單層門式剛架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、<p>　　單層門式剛架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　　【摘 要】本文介紹了單層門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并就整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的布置、單個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問題做了系統(tǒng)闡述?！娟P(guān)鍵詞】門式剛架；結(jié)構(gòu)形式；剛架設(shè)計(jì)；側(cè)移剛度 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU328 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　引言門式剛架房屋結(jié)構(gòu)在我

2、國(guó)的應(yīng)用大約始于20世紀(jì)80年代初期。近二十多年來得到迅速的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)每年有數(shù)千萬平方米的輕鋼建筑工程，主要用于廠房、倉庫、體育館、展覽廳等。 </p><p>　　單層門式剛架結(jié)構(gòu)是指以焊接H形鋼（等截面或變截面）、熱軋H形鋼（等截面）或冷彎薄壁型鋼等構(gòu)成的實(shí)腹式門式剛架或格構(gòu)式門式剛架作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼（槽形、Z形等）做檁條、墻梁；以壓型金屬板（壓型鋼板、壓型鋁板）做屋面、墻面；采用聚苯乙烯

3、泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當(dāng)設(shè)置支撐的一種房屋結(jié)構(gòu)體系。在目前的工程實(shí)踐中，門式剛架的梁、柱多采用焊接H形變截面構(gòu)件，單跨剛架的梁柱節(jié)點(diǎn)采用剛接，多跨者大多剛接和鉸接并用；柱腳可與基礎(chǔ)剛接或鉸接；圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用壓型鋼板。 </p><p>　　一、單層門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)（一）單層門式剛架結(jié)構(gòu)相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：(1)質(zhì)量輕圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型

4、金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等材料組成，屋面、墻面的質(zhì)量都很輕。由于結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，相應(yīng)地基礎(chǔ)可以做得較小，地基處理費(fèi)用也較低。同時(shí)在相同地震烈度下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)小。(2)工業(yè)化程度高，施工周期短門式剛架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件和配件多為工廠制作，質(zhì)量易于保證，工地安裝方便；除基礎(chǔ)施工外，基本沒有濕作業(yè)；構(gòu)件之間的連接多采用高強(qiáng)度螺栓連接或栓焊連接，安裝迅速。(3)綜合經(jīng)濟(jì)效益高門式剛架結(jié)構(gòu)通常采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)周期短；原材料種類單一；構(gòu)件采用

5、先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備制造；運(yùn)輸方便等。所以門式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短，資金回報(bào)快，投資效益相對(duì)較高。（二）設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)(1)由于門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度、抗扭剛度較小，結(jié)構(gòu)的整體剛度較弱，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)輸和安裝過程中要采取的必要措施，防止構(gòu)件發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。(2)要重視支撐體系和隅撐的布置，重視屋面板、墻面板與構(gòu)件的連接構(gòu)造，使其能參與結(jié)構(gòu)的整體工作。(3)組成構(gòu)件的桿件較薄，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對(duì)制作、安裝、運(yùn)輸?shù)囊蟆?4)設(shè)<

6、/p><p>　　二、結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置（一）結(jié)構(gòu)形式門式剛架的結(jié)構(gòu)形式按跨度可分為單跨、雙跨和多跨，按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1/20~1/8。門式剛架的柱腳多按鉸接設(shè)計(jì)，當(dāng)用于工業(yè)廠房且有橋式吊車時(shí)，宜將柱腳設(shè)計(jì)成剛接。 </p><p>　?。ǘ┙Y(jié)構(gòu)布置1、剛架的建筑尺寸和布置門式剛架的跨度宜為9~36m，當(dāng)柱寬度不等時(shí)，其外側(cè)應(yīng)對(duì)齊。高度應(yīng)根據(jù)使用要

7、求的室內(nèi)凈高確定。門式剛架的合理間距應(yīng)綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。。2、支撐和剛性系桿的布置(1)在每個(gè)溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。(2)在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐，構(gòu)成幾何不變體系。(3)端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一或第二個(gè)開間。當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個(gè)開間時(shí)，在第一個(gè)開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。(4)當(dāng)房屋高度較大時(shí)，柱

8、間支撐應(yīng)分層設(shè)置；當(dāng)房屋寬度大于60m時(shí)，內(nèi)柱列宜適當(dāng)設(shè)置支撐。(5)在剛架的轉(zhuǎn)折處（邊柱柱頂、屋脊及多跨剛架的中柱柱頂）應(yīng)沿房屋全長(zhǎng)設(shè)置剛性系桿。(6)由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮。(7)當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有大于5t的吊車時(shí)，柱間支撐宜用型鋼；當(dāng)房屋中不允許設(shè)置柱間支撐時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向剛架。 </p><p>　　三、剛架設(shè)計(jì)（一）荷載及荷載組合1、永久荷載永久荷載包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重和懸掛在結(jié)構(gòu)上

9、的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力荷載，如屋面、檁條、支撐、吊頂、墻面構(gòu)件和剛架自重等。2、可變荷載可變荷載包括屋面活荷載、屋面雪荷載和積灰荷載、吊車荷載、地震作用、風(fēng)荷載等。3、荷載組合荷載組合一般應(yīng)遵從《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)、《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002的規(guī)定，針對(duì)門式剛架的特點(diǎn)給出下列組合原則：(1)屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，應(yīng)取兩者中較大值。(2)積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋

10、面均布活荷載中的較大值同時(shí)考慮。(3)施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以外的其他荷載同時(shí)考慮。(4)多臺(tái)吊車的組合應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。(5)當(dāng)需要考慮地震作用時(shí)，風(fēng)荷載不與地震作用同時(shí)考慮。（二）剛架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算1、內(nèi)力計(jì)算對(duì)于變截面門式剛架，應(yīng)采用彈性分析方法確定各種內(nèi)力，只有當(dāng)剛架的梁柱全部為等截面時(shí)才允許采用塑性分析方法。變截面門式剛架的內(nèi)力通常采用桿系單元的有限元法編制程序上機(jī)計(jì)算。地震作用的效應(yīng)可采

11、用底部剪力法分析確定。2、側(cè)移計(jì)算變</p><p><b>　　四、小結(jié) </b></p><p>　　綜上所述，門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守以下原則： </p><p>　　(1)保證結(jié)構(gòu)的整體性。門式剛架屬于平面結(jié)構(gòu)，它們?cè)诳v向構(gòu)件、支撐和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系下形成空間的穩(wěn)定體系，結(jié)構(gòu)只有組成空間穩(wěn)定整體，才能承擔(dān)各種荷載和其他外在效應(yīng)。(2)明確各

12、類外力從作用點(diǎn)到基礎(chǔ)的傳遞路徑和傳遞全過程中產(chǎn)生的效應(yīng)。(3)設(shè)計(jì)必須體現(xiàn)計(jì)算和構(gòu)造的一致性。 </p><p>　　【參 考 文 獻(xiàn)】 </p><p>　　[1] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017－2003）[s].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003 </p><p>　　[2] 門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 [s]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003 </p&