单层门式刚架轻型房屋钢结构设计探讨.doc

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1、单层门式刚架轻型房屋钢结构设计探讨王辉，曹素清，代丽(鞍钢集团工程技术有限公司，鞍山，114021)摘要：阐述了单层门式刚架轻型房屋的钢结构和轻型围护门式刚架普通钢结构设计中需要重视的问题，并提出了相应的解决方法。关键词：单层门式刚架轻型房屋；钢结构；轻型围护1前言近些年来，门式刚架轻型钢结构建筑因其具有质量轻、柱网布置灵活、工业化程度高、施工周期短和综合经济效益高的特点，在工业建筑中得到广泛应用，但在鞍钢内部工程设计中轻型钢结构的设计仍然受到重型钢结构厂房设计思路的束缚。本文从现有的设计经验出发，阐述了氓层门式刚架轻型钢结构设计中遇到的问题与解决方法，意在总

2、结经验，并与同行探讨。2设计中需要重视的问题2.1抗震设计《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)的9.2中列入了单层钢结构厂房，在条文说明中指出：“m层钢结构厂房在地震中破坏较轻，但也有损坏或坍塌的。因此，单层钢结构厂房进行抗震设防是必要的。本次修订仍不包括轻型钢结构厂房。”也就是说，新抗规对轻型钢结构厂房的抗震未作规定。关于是否需要进行抗震设计，笔者认为以下几点可供参考：(1)GB50011—2010将7度0.15g及以上列为强震。为了和新标准协调，7度0.15g及以上还是要进行抗震设计的。(2)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：

3、2002)(以下简称《规程》)的主要编制人曾对厂房钢结构的抗震提出如下意见：厂房钢结构的特点是，有的受地震控制有的不受地震控制，当不受地震控制时，可•不考虑抗震。此建议对门式刚架是适用的。(3)有吊车时，应考虑抗震要求。(4)对于大跨度结构，应考虑抗震要求。2.2厂房纵向结构形式通常厂房纵向在端部和中部设置柱间支撑，但如因特殊需要或T.艺布置，特别是乏跨厂房,厂房纵向无法设法设间支撑时，可将厂房纵向设计成框架形式。但是，需要特别注意的是刚架柱的平面外长细比不得超过《规程》中规定的180的限制。因为从匚程设计的实践经验出发，对于•柱脚皎接的门式刚架在厂房纵向设计

4、成框架形式时，边福刚架柱的平面外长细比要远远大于中间棉刚架柱的平面外长细比，容易出现超限的情况，不可•忽视。2.3刚架节点域近些年，随着门式刚架轻型钢结构的广泛应用，相应的研究也进行得越来越深入和广泛,已有研究提出，行点域斜加劲肋十分必要，建议作为必要的构造措施来对待，而不是按《规程》规定的“不满足剪切强度要求时设置”。同时，陈绍蓄老师提出按《规程》设计的轻型门式刚架达不到刚节点的设计要求。《规程》(CECS102：2002)的节点域采用了类似高钢规程中的强度计算公式，而门式刚架柱的腹板•般较薄，节点域因而也很薄。高钢规程中对节点域承载能力不足时要求补强，而《

5、规程》(CECS102：2002)却没有要求补强，只提出不足时设置斜加劲肋。山此，导致按理想刚架进行内力计算而实际结构又达不到理想刚架要求，确实不妥，有可能引发安全问题。为了消除这种不合理的情况，节点域也要适当加厚。2.4优先采用钗接刚架柱柱脚刚架柱柱脚的连接方式有两种：皎接与刚接。一般情况宜用皎接。柱脚钗接的好处-是柱脚处只有剪力和轴力，无弯矩，其基础受力比较简也接近轴心受氏状态，基础地而积较小；二是柱脚可设计为只设•对或西对地脚螺栓的平板支座，既节省材料又方便施而当「•业厂房设有吊车时，柱脚选用刚接；或当厂房工艺要求较高时，柱脚也要做成刚接，能够减小厂房顶

6、点侧移。但有时设计人员却将原本可以按照饺接设计的柱脚习惯性的设计为刚接，因基础底面处轴力很小弯•矩很大，成为大偏心受压状态，使基础地面积不得不做得很大,造成不必要的浪费。因此，当条件允许时，钢架柱柱脚应优先采用钗接柱脚。2.5橡条和墙梁橡条和墙梁的常用形式为C型或Z型，C型最为多用。墙梁的端部连接用简支形式，为了减小墙梁在竖向荷载作用下的计算跨度，提高墙梁的稳定性，常在模条和墙梁上设置拉条，利用斜拉条将拉力传给刚架梁和柱。而设置拉条也有它的弊端，-方面钉孔削弱了截面强度，计算时容易忽略此影响;另•方面，施工繁琐，增加施工工序。笔者结合近些年的工程设计经验，逐步

7、引入矩形空心型钢作为楝条和墙梁，这种截面形式在多数情况下平面外稳定能够满足要求血无需设置.拉条，因没有钉孔，对截而强度无削弱，强度计算不受影响。血不设置拉条也免了去增加工序、施工繁琐的困扰。3引入轻型钢结构设计思路现行《规程》对结构的跨度、柱距、高度和吊车吨位有-•定的要求：跨度宜为9〜36m,柱距宜为6〜9m,柱高4.5〜12m；设置桥式吊车时，宜为起重量不大于20t的中、轻级工作制(A1〜A5)的吊车；设置悬挂吊车时，其起重量不宣大于3to当不满足该限制条件时，不能按现行《规程》进行设计，必须按照《钢结构设计规范》(GB50017—2003)进行设计。笔者

8、结合近些年的「•程设计经验，在普通钢结