门式刚架半刚性节点的刚度分析1doc.doc

,主要指最常见的单层(含夹层)实腹式钢架轻型钢结构金属面板房屋。但事实上,具有同样“轻”的特点的金属建筑还很多,如轻型多层钢结构房屋,轻型波形折皱拱壳屋盖(房屋),轻型桁架屋盖,轻型板片空间结构屋盖(房屋)等,其结构形式迥然。要严格定义轻钢建筑是困难的,综合其共同的结构特点,本文给出如下定义:轻钢建筑亦称轻型钢结构建筑,是指以轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢,薄钢板,薄壁钢管,轻型热轧型钢及以上各构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件,大量采用轻质围护隔离材料的低层和多层建筑[1]。轻钢建筑结构具有如下特点:(1)构造简单,材料单一容易做到设计标准化定型化,构件加工制作工业化,现场安装预制装配化程度高。销售、设计、生产可以全部采用计算机控制,产品质量好,生产效率高。(2)自重轻。降低了基础材料用量,减少构件运输、安装工作量,并且有利于结构抗震。(3)工期短。构件标准定型装配化程度高,现场安装简单快速,一般厂房仓库签定合同后2-3个月内可以交付使用。因为没有湿作业,现场安装不受气候影响。(4)可以满足多种生产工艺和使用功能的要求。轻钢建筑结构体系在建筑造型、色彩以及结构跨度、柱距等方面的选择上灵活多样,给设计者提供了充分展示才能的条件。(5)绿色环保轻钢建筑结构属于环保性、节能性产品,厂房可以搬迁,材料可以回收。(6)价格适宜。随着我国钢产量的增加,钢材价格的下调,竞争的激烈,轻钢结构建筑与同类砖混结构建筑相比,造价持平或略低。低层轻钢建筑指两层以下(含两层)的轻钢房屋建筑,主要有实腹式、门式刚架或排架,也可采用格构式构件。其各榀钢架(含端墙体系)靠墙梁、檩条和各类支撑体系,构成空间的承力体系。门式刚架轻钢建筑是我国当前最常见和最受欢迎的轻钢建筑形式,在国内低层金属建筑中占垄断地位,也是人们通常印象中的轻钢建筑。门式刚架轻钢建筑在空间尺寸上,-9m,并可适当加大,单体单跨宽以9-36m为宜,多跨可达100m以上;不设置温度分区的单体建筑平面尺寸可做到长300m,宽150m,采用温度分区等构造措施后,理论上其平面布置可不受尺寸限制,能较好地满足人们对建筑的布局灵活,使用空间大的要求。轻型钢结构是指这样一种结构:围护结构自重轻,承重结构截面小,标准化、自动化、机械化快速制作安装,并采用新结构钢材的新结构体系。它分为一般轻型和超轻型。一般轻型钢结构主要采用薄钢板焊接截面或冷弯薄壁型钢构件,典型的结构体系为门式刚架。也可采用轧制型钢板截面。超轻型轻钢结构主要采用压型钢板,冷弯薄壁构件和圆钢为承重构件,典型的结构体系是褶皱拱桥屋面。轻钢建筑的主结构、次结构、支撑体系、围护体系,形成一个空间三维的承力体系而共同工作,通常称为系统建筑(如图1-1)。图1-1门式刚架结构图轻钢结构主要体系有:焊接(轧制)门式刚架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系,多层框架结构体系、薄壁褶皱拱桥屋面体系、空间和张拉结构体系。轻钢结构适用范围:根据我国目前情况来看,这种结构由于其用度广、优势明显,已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。通常以H型钢,采用焊接连接作为梁柱,以C形或Z形轻钢板作擦条;对单层工业厂房,以彩色压型刚板或夹芯彩钢板(EPS板)作屋面,对多层工业厂房或办公楼,楼面或屋盖系统用压型彩色钢板作面层,上面可浇混凝土,加上适当的构造措施,压型钢板可起受拉钢筋的作用,必要时也可以再增加钢筋;围护结构可采用单层或夹层压型钢板,夹层板内部可充填各种保温层。目前在我国门式刚架结构的设计、制作、安装技术己日趋成熟,每年新增建筑面积近20万平方米,应用范围包括各类轻型工业厂房、体育场馆、娱乐场所等公共建筑,仓库及储运设施,超市、零售和商业服务等。据最近几年的统计资料表明,在我国已建成的100幢超高层建筑中钢结构约占了7%,其中引人注目的如大跨度房屋结构(如钢屋架、钢网架、悬索结构、三铰拱架等,跨度可达60m甚至100m以上)、重型厂房结构(如重型机械制造业、钢铁联合企业许多车间的主要承重结构,“重”在吊车起重达百吨以上、作业繁重等)、大跨度桥梁结构、高耸结构(如高压输电塔架、桅杆结构等)和超高层房屋结构等。而刚框架结构刚度好,用刚省,便于安装,随着国民经济的发展和钢材价格的下降,钢结构的应用将愈来愈广泛。,在进行轻钢门式刚架结构研究时,必须把门式刚架结构的特点和钢结构的特点相结合。钢结构有着很多优点如:(1)强度高,塑性韧性好(2)钢结构的重量轻(3)材质均匀和力学计算的假定比较符合(4)钢结构制作简便,施工工期短(5)钢结构密闭性较好。但有着不耐火、不耐腐蚀、在低