轻型门钢架结构如何设计(注意点)

1、 ， http:/ http:/ http:/ （1 1） 钢材的可焊性可用碳当量钢材的可焊性可用碳当量Ceq和焊接裂纹感性指和焊接裂纹感性指数数Pcm进行评价。当进行评价。当Ceq0.4时，钢材的淬硬倾向时，钢材的淬硬倾向不明显，可焊性优良。当不明显，可焊性优良。当Ceq0.40.6时，淬硬时，淬硬倾向明显，冷裂纹的敏感将增大。倾向明显，冷裂纹的敏感将增大。（2 2）“Z Z向钢向钢” GB/T 5313GB/T 5313（3 3）“优质碳素结构钢优质碳素结构钢” GB699GB699（4 4）“桥梁用结构钢桥梁用结构钢” GB/T714GB/T714（5 5）“锅炉用碳素钢和低合金钢锅炉用

2、碳素钢和低合金钢” GB713GB713（6 6）”船体用结构钢船体用结构钢” GB712GB712（7 7）“压力容器用钢板压力容器用钢板” GB6654GB6654（ 8 8 ） “ 耐 侯 钢耐 侯 钢 ” 高 耐 侯 性 结 构 钢高 耐 侯 性 结 构 钢 GB/T4171GB/T4171 焊接结构用耐侯钢焊接结构用耐侯钢GB/T4171GB/T4171（9 9）“钢铸件用钢钢铸件用钢” GB11352GB11352屈服点屈服点抗拉强度抗拉强度门式刚架轻型房屋钢结构技术规程门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002 推荐的钢材牌号推荐的钢材牌号: 檩条和压型钢板一般采用

3、热镀锌钢板，此外，檩条和压型钢板一般采用热镀锌钢板，此外，还可以采用：还可以采用： （1 1）热镀锌铝合金钢板：其耐蚀性能提高）热镀锌铝合金钢板：其耐蚀性能提高2 24 4倍，倍，加工成型性能好，价格提高不多。加工成型性能好，价格提高不多。 （2 2）热镀铝锌合金钢板：镀铝锌钢板具有镀锌钢）热镀铝锌合金钢板：镀铝锌钢板具有镀锌钢板板2 26 6倍的耐蚀性和抗高温氧化性。倍的耐蚀性和抗高温氧化性。 （3 3）热镀铝钢板：我国尚无该类产品。）热镀铝钢板：我国尚无该类产品。 （4 4）合金化处理的镀锌钢板：该种钢板加工性能）合金化处理的镀锌钢板：该种钢板加工性能好，有良好的可焊性，价格便宜。好，有良

4、好的可焊性，价格便宜。 钢结构的连接材料1.1.手工焊焊条手工焊焊条2. 自动（半自动）埋弧焊的焊丝与焊剂自动（半自动）埋弧焊的焊丝与焊剂焊缝的分级与检验焊缝的分级与检验3. 普通螺栓普通螺栓4. 高强度螺栓高强度螺栓 计算过程：首先求得板件的有效宽厚比计算过程：首先求得板件的有效宽厚比 /t= /t= ； 原该板件的宽厚比原该板件的宽厚比 /t= /t= ； 由由 和和 之差乘上相关厚度，则可求得之差乘上相关厚度，则可求得 。如如 ，则全截面有效。，则全截面有效。 有效净截面面积一般可按下列规定计算：有效净截面面积一般可按下列规定计算： （1 1）当构件截面上有孔洞或缺口、且其位于截）当构件

5、截面上有孔洞或缺口、且其位于截面的有效部位时，有效净截面面积等于有效截面面面的有效部位时，有效净截面面积等于有效截面面积减去孔洞或缺口的面积。积减去孔洞或缺口的面积。 （2 2）如孔洞或缺口位于截面的无效部位，有效）如孔洞或缺口位于截面的无效部位，有效净截面面积等于有效截面面积。净截面面积等于有效截面面积。 efb2b11212efA （4 4）若实腹式檩条兼作屋架上弦横向水平支）若实腹式檩条兼作屋架上弦横向水平支撑的压杆或屋架上弦的刚性系杆，其长细比应不撑的压杆或屋架上弦的刚性系杆，其长细比应不大于大于200200。计算实腹式檩条的长细比时，张紧的檩。计算实腹式檩条的长细比时，张紧的檩间拉条

6、可作为檩条的侧向支承点。间拉条可作为檩条的侧向支承点。 （5 5）为保证屋面能有效地阻止檩条的侧向失）为保证屋面能有效地阻止檩条的侧向失稳和扭转，檩条应与屋面牢固连接。稳和扭转，檩条应与屋面牢固连接。 卧式离心机 固液分离设备 由于冷弯薄壁型钢檩条采用搭接方式形成连由于冷弯薄壁型钢檩条采用搭接方式形成连续檩条，而搭接方式的刚度与众多因素有关，如续檩条，而搭接方式的刚度与众多因素有关，如搭接长度、搭接处连接螺栓大小及数量等，难以搭接长度、搭接处连接螺栓大小及数量等，难以在理论上确定，搭接刚度又会影响连续檩条的内在理论上确定，搭接刚度又会影响连续檩条的内力分布。因此，采用搭接方式的连续檩条的内力力

7、分布。因此，采用搭接方式的连续檩条的内力宜通过必要的试验才能较准确地确定，制造厂的宜通过必要的试验才能较准确地确定，制造厂的产品应通过试验制定标准供设计选用。产品应通过试验制定标准供设计选用。（1 1）斜梁的屈曲后强度）斜梁的屈曲后强度 腹板在剪力作用下的屈曲后强度由拉力带产生，其作腹板在剪力作用下的屈曲后强度由拉力带产生，其作用类似于桁架斜杆，拉力带的分布有不同假设，有的认为用类似于桁架斜杆，拉力带的分布有不同假设，有的认为拉力带只作用在横向加劲肋之间；有的认为拉力带存在的拉力带只作用在横向加劲肋之间；有的认为拉力带存在的范围更宽一些，包括上、下翼缘之间，后者适于翼缘较强范围更宽一些，包括上

8、、下翼缘之间，后者适于翼缘较强的梁，此时翼缘还可以参与构件抗剪，直至出现几个塑性的梁，此时翼缘还可以参与构件抗剪，直至出现几个塑性铰为止。铰为止。技术规程技术规程根据这个理论，规定腹板度厚比限根据这个理论，规定腹板度厚比限值为值为250250，实际工程设计可根据工程的重要性适当挡制严一，实际工程设计可根据工程的重要性适当挡制严一点，不然板太薄制作加工困难。点，不然板太薄制作加工困难。当截面全部受压时：当截面全部受压时：he= hw 当截面部分受拉时：当截面部分受拉时：he= hc202lEIPcr0l（2 2）构件的计算长度）构件的计算长度无侧移失稳无侧移失稳有侧移失稳有侧移失稳 )/()/(

9、1ffllhNhN)4 . 06 . 0(60nNFibn vccbftddM 87. 0)/(12yNNvwcbbbfthhMM3421 （1 1）作用计算的有关参数作用计算的有关参数 试设计考虑试设计考虑7、8度两种情况。场地土取度两种情况。场地土取类场地。结构类场地。结构阻尼比取阻尼比取0.05。鉴于门式刚架结构的自振周期一般较短，计。鉴于门式刚架结构的自振周期一般较短，计算时水平地震影响系数取最大值。柱间支撑按端部支撑承担算时水平地震影响系数取最大值。柱间支撑按端部支撑承担一面山墙的所有风荷载计算。纵向框架计算时，自振周期计一面山墙的所有风荷载计算。纵向框架计算时，自振周期计算根据动能

10、相等原则，按换算到柱顶的重力荷载代表值计算算根据动能相等原则，按换算到柱顶的重力荷载代表值计算质量，并据此计算地震作用。柱间支撑设计仅考虑斜杆受拉，质量，并据此计算地震作用。柱间支撑设计仅考虑斜杆受拉，不考虑受压。结构构件的承载力抗震调整系数按不考虑受压。结构构件的承载力抗震调整系数按建筑抗震建筑抗震设计规范设计规范的规定采用。的规定采用。 试设计采用工程实践中常用的荷载值：恒载试设计采用工程实践中常用的荷载值：恒载0.3kN/m2，活荷载活荷载0.5 kN/m2，雪荷载，雪荷载0.5 kN/m2。门式刚架自重在计算程。门式刚架自重在计算程序中自动计入。除地震作用效应组合外，还考虑了风作用效序

11、中自动计入。除地震作用效应组合外，还考虑了风作用效应组合，供对比之用。基本风压值取应组合，供对比之用。基本风压值取0.5kN/m2，地面粗糙度，地面粗糙度类别为类别为B类，体型系数按封闭式房屋采用。类，体型系数按封闭式房屋采用。 结构尺寸系列结构尺寸系列 对单跨刚架房屋进行了计算。考虑了对单跨刚架房屋进行了计算。考虑了7种常种常用刚架跨度：用刚架跨度：18，24，30，36，42，60，72m；柱高柱高5种：种：6，9，12，15，18m；柱距；柱距2种：种：6，9m。刚架柱脚铰接；屋面坡度。刚架柱脚铰接；屋面坡度1:101:10。为了便于。为了便于统计和比较，纵向柱间支撑采用单层交叉支撑，统

12、计和比较，纵向柱间支撑采用单层交叉支撑，间距均为间距均为36m36m。 钢材选用钢材选用Q345B级。级。 （3）计算结果计算结果 仅对主结构门式刚架和纵向支撑框架进行了计算。仅对主结构门式刚架和纵向支撑框架进行了计算。以等截面框架地震作用效应组合下的柱最大应力和非以等截面框架地震作用效应组合下的柱最大应力和非地震作用效应组合下同一截面处柱应力之比，作为横地震作用效应组合下同一截面处柱应力之比，作为横向刚架的判别依据。共计算了向刚架的判别依据。共计算了7070榀刚架，各含风荷载榀刚架，各含风荷载和和7 7、8 8度抗震度抗震3 3种工况，合计共种工况，合计共210210种工况。横向刚架种工况。

13、横向刚架计算结果汇总见图计算结果汇总见图1 1。其中，横座标为刚架跨高比，纵。其中，横座标为刚架跨高比，纵座标为上述应力比。鉴于座标为上述应力比。鉴于7 7度时的应力比普遍小于度时的应力比普遍小于1.0,1.0,故该图仅为故该图仅为8 8度时的应力比随跨高比的分布。试设计得度时的应力比随跨高比的分布。试设计得出如下结论（适用于无吊车厂房）出如下结论（适用于无吊车厂房）。 1 1）横向刚架）横向刚架 应力比应力比7 7度时均小于度时均小于1 1，但，但8 8度时在较大范围大于度时在较大范围大于1 1。 跨高比为跨高比为13.5时地震作用组合效应起控制作用。时地震作用组合效应起控制作用。其中，当跨

14、高比从其中，当跨高比从1向向1.5变化时应力比逐渐增大，从变化时应力比逐渐增大，从1.5向向3.5变化时应力比逐渐减小，跨高比变化时应力比逐渐减小，跨高比1.5时地震作用时地震作用影响最大。影响最大。 跨高比超过跨高比超过3.53.5后，地震效应相对减弱，将不起控后，地震效应相对减弱，将不起控制作用。制作用。 多跨刚架有摇摆柱时，应结合具体情况考虑是否多跨刚架有摇摆柱时，应结合具体情况考虑是否需作抗震设计。需作抗震设计。 根据以上介绍的情况，提出以下几点看法。根据以上介绍的情况，提出以下几点看法。 1门式刚架轻型钢结构房屋由于自重轻，低矮门式刚架轻型钢结构房屋由于自重轻，低矮型等特点，具有良好

15、的抗震性能，型等特点，具有良好的抗震性能，这里包括两方面这里包括两方面原因，原因，一是自重轻地震力小，一是自重轻地震力小，活荷载虽然达活荷载虽然达0.5kN/mkN/m2 2,但使用期间的有效活荷载通常不大；二是具有较好但使用期间的有效活荷载通常不大；二是具有较好的延性，例如，这种结构的一个特点，是采用端板的延性，例如，这种结构的一个特点，是采用端板连接，而不是普通框架结构中的那种刚性连接。连接，而不是普通框架结构中的那种刚性连接。端端板连接是一种半刚性连接，板连接是一种半刚性连接，当外力超过设计荷载时，当外力超过设计荷载时，将产生弹塑性变形，使受弯承载力降低，变形增大。将产生弹塑性变形，使受

16、弯承载力降低，变形增大。此外，此外，建筑钢材本身也有良好的延性。建筑钢材本身也有良好的延性。希腊的情况希腊的情况就是很好的说明。就是很好的说明。 2这种结构在地震作用下，可能受地震作用控制，也可这种结构在地震作用下，可能受地震作用控制，也可能不受地震作用控制，或者可能在纵向受地震控制，在横向能不受地震作用控制，或者可能在纵向受地震控制，在横向不受地震控制，这种情况在我国和国外实践中都已看到。我不受地震控制，这种情况在我国和国外实践中都已看到。我国试设计表明，国试设计表明，在水平地震作用下，当结构跨高比大于在水平地震作用下，当结构跨高比大于0.35时时,地震组合将不控制。地震组合将不控制。因此，

17、对这种结构的抗震设计要求，因此，对这种结构的抗震设计要求，除了要考虑设防烈度外，还应考虑地震作用组合是否对设计除了要考虑设防烈度外，还应考虑地震作用组合是否对设计起控制作用。起控制作用。当然，对大跨度结构，例如当然，对大跨度结构，例如30米以上，宜进行米以上，宜进行竖向地震验算，但仅按设防烈度划分设计的抗震要求，是不竖向地震验算，但仅按设防烈度划分设计的抗震要求，是不适合的。适合的。陈绍蕃教授在修订抗震规范陈绍蕃教授在修订抗震规范GB50011时曾提出如下时曾提出如下建议，建议，“单层厂房钢结构往往有地震荷载的组合对设计不起单层厂房钢结构往往有地震荷载的组合对设计不起控制作用，因此是否可以这样

18、规定：当有地震荷载的组合对控制作用，因此是否可以这样规定：当有地震荷载的组合对设计不起控制作用时，板件宽厚比服从设计不起控制作用时，板件宽厚比服从GB50017规范第规范第4 4、5 5章规定；当这一组合起控制作用时板件宽厚比要考虑抗震要章规定；当这一组合起控制作用时板件宽厚比要考虑抗震要求求”。此建议对门式刚架结构应该也是适用的。此建议对门式刚架结构应该也是适用的。 3CECS 102：2002对纵向框架的抗震设计强调对纵向框架的抗震设计强调不够，是个不足。显然，不够，是个不足。显然，抗震设计应该对结构横向和抗震设计应该对结构横向和纵向分别进行，纵向分别进行，不能因为地震作用在横向不控制，在

19、不能因为地震作用在横向不控制，在纵向也可不作抗震计算。也不能因为纵向也可不作抗震计算。也不能因为7度无吊车时可不度无吊车时可不作纵向抗震计算，作纵向抗震计算，7度有吊车时也可不作横向和纵向抗度有吊车时也可不作横向和纵向抗震计算。由于有吊车时柱间支撑间距较大震计算。由于有吊车时柱间支撑间距较大,对纵向框架对纵向框架抗震尤其应加以重视。另外，抗震尤其应加以重视。另外，在纵向，柱间交叉支撑在纵向，柱间交叉支撑角钢用螺栓与柱单肢连接，是抗震设计的关键。角钢用螺栓与柱单肢连接，是抗震设计的关键。连接连接的承载力计算，应按抗震规范规定乘增大系数的承载力计算，应按抗震规范规定乘增大系数1.2，角，角钢面积必

20、需采用净面积钢面积必需采用净面积,并按规定乘单面连接时的折减并按规定乘单面连接时的折减系数。系数。 离心脱水机离心脱水机 卧螺离心机卧螺离心机 泥浆处理设备泥浆处理设备10 10 常见质量问题及预防措施常见质量问题及预防措施 1 1 梁、柱拼接节点一般按刚接节点计算，但由于端板梁、柱拼接节点一般按刚接节点计算，但由于端板较薄而导致与计算有较大出入，故应严格控制端板厚度较薄而导致与计算有较大出入，故应严格控制端板厚度或设置加劲肋，以保证端板有足够刚度。或设置加劲肋，以保证端板有足够刚度。 2 2 有的设计斜梁与柱按刚接计算而实际工程则把斜梁有的设计斜梁与柱按刚接计算而实际工程则把斜梁支承在钢筋混

21、凝土柱上，支承在钢筋混凝土柱上，斜梁用竖放式端板与砼柱中的斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，以节省钢材和降低造价。在预埋螺栓相连，形成刚接，以节省钢材和降低造价。在厂房中，虽有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱厂房中，虽有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能视为铰接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如只能视为铰接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切性能很差，在外力作用下容易松动和破坏

22、。性能很差，在外力作用下容易松动和破坏。 3 3 多跨门式刚架中柱按摇摆柱设计，而实际工多跨门式刚架中柱按摇摆柱设计，而实际工程却把中柱与斜梁焊死致使计算简图与实际构造不程却把中柱与斜梁焊死致使计算简图与实际构造不符，造成工程事故。符，造成工程事故。 4 4 檩条设计常忽略验算在风吸力作用下的稳定，檩条设计常忽略验算在风吸力作用下的稳定，导致大风吸力作用下很容易失稳破坏，设计时应注导致大风吸力作用下很容易失稳破坏，设计时应注意验算檩条截面在风吸力作用下是否满足要求。意验算檩条截面在风吸力作用下是否满足要求。 5 5 有的工程在门式刚架斜梁拼接时，把翼缘和有的工程在门式刚架斜梁拼接时，把翼缘和腹

23、板的拼接接头放在同一个截面上，造成工程隐患，腹板的拼接接头放在同一个截面上，造成工程隐患，设计拼接接头时翼缘接头与腹板接头宜错开。设计拼接接头时翼缘接头与腹板接头宜错开。 6 6 有的单位檩条设计时只简单要求镀锌，没有有的单位檩条设计时只简单要求镀锌，没有提出镀锌方法和镀锌量，故施工单位用电镀，造提出镀锌方法和镀锌量，故施工单位用电镀，造成工程尚示建成，檩条已生锈。设计时要提出宜成工程尚示建成，檩条已生锈。设计时要提出宜采用热镀锌带钢压制而成的檩条，并提出镀锌要采用热镀锌带钢压制而成的檩条，并提出镀锌要求。求。 7 7 隅撑的设置和檩条（或墙梁）间拉条的设置隅撑的设置和檩条（或墙梁）间拉条的设置是保证整体稳定的重要措施，有的工程设计把它是保证整体稳定的重要措施，有的工程设计把