轻型门式刚架结构

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,轻型门式刚架结构,steel structure of light-weight gabled frames,第一节,门式刚架结构的组成和特点,1.单层,门式刚架结构由哪些构件组成？,2.,门式刚架结构有哪些优点？,3.门式刚架结构,综合经济效益好体现在,哪些方面？,4.门式刚架结构有哪些特点？,5.轻型门式刚架结构的适用范围？,第一节,门式刚架结构的组成和特点,一、门式刚架结构的组成,门式刚架结构是指以,轻型焊接,H,型钢、轧制,H,型钢或冷弯薄壁型钢,等构成的实腹式门式刚架作为,主要承重骨架,，,以,冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、,z,形等)檩条、墙梁和压型金属板,作为,维护结构,，采用,聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉,等作为,保温隔热材料,并适当,设置支撑,的一种轻型房屋结构体系。,体系主要由以下部分组成：,门式刚架，支撑体系，檩条、墙梁，屋面板和墙面板，吊车梁系统,等。,一、门式刚架结构的组成,一、门式刚架结构的组成,哈尔滨龙丹乳业项目,一、门式刚架结构的组成,一、门式刚架结构的组成,一、门式刚架结构的组成,双跨厂房,一、门式刚架结构的组成,一、门式刚架结构的组成,一、门式刚架结构的组成,二、门式刚架结构的特点,与,钢筋混凝土结构、普通钢结构相比，,轻型,门式刚架结构具有许多优越性。,（,1,）,自重轻,承重结构的用钢量一般为,1030,kg/m,2,，,自重约仅为钢筋混凝土结构的,1/201,/30,，,普通钢结构的,1/21,/3,。,由此大大减小地震作用，降低了基础工程的费用。,（,2,）,工业化程度高，施工周期短,。,主要构件和配件易于实现标准化、工业化，加工制作均在工厂进行，工地只需螺栓连接，工程质量易于保证，,安装不需要大型机械设备，简便快速,。,第一节,门式刚架结构的组成和特点,（3）,柱网布置灵活,围护体系采用金属压型钢板，所以柱网布置不受模数限制，柱距可根据使用要求和用钢量经济的原则来确定。,（4）,综合经济效益好,所用材料都是节约能源、土地和资源的持久性建筑材料。大部分材料可回收利用、再生或降解，不会造成很多垃圾。施工现场湿作业少，尘埃少，对周围环境污染少。符合环保和可持续发展的要求；,工程建设周期短，资金回报快，投资效益高；,结构截面小，增加了房屋使用面积。,除上述优点外，门式刚架还具有如下一些结构特点。,二、门式刚架结构的特点,门式刚架体系的,整体性依靠檩条、墙梁及隅撑来保证,，从而减少了屋盖支撑的数量。,支撑多用张紧的圆钢,做成，很轻便。,梁、柱多采用变截面,，截面与弯矩成正比；腹板宽厚比较大(腹板厚度较薄)，在设计时利用其屈曲后强度，以节省材料。当然，由于变截面门式刚架达到极限承载力时，可能会在多个截面处形成塑性铰而使刚架瞬间形成机动体系，因此塑性设计不再适用。,二、门式刚架结构的特点,组成构件的,板件较薄,，对制作、涂装、运输、安装的要求高。在门式刚架结构中，焊接构件中板的最小厚度为3,mm；,冷弯簿壁型钢构件中板的最小厚度为,l.5m，,压型钢板的最小厚度为,0.4mm。,构件在外力撞击下容易发生局部变形。同时，锈蚀对构件截面削弱带来的后果更为严重。,构件的,抗弯刚度、抗扭刚度比较小,，结构的整体刚度也比较柔。因此，在运输和安装过程中要采取必要的措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。,结构构件可全部在工厂制作，构件单元可根据运输条件划分，单元之间在,现场用螺栓连接,。,二、门式刚架结构的特点,三、门式刚架结构的应用,在工业发达国家，轻型门式刚架房屋钢结构历经数十年的发展，目前已非常广泛的应用于各种房屋结构中。随着钢材产量、钢结构制作安装技术的提高，近年来在我国得到迅速的发展。,广泛地用于,厂房、仓库、交易市场、大型超市、展览馆、体育馆、活动房屋及加层,等建筑中。,门式刚架轻型房屋钢结构技术规程,（,CECS102:2002,）,轻型门式刚架结构,适用于起重量不大于,200kN,的,A1A5,工作级别桥式吊车或,30kN,悬挂式起重机的单层房屋钢结构,。,第一节,门式刚架结构的组成和特点,1.何谓摇摆柱？,2.门式刚架柱何时可采用变截面？,3.门式刚架柱脚有哪两种形式？适用何种情况？,4.门式刚架的梁、柱轴线如何定义？,5.门式刚架的跨度如何定义？通常尺寸为多少？,6.门式刚架的高度如何定义？通常尺寸为多少？,7.门式刚架的屋面坡度通常为多少？,8.山墙处门式刚架结构有哪两种处理方法。,9.门式刚架房屋的温度区段长度为多少？,10.伸缩缝处结构如何处理？,11.柱间支撑如何设置？,12.屋面支撑如何设置？,第二节 轻型门式刚架的,结构形式和布置,一、结构形式,轻型门式刚架可分为,单跨,、,双跨,、,多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架,等形式；,第二节 轻型门式刚架的,结构形式和布置,按屋面坡脊数可分为,单坡单脊,、,双坡单脊和多坡多脊,。,一、结构形式,门式刚架的跨数是由其跨度和房屋宽度决定，一般柱高较大时，采用大跨度，用钢量增加较快，宜采用双跨或多跨刚架。,对,多跨刚架，宜采用单坡单脊或双坡单脊屋面,，可避免多坡多脊刚架内天沟易产生渗漏及堆雪的弊端。,根据跨度、高度及荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用,变截面或等截面,的实腹,焊接工字形,截面或,轧制,H,形,截面。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面形式。变截面形式,通常改变腹板的高度,，做成楔形，必要时也可改变腹板厚度。结构构件在运输单元内一般不改变翼缘截面，必要时可改变翼缘厚度，邻接的运输单元可采用不同的翼缘截面，两单元,相邻截面高度宜相等,。,铰接柱脚的刚架柱宜采用渐变截面的楔形柱。刚接柱脚的刚架宜采用等截面柱或阶形柱,。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面形式。,一、结构形式,多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接可采用铰接，连接构造简单，制作、安装方便，,两端铰接的中间柱称为摇摆柱,。摇摆柱不参与抵抗侧向力，截面也比较小，全部的抗侧力由边柱和梁形成的刚架承担。当房屋无桥式吊车，且房屋不是很高、风荷载也不是很大时，中间柱宜采用摇摆柱，由于边柱的高度相对比较小，材料能够比较充分地发挥作用。但在,设有桥式吊车的房屋中，中间柱两端宜采用刚接,，以增加刚架的侧向刚度。,一、结构形式,柱脚,可采用,刚接,或,铰接,形式，前者可节约钢材，但基础费用有所提高，加工、安装也较为复杂。,门式刚架的柱脚通常按铰接设计。,当,设有,5t,以上桥式吊车时,，为提高厂房的抗侧移刚度，柱脚,宜采用刚接,形式，多跨房屋的中柱与斜梁也宜采用刚接连接。,维护结构宜采用压型钢板和冷弯薄壁型钢檩条组成，外墙也可采用砌体或底部砌体、上部轻质材料的形式。,一、结构形式,门式刚架可由多个梁、柱单元构件组成，,柱,一般为,单独的单元构件,，,斜梁,可根据运输条件划分为,若干个单元,。单元构件本身采用焊接，单元之间可通过端板以高强度螺栓连接。,门,式刚架轻型房屋屋面,坡度宜取,1/8,1/20,，在雨水较多的地区宜取其中的较大值。单层门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材做屋盖隔热和保温层，也可以采用带隔热层的板材作屋面。,一、结构形式,二、建筑尺寸,门式刚架的,跨度,，应取横向刚架柱轴线间的距离,。,宜为,9,36m,。当边柱宽度不相等时，其外侧应对齐。,对无吊车或吊车吨位较小时，经济跨度在,18,m 21m,，,而吊车吨位较大时，经济跨度在,24,m 30m,。,门式刚架的,高度,，应,取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度,，应根据使用要求的室内净高确定，有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定。,宜为,4.5,9.0m,，必要时可适当加大，当有桥式吊车时不宜大于,12m,。,第二节 轻型门式刚架的,结构形式和布置,柱的轴线,可取通过,柱下端（较小端）中心的竖向轴线,；工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮；斜,梁的轴线,可取通过,变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线,。,二、建筑尺寸,房屋的,檐口高度,应取,地坪至房屋外侧檩条上缘的高度,，,最大高度,应取,地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度,，,宽度,应取,房屋侧墙墙梁外皮之间的距离,，,长度,应取两端,山墙墙梁外皮之间的距离,。,门式刚架的,间距,，即,柱网轴线在纵向的距离,宜为,69m,。,挑檐长度,可根据使用要求确定，宜为,0.5,1.2m,，其上翼缘坡度宜与横梁坡度相同。,二、建筑尺寸,三、结构平面布置,门式刚架轻型房屋钢结构的,纵向温度区段,长度,不宜大于,300m,，,横向温度区段,长度,不宜大于,150m,。当有计算依据时，温度区段长度可适当加大。,当需要设置,伸缩缝,时，可在搭接檩条的螺栓连接处,采用长圆孔,，并使该处屋面板在构造上允许胀缩，吊车梁与柱的连接宜采用长圆孔。,或设置双柱,。,在多跨刚架局部抽掉中柱或边柱处，可布置托梁或托架。,山墙,处可设置由,斜梁、抗风柱和墙架组成的山墙墙架,，或,直接采用门式刚,架,。,第二节 轻型门式刚架的,结构形式和布置,四、檩条和墙梁布置,屋面,檩条,一般应,等间距布置,。但在屋脊处，应沿屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板的外伸宽度不要太长（一般不大于,200mm,）；在,天沟附近应布置一道,檩条，以便与天沟固定。,确定檩条间距时，应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定。,第二节 轻型门式刚架的,结构形式和布置,四、檩条和墙梁布置,门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用压型钢板作围护面时，,墙梁,宜布置在刚架柱的外侧,，其间距由墙板板型及规格确定，且不应大于计算要求的值。,外墙除可以采用轻型钢板墙外，在,抗震设防烈度不高于,6,度时，还可采用砌体；当为,7,度、,8,度时，还可采用非嵌砌砌体；,9,度时还可采用与柱柔性连接的轻质墙板,。,四、檩条和墙梁布置,五、支撑布置,在每个温度区段或者分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。在,设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系。,柱间支撑,应在每一柱列布置，,间距,应根据房屋纵向柱距、受力情况及安装条件确定。当,无吊车时取3045,m,；,当,有吊车时宜设在温度区段的中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不大于60,m,。,当,房屋高度相对于柱间距较大,时，,柱间支撑宜分层设置,。当,建筑物宽度大于60,m,时,，,在内柱列宜适当增加柱间支撑,。,第二节 轻型门式刚架的,结构形式和布置,当房屋中不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其它形式的柱间支撑；当不允许设置任何柱间支撑时，应设计为纵向刚架。,设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系。,屋盖支撑,宜设在温度区段端部的,第一个或第二个开间,。当设在,第二个开间时,，在,第一开间的相应位置宜设置刚性系杆,。在,刚架转折处,（如柱顶和屋脊）,应沿房屋全长设置刚性系杆,。,在设有带驾驶室且起重量大于15,t,桥式吊车的跨间，应在屋盖边缘设置纵向支撑。,五、支撑布置,五、支撑布置,门式刚架轻型房屋钢结构的,支撑,，宜,采用带张紧装置的十字交叉圆钢,组成，圆钢与构件的,夹角宜接近,45,o,，在,30,o,60,o,范围。当,设有不小于,5t,的桥式吊车时,，柱间支撑,宜采用型钢,形式。,由支撑斜杆等组成的水平桁架，其,直腹杆宜按刚性系杆考虑,，,在,温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑,。,刚性系杆可由檩条兼作,，此时,应满足对压弯构件的刚度和承载力的要求,。当不满足时，可在刚架斜梁间加设钢管、,H,型钢或其它截面的杆件。,单层轻型房屋结构布置,五、支撑布置,例,3-1,南京某公司拟建一长度,72m,、跨度,18m,的厂房，采用门式刚架结构，柱距,6m,，刚架高度,5.7m,，屋面坡度,1:10,，屋面及墙面采用夹心彩钢板，檩条间距,15m,。试布置厂房结构的屋盖横向支撑和柱间支撑。,第二节 轻型门式刚架的,结构形式和布置,第三节 作用效应计算,1.轻型门式刚架风荷载体型系数取值与一般