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门式钢架结构设计详解ppt.pptx

上传人:精*** 文档编号:1674325 上传时间:2024-05-07 格式:PPTX 页数:40 大小:8.83MB
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资源描述

1、门式钢架结构设计详解门式钢架结构设计详解轻型房屋钢结构体系轻型房屋钢结构体系 在传统观念中在传统观念中,一般指由圆钢、小角钢一般指由圆钢、小角钢(454及及56364以下以下)组成得小型或小跨度组成得小型或小跨度屋架、钢架结构屋架、钢架结构,采用砖墙、混凝土墙板与屋面采用砖墙、混凝土墙板与屋面板板,多用于小型厂房、仓库或临时建筑。多用于小型厂房、仓库或临时建筑。随着冷弯薄壁型钢与彩色压型钢板等新型围随着冷弯薄壁型钢与彩色压型钢板等新型围护结构与材料得出现护结构与材料得出现,其概念已发生根本性变革其概念已发生根本性变革,与传统钢结构相比与传统钢结构相比,其其“轻轻”主要体现在主要体现在:采用轻质

2、围护结构采用轻质围护结构,大大减轻恒载大大减轻恒载,整体结构整体结构自重轻自重轻;采用标准化、自动化生产构件采用标准化、自动化生产构件,现场装配现场装配,施施工进度快工进度快;广泛用于大中小跨度、工业与民用建筑广泛用于大中小跨度、工业与民用建筑,空空间布置灵活间布置灵活,建筑造型轻建筑造型轻;可回收可回收,符合环保及可持续发展原则。符合环保及可持续发展原则。压型彩色钢板压型彩色钢板压型彩色钢板压型彩色钢板(板壁厚板壁厚板壁厚板壁厚0 0 0 0、4 4 4 41 1 1 1、5mm5mm5mm5mm)冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢(壁厚壁厚壁厚壁厚1 1 1 1、5 5 5

3、55mm5mm5mm5mm)12 门式刚架结构门式刚架结构12、1 概述概述 轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有以下技术特征以下技术特征:结构构件得横截面尺寸较小结构构件得横截面尺寸较小,可以有效地利用建筑空可以有效地利用建筑空间间,降低房屋得高度降低房屋得高度,建筑造型美观。建筑造型美观。门式刚架得刚度较好门式刚架得刚度较好,自重轻自重轻,横梁与柱可以组装横梁与柱可以组装,为为制作、运输、安装提供了有利条件。制作、运输、安装提供了有利条件。屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量得屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量得1/51/51/10(201/10(

4、2050kg/m50kg/m2 2),就是一种经济可靠得结构形式。就是一种经济可靠得结构形式。山墙抗风柱山墙抗风柱吊车梁吊车梁天窗架天窗架轻钢结构工业厂房轻钢结构工业厂房 正在建设中得多层轻钢结构厂房正在建设中得多层轻钢结构厂房屋面板采用压型钢板屋面板采用压型钢板,波浪造型得波浪造型得轻钢结构。屋面梁轻盈、活泼轻钢结构。屋面梁轻盈、活泼,克克服了工业建筑造型单一、立面造服了工业建筑造型单一、立面造型呆板得缺点。型呆板得缺点。压型钢板外墙板压型钢板外墙板n主要承重骨架主要承重骨架门式刚架门式刚架 n檩条、墙梁檩条、墙梁冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢 n屋面、墙面屋面、墙面压型金属板、彩钢夹芯板压型金属

5、板、彩钢夹芯板 n屋面及墙面保温芯材屋面及墙面保温芯材聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨 酯泡沫塑料、岩棉等酯泡沫塑料、岩棉等 n支撑支撑屋面支撑、柱间支撑屋面支撑、柱间支撑 一、门式刚架结构得组成一、门式刚架结构得组成 大家学习辛苦了,还是要坚持继续保持安静继续保持安静继续保持安静继续保持安静单层轻型钢结构房屋得组成单层轻型钢结构房屋得组成二、二、门式刚架结构得特点门式刚架结构得特点 n重量轻重量轻(20(2050kg/m50kg/m2 2)n工业化程度高、施工工业化程度高、施工周期短周期短 n柱网布置灵活柱网布置灵活 n综合经济效益高综合经济效益高 门式刚架结构性能门式刚架结构性

6、能:1 1、门式刚架屋面体系得整体性可以依靠檩条、门式刚架屋面体系得整体性可以依靠檩条、隅撑来保证隅撑来保证,从而减少了屋盖支撑得数量从而减少了屋盖支撑得数量,同时支撑多用张紧得圆钢做成同时支撑多用张紧得圆钢做成,很轻便。很轻便。2 2、门式刚架得梁、柱多采门式刚架得梁、柱多采用变截面杆件用变截面杆件,可以节省可以节省材料。材料。3 3、组成构件得杆件较薄组成构件得杆件较薄,对制作、运输、安装得对制作、运输、安装得要求高。要求高。4 4、构件得抗弯刚度、抗扭构件得抗弯刚度、抗扭刚度比较小刚度比较小,结构得整体结构得整体刚度也比较柔。刚度也比较柔。三、门式刚架结构得应用情况三、门式刚架结构得应用

7、情况 1 1、我国门式刚架设计标准我国门式刚架设计标准:门式刚架轻型房屋门式刚架轻型房屋钢结构技术规程钢结构技术规程(CECS102:2002)(CECS102:2002)2 2、应用范围应用范围:轻型厂房、物流中心、大型超市、轻型厂房、物流中心、大型超市、体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。3 3、应用规模应用规模:国内每年有一千万平方米得轻钢结国内每年有一千万平方米得轻钢结构建筑物竣工。构建筑物竣工。中国工程建设中国工程建设标准化协会标准化协会(1)(1)屋面荷载较小屋面荷载较小,横向跨度为横向跨度为9 924m24m,柱高为柱高为4 4、5 59m

8、9m。(2)(2)没有吊车或设有中、轻级工作制吊车得厂房。没有吊车或设有中、轻级工作制吊车得厂房。(3)(3)当厂房横向跨度不超过当厂房横向跨度不超过15m15m,柱高不超过柱高不超过6m6m时时,屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横向跨度大于向跨度大于15m15m,柱高超过柱高超过6m6m时时,宜采用变截面刚宜采用变截面刚架形式。架形式。四、四、门式刚架得适用范围及截面形式门式刚架得适用范围及截面形式柱与梁采用变截面形式时柱与梁采用变截面形式时,截面形状与内力图截面形状与内力图形附合较好形附合较好,受力合理、节省材料。受力合理、节省材料。变截面刚架

9、在构造连接及加工制造方面不如等变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等截面方便。截面方便。门式刚架柱脚分为铰接与刚接两种连接形式。门式刚架柱脚分为铰接与刚接两种连接形式。五、变截面刚架与等截面刚架得对比五、变截面刚架与等截面刚架得对比:六、柱脚形式六、柱脚形式:刚接柱脚详图刚接柱脚详图 刚接柱脚门式刚架刚接柱脚门式刚架变截面梁变截面梁 铰接柱脚详图铰接柱脚详图 铰接柱脚门式刚架铰接柱脚门式刚架变截面梁、柱变截面梁、柱 根据支座得构造根据支座得构造,刚架分铰接与固接接两种刚架分铰接与固接接两种,铰铰接时横梁弯矩较大接时横梁弯矩较大,因此梁得截面应大些因此梁得截面应大些,柱一般做柱一般做成变截面成

10、变截面,基础较小。固接时刚架横梁截面较小基础较小。固接时刚架横梁截面较小,柱柱为不变截面为不变截面,而基础较大。而基础较大。选择支座就是铰接还就是固接选择支座就是铰接还就是固接,这不仅就是这不仅就是经济上得考虑经济上得考虑,而且土壤条件更就是一个重要得而且土壤条件更就是一个重要得因素。当土壤得压缩性为可疑或不可靠时因素。当土壤得压缩性为可疑或不可靠时,铰接铰接支座比固接好支座比固接好,因为支座有任何位移时因为支座有任何位移时,对固接刚对固接刚架内力得影响比铰接刚架得影响大得多架内力得影响比铰接刚架得影响大得多,铰接刚铰接刚架柱截面向上逐渐增大架柱截面向上逐渐增大,目得就是与弯矩得变化目得就是与

11、弯矩得变化相适应。相适应。加劲板加劲板地脚螺栓地脚螺栓 刚接柱脚工程实例刚接柱脚工程实例浇入素混凝土浇入素混凝土保护地脚锚栓保护地脚锚栓变截面变截面 刚架梁刚架梁 等截面等截面刚架柱刚架柱 12 12、2 2 刚架得受力特点刚架得受力特点无铰刚架无铰刚架:柱脚与基础固接柱脚与基础固接,三次超静定结构三次超静定结构,刚度好刚度好,内力分布均匀。柱底有弯矩内力分布均匀。柱底有弯矩,对地基与基础要求高。对地基与基础要求高。地基得不均匀沉降会产生附加内力。地基得不均匀沉降会产生附加内力。两铰刚架两铰刚架:柱脚与基础铰接柱脚与基础铰接,结构内力大于无铰刚架。结构内力大于无铰刚架。但基础不承受弯矩但基础不

12、承受弯矩,设计、施工简单。但柱脚不均匀设计、施工简单。但柱脚不均匀沉降会产生附加内力。沉降会产生附加内力。三铰刚架三铰刚架:柱脚、屋脊处均为铰接柱脚、屋脊处均为铰接,为静定结构。刚为静定结构。刚度较差度较差,结构内力大。变形及不均匀沉降均不会产生结构内力大。变形及不均匀沉降均不会产生附加内力。适用于小跨度与基础性能较差得工程建附加内力。适用于小跨度与基础性能较差得工程建筑。筑。无铰刚架就是超静定结构。结构刚度较大无铰刚架就是超静定结构。结构刚度较大,但地基但地基有不均匀沉降时有不均匀沉降时,特使结构产生附加内力。三铰刚架就特使结构产生附加内力。三铰刚架就是静定结构是静定结构,地基有不均匀沉降时

13、地基有不均匀沉降时,对结构不会引起附对结构不会引起附加内力加内力,但跨度大时但跨度大时,半榀三铰刚架得悬臂吊装内力也半榀三铰刚架得悬臂吊装内力也不少不少,而且三铰刚架得刚度也较差而且三铰刚架得刚度也较差,故三铰刚架一般多故三铰刚架一般多用于小跨度用于小跨度(12(12米米)与地基较差得情况。与地基较差得情况。12 12、3 3 门式刚架结构布置门式刚架结构布置一、门式刚架得各种结构形式一、门式刚架得各种结构形式 门式刚架又称山形门式刚架。其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、双跨与多跨。按屋面坡脊按跨度可分为单跨、双跨与多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。按

14、截面形式数可分为单坡、双坡、多坡屋面。按截面形式分分,有等截面与变截面。有等截面与变截面。结构形式得选取考虑生产工艺、吊车吨位结构形式得选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素及建筑尺寸等因素单跨单坡单跨单坡单跨双坡单跨双坡多跨多跨(中间摇摆柱中间摇摆柱)高底跨高底跨双坡双跨双坡双跨门式刚架得各种结构形式门式刚架得各种结构形式多跨多跨(梁柱刚结梁柱刚结)四坡双跨四坡双跨摇摆柱摇摆柱高低跨单坡高低跨单坡门式刚架得横梁与柱为刚接门式刚架得横梁与柱为刚接,柱脚与基础宜采用柱脚与基础宜采用铰接铰接;当水平荷载较大当水平荷载较大,檐口标高较高或刚度要求较檐口标高较高或刚度要求较高或有中重级工作制吊车时

15、高或有中重级工作制吊车时,柱脚与基础可采用刚接。柱脚与基础可采用刚接。变截面与等截面相比变截面与等截面相比,前者可适应弯矩变化前者可适应弯矩变化,节节约材料约材料,但在构造连接及加工制造方面但在构造连接及加工制造方面,不如等截面不如等截面方便方便,故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计成变截故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计成变截面。面。二、门式刚架得结构布置二、门式刚架得结构布置1 1、刚架得建筑尺寸与布置刚架得建筑尺寸与布置 跨度跨度:一般为一般为9 924m24m 高度高度:取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度,宜取宜取4 4、5 59m9m 柱距柱距:应综合考虑刚架

16、跨度、荷载条件及使用要求应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素等因素,宜取宜取6m6m、7 7、5m5m、或、或9m9m,最大最大12m12m 挑檐长度挑檐长度:根据使用要求确定根据使用要求确定,宜为宜为0 0、5 51 1、2m2m 温度分区温度分区:纵向温度区段纵向温度区段=300m=300m 横向温度区段横向温度区段=150m=150m 门式刚架得柱高与跨度得比例门式刚架得柱高与跨度得比例(高跨比高跨比H/L)就就是选型得主要参数。从结构观点看是选型得主要参数。从结构观点看,由于柱高得减由于柱高得减少将使推力增大少将使推力增大,因而对三铰门架来说因而对三铰门架来说,最好得形式最好得

17、形式就是高度大于跨度。但对两铰门架来说就是高度大于跨度。但对两铰门架来说,由于跨中由于跨中弯矩得存在弯矩得存在,跨度稍大于高度就成为合理得了。跨度稍大于高度就成为合理得了。总得来说总得来说,高跨比高跨比H/L0 0、7575就是比较合理得。就是比较合理得。2 2、檩条与墙梁得布置檩条与墙梁得布置 檩条檩条:一般应等间距布置一般应等间距布置,但在屋脊处应沿屋脊但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道两侧各布置一道,在天沟附近布置一道在天沟附近布置一道 。屋面屋面檩檩条布置实例条布置实例 墙梁墙梁:墙梁得布置墙梁得布置,应考虑设置门窗、挑应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件与围护材料得要求。檐、遮雨篷等构件

18、与围护材料得要求。门式刚架轻型房屋钢结构得侧墙门式刚架轻型房屋钢结构得侧墙,在采在采用压型钢板作围护面层时用压型钢板作围护面层时,墙梁宜布置在刚墙梁宜布置在刚架得外侧架得外侧,其间距随墙板板型及规格而定。其间距随墙板板型及规格而定。3 3、支撑与刚性系杆得布置原则支撑与刚性系杆得布置原则:在每个温度区段或分期建设得区段中在每个温度区段或分期建设得区段中,应分应分别设置能独立构成空间稳定结构得支撑体别设置能独立构成空间稳定结构得支撑体系。系。在设置柱间支撑得开间在设置柱间支撑得开间,应同时设置屋盖横应同时设置屋盖横向支撑向支撑,以构成几何不变体系。以构成几何不变体系。屋面端部支撑宜设在温度区段端

19、部得第一屋面端部支撑宜设在温度区段端部得第一或第二个开间。或第二个开间。柱间支撑得间距应根据房屋纵向柱距、受力情柱间支撑得间距应根据房屋纵向柱距、受力情况与安装条件确定。况与安装条件确定。l当无吊车时宜取当无吊车时宜取303045m45m;l当有吊车宜设在温度区段中部当有吊车宜设在温度区段中部;l当温度区段较长时宜设在三分点处当温度区段较长时宜设在三分点处,间距常取间距常取40m40m60m60m,且不宜大于且不宜大于60m60m;l当建筑物宽度大于当建筑物宽度大于60m60m时时,在内柱列宜适当增加在内柱列宜适当增加柱间支撑柱间支撑;l房屋高度较大时房屋高度较大时,柱间支撑要分层设置。柱间支撑要分层设置。l端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第二柱间。二柱间。l当房屋内设有不小于当房屋内设有不小于5t5t得吊车时得吊车时,柱间支撑宜柱间支撑宜用型钢用型钢;当房屋中不允许设置柱间支撑时当房屋中不允许设置柱间支撑时,应应设置纵向刚架。设置纵向刚架。

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