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轻型房屋钢结构的设计
发表时间:2018-08-30 00:00作者:包头彩钢库房


对F轻哂房S钢结构,其抗震设防等级及相应的杭震措施,现标准都未涉及。虽然钢结构的延性性能比混凝卜。结构好,加之其自重轻、/1面荷载小,产生的地震作用不大,但其抗震设汁往往不易处理。在地震K,除抗震it兑外,其抗构造/1f尚尤具体要求,只能按轻型房屋钢结构的念设计进行本文通过<1阏形精品植物馆轻刚架的理沦分析和探丨、丨,结合轻钢规程98),提出厂对轻房吊钢结构设计要求的建(义,秦岭褙品植物馆外廓由直砼6(lm的外园弧和汽:径24m的内园弧组成。外园弧平面由南向北呈坡形,其柱顶标高山3.50m电7.8(>m变化。内园弧厣顶标高为7.8m,51面由两根长度约20m的蜂窝梁及两根长度约11m的轻型H钢梁f字交叉时成外围护及吊面板为透光式P〔'阳圯板,尾面布7:有开IT人窗柙截水人沟,其结构乎面及剖面分结构设计,进行r两个方案比较。方案一为所有轻型钢柱与基础铰接,然后布托柱间支撑及柱顶系杆。方案二为所有轻型钢柱与基础刚接,不考虑柱间支撑。PC阳光板帘自攻螺丝与愫条相连,其应力皮作用几乎不存在。屋面的水平刚度相对较差,整个结构的空间作用也不明显,设汁时按平面刚架考虑比较合适。通过卜兑比较,同样断面尺t的刚架,铰接柱脚方案计兑的横梁挠度比刚接柱脚方案大10%以上,加之铰接往脚方案抗侧刚度小,因此铰接件。脚刚架在风荷载作用F的水平变位比刚接柱脚约大34倍。由F铰接忡脚方案钢架柱计灯长度较大,刚架的用钢M比刚接柱脚方案约大15%.基于以Li原因,最终选抒方案:,其应力、位移及稳定在不利荷载组合K,不但都能满足规范要求,而且还能做到用料省、自重轻,充分体现轻型房屋钢结构的特点。

  四、结构设计中几个问题的探讨刚接柱脚的轻咽钢结构,其柱脚内力,弯矩和剪力往往较大,轴力相对较小。其基底的偏心矩P =芒-般都超过受力方向基础尺寸的丨/6,基底压N力最小值往往小f本,很难满足设汁要求,特别是有吊车作用时更加突出。设计时町考虑增加基础埋深或采用增设基础联系梁及承重砖墙的办法来有意增大竖向荷载,从而减少基底弯矩偏心。这一方面x、t基础设计有好处,另方面还加强了基础的整体作用,利于抗震。对于有可能产生上拔力的基础,还应考虑设计抗拔桩等内容。

  轻型钢结构房屋,钢柱内力组合中的水平作用一般由风荷载控制,因此,风荷栽的兑允为重要。一般工业与民用建筑轻房M钢结构的安全等级为二级,设计工作寿命为50年,而建筑结构荷载规范规定的基本风压值为重现期30年的取值,故轻钢设汁的基本风压值应乘调整系数L 10.风荷载的体型系数,现行轻钢规程(CECS102:98)只针对门式刚架轻型房m而言,对r其他形式的建筑类型和体型,风荷载体型系数只能按现行国家标准建筑结构荷载规范GB9-87的规定采用。然而,由于两者体型系数之间存在差异,设计时应经比较分析取其最不利情况计笕。木文精品馆计I:风荷载时,其圆弧状的造型不能简单只按平而刚架〖丨兑,还需考虑其与计算假定不符的调节因素,即迎风面和背风面交替变化引起的对结构的不利影响。

  屋面隅是轻增刚架斜梁保证整体稳定的主要措施。当实腹式刚架斜梁下翼缘受压时,在受压翼缘两侧布符隅。隅撑除应按轴心力汁强度外,其长细比也应满足规程要求。隅撑仅布托侧时,应按压杆控制;两侧都布茂时,"f按拉杆设汁。隅撑的一端应连接在斜梁,另一端要求连接在檩条上。对于双层板组合M面,即檩条上下均铺压型钢板的情况,隅撑的设近一方面破坏了室内美观,另-方面由于檩条被包裹在双层板内,对安装隅撑造成了一定的困难。鉴于以上情形,只要能采取措施保证斜梁的稳定,也可少设或不设M面隅撑,本文的精品馆在大厅入口处,就采用在刚架梁两端翼缘受的范围内,相隔-定距离增设横向加劲肋及连杆的办法,取消了隅撑,见。

  轻型房屋钢结构支撑体系包括柱间支撑及屋架支撑,通常柱间支和屋架横向支撑同时设以组成空间几何不变体系,来抵御纵向钢架方向)水平作用。柱间支撑宵采用十卞交义殖,对丁-带吊车的柱间支撑,也可采用角钢。-般交叉支撑拉杆设汁,宜用张紧的圆钢,用花兰螺栓或端螺帽拉紧。现阶段轻钢规程对张紧圆钢支撑构件的长细比没有明确规定。如果根据钢结构设计规范(GB17-88)按般受拉构件长细比要求,其交义长度只允许到ld(d为钢直径)即400(允许长细比)x.25d(M转半径),这M然很难满足厂程要求。但放宽到何种程度,要看支撑及屋而体系的具体布没情况确定。通常对夂支,采用令22的钢,按挠度不大十拉杆跨度的丨/7(>0作为控制参数来汁T)。(轻型房屋钢结构技术规程初榀),并结合1:程经验,可得出3允许长细比放宽约40 %50%时,交叉支撑的强度及挠度均可满足规程要求。

  外围护墙与刚架连接轻型房屋的外墙,除采用彩色镀锌压型钢板、火心压型复合板、玻璃纤维增强水泥(GRC)外墙板等轻质材料外,尚可采用砌体外墙或底部为轻质材料的外墙。对于报甩钢板、夹心压型复合板外墙,町采用自攻螺钉在波桴或波峰处与墙檩连接。

  对GRC外墙板,则通过墙板上预埋件与墙檩上连接件焊接或栓接。然而,外闱墙为砖墙时,根据建筑物抗震规范的要求,墙体与钢柱之间沿柱高需配押拉筋。但在加r.过程中,如果预先焊接拉筋,将对刚架的校验及长距离运输造成困难;如果整个钢柱拉筋都在现场焊接,焊接残余应力势必造成钢柱很欠的翘曲变形,在现场校正不易进行。为此可考虑在钢柱上M先焊接80 X80X8的钢板,这既利于运输,也利于在现场焊接拉筋,给施工带来了方便。

  对于实腹式檩条,屋面板有阻止檩条侧向失稳和扭转的作用,设计时应满足轻钢规程的要求。其强度验兑可按K式进行:1(各参数含义见轻钢规程),I口。足,2h檩条设il+能简单套用公式,应注意檩条截面土轴与水平面夹角P同轻钢屋面坡度a的差值(一般相差10以上);还要注意在计算Mx、My时,应将竖向及水平荷载分解成对檩条上弦截面主轴X和Y的分量来计算。檩条安装时,实腹式檩条可采用檩托与刚架相连接,但对Z型檩条,其放置宜考虑有利于发挥条净截面的抵抗矩,不应只图施工方便,将檩条直接靠置在檩托上,正确放置详见。

  刚架设计时应充分考虑屋面排水当刚架斜梁与钢柱连接采用竖向连接时,由于连接构造需要,其连接端板往往会高出斜梁翼缘以上。对于采用内天沟排水形式的屋面,当此端板距边柱外皮的距离小子内天沟的宽度时,端板的高出使其内天沟放置很困难。因此,对于较小跨度的轻型刚架,当考虑屋面排水因素时,连接端板的放置最好采取斜放或平放。当然,屋面排水也可采用特殊处理或加密落水管等,使其满足设计要求。本精品馆由于钢柱断面尺寸较小,一般的天沟无法设置,因此在屋面中部采取截水天沟。

  轻型房屋钢结构自重轻、屋面荷载小,利于抗震;跨度大,可形成大空间,易满足建筑功能的要求


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