一、門式剛架

一般多采用變截面構(gòu)件,當(dāng)有吊車時(shí),柱多采用等截面。常用的柱截面高度一般為300~700mm。

截面定義時(shí)考慮的原則有:

(1)翼緣必須滿足寬厚比要求,腹板滿足高厚比要求。對于腹板,當(dāng)不滿足要求時(shí),程序按考慮屈曲強(qiáng)度計(jì)算。所以說,截面翼緣滿足寬厚比,顯得很重要。

(2)截面選擇要考慮常用的板型,結(jié)合市場上常用的材料規(guī)格選擇比較好。對于翼緣,常選用的規(guī)格有180、200、220、250等。

(3)選擇截面還要考慮節(jié)點(diǎn)螺栓布置的實(shí)際情況,滿足規(guī)范對于螺栓的容許距離要求。

(4)對于腹板截面,考慮的往往是制作問題,以及和翼緣截面厚度的協(xié)調(diào)問題。腹板的厚度一般以比翼緣的小些為宜,其高厚比用到150左右比較合適。這樣,制作中的變形也比較小,板件厚度不宜低于6mm,否則焊穿。

(5)常用的門式剛架翼緣截面一般為:180x8, 180x10, 200x8, 200x10, 220x10, 220x12, 240x10, 240x12, 250x10, 250x12, 260x12, 260x14, 270x12, 280x12, 300x12, 320x14等。

(6)常用的腹板截面一般為6mm和8mm厚。對6mm的其高度范圍一般為300~750mmzui最大可到900mm;對8mm厚的腹板高度范圍一般為300~900mm,最大可到1200mm。

二、梁的平面外計(jì)算長度通常情況下對于下翼緣取隅撐作為其側(cè)向支撐點(diǎn),計(jì)算長度取隅撐之間的距離。對于上翼緣,一般也可以取有隅撐的檁條之間的距離。檁距1.5m,隅撐隔一個(gè)檁條布置。所以,梁的平面外計(jì)算長度取3m。

柱的平面外長度取決于其平面外支點(diǎn)距離,本剛架在牛腿位置設(shè)置面外支撐。由于設(shè)置 了吊車,程序在此把柱分為2段,柱子平面外長度取各段柱實(shí)際長度即可。對于平面內(nèi)計(jì)算長度,在通常情況下不需要修改。但有時(shí)平面內(nèi)長度需要根據(jù)實(shí)際修改。當(dāng)有夾層時(shí),對于按框架設(shè)計(jì)的柱的平面內(nèi)計(jì)算長度需要修改。

三、鉸接構(gòu)造相對剛接來說,簡單很多,方便制作和安裝,有條件時(shí)宜盡量采用。采用的節(jié)點(diǎn)形式要保證結(jié)構(gòu)形式為幾何不變體系。柱腳采用鉸接哈哈死剛接,當(dāng)自重較輕時(shí),柱高一般關(guān)系不大。柱底彎矩不太大,一般采用駐地為鉸接的形式;有吊車且吊車噸位較大時(shí),采用剛接柱腳。多跨門架中柱,柱頂彎矩較小,常作為搖擺柱。

柱腳采用鉸接還是剛接還要看房屋的高度和風(fēng)荷載的大小,當(dāng)風(fēng)荷載很大,即使沒有吊車,也宜設(shè)成剛接柱腳,以控制側(cè)移。

鉸接與否還應(yīng)結(jié)合土質(zhì)情況。剛接柱腳由于存在彎矩,基礎(chǔ)尺寸會(huì)較大,使綜合造價(jià)上升。

對于門式剛架來說,典型的恒載有:○1屋面恒荷載,用程序的【梁間荷載】布置!2當(dāng)有吊車時(shí),對于吊車梁及吊車軌道的自重,用【節(jié)點(diǎn)恒載】實(shí)現(xiàn)!3對于墻面系統(tǒng)的自重,在有需要時(shí),用【節(jié)點(diǎn)恒載】實(shí)現(xiàn)。

屋面恒載計(jì)算:

0.8mm厚壓型鋼板

100mm保溫棉 0.2kN/m2

0.6mm厚壓型鋼板

檁條 0.1kN/m2

合計(jì) 0.3kN/m2

四、門式剛架結(jié)構(gòu)與一般廠房結(jié)構(gòu)不同,其高度一般都不大,但是其跨度和長度都比較大,這類房屋的風(fēng)荷載體形系數(shù)有自己的特點(diǎn),必須按《門規(guī)》中規(guī)定執(zhí)行。

五、(1)多臺(tái)吊車組合時(shí)的吊車荷載折減系數(shù)

當(dāng)有多臺(tái)吊車時(shí),吊車荷載應(yīng) 按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表5.2.2乘以多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù)。

(2)門式剛架梁按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算平面內(nèi)穩(wěn)定性

實(shí)腹式門式剛架斜梁當(dāng)坡度較小時(shí),可不進(jìn)行平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算,僅按壓彎構(gòu)件計(jì)算強(qiáng)度和平面外穩(wěn)定性。但當(dāng)斜梁坡度較大時(shí),斜梁軸梁軸力較大,平面內(nèi)穩(wěn)定不能忽略,此時(shí)應(yīng)勾選“鋼梁還要按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算平面內(nèi)穩(wěn)定性”。

(3)搖擺柱設(shè)計(jì)內(nèi)力放大系數(shù)

如果考慮兩端鉸接的搖擺柱非理想鉸接的不利影響。可修改“搖擺柱設(shè)計(jì)內(nèi)力放大系數(shù)”,在強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)時(shí),將柱的軸力設(shè)計(jì)值乘以該放大系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

(4)單層廠房排架柱計(jì)算長度折減系數(shù)

當(dāng)采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)時(shí),對于下端剛性固定的階形柱(如沒有橋式吊車的門式剛架),可以按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表5.3.4考慮在排架平面內(nèi)的計(jì)算長度折減系數(shù)。

(5)鋼柱計(jì)算長度系數(shù)計(jì)算方法

只在按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》線剛度比計(jì)算柱平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù)時(shí)考慮此參數(shù),有側(cè)移或無側(cè)移框架應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定確定。當(dāng)按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》計(jì)算時(shí),與此參數(shù)無關(guān)。

在進(jìn)行門式剛架截面優(yōu)化時(shí),應(yīng)注意以下問題:

(1)優(yōu)化結(jié)構(gòu)類型應(yīng)選取“輕型門式剛架”,這對這種輕型門式剛架的特定,程序采用了相應(yīng)的優(yōu)化搜索方法,同時(shí)能保證一跨中多段變截面梁截面高度的連續(xù)性。

(2)STS可以優(yōu)化的門式剛架截面類型有:焊接工字形截面,H型鋼截面。對于其他截面類型,不能采用門式剛架方式優(yōu)化。

(3)截面優(yōu)化時(shí)按照分組截面為優(yōu)化對象(默認(rèn)為建模輸入的同一標(biāo)準(zhǔn)截面構(gòu)件為一組),一個(gè)分組有最不利的構(gòu)件控制,所以當(dāng)收禮狀態(tài)差異很大的構(gòu)件應(yīng)采用不同的截面分組。

(4)結(jié)構(gòu)建模時(shí),不允許存在加腋截面,應(yīng)采用分段變截面輸入。

(5)在建模時(shí)可以定義梁、柱的平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù)。在優(yōu)化計(jì)算時(shí),程序可以采用定義的梁平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù),但不采用定義的柱平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù),應(yīng)為當(dāng)程序調(diào)整構(gòu)件截面尺寸時(shí),柱平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù)時(shí)變化的。

六、STS 的門式剛架三維設(shè)計(jì)實(shí)際上采用的是三維建模,二維計(jì)算的設(shè)計(jì)方法,即通過立面編輯的方式建立門式剛架、支撐系統(tǒng)的三維模型,通過吊車平面布置的方法自動(dòng)生成各榀剛架的吊車荷載;通過屋面、墻面布置建立維護(hù)構(gòu)件的三維模型。自動(dòng)完成主剛架、柱間支撐、屋面支撐的內(nèi)力分析和構(gòu)件設(shè)計(jì),以及屋面檁條、墻面墻梁的優(yōu)化和計(jì)算。

七、工字形截面構(gòu)件腹板的受剪板幅,當(dāng)腹板高度變化不超過60mm/m時(shí)可考慮屈曲強(qiáng)度。

八、門式鋼架設(shè)計(jì)常見問題

1. 鋼柱、鋼梁的平面外計(jì)算長度怎么?

答:a. 平面外計(jì)算長度程序默認(rèn)值為桿件實(shí)際長度,平面外的計(jì)算長度應(yīng)該取平面外有效支撐之間的間距,通常需要根據(jù)平面外支撐布置情況修改。(見《STS用戶手冊》) b. 見《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》(第三版)460頁9.8.3節(jié)

c. 見《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》(第三版)435頁,437頁相關(guān)內(nèi)容

2. 是否可以改變鋼架工字型截面翼緣的厚度?

答:可以。見《門式鋼架規(guī)范》4.1.3條

3. 關(guān)于STS中的錯(cuò)誤信息:“梁高厚比超限”的解決方法?

答:網(wǎng)友認(rèn)為該錯(cuò)誤信息出現(xiàn)是因?yàn)殇摷艿男?gt;60mm/m造成的,本人卻無法驗(yàn)證該說法。但是增加腹板厚度確實(shí)可以解決該問題。見《門式鋼架規(guī)范》6.1.1-6條,《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》4.3節(jié)

4. 高強(qiáng)螺栓可以涂油漆嗎?

答:不可以。油漆會(huì)使接觸面的摩擦系數(shù)降低。

5. 如何確定鋼架梁的分段比例?

答:可根據(jù)彎矩包絡(luò)圖確定。一般單跨取0.3:0.7或0.4:0.6,多跨可取0.3:0.45:0.25

6. 如何估算鋼架梁柱截面?

答:根據(jù)荷載與支座情況,鋼梁的截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按l/b限值確定時(shí),可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計(jì)算。確定了截面高度和翼緣寬度后,其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預(yù)估。

柱截面按長細(xì)比預(yù)估,通常50<λ<150,簡單選擇值在100附近。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或H型鋼截面等。

7. 關(guān)于門式鋼架的恒載?

答:壓型鋼板及保溫層 0.25kN/m2

檁條 0.05kN/m2

懸掛設(shè)備 0.2kN/m2

8. 如果鋼架截面是以強(qiáng)度控制而非撓度控制時(shí),可以考慮使用高強(qiáng)鋼材。

9. 鋼構(gòu)的除銹方式有哪些?

答:手動(dòng),適用于小型要求不高的構(gòu)件,除銹不徹底

噴砂,適用于比較厚實(shí)的構(gòu)件,除銹徹底

酸洗,適用于薄壁構(gòu)件或不方便用噴砂方法除銹的構(gòu)件或部位,除銹徹底

10. 拉條采用圓鋼時(shí)直徑不宜小于10mm(見《門式鋼架規(guī)范》6.3.5條);檁托的常用厚度是8mm;隅稱按設(shè)計(jì)確定(見《門式鋼架規(guī)范》6.16條);屋面彩鋼板厚度不宜小于0.4mm(見《門式鋼架規(guī)范》6.6.2條)。

11. 各種截面形式檁條的區(qū)別及適用條件?

答:槽鋼檁條,用料較大,不經(jīng)濟(jì);

H型鋼檁條,適用于大跨度(超過10m)的情況;

C型鋼檁條,截面互換性大,應(yīng)用普遍,用鋼量省,制作安裝方便

Z型鋼檁條,在主平面x軸的剛度大,用作檁條時(shí)撓度小,用鋼量省,制造安裝方便。斜卷邊Z型鋼還可以折疊

堆放,占地少。當(dāng)屋面坡度較大時(shí)候,這種檁條較常用;

格構(gòu)式檁條,用于大跨度情況。

12. 如何估算檁條截面?

答:實(shí)腹式檁條的截面高度h,一般取跨度的1/35~1/50;桁架式檁條的截面高度h,一般取跨度的1/12~1/20。

13. 撐桿的作用及如何設(shè)置?

答:撐桿設(shè)置在檐檁和天窗缺口處邊檁。因?yàn)樵撎帣_條只是單邊有拉條,如不設(shè)撐桿,檁條在平面外方向向一側(cè)彎曲。