因此，可广泛用于码头仓库，商品仓库及工厂各种库房。3商业建筑。随着城乡经济繁荣，各种商业建筑，如超市、贸易中心、农贸市场等都要求建筑物跨度大、视野开阔，

12、门式刚架构造是合理的构造形式之一。4文娱设施和体育馆。门式刚架构造可满足大跨美观的要求，如学校体育馆、小礼堂等。5旧建筑的翻修与加层。随着经济的开展，旧建筑的翻修改造业务不断增加，如轻质隔墙和高级装修的外墙面，在原有建筑上加层都离不开门式刚架轻钢构造。1.2 门式刚架的开展现状-. z.2 门式刚架的主要构造特点门式刚架构造自重小、施工周期短、造价低等优点而为广阔建筑师、构造师所承受和采用。2.1 构造优点门式刚架构造与其他构造形式相比，具有构造简单、受力合理、刚度良好、使用空间大及施工方便等优点，具体如下：2.2 力学模型2.3 屋面支撑设计门式刚架构造空间整体稳定性主要由柱间支撑和屋面支撑

13、决定，屋面支撑较柱间支撑复杂，因此，设计中应对整个构造的空间受力进展认真分析，布置合理的支撑体系，保证构造的整体稳定。屋面支撑的刚度是屋面刚度的主要影响因素。屋盖刚度越大，其承当的力越大，刚架的空间作用越大。刚架纵向柱间距和跨度增大，必须加强屋面支撑刚度才能满足屋面刚度需求。-. z.3 门式刚架的主要设计要点3.1 设计与施工要点3.1.1 设计3.1.2 施工在施工中，对焊接构造焊接工艺上应增加预热措施，同时严格检查，要求施工人员按规定和构造去做，做好成品的保护，加强施工中的质量监视。钢材的防腐蚀问题应引起足够的注意。钢材易腐蚀，设计时应尽量防止暴露在空气中，对承重构造必要时采取特殊防护措

14、施，如涂漆、电镀等。3.2 屋面活荷载的取值和布置3.3合理跨度确实定3.4刚架最优间距确实定3.5 柱脚的抗风措施在工程实例中，有的刚架在大风时柱子被拔起，其主要原因不是刚架计算失误，而是设计柱间支撑时未考虑支撑传给柱脚的力，尤其是房屋纵向尺寸较小时，只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载，支撑传给柱脚的拉力很大，假设柱脚没有采取可靠的抗拔措施，很可能将柱子拔起，因此，在风荷载较大的地区刚架柱受拉时，在柱脚应考虑抗拔构造，如锚栓端部设锚板等。-. z.4 门式刚架的主要工程应用4.1 门式刚架的构造形式和设计原则门式刚架的构造形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡

15、、多脊多坡。屋面坡度宜取1/201/8。单脊双坡多跨刚架，用于无桥式吊车的房屋，刚架柱不是特别高且风荷载也不是很大时，依据材料集中使用的原则，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱方案。门式刚架的柱脚多按铰接设计，当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。门式刚架上可设置起重量不大于3t的悬挂吊车和起重量不大于20t的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式吊车。门式刚架的设计原则为：1保证构造的整体性，门式刚架属于平面构造，它们在纵向构件、支撑构造的联系下形成空间的稳定体系，构造只有组成空间稳定整体，才能承当各种荷载和其他外载效应；2明确各类外力作用点到根底的传递路径和传递全过程中产生的效应；3设计必须表

16、达计算和构造。4.2 门式刚架应用工程实例构造选型和布置1.工程概况该厂房位于开发东区, 厂房宽85180m(宽长), 建筑物中混凝土最高处屋面标高22.0m，钢构造屋顶标高16.372m, 柱距为5.0m，局部为多层混凝土构造, 局部为单层钢构造, 其中钢构造宽48.8145.0m(宽长), 檐口标高为11.5m。由于工艺要求，钢构造厂房中间不能立柱，所以钢屋架的跨度为48.8m，而且钢屋架上左右两侧吊杆处各有一台10吨的双轨吊车。算例分析和计算结果2.计算结果分析从计算结果分析得出，钢梁最大应力比为0.79，钢柱最大应力比为0.92，最大挠度v=L/618=78.96mmv=L/400=1

17、22mm, 均满足规要求。3.钢量比拟方案一用钢量为105kg/m2, 方案二用钢量为78kg/m2, 虽然方案二柱钢筋用钢量比方案一多，但总的来说，方案二还是大大节约了钢材，从而有效地降低了工程造价。节点设计和施工安装4.3 门式刚架开展和应用前景1从门式钢架的开展趋势来看，门式钢架工厂化程度高，施工周期短，钢构造制作简便，因门式钢架的梁、柱等根本构件均在加工厂定型制作，在现场按要求拼装而成，加快了施工进度，建立周期缩短，比钢筋混凝土排架构造工期至少缩短60%以上，对于一般规模较小的工业厂房门式钢架仅需50天至2个月，而采用钢筋混凝土排架构造，则需1012个月。所以轻型门式钢架构造在施工周期

18、上站很大优势，符合工业化开展要求与需求，在当前以及以后都会快速开展，在建筑中会得到广泛运用，具有很好的开展潜力。2对于轻型门式钢架构造本身来说，自生也在改良，为了减少自重，选择一些轻型的合金材料，在材料上已有很大改良，弥补了自身的一些自重缺陷。5 常见的技术问题及解决方法5.1 节点问题5.2构件的加工制作5.3 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：钢构造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。5.4 锚栓不垂直现象 框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，根底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，构造受力受到影响，不符合施工验收规要求。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，或采取其他一些有效措施防止浇灌根底混凝土时锚栓移位。5.5 锚栓连接问题现象 柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接；