浅谈轻型门式钢架结构设计

最新【精品】范文参考文献专业论文浅谈轻型门式钢架结构设计浅谈轻型门式钢架结构设计摘要：在我国的工业厂房等建设中，门式钢结构因为其诸多的优点被广泛的应用，同时也得到了人们的一致认可，但是在进行设计施工的时候还是有着诸多的问题，本文就这些问题，谈一下轻型门式钢结构的设计。关键词：门式钢架；结构设计；问题；处理措施中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：引言作为一种被广泛应用的建筑方式，轻型门式钢结构已经变得越来越常见。其上部主构架一般包括钢架斜梁、钢架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。尤其是最近几年，我国压型钢板和H型钢的发展，轻型门式钢架结构建筑的应用更加的广泛，像是单层工业厂房、展览馆、超市、仓储式建筑等等。因此加强对轻型门式钢架结构的设计，具有非常重要的作用。一、轻型门式刚架的荷载荷载是结构设计的原始依据之一，结构设计是否安全可靠、经济合理，荷载的取值大小至关重要。一般荷载与其他结构形式取值并无区别，对轻型门式钢结构而言，屋面活荷载和雪荷载的取值应引起注意。我国规范规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m²，但构件的荷载面积大于60m²的可乘折减系数0.6，门式刚架一般符合此条件，屋面活荷载取0．3kN/m²，但设计屋面板和檩条等构件时，活荷载要提高到0.5kN/m²。要特别注意的是对于一般厂房还要考虑0.15N/m²～0.3N/m²的附加荷载，而如果不考虑附加荷载，遇到超载情况，就会出安全问题。设计轻型门式刚架结构时，雪荷载在屋面活荷载中起控制作用，要保证轻型门式刚架结构在异常雪荷载作用下能够安全，也要做到严格施工和正确使用，增强使用者忧患意识。设计者除按规范规程要求最新【精品】范文参考文献专业论文考虑雪荷载外，特殊情况下要考虑积雪的平均密度:在我国东北及新疆北部地区积雪的平均密度取150kg/m³;华北及西北地区取130kg/m³，其中青海取120kg/m³;淮河、秦岭以南地区一般取150kg/m³，其中江西、浙江取200kg/m³;当遇到冻雨时，要按实际情况取值。二、轻型门式钢架柱网的平面布置轻钢厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。在尽可能满足生产工艺和使用的基础上，根据房屋的高度确定合理的跨度。通过已往多个工程的设计实践，在门式钢架设计过程中对柱网的确定得出以下结论：当檐高6m、柱距为7.5m，荷载情况完整一致下，跨度在18-30m之间的钢架单位用钢量(Q235B)为18-28kg／m，当跨度在21-48m之间的钢架单位用钢量为25—40kg／m²，当檐高为12m、跨度大于48m时可以利用多跨钢架(中间设置摇摆柱)，其用钢量和单跨钢架可以节省18％，所以设计门式钢架时应该按照实际需求确定比较经济的跨度，不应该盲目地选用大跨度。对于门式钢架轻型钢结构，钢架用钢量最为关键，当钢架跨度比较小时，钢架用钢量占总用钢量的50％以上，对于其余各个构件用钢量，尤其是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑，通常占有比较小的比例。随着柱距增大，其它各部分结构的用钢量均随柱距的增长而增长，特别是吊车梁，由于柱距较大，须采用格构式，其用钢量所占比例较大，并最终超过了钢架的用钢量。其次是檩条，因为长细比的需求，用钢量提高的速度增加。综合考虑各项用钢量三、门式钢架承重结构主要结构选型钢架的间距主要的影响因素有钢架的跨度、屋面荷载和檩条形式等。当钢架跨度比较小的时候，可以选取较大的钢架间距进而能够提高檩条的用钢量，但这种做法并不经济。按照相关统计分析可得，当柱距增加时，钢架的用钢量随之减少，但是当柱距达到一定量时，钢架的用钢量随柱距的提高而缓慢地减少，但是檩条、吊车梁、墙梁的用钢量则随柱距的增加而提高，但是，当柱距增大时，建筑物总用钢量会先减少，再增加。通过分析不同项用钢量可知，对特定条件下的轻型门式钢架结构，一定有一个最优柱距。门式钢架承重结构主要包最新【精品】范文参考文献专业论文括钢架和基础两个部分。门式钢架承重结构体系的钢架、檩条(或墙梁)以及压型钢板间利用可靠的连接以及支撑彼此依靠，其体系受力和传统钢结构体系比较具有空间化的特点。基础型式多采用钢筋混凝土独立式基础。按照建筑物对侧向位移和变形的实际需求，从节约用钢量的角度考虑，应该利用变截面梁柱、基础铰接结构方案或等截面柱变截面梁、基础刚接结构方案。设计时应该按照实际情况，根据最合理的钢架承重结构方案选取。四、轻型门式刚架截面设计1、截面设计的必要性在实际工程设计中，为节省钢材，刚架截面往往采用变截面形式，截面尺寸需经过多次试算才能确定，但由于设计时间仓促，加上目前规程变截面的设计方法比较繁琐，部分设计人员对这种结构的经验还不丰富，导致杆件截面尺寸的选择不合理，可能会出现个别杆件应力过大，超过材料的设计强度，使整体结构存在某些安全隐患。因此，不管是从安全角度，还是经济指标来考虑，杆件截面的优化设计在工程设计中尤为重要。在进行门式刚架结构设计时，应在确保结构安全，满足使用要求的前提下，使结构用钢量最省、造价最低。因此，如何选择合理截面的杆件，使其在满足强度、刚度、稳定性等要求的前提下，优化设计的最终目标是用钢量最小。2、设计的方法按我国目前规范规程，门式刚架的设计方法主要有两种:一种是弹性设计法，另一种是塑性设计法。优化设计方法一般采用的是渐近满应力法，即通过多次计算分析，不断修改截面尺寸，使其达到或尽量接近满应力状态。4、设计的注意事项在进行截面优化时，必须综合考虑以下几点:1)构件强度、稳定验算。截面尺寸的优化必须满足强度、稳定性的要求，从而满足结构设计的安全性要求。2)刚度要求。截面尺寸在优化时，结构的整体刚度必须满足有关规范规定的变形控制要求，如横梁的最大挠度、柱顶的最大水平位移、吊车轨顶处柱的最大水平位移必须满足有关规范规定的变形限值。3)构造要求。优化截面尺寸必须满足有关规范的最新【精品】范文参考文献专业论文构造要求及使用要求。如柱翼缘的宽厚比、腹板的高厚比等截面尺寸都必须满足有关规范、规程的规定。4)制作、安装控制条件。优化构件截面尺寸必须满足常规的制作、安装要求。五、轻型门式刚架节点设计门式刚架设计中，连接节点的设计是整个设计过程中极其重要的环节，节点设计是否合理，对保证结构的整体性、可靠度以及建设周期和成本都有直接影响。在进行结构设计时，在结构分析过程中就应该想好用哪种节点形式，根据结构构件的选用，传力特性不同判断是选用刚节点、铰节点还是半刚节点，连接方式的不同对结构影响很大。大量研究和实践证明，在轻型钢结构的抗弯连接中，端板连接最为经济，它比通常的腹板、翼缘连接节省材料和紧固件，而且避免现场焊接，所以目前它已成为抗弯连接的主要形式。端板连接节点是轻型钢结构中普遍采用的连接形式。为了节省钢材，门式钢架柱通常采用变截面形式，柱脚节点一般做成铰接，梁与柱连接做成刚接。此外，节点设计应考虑制造厂的工艺水平、施工空间及构件吊装顺序等，尽可能让工人方便地进行现场定位与临时固定。结束语综上所述，在进行轻型门式钢架结构设计的时候，具有很多的要点是要进行掌握的，只有将这些要点进行合理的配置，才能够真正的体现轻型门式钢架结构的优点所在，同时对节约钢材用量也有一定的作用。作为设计人员，应该在实际的工作中，参考着这些要点，从而保证设计的合理性，确保施工项目真正的价值所在。参考文献：[1]陆赐麟，《轻钢结构的重量应该更轻》建筑结构，2003（10）[2]王国周，瞿吕谦，主编．钢结构———原理与设计［M］．北京:清华大学出版社，1993．[3]张宜辉.浅谈轻钢结构门式钢架的设计体会[J].四川建材,2011,37(5).[4]杨风第，周永麟．轻型钢结构房屋柱基础设计的探讨[J]．钢结构，2005，(5)．[5]宋曼华，主编．钢结构设计与计算［M］．北京:机械工业出最新【精品】范文参考文献专业论文版社，2004．------------最新【精品】范文