大跨度门式刚架结构厂房的设计要点,建筑结构论文

大跨度门式刚架结构厂房的设计重点,建筑结构论文摘要：随着当代社会的不断发展，厂房工程建造技术也不断提高，很多企业在建造厂房时使用大跨度门式刚架，由于这一施工构造的造价成本较低，并且具有一定的美观性，同时安装技术非常简便，因而得到很多施工企业的高度重视，甚至在很多的高层建筑、仓库、展览厅当中也特别常见。基于此，论文主要对大跨度门式刚架轻钢厂房的设计与应用进行讨论，从构造、应用等方面研究其设计重点，针对一些刚架轻钢厂房设计中需要注意的问题进行全面的研究，并提出适当的建议。本文关键词语:门式刚架;厂房设计;应用;建议;Abstract：Manyenterprisesuselarge-spangabledframeswhenconstructingworkshops.Becausetheconstructionstructurehaslowcost,certainaestheticsandsimpleinstallationtechnology,ithasbeenhighlyvaluedbymanyconstructionenterprises,andisevenverycommoninmanyhigh-risebuildings,warehousesandexhibitionhalls.Basedonthis,thispapermainlydiscussesthedesignandapplicationoflightsteelworkshopwithlarge-spangabledframes,studiesitsdesignkeypointsfromtheaspectsofstructureandapplication,makesacomprehensivestudyonsomeproblemsneedingattentioninthedesignoflightsteelworkshopwithlarge-spangabledframes,andputsforwardappropriatesuggestions.Keyword：glabledframes;workshopdesign;application;suggestion;1、引言相对于传统的厂房建筑，大跨度门式刚架厂房由于工作量较小，能够为企业节省很多的成本，并且综合效益要更高层次，拆卸也非常方便，合适于各种企业的施工建设，工期较短。假如企业想快速建造厂房，大跨度门式刚架轻钢厂房是一个非常好的选择。近年来，很多的企业都开场着手于大跨度门式刚架轻钢厂房的设计工作，但在现前阶段的工程建设中仍然会存在一些质量问题，论文仔细阐述门式刚架设计技术重点等内容，希望能给各行企业带来一点考虑与启发。2、大跨度门式刚架构造的特点以及适用范围近年来，工业的生产水平逐年提高，制造加工的条件得到有效的改善，整体工业化进程进入现代。建筑行业的技术含量及运用价值都得到了跨越式的进步，大跨度门式刚架轻钢厂房是彩钢板制作成型材的构造，由于重量较轻，抗震效果好，符合我们国家大力发展绿色建筑的要求，遭到了很多建筑师的青睐，十分是这种建筑构造有着得天独厚的优势，给企业带来更高层次的安全性能和经济效益。当前我们国家各行各业都开场加大对大跨度门式刚架轻钢厂房的应用，使用成熟的钢构造技术，将信息化、智能化、人性化与其相结合，致使大跨度门式刚架轻钢厂房的发展前景更为明朗。当前适用于大跨度门式刚架轻钢厂房的规程为(门式刚架轻型房屋钢构造技术规程〕，在规程中具体规定了刚架的跨度不能超过36m，整体房屋高度在4～9m，房屋整体的刚度构造设备应进一步加强。3、大跨度门式刚架厂房设计重点3.1、节省成本，合理布置构造在正常情况下，大跨度门式刚架厂房一般会根据实际建筑的使用情况和工艺要求来确定，通常会采用9～35m，跨度在20～30m，有着最高的性价比。刚架的用钢量一般要根据其间距的大小而定，但吊车梁用钢量会随刚架间距的增大而增加，对照以往的施工经历体验，能够发现用无桥式吊车5～8m并与跨度相匹配，大跨度往往采用大柱距，在3～5m最为合适，假如使用10t以上的吊车或较大的悬挂荷载时柱距在6m左右。平均的门式刚架高度在4～9m，而且桥式吊车不超过12m，屋面的坡路在1/8～21/1，屋面排水知足生产要求，尽量取坡度的最小值，能够有效减少风荷载，节省建筑材料，假如风荷载不是很大，房屋高度不高时能够适当地减少刚架的用钢量，在刚架中间柱可采用两端均为铰接的方式。假如厂房的建筑设计跨度不是很大，能够采用单脊双坡的形式，在其他条件都知足的情况下，在房脊两侧各需一根檩条，多一根房脊就需要多一根檩条，同时也要增加室内排水沟的用料，避免出现刮风下雨的情况，导致厂房积水积雪，增加厂房的荷载，假如负载过大会渗漏到厂房当中，给企业造成影响，假如厂房的跨度大，能够通过位移控制设计，采用双坡增加刚架的用钢量。因而，从节省成本、增加经济效益的角度来讲，能够采用多脊多坡的方式。3.2、构件截面设计要充分发挥材料的作用，根据大跨度门式刚架的构造设计，节省用钢材料，一般会采用变截面的梁柱，通过改变截面的高度，必要时改变腹板厚度的方式。当有桥式吊车时柱采用等截面构件，屋面荷载较轻，钢梁跨度大，工字形截面在受弯构件中以受剪为主。门式刚架则考虑，充分利用板件屈曲后的强度，当截面不知足要求时，需要优先加厚翼缘版，可获得较好的经济效果。设计中可以以简化门式刚架的柱脚构造，减轻基础要求，进一步压缩建筑造价，假如有桥式吊车，并且侧向刚度有严格要求时，柱脚则应该设计为钢接。3.3、支撑构造的布置与构造大跨度门式框架的支撑体系，包括刚性系杆、柱间支撑和横向支撑。整个知识体系能够保障刚架的整体稳定性，并且能够把纵向水平荷载传递到基础。在设置柱间支撑时，可同时设置房盖的横向支撑，构成几何不变体系，在刚架转折处设置刚性系杆。假如厂房的柱较高，而且没有吊车可根据支撑的夹角设置双层柱间支撑，保持支撑与水面夹角在30°～60°，以吊车做纵向系杆设置，上下两层柱间支撑，不设置下层支撑，以减少吊车梁的温度应力。一旦上述高度采用十字形柱间支撑的角度少于30°时，上柱支撑可采用人字形或W形支撑。柱间支撑在无吊车厂房内，可采用张紧装置的十字穿插圆钢支撑，有5t以上吊车时，柱间支撑应采用型钢支撑，设置屋盖纵向支撑提高吊车梁的侧向刚度。3.4、隅撑的设置在建造时，要考虑到刚架横梁有可能受压，必须在受压两侧布置轴承作为横梁的侧向支撑。在实际的建设经过当中，往往会以隅撑作为钢梁平面外的支点来减小钢梁的压力，提高整体建筑构造的稳定性，适当减少支撑长度，增加内力。在施工中通过设置隅撑，确保安装精致细密度一般每隔1根檩条设置1道隅撑，中间的间隔为2～4m，进行隅撑设计时也要注意下面几点问题：第一，假如钢梁截面较大时，应按固定规程精到准确算出隅撑的强度。第二，与隅撑相接的檩条厚度不易太薄，假如低于2mm将无法起到对钢梁的支撑效果，所以，也需要提早算出檩条局部的承压能力。第三，关于设置隅撑的钢柱外计算长度能否能够按间距来测量，当前尚存在争议，在没有经历体验的情况下，建议取隅撑间距的1.1倍[1]。3.5、大跨度门式刚架端板连接设计为了提高施工的便利性，所常使用的刚架跨度为15～36m，采用运输加工分段进行的方式到现场进行拼接安装，在安装经过当中牵涉端板构造连接特点设计的内容，华而不实端板连接是整个节点连接设计中性价比最高的方式，广泛应用在大跨度轻型门式刚架中，与翼缘拼接和常用的腹板拼接方式相比，端板连接更能够降低材料的成本，而且能增加整体构造的稳固性，现场拼接的方式也较为方便。端板拼接有3种形式，分别为竖放、斜放和横放。端板连接也考验其承受的弯矩和剪力，按最大应力设计，采用高强度螺栓，端板连接螺栓应呈对称布置，不宜少于2排。端板的厚度也不能小于1cm，采用全熔透对接焊缝的技术，将翼缘与端板之间进行焊缝，确保焊接的质量。3.6、屋面活荷载取值当前，市面上所使用的大跨度门式刚架设计构造，主要是根据相关的设计规范内容进行制作，经过调查发现钢构造设计规范当中对活荷载的规定为0.5kN/m2，但是假如构件的荷载面积更大，可乘折减系数0.6。大跨度门式刚架符合这种条件，取活荷载数为0.3kN/m2。国内外对此数据有了较大的差异，国外的该房屋设计中需要考虑到0.15～0.5kN/m2的附加荷载，但在我们国家的设计内容当中并没有此类的描绘叙述。所以有些厂房框架的柱梁太细，克扣负载，假如碰到大风等恶劣天气有可能会超出负载额度，很容易使厂房出现安全问题，因而，在建造大跨度门式刚架时一定要注重房屋的活荷载取值，不能一味地克扣荷载，保障厂房的稳定性。3.7、需计算好合理的跨度跨度问题在很大程度上影响着厂房构造的稳定性，由于不同生产流程的工艺在使用的时候可能有很大的差距，因而有些企业甚至希望能够根据自个的使用要求来合理配置厂房形式与大小。这种情况下需要提早计算哪一种跨度能够帮助企业节省成本，尽可能地知足生产工艺要求，根据房屋的高度确定合理的跨度，首先需要计算梁高和荷载。确定2项数值后，适当加大跨度刚架的用钢量，但整体的造价会较低，能进一步节省空间，所以带来的综合效果非常好，通过计算，发现假如房檐过高跨度过大，采用中间设置摇摆柱的方式，钢量较单跨刚架能节省20%左右，因而，在设计的时候应该选用较为经济的跨度[2]。3.8、刚架间距确实定房价的间距与房屋荷载跨度等因素相关，选用较大的间距会发现檩条的用钢量不经济。为符合规范要求，刚架柱的间距在6～9m最为合适。3.9、柱脚的抗风措施在实际的工程当中，偶然会听讲在大风时会把刚架柱子连根拔起，其实最主要的原因并不是由于荷载计算错误，而是在支撑柱间时忘记考虑支撑传给柱脚的力。尤其是房屋的纵向尺度较小，只牵涉少量的柱间来抵抗风荷载，支撑会给柱脚带来很大的拉力，假如柱脚没有可靠的固定措施，很有可能会连根拔起，因而在容易刮大风的地区，要额外注意柱脚的抗风措施，如在柱脚设置描栓端部设描版等[3]。3.10、防火设计方面众所周知，大跨度门式刚架固然有很多的优点，但是对火灾的防护性能较差，尤其是厂房的温度变化较大时，内部的屈曲强度和弹性模量都会随着温度的升高而降低。如突发火灾，温度的急速上升会使厂房的钢构造失去本身的承受能力，进而导致厂房的坍塌，为了能够提高钢构造在高温下的稳定性，有必要对钢构造采取保卫措施。需要对火灾的危险类别进行划分，全体的设计人员确定门式刚架，轻钢厂房的防火等级，同时根据我们国家的规范和防护要求，确保钢构件的质量，在最大限度上避免高温给钢构造带来的负面影响。同时可以以采用在钢构造外表涂防火材料的措施，提高钢构造厂房的防火性能。除此之外，钢构造的设计更要从大局出发，多角度地考虑好设计工作，如按国家规范要求，设置疏散电梯安全出口，以便突遇火灾时，厂房内的工作人员能够在最短的时间内紧急撤离，避免企业的经济损失，保证工作人员的人身安全。3.11、防水设计方面大跨度门式刚架厂房所需要的材料是金属彩钢板，固然很美观但是防水问题也一直存在，做好防水设计是建筑大跨度门式刚架厂房的必要工作。由于金属彩钢板本身的热系数较大，当接触到的外界环境发生较大的温度变化时，会产生一定的温差变化，温度变化会收缩彩钢板，进而使接口处产生位移误差，因而极容易出现漏水问题，在彩钢板的接口处是漏水问题的高发区域。钢构造体系中，钢构造本身容易遭到温度变化，风荷载等外力的作用容易产生形变，支点连接处也容易产生漏水隐患。特殊部位由于材料的衔接不同，遭到温度变化产生的应力不同步，需要及时修补漏水隐患。对于金属彩钢板的防水设计，要采用以导为主、以堵为辅的方式，重视整个设计的施工经过，将防水工程作为一个系统工程来做。在设计阶段要考虑到大跨度门式刚架厂房的坡度、坡长、构件等众多因素，科学地采用彩钢板的规格。设计合理的截面和充足的落水点，出具具体的防水构造措施，从理论上减少漏水的可能性。施工经过当中，施工人员也应该对设计进行改进，并且在施工中监督施工环节，一旦发现问题要及时地整改，做好验收工作，记录房屋淋水试验，严格把控施工质量。即便在验收之后也应该定期进行检修，确定没有任何的漏水隐患后才可投入使用[4]。3.12、计算刚架的侧移内力现前阶段，计算内力的经过中可用的方式方法是有很多的，在门式变截面刚架构造的内力计算经过中通常运用弹性分析法，固然通过其他的计算方式方法可以以得到所需的参数，但是计算的基础精准度没有弹性分析法的精准度要高。另外，塑性分析法也是一种常用的方式方法，但是这种方式方法仅仅用在刚架拥有全部等截面的钢柱内力计算经过中。在详细的计算经过中，通常是运用单元杆系有限元的方式，计算所需要的参数相对来讲是比拟复杂的，在地震经过中所产生的效应作用能够利用该方式方法进行确定。同时，根据不同的荷载情况确定内力结果。在详细分析经过中，要确定不同荷载的详细组合情况，组合不同所造成的内力结果也是有很大差距的。在计算经过中，尽量找出截面受控的内力组合，将截面的位置控制在筑底连接柱顶以及跨梁的截面上。