浅析房屋门式刚架结构设计.doc

浅析房屋门式刚架结构设计     摘要:在应用广泛的门式刚架轻型房屋结构设计中,最为困难的是对檩条的设计计算。困难来自于两方面:首先,在设计规范或规程中无简单实用的计算公式供设计人员采用;其次,为节省钢材,轻钢结构中的檩条除用于承担梁的功能外往往兼作支撑体系中的压杆,同时还通过隅撑对门式刚架的梁和柱提供侧向支承。如果考虑门式刚架轻钢房屋中的蒙皮效应,则檩条的构造和受力计算更为复杂。檩条通常由薄钢板冷弯成型,计算中还需考虑屈曲后的有效截面等问题,因此,精确计算檩条的承载能力非常困难。关键词:房屋设计门式刚架檩条 1门式刚架结构的特点下面讲一下我们常见的门式刚架结构。门式刚架轻型房屋,其结构一般由主骨架和支撑系统构成,主骨架包括:1)主受力构件-门式刚架;2)墙架;3)檩条等;支撑系统包括:1)刚架柱之间的垂直支承;2)刚架梁之间的水平支撑;3)刚性系杆、拉条;4)隅撑等; 从以上的构成可以看出,支撑系统占有很大的比例,这也是轻钢结构的特点。门式刚架房屋上作用的荷载一般有:竖向荷载(结构自重,雪荷载,积灰荷载,)和水平荷载(风荷载,吊车刹车力),还有地震荷载(水平和竖向)。由于轻钢结构自重较轻,所以对地震的反应也较轻,这一点对抗震非常有利。 2门式刚架各构件的作用门式刚架,建筑物上的各种荷载主要由它承担并将其传给基础,刚架与基础的连接有刚接和铰接两种形式,一般宜采用铰接,当水平荷载较大,房屋高度较高或刚度要求较高时,也可采用刚接。刚架柱与斜梁为刚接。刚架的特点是平面内刚度较大而平面外刚度很小,这就决定了它在水平荷载作用时,可承担平行与刚架平面的荷载,而对于垂直刚架平面的荷载却无能为力。墙架,主要承担墙体自重和作用于墙上的水平荷载(风荷载),并将其间接传给主体结构。檩条,承担屋面荷载,并将其传给刚架。檩条还通过螺栓与每榀刚架连接起来,与墙架梁一起与刚架形成空间结构。由于檩条和墙架梁之间都是由螺栓连接的,连接点近似于铰接,又由于檩条和墙架梁的长细比都较大,在平行于房屋纵向荷载的作用下,其传力刚度有限,所以有必要在屋面的各刚架之间设置一定数量的刚性系杆。我们刚才说了,刚架平面外的刚度很小,这样,我们必须设置刚架柱之间的柱间支撑和刚架梁之间的水平支撑,使其形成具有足够刚度的结构; 由于檩条和墙架的平面外刚度小,所以,有必要设置拉条(增加支撑),以减小在这个方向的长细比; 对于刚架斜梁,一般是上翼缘受压,下翼缘受拉,上弦由于檩条相连,一般不会出现失稳,但当屋面风荷载吸力作用时斜梁下翼缘有可能变号受压从而失稳,因此,设置隅撑就十分必要了。另外门式刚架与基础是通过地脚螺栓连接的,当水平荷载作用形成的剪力较大时螺栓就要承担这些剪力,我们一般不希望螺栓来承担这部分剪力,在设计时我们也没考虑它的作用,而是设置刚架柱脚与基础之间的剪力键来承担这部分剪力。 3判断结构是否适合用轻钢结构是否为轻钢,可以根据结构承受荷载的大小,以及结构类型来定的。1、楼、屋面结构体系:如果是钢筋混凝土楼、屋面板,荷载较大就不能用轻钢结构;2、吊车荷载:如果有较大吨位的吊车就不符合轻钢结构的要求;3、结构体系:要是建筑物为多层,或是比较高的单层结构也不宜按轻钢设计。 4Z型连续搭接檩条的内力计算和挠度在连续檩条内力计算中,荷载分布情况对内力计算值影响很大。自重(恒载)总是均匀满布的,雪载与风荷载也应