大学精品课件:第一章 轻型门式刚架结构.ppt
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- 大学精品课件:第一章 轻型门式刚架结构 大学 精品 课件 第一章 轻型 刚架 结构
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1、温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 钢钢 结结 构构 普通高等学校土建学科专业“十一五”规划教材普通高等学校土建学科专业“十一五”规划教材 下册下册 房屋建筑钢结构设计房屋建筑钢结构设计 陈绍蕃陈绍蕃 主编主编 中国建筑工业出版社中国建筑工业出版社 20072007年年7 7月月 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 高高高层与高耸钢结构高层与高耸钢结构 大大大跨度空间结构、大跨桥梁结构大跨度空间结构、大跨桥梁结构 重重重型厂房重型厂房 特特特殊结构,如高压密封容器、管道等特殊结构,如高压密封容器、管道等 轻轻轻型钢结构、门式刚架;轻
2、型钢结构、门式刚架; 钢结构应用:钢结构应用: 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 第一章第一章 轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构 第二章第二章 厂房结构设计(厂房结构设计(钢屋架设计钢屋架设计) 第三章第三章 大跨屋盖结构大跨屋盖结构 第四章第四章 多层及高层房屋结构多层及高层房屋结构 本课程主要内容:本课程主要内容: 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 第第1 1章章 轻型轻型门式刚架结构门式刚架结构 1.1 概述 1.2 结构形式和结构布置 1.3 刚架设计 1.4 压型钢板设计 1.5 檩条设计 1
3、.6 墙梁、支撑设计 主要内容:主要内容: 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 正在建设的门式刚架工程实例正在建设的门式刚架工程实例 山墙抗风柱山墙抗风柱 吊车梁吊车梁 天窗架天窗架 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 正在建设中的多层轻钢结构厂房正在建设中的多层轻钢结构厂房 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 长春国富门式刚架厂房长春国富门式刚架厂房 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 1.1 1.1 概述概述 1.1
4、.1 1.1.1 单层门式刚架的组成单层门式刚架的组成 结构类型结构类型 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 1.1.1 1.1.1 单层门式刚架的组成单层门式刚架的组成 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 主要承重骨架门式刚架(焊接焊接、压制变变(等)截面H形钢) 檩条、墙梁 冷弯薄壁型钢(C形或Z形冷弯薄壁型钢) 屋面、墙面 压型金属(钢钢、铝)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、玻璃棉玻璃棉等 支撑 屋面支撑、柱间支撑 1.1.1 1.1.1 单层门式刚架的组
5、成单层门式刚架的组成 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 质量轻:质量轻:采用压型钢板、冷弯薄壁型钢及玻璃棉等围护材料所以采用压型钢板、冷弯薄壁型钢及玻璃棉等围护材料所以 质量很轻。因此承重门式刚架也很轻,上部结构重量减小,地基质量很轻。因此承重门式刚架也很轻,上部结构重量减小,地基 处理费用降低,同时抗震性能好;处理费用降低,同时抗震性能好;风荷载可能是控制荷载风荷载可能是控制荷载 工业化程度高,施工周期短:工业化程度高,施工周期短:所有构件均可以由工厂制作(所有构件均可以由工厂制作( 速度快、质量好)、速度快、质量好)、现场拼接安装现场拼接安装(
6、干作业环境、环保、快速、(干作业环境、环保、快速、 现场人员少)现场人员少),对一般规模较小的工业厂房仅需,对一般规模较小的工业厂房仅需45天至天至 2个月,个月, 而若采用钢筋混凝土结构则需要而若采用钢筋混凝土结构则需要812个月左右;个月左右; 综合经济效益高:综合经济效益高:自重轻运输费用低、基础费用低,且施工周自重轻运输费用低、基础费用低,且施工周 期短、资金回报快,投资效益高;期短、资金回报快,投资效益高; 柱网布置比较灵活:柱网布置比较灵活:传统柱网受屋面板、墙板尺寸限制(传统柱网受屋面板、墙板尺寸限制(柱距柱距 6m),),门式刚架采用压型钢板,柱网相对灵活,可以根据使用要门式刚
7、架采用压型钢板,柱网相对灵活,可以根据使用要 求确定;求确定; 1.1.2 1.1.2 单层门式刚架结构的特点单层门式刚架结构的特点 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 单层门式刚架结构的其他特点单层门式刚架结构的其他特点 门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条来保证,从而门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条来保证,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。很轻便。 门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件,可以节省材料;门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件,可以节省材料; 组成构件的杆件较薄,
8、对制作、涂装、运输、安装的要组成构件的杆件较薄,对制作、涂装、运输、安装的要 求高;求高; 构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小,结构的整体刚度也构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小,结构的整体刚度也 比较柔;比较柔; 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 刚接柱脚详图刚接柱脚详图 铰接柱脚详图铰接柱脚详图 刚接柱脚门式刚架刚接柱脚门式刚架 铰接柱脚门式刚架铰接柱脚门式刚架 变截面梁变截面梁 变截面梁、柱变截面梁、柱 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门
9、式刚架结构 加劲板加劲板 地脚螺栓地脚螺栓 刚接柱脚工程实例刚接柱脚工程实例 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 变截面变截面 刚架梁刚架梁 等截面等截面 刚架柱刚架柱 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 1.1.3 1.1.3 工程应用情况工程应用情况 20世纪70年代在工程上极少应用; 20世纪80年代在经济特区引进国外门式刚架轻钢房屋, 压型钢板始见用于屋面和墙面; 20世纪90年代初外国轻钢企业进入中国大陆,带动了内 资轻钢企业的发展。中期以来,采用门式刚架轻型房屋 钢结构的工程数量越来越多,工程规
10、模越来越大,充分 展示了这种结构的优越性。 我国门式刚架设计规程:门式刚架轻型房屋钢结构技 术规程(CECS102:1998) 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 1.2 1.2 结构形式和结构布置结构形式和结构布置 按跨度:单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的形式 按屋面坡脊数:单脊单坡、单脊双坡和多脊多坡 1.2.1 1.2.1 门式刚架的结构形式门式刚架的结构形式 单脊双坡多跨刚架单脊双坡多跨刚架 无桥式吊车:中柱多为摇摆柱 有桥式吊车:中柱宜两端刚接 截面形式截面形式 无桥式吊车: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
11、形截面 有桥式吊车:柱宜采用等截面形式 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 柱脚形式柱脚形式 无桥式吊车:多按铰接支承设计,通常为平板支座 有桥式吊车:刚接 坡度坡度 1/201/8 运输单元运输单元 柱子单独一个,梁可为多个。单元内焊接,单元间用通 过端板用高强螺栓连接 吊车吊车 悬挂吊车:起重量不大于3吨 桥式吊车:不大于20吨,轻、中级工作制 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 单跨单坡单跨单坡 单跨双坡单跨双坡 多跨(中间摇摆柱)多跨(中间摇摆柱) 高底跨高底跨 双坡双跨双坡双跨 门式刚架的各种结构
12、形式门式刚架的各种结构形式 多跨(梁柱刚结)多跨(梁柱刚结) 四坡双跨四坡双跨 摇摆柱摇摆柱 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 摇摆柱梁柱节点摇摆柱梁柱节点 铰接连接铰接连接 梁柱节点梁柱节点 刚性连接刚性连接 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 1.2.2 1.2.2 结构布置结构布置 刚架的建筑尺寸和布置 跨度:936m;高度:4.59m; 柱轴线:下端中心线或柱外皮(工业建筑) 梁轴线:最小截面中线,与上表面平行 柱距:
13、应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素 6m,7.5m或9m 温度区段:纵向300m,横向150m。 设置伸缩缝的方法:双柱;檩条和屋面板构造; 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 檩条布置:应等距布置。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(一般小于 70mm)。波高越高,截面的抗弯刚度就越大,承受的。波高越高,截面的抗弯刚度就越大,承受的 荷载也就越大。荷载也就越大。 屋面板一般选用中波板和高波板,中波在实际采用的屋面板一般选用中波板和高波板,中波在实际采用的 最多。墙板常采用低波板,因高波板、中波板的装饰最多
14、。墙板常采用低波板,因高波板、中波板的装饰 效果较差,一般不在墙板中采用。效果较差,一般不在墙板中采用。 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 彩钢板外墙面彩钢板外墙面 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 应用在组合楼板的应用在组合楼板的 镀锌压型钢板镀锌压型钢板 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 应用 广泛用于工业建筑、公共建筑物的屋面、墙面等围护结构及建筑 物内部的隔断;还大量用作组合楼板或混凝土楼板,并作为承载构件 或永久性模板使用; 在大中型工业厂房、仓库
15、以及体育馆、影剧院、展览馆、住宅、 别墅、高层建筑、活动房屋等工业与民用建筑中,压型钢板的使用正 日趋广泛。 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 彩色压型钢板的构成:彩色压型钢板的构成: 由基材、镀层和涂层三部分组成由基材、镀层和涂层三部分组成 基材:基材:由板厚度为由板厚度为0.5mm0.5mm2.0mm2.0mm的薄钢板经冷轧或冲的薄钢板经冷轧或冲 压成型。压成型。 镀层:镀层:热镀锌、热镀锌铝合金、热镀铝和热镀锌等。热镀锌、热镀锌铝合金、热镀铝和热镀锌等。 涂层:涂
16、层:聚脂涂料、有机硅改性聚脂涂料等。聚脂涂料、有机硅改性聚脂涂料等。 压型钢板的使用寿命:压型钢板的使用寿命: 压型钢板的使用寿命涉及钢板质量、成品保护、建筑压型钢板的使用寿命涉及钢板质量、成品保护、建筑 物使用环境等多种因素。物使用环境等多种因素。 一般压型钢板使用期限在一般压型钢板使用期限在8 8- -1515年左右。年左右。我国使用进口我国使用进口 彩钢板的建筑工程,至今已有彩钢板的建筑工程,至今已有2020年的历史。年的历史。 温州大学温州大学建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院 第1章 轻型门式刚架结构 压型钢板截面及涂层示意图压型钢板截面及涂层示意图 钢板基材钢板基材 镀锌层镀锌层
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