轻型门式刚架结构方案.ppt

主讲人：丰正伟 本章主要学习以下几个方面： 第一节 概述 第二节 结构形式和结构布置 第三节 刚架设计 第四节 压型钢板设计 第五节 檩条设计 第六节 墙梁、支撑设计和小结 体系构成及适用范围 主要承重骨架：门式刚架 纵向支撑体系： 屋面水平支撑、柱间支撑 檩条和墙梁：冷弯薄壁型钢 维护结构 ： 轻型屋面板/轻型墙面板 结构设计过程 结构选型→柱网布置→荷载取值→荷载组合→内力分析→初选截面（梁/柱）→验算（强度/刚度/稳定）→梁柱节点计算→檩条/墙梁/支撑结构设计→屋面板/墙板选择。 1.7 刚架的受力特点 无铰刚架：柱脚与基础固接，三次超静定结构，刚度好，内力分布均匀。柱底有弯矩，对地基与基础要求高。地基的不均匀沉降会产生附加内力。 两铰刚架：柱脚与基础铰接，结构内力大于无铰刚架。但基础不承受弯矩，设计、施工简单。但柱脚不均匀沉降会产生附加内力。 三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构。刚度较差，结构内力大。变形及不均匀沉降均不会产生附加内力。适用于小跨度和基础性能较差的工程建筑。 2.1 门式刚架的各种结构形式 门式刚架又称山形门式刚架。 其结构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坡、双坡、多坡屋面。 按截面形式分，有等截面与变截面。 结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素 钢结构摇摆柱与抗风柱的区别？ 多跨刚架中采用上下两端均铰接的柱称为摇摆柱。 设置在结构房屋两端山墙内，抵抗水平风荷载的简称为抗风柱。 抗风柱和摇摆柱两者都可以是两端铰接。区别在于摇摆柱承受轴力，而抗风柱不承受。 CAD图中的差别？？ 当上端为刚接或是铰接时，R４存在，当弹簧板和长圆孔普通螺栓连接时，R４不存在； 当墙面板落地，直接将自重传至基础时，R２不存在； 水平风荷载R１和抗风柱和墙梁自重R３始终都存在，故抗风柱的受力特点为竖放的压弯构件。 门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高或有中重级工作制吊车时，柱脚与基础采用刚接。 变截面与等截面相比，前者可适应弯矩变化，节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等截面方便，故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计成变截面。 2.2、门式刚架的结构布置 1.刚架的建筑尺寸和布置 跨度：一般为9～36m 高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取4.5～9m 柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，宜取6m、7.5m、或9m，最大12m 挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5～1.2m 温度分区：纵向温度区段＜=300m 横向温度区段=150m 2.檩条和墙梁的布置 檩条：一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道 。 墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。　 门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用压型钢板作围护面层时，墙梁宜布置在刚架的外侧，其间距随墙板板型及规格而定。 3 .支撑和刚性系杆的布置原则： 在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。 屋面端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。 刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱顶和屋脊）宜沿房屋全长设置刚性系杆。 刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足压弯杆件的刚度和承载力要求，若刚度或承载力不足、可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其他截面形式的杆件。 例： 南京某公司拟建一长度72m、跨度18m的厂房，采用门式刚架结构，柱距6m，刚架高度5.7m，屋面坡度1:10，屋面及墙面采用夹心彩钢板，檩条间距15m。试布置厂房结构的屋盖横向支撑和柱间支撑。 屋面檩条布置实例 柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情况和安装条件确定。 当无吊车时宜取30～45m； 当有吊车宜设在温度区段中部； 当温度区段较长时宜设在三分点处，间距常取40m～60m，且不宜大于60m； 当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当增加柱间支撑； 房屋高度较大时，柱间支撑要分层设置。 端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第二柱间。 当房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑宜用型钢；当房屋中不允许设置柱间支撑时，应设置纵向刚架。 山墙抗风柱 吊车梁 天窗架 混凝土结构和钢结构可有区别！ 1.2 门式刚架结构的特点（和钢筋混凝土相比) 重量轻(10～30kg/m2) 工业化程度高、施工周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高 门式刚架结构性能： 1.门式刚架屋面体