门式刚架工业建筑设计的研讨.docx

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门式刚架工业建筑设计的研讨

1门式刚架轻钢结构工业建筑的结构布置1.1柱网布置因此刚架间距和跨度可根据工艺要求灵活确定，通过大量工程实例分析比较表明，刚架跨度采用１５ｍ～３６ｍｍ，刚架间距采用６ｍ～９ｍ是比较经济合理的，由于计算风荷载作用下门式刚架工业建筑维护结构构件时边缘带的风荷载体形系数普遍大于中间区风荷载体形系数，为了同一建筑内各柱距的屋面檩条和墙面檩条型号统一，两端边缘带的刚架间距宜适当小于中间区的刚架间距。1.2支撑体系单层轻钢结构工业建筑钢排架侧向刚度相对较弱，为了抵抗水平风荷载、吊车刹车荷载和地震作用，应在设置柱间支撑的开间同时设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系，柱间支撑最好设置在温度区段端部的第一个开间内。柱间支撑的间距应根据建筑的柱距、吊车情况和安装条件确定，一般无吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过４５ｍ，有吊车的工业建筑柱间支撑间距不宜超过６０ｍ。1.3围护体系轻钢结构工业建筑的维护体系由最外侧的压型彩钢板和内侧主刚架、山墙抗风柱、屋面檩条、墙面檩条等主次结构组成。屋面压型彩钢板均宜采取沿着垂直刚梁的方向排板，墙面压型彩钢板大多采取沿着垂直刚柱的方向排板。屋面檩条、墙面檩条的间距主要由各种外部荷载作用时其自身强度、稳定性、刚度和外侧压型钢板的面外刚度决定。当屋面双檩条兼作屋面支撑之间的刚性系杆时，应结合山墙抗风柱的位置考虑屋面檩托的设置，其目的是使各抗风柱顶部的刚架梁上翼缘相对应处存在檩托，以便于设置屋面双檩条，墙面檩条的间距还受门窗洞口的尺寸影响，当门窗洞口太大时应采取加强墙面檩条或增设墙柱等措施保证墙架的结构安全。2门式刚架轻钢结构工业建筑结构设计要点2.1钢材种类的选择虽然我国生产的碳素钢有一百多种，合金钢有三百多种，但由于受到轻钢结构对钢材较高的强度、足够的变形能力、良好的加工性能等要求的影响，真正适合用于轻钢结构的只有碳素钢和合金钢中少数几种钢材，当采用设计规范还未推荐的其它钢材时，应有可靠的依据，以确保轻钢结构安全。大量工程实践经验表明，素钢中的Ｑ２３５钢以及合金钢中的Ｑ３４５钢是最适合用于轻钢结构的钢材。刚架、吊车梁等存在大量焊接工艺的主要结构构件应采用Ｑ２３５Ｂ级钢或Ｑ３４５Ｂ级钢，根据当前市场上的钢材价格，若刚架跨度、间距较小、荷载不大、吊车吨位较小时，刚架、吊车梁采用Ｑ２３５Ｂ级钢，否则采用Ｑ３４５Ｂ级钢，檩条、支撑、抗风柱等焊接工艺量不大的次要结构构件均可采用Ｑ２３５Ａ级钢，都能获得较好的经济效益。2.2承重柱轻钢结构工业建筑的承重柱一般多采用焊接工字形截面柱或热轧Ｈ形截面柱，无吊车的较低工业建筑宜采用柱脚小、柱顶大的楔形变截面柱，有较大吨位吊车的工业建筑宜采用等截面柱，当由于刚架高度、跨度、风荷载很大同时又带有很大吨位的吊车时宜采用阶梯形柱，肩梁或牛腿以下的为较大的等截面字工形柱或格构式柱，肩梁或牛腿以上的上段为较小等截面工字形柱。上、下段柱是通过肩梁或牛腿连为一体的。上段柱内翼缘应当以开槽口的形式直插到肩梁或牛腿的下翼缘并与之全熔透焊接。2.3承重梁轻钢结构工业建筑的承重梁也多为焊接工字形截面柱或热轧Ｈ形截面，截面尺寸除满足强度、稳定、挠度、翼缘宽厚比、腹班板高厚比等要求外，还应通过合理的截面变化和分段以达到经济合理、运输安装方便的要求，例如弯距变化幅度较大的梁段可采用楔形变截面工字形截面，弯距变化幅度不大的梁段宜采用等截面工字形截面。2.4吊车梁考虑到钢材的强度高而钢构件稳定性差得特点，吊车梁一般都设计成上翼缘较宽且厚、下翼较窄且薄的单轴对称焊接工字形截面，当吊车梁跨度较大时，也可将吊车梁设计成两端向跨中逐渐变高的鱼腹型梁，同时宜采用制动梁或制动桁架作为吊车梁上翼缘的侧向支撑。吊车梁由于受到竖向、横向、纵向三个方向荷载的作用，所以设计时应采取良好的连接方式来传递三向荷载，例如吊车梁与牛腿采用一对间距较小的高强度螺栓来连接时不但传力安全可靠，又不改变其简支梁的特性。2.5屋盖横向支撑屋盖横向支撑一般均可采用带张紧装置的十字交叉圆钢，交叉夹角应在３０°～６０°范围内，接近４５°为宜。同一开间内两相临横向支撑之间应设置刚性系杆，屋面檩条（单檩条或双檩条）若能满足对压弯构件的刚度和承载力要求，屋面檩条则可兼作刚性系杆。2.6柱间支撑轻钢工业建筑的主要承重结构门式刚架侧向刚度相对于面内刚度而言要小得多，但承受的面外的水平力并不小，因此柱间支撑的截面大小及连接方式均应由计算确定。如果无吊车或吊车吨位较小，同时风荷载、雪荷载不大的轻钢建筑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢作柱间支撑，否则应采用角钢或槽钢等热轧型钢作柱间支撑。若柱间支撑为十字交叉形，则交叉夹角应在３５°～５５°范围内，