门式刚架轻型钢结构课件.pptx
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- 刚架 轻型 钢结构 课件
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1、1第五章第五章 轻型门式刚架钢结构轻型门式刚架钢结构25.0 概述概述 轻型钢结构轻型钢结构 系指由圆钢或小角钢(L454或L56364)组成的钢结构(不采用圆钢,有个别次要杆件采用小角钢的仍属普通钢结构)。轻型钢结构主要用于跨度L18m、吊车起重量Q5t的无高温、高湿和侵蚀环境的厂房以及一些采用轻型屋面材料(石棉瓦、瓦楞铁、压型板或其它轻质材料)的不重要的或临时建筑的屋盖结构中。主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t 的A1 A5工作级桥式吊车或3t 悬挂式起重机的单层房屋钢结构的设计、制作和安装。35.0 概述概述 p 特点特点 1
2、1 质量轻质量轻 2 2 工厂化程度高,施工速度快工厂化程度高,施工速度快 3 3 综合经济效益好综合经济效益好 4 4 柱网布置灵活柱网布置灵活p 应用应用 L=9 m 36 m H=4.5 m 9 m 吊车吨位 20 t45.0 概述概述 1 1 质量轻质量轻10 30 kg/m 21)屋面、墙面为轻质材料2)檩条、墙架均为冷弯型钢3)门式刚架为独特的变断面原因55.0 概述概述 1 1 质量轻质量轻65.0 概述概述 2 2 工厂化程度高,施工速度快工厂化程度高,施工速度快75.0 概述概述 3 3 综合经济效益好综合经济效益好1)设计、制作周期短2)质量轻,基础小3)适合工厂化生产4
3、4 柱网布置灵活柱网布置灵活 柱网两方向尺寸可根据需要任意确定柱网两方向尺寸可根据需要任意确定8应用应用1)我国门式刚架结构的应用开始于20世纪80年代2)20多年来,由于其独特的优点,得到了非常广泛的应用3)很多国外技术或公司直接进入中国争夺市场4)L=9 m 36 m H=4.5 m 9 m 吊车吨位 20 t5)应用范围:轻型厂房、物流中心、大型超市、体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。5.0 概述概述 9门式刚架轻型钢结构门式刚架轻型钢结构 5.0 概述概述 10门式刚架轻型钢结构门式刚架轻型钢结构 5.0 概述概述 11门式刚架轻型钢结构门式刚架轻型钢结构 5.0 概述概述 12冷
4、弯薄壁型钢结构冷弯薄壁型钢结构 5.0 概述概述 13冷弯薄壁型钢结构冷弯薄壁型钢结构 5.0 概述概述 145.0 概述概述 15其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述概述 16其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述概述 http:/ 17其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述概述 http:/ 5.0 概述概述 19其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用:停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述
5、概述 http:/ 概述概述 21应用应用 9898年编制设计规年编制设计规程,程,20022002年修订年修订5.0 概述概述 225.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 单层轻型钢结构房屋的组成单层轻型钢结构房屋的组成235.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 245.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 255.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成主要承重骨架门式刚架 檩条、墙梁 冷弯薄壁型钢 支撑 屋面支撑、柱间支撑屋面
6、、墙面 压型金属板、彩钢夹芯板 屋面及墙面保温芯材 聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、岩棉等 265.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架结构性能:门式刚架结构性能:1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、隅撑来保证,从而减少了屋盖支撑的数量,同时支撑多用张紧的圆钢做成,很轻便。275.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架结构性能:门式刚架结构性能:2.门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件,可以节省材料。285
7、.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架结构性能:门式刚架结构性能:2.门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件,可以节省材料。3.组成构件的杆件较薄,对制作、涂装、运输、安装的要求高。4.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。295.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的形式门式刚架的形式 门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式按跨度可分为单跨、门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式按跨度可分为单跨、双
8、跨和多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。双跨和多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。结构形式的选取结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素305.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的形式门式刚架的形式 315.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的形式门式刚架的形式 325.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5
9、.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的细部构造门式刚架的细部构造 335.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的细部构造门式刚架的细部构造 345.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的支撑门式刚架的支撑整个结构的纵向稳定是靠支撑系统来保证。传力线路:(横向水平支撑)纵向抗风支撑柱间支撑基础屋面水平支撑:跨度较小(18m),张紧交叉圆钢;跨度较大,角钢或其它型钢。“蒙皮效应”利用屋
10、面板和墙板的平面内刚度来提高结构 的整体抗侧刚度。355.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的支撑门式刚架的支撑刚架横梁的自身稳定性:上翼缘:由檩条和压型钢板蒙皮效应保证;下翼缘:角钢斜撑(隅撑)保证。无动力荷载时,可不设纵向水平支撑。柱间支撑:设在柱列中部,同一般结构。365.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成墙板和屋面板墙板和屋面板彩色钢卷板彩色钢卷板375.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组
11、成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架的尺寸门式刚架的尺寸1.门式刚架的跨度门式刚架的跨度 应取横向刚架柱轴线间的距离,宜为应取横向刚架柱轴线间的距离,宜为936m,以,以3m为模数,必要为模数,必要时也可采用非模数跨度。边柱的截面高度不相等时其外侧应对齐。时也可采用非模数跨度。边柱的截面高度不相等时其外侧应对齐。2.门式刚架的高度门式刚架的高度 应根据使用要求的室内净高确定,应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交应根据使用要求的室内净高确定,应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点之间的高度。无吊车房屋门式钢架高度宜取点之间的高度。无吊车房屋门式钢架高度宜取4.59m;
12、有吊车的厂房;有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定,一般宜为应根据轨顶标高和吊车净空要求确定,一般宜为912m。3.门式刚架的间距门式刚架的间距 即柱网轴线在纵向的距离宜为即柱网轴线在纵向的距离宜为6m,也可采用,也可采用7.5m或或9m,最大可用,最大可用12m。门式刚架跨度较小时可用。门式刚架跨度较小时可用4.5m。合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素。合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素。385.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架的尺寸门式刚架的尺寸39
13、4.门式刚架的高、宽、长门式刚架的高、宽、长门式刚架轻型房屋的檐口高度,应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高门式刚架轻型房屋的檐口高度,应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度。度。门式刚架轻型房屋的最大高度,应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高门式刚架轻型房屋的最大高度,应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。度。门式刚架轻型房屋的宽度,应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。挑门式刚架轻型房屋的宽度,应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。挑檐长度可根据使用要求确定,宜为檐长度可根据使用要求确定,宜为0.51.2m,其上翼缘坡度宜与斜梁坡,其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。度相同。门式刚架轻型房屋的长度,应取房屋两端山墙墙梁外皮之间的
14、距离。门式刚架轻型房屋的长度,应取房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离。5.柱的轴线可取通过柱下端(截面小端)截面中心的竖向轴线;工业建柱的轴线可取通过柱下端(截面小端)截面中心的竖向轴线;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。端中心与斜梁上表面平行的轴线。5.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架的尺寸门式刚架的尺寸405.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.
15、1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置1.柱网布置柱网布置2.平面布置平面布置温度区段长度温度区段长度门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度(伸缩缝间距)应符合下列规门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度(伸缩缝间距)应符合下列规定:纵向温度区段不大于定:纵向温度区段不大于300m,横向温度区段不大于,横向温度区段不大于150m。当有计。当有计算依据时,温度区段长度可适当加大。算依据时,温度区段长度可适当加大。当需要设置温度缝(伸缩缝)时。可采用两种作法:当需要设置温度缝(伸缩缝)时。可采用两种作法:习惯上采用双柱较多。习惯上采用双柱较多。在檩条端部的螺栓连接处在纵向采用长圆孔,并
16、使该处屋面板在构造在檩条端部的螺栓连接处在纵向采用长圆孔,并使该处屋面板在构造上允许胀缩或设置双柱。吊车梁与柱的连接处也沿纵向采用长圆孔。上允许胀缩或设置双柱。吊车梁与柱的连接处也沿纵向采用长圆孔。41在多跨刚架局部抽掉中柱或边柱处,可布置托梁或托架。在多跨刚架局部抽掉中柱或边柱处,可布置托梁或托架。屋面檩条的形式和布置屋面檩条的形式和布置,应考虑天窗、通风口、采光带、屋面材料和檩条供货应考虑天窗、通风口、采光带、屋面材料和檩条供货等因素的影响;屋面压型钢板的板型与檩条间距和屋面荷载有关。等因素的影响;屋面压型钢板的板型与檩条间距和屋面荷载有关。山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙梁及支撑组成的山墙
17、墙架或采用门式刚架。山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙梁及支撑组成的山墙墙架或采用门式刚架。3.墙架布置墙架布置门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置,应考虑设置门窗、挑檐等构件和门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置,应考虑设置门窗、挑檐等构件和维护材料的要求。维护材料的要求。门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙,当采用压型钢板作维护面时,墙梁宜布置门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙,当采用压型钢板作维护面时,墙梁宜布置在刚架柱的外侧,其间距随墙板板型和规格确定。在刚架柱的外侧,其间距随墙板板型和规格确定。门式刚架轻型房屋的外墙,当抗震设防烈度不高于门式刚架轻型房屋的外墙,当抗震设防烈度不高于6度时,可采用轻型钢
18、墙度时,可采用轻型钢墙板或砌体;当抗震设防烈度为板或砌体;当抗震设防烈度为7度、度、8度时,可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体;度时,可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体;当抗震设防烈度为当抗震设防烈度为9度时,宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。度时,宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。5.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置424.支撑布置支撑布置(1)在每个温度区段在每个温度区段(纵向温度区段长度不大于纵向温度区段长度不大于300m)或分期建设的区段中,应或分期建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结
19、构的支撑体系。分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。(2)在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向水平支撑,以组成几何不变在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向水平支撑,以组成几何不变的支撑体系。的支撑体系。(3)端部支撑宜设在温度区间端部的第二个开间,在第一开间的相应位置宜设端部支撑宜设在温度区间端部的第二个开间,在第一开间的相应位置宜设置刚性水平系杆。置刚性水平系杆。(4)柱间支撑的间距应根据安装条件确定,无吊车时宜取柱间支撑的间距应根据安装条件确定,无吊车时宜取30m45m,当有吊,当有吊车时宜设在温度区段的中部,且间距不应大于车时宜设在温度区段的中部,且间距不应大于60m,否则需
20、加设。,否则需加设。在刚架转折处(单跨房屋边柱柱顶和屋脊,以及多跨房屋某些中间柱柱顶在刚架转折处(单跨房屋边柱柱顶和屋脊,以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊)应沿房屋全长设置刚性系杆。刚性系杆可由檩条兼任。和屋脊)应沿房屋全长设置刚性系杆。刚性系杆可由檩条兼任。门式刚架轻型房屋钢结构的支撑,可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。门式刚架轻型房屋钢结构的支撑,可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。圆钢与构件的夹角应在圆钢与构件的夹角应在3060范围内。当设有起重量不小于范围内。当设有起重量不小于5t的桥式吊的桥式吊车时,柱间宜采用型钢支撑。车时,柱间宜采用型钢支撑。5.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式
21、刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置435.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.1门式刚架的计算简图门式刚架的计算简图44荷载计算的依据:荷载计算的依据:建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范GB50009-2001;钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017-2003;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;钢结构设计手册钢结构设计手册采用。采用。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载(作用)计算门式刚架的荷载
22、(作用)计算45一、屋面荷载一、屋面荷载 1.作用在屋面结构上的荷载有:作用在屋面结构上的荷载有:永久荷载永久荷载 包括屋面、屋架和天窗架等结构重量,以及作用于屋架节点上的设包括屋面、屋架和天窗架等结构重量,以及作用于屋架节点上的设备,管道自重等。备,管道自重等。可变荷载可变荷载 包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载等。包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载等。偶然荷载偶然荷载 其他意外事故产生的荷载。其他意外事故产生的荷载。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载(作用)计算门式刚架的荷载(作用)计算462
23、.屋面均布活荷载屋面均布活荷载不上人屋面不上人屋面 屋面均布活荷载标准值(按水平投影面积计算)一般为屋面均布活荷载标准值(按水平投影面积计算)一般为0.5kN/m2,(不与雪荷载同时考虑),而在,(不与雪荷载同时考虑),而在门式刚架轻型房屋钢门式刚架轻型房屋钢结构技术规程结构技术规程CECS 102 2002中补充定义了对支承轻型屋面的构中补充定义了对支承轻型屋面的构件或结构(檩条、屋架、框架等),受荷水平投影面积超过件或结构(檩条、屋架、框架等),受荷水平投影面积超过60m2时,时,屋面竖向均布活荷载标准值应取不小于屋面竖向均布活荷载标准值应取不小于0.3 kN/m2。上人屋面上人屋面按使用
24、要求确定,但不得小于按使用要求确定,但不得小于2.0kN/m2。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载(作用)计算门式刚架的荷载(作用)计算473.施工或检修荷载施工或检修荷载 设计屋面板和檩条时应考虑施工或检修集中荷载,其标准值取设计屋面板和檩条时应考虑施工或检修集中荷载,其标准值取1.0 kN。当施工荷载有可能超过上述荷载时,应按实际情况采用,或加。当施工荷载有可能超过上述荷载时,应按实际情况采用,或加腋梁、支撑等临时设施承受。腋梁、支撑等临时设施承受。4.雪荷载、积灰荷载雪荷载、积灰荷载 雪荷载和积灰荷载的标准值按雪荷载和积灰荷载的标
25、准值按建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定采用外,并对屋面和檩条应考虑在屋面天沟、阴角、天窗的规定采用外,并对屋面和檩条应考虑在屋面天沟、阴角、天窗挡风板内以及高低跨相接处的挡风板内以及高低跨相接处的荷载增大系数荷载增大系数。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载(作用)计算门式刚架的荷载(作用)计算48二、吊车荷载二、吊车荷载1.吊车竖向荷载吊车竖向荷载 吊车竖向荷载应根据最不利的情况来确定,即当吊车主起吊的重吊车竖向荷载应根据最不利的情况来确定,即当吊车主起吊的重量达到最大,而且小车位于桥架一端的极限位置时,在
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