單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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1、單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)摘要：本文介紹了單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并就整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的布置、單個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問(wèn)題做了系統(tǒng)闡述。關(guān)鍵詞：輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算　　輕型門(mén)式剛架房屋結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用大約始于20世紀(jì)80年代初期。近十多年來(lái)得到迅速的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)每年有上千萬(wàn)平方米的輕鋼建筑工程，主要用于輕型的廠房、倉(cāng)庫(kù)、體育館、展覽廳及活動(dòng)房屋、加層建筑等。單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)是指以輕型焊接H形鋼（等截面或變截面）、熱軋H形鋼（等截面）或冷彎薄壁型鋼等構(gòu)成的實(shí)腹式門(mén)式剛架或格構(gòu)式門(mén)式剛架作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼（槽形、Z形等）做檁條

2、、墻梁；以壓型金屬板（壓型鋼板、壓型鋁板）做屋面、墻面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當(dāng)設(shè)置支撐的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系?！　≡谀壳暗墓こ虒?shí)踐中，門(mén)式剛架的梁、柱多采用焊接H形變截面構(gòu)件，單跨剛架的梁柱節(jié)點(diǎn)采用剛接，多跨者大多剛接和鉸接并用；柱腳可與基礎(chǔ)剛接或鉸接；圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用壓型鋼板；保溫隔熱材料多采用玻璃棉。1單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)1.1單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：(1)質(zhì)量輕　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等材料組成，屋面、墻面的質(zhì)量都很輕。根

3、據(jù)國(guó)內(nèi)工程實(shí)例統(tǒng)計(jì)，單層輕型門(mén)式剛架房屋承重結(jié)構(gòu)的用鋼量一般為10~30kg/m2，在相同跨度和荷載情況下自重僅約為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/20~1/30。由于結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，相應(yīng)地基礎(chǔ)可以做得較小，地基處理費(fèi)用也較低。同時(shí)在相同地震烈度下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)小。但當(dāng)風(fēng)荷載較大或房屋較高時(shí)，風(fēng)荷載可能成為單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的控制荷載。(2)工業(yè)化程度高，施工周期短　　門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件和配件多為工廠制作，質(zhì)量易于保證，工地安裝方便；除基礎(chǔ)施工外，基本沒(méi)有濕作業(yè)；構(gòu)件之間的連接多采用高強(qiáng)度螺栓連接，安裝迅速。(3)綜合經(jīng)濟(jì)效益高　　門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)通常采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)周

4、期短；原材料種類單一；構(gòu)件采用先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備制造；運(yùn)輸方便等。所以門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短，資金回報(bào)快，投資效益相對(duì)較高。(4)柱網(wǎng)布置比較靈活　　傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式由于受屋面板、墻板尺寸的限制，柱距多為6米，當(dāng)采用12米柱距時(shí)，需設(shè)置托架及墻架柱。而門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的圍護(hù)體系采用金屬壓型板，所以柱網(wǎng)布置不受模數(shù)限制，柱距大小主要根據(jù)使用要求和用鋼量最省的原則來(lái)確定。1.2設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)(1)由于門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎剛度、抗扭剛度較小，結(jié)構(gòu)的整體剛度較弱，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)輸和安裝過(guò)程中要采取的必要措施，防止構(gòu)件發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。(2)要重視支撐體系和隅撐的

5、布置，重視屋面板、墻面板與構(gòu)件的連接構(gòu)造，使其能參與結(jié)構(gòu)的整體工作。(3)組成構(gòu)件的桿件較薄，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對(duì)制作、安裝、運(yùn)輸?shù)囊蟆?4)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮銹蝕對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面削弱的影響。(5)門(mén)式剛架的梁柱多采用變截面桿件，梁柱腹板在設(shè)計(jì)時(shí)考慮利用屈曲后的強(qiáng)度，所以塑性設(shè)計(jì)不再適用。(6)設(shè)計(jì)中對(duì)輕型化帶來(lái)的后果必須注意和正確處理，比如風(fēng)力可使輕型屋面的荷載反向等。2結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1結(jié)構(gòu)形式　　門(mén)式剛架的結(jié)構(gòu)形式按跨度可分為單跨、雙跨和多跨，按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1/20~1/8。單脊雙坡多跨剛架，用于無(wú)橋式吊車(chē)的房屋時(shí)

6、，當(dāng)剛架柱不是特別高且風(fēng)荷載也不是很大時(shí)，依據(jù)“材料集中使用的原則”，中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱方案。門(mén)式剛架的柱腳多按鉸接設(shè)計(jì)，當(dāng)用于工業(yè)廠房且有橋式吊車(chē)時(shí)，宜將柱腳設(shè)計(jì)成剛接。門(mén)式剛架上可設(shè)置起重量不大于3t的懸掛吊車(chē)和起重量不大于20t的輕、中級(jí)工作制的單梁或雙梁橋式吊車(chē)。2.2結(jié)構(gòu)布置2.2.1剛架的建筑尺寸和布置?！　￠T(mén)式剛架的跨度宜為9~36m，當(dāng)柱寬度不等時(shí)，其外側(cè)應(yīng)對(duì)齊。高度應(yīng)根據(jù)使用要求的室內(nèi)凈高確定，宜取4.5~9m。門(mén)式剛架的合理間距應(yīng)綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。縱向溫度區(qū)段小于300m，橫向溫度

7、區(qū)段小于150m（當(dāng)有計(jì)算依據(jù)時(shí)，溫度區(qū)段可適當(dāng)放大）。2.2.2檁條和墻梁的布置　　檁條間距的確定應(yīng)綜合考慮天窗、通風(fēng)屋脊、采光帶、屋面材料、檁條規(guī)格等因素按計(jì)算確定，一般應(yīng)等間距布置，但在屋脊處應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布置一道，在天溝附近布置一道。側(cè)墻墻梁的布置應(yīng)考慮門(mén)窗、挑檐、雨蓬等構(gòu)件的設(shè)置和圍護(hù)材料的要求確定。2.2.3支撐和剛性系桿的布置(1)在每個(gè)溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。(2)在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐，以構(gòu)成幾何不變體系。(3)端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一或第二個(gè)開(kāi)間。柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)

8、房屋縱向受