门式刚架基本设计之构造要求

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门式刚架基本设计之构造要求

单层门式刚架结构墙梁，支撑有哪些设计要点

门式刚架的设计规范

门式刚架设计刚架最优间距是多少？

一、门式刚架基本设计之构造要求

钢结构构件的壁厚和板件宽厚比应符合下列规定：

1.用于檩条和墙梁的冷弯薄壁型钢，壁厚不宜小于1.5mm。用于焊接主刚架构件腹板的钢板，厚度不宜小于4mm；当有根据时，腹板厚度可取不小于3mm。

2.构件中受压板件的宽厚比，不应大于现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018规定的宽厚比限值；主刚架构件受压板件中，工字形截面构件受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比，不应大于15；工字形截面梁、柱构件腹板的计算高度与其厚度之比，不应大于250。当受压板件的局部稳定临界应力低于钢材屈服强度时，应按实际应力验算板件的稳定性，或采用有效宽度计算构件的有效截面，并验算构件的强度和稳定。

1 受压构件的长细比，不宜大于下表规定的限值。

受压构件的长细比限值

构件类别

长细比限值

主要构件

180

其他构件及支撑

220

2 受拉构件的长细比，不宜大于下表的限值

受拉构件的长细比限值

构件类别

承受静力荷载或间接

承受动力荷载的结构

直接承受动力荷载的结构

衔架杆件

350

250

吊车梁或吊车衔架

以下的柱间支撑

300

---

除张紧的圆钢或钢索支撑除外的其他支撑

400

---

注：1 对承受静力荷载的结构，可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比；

2 对直接或间接承受动力荷载的结构，计算单角钢受拉构件的长细比时，应采用角钢的最小回转半径；在计算单角钢交叉受拉杆件平面外长细比时，应采用与角钢肢边平行轴的回转半径；

3 在永久荷载与风荷载组合作用下受压时，其长细比不宜大于250。

当地震作用组合的效应控制结构设计时，门式刚架轻型房屋钢结构的抗震构造措施应符合下列规定：

1工字形截面构件受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比，不应大于

13；工字形截面梁、柱构件腹板的计算高度与其厚度之比，不应大于160；

2在檐口或中柱的两侧三个檩距范围内，每道檩条处屋面梁均应布置双侧隅撑；边柱的檐口墙檩处均应双侧设置隅撑；

3当柱脚刚接时，锚栓的面积不应小于柱子截面面积的0.15倍；

4纵向支撑采用圆钢或钢索时，支撑与柱子腹板的连接应采用不能相对滑动的连接；

5柱的长细比不应大于150。

一、单层门式刚架结构墙梁，支撑有哪些设计要点

支撑系统的主要作用是：1）纵向刚性系杆传递纵向水平力。2）水平支撑形成局部刚域，抵抗在柱间和屋面梁间传递的水平力作用。3）隅撑的作用则为约束I型截面远端翼缘板，起到远端翼缘板平面内支座作用，避免形成局部屈曲；或出平面支点作用，减小翼缘板的出平面计算长度，从而控制出平面稳定性。4）全部支撑系统与檩条或墙梁以及刚架一道组成空间体系，参与空间协同工作。刚性系杆构件主要选用型钢和钢管，与刚架通过螺栓铰接，截面大小一般按压杆稳定性要求或通过受力计算来决定。设置主要考虑在刚架转角和屋脊联结处（其中屋脊处的刚性系杆，可由用于此处屋脊构造需要的，刚度较大的双檩条及联结所代替）。另外，刚性系杆的间距主要取决于刚架构件的出平面稳定性要求，一般应为：在刚架斜梁上12—18m之间，在刚架柱上约8m左右，否则应考虑在其间增设。强调一点的是，刚度较大的吊车梁等均可作为刚性系杆考虑。水平支撑主要分为拉杆支撑和压杆支撑两类（又称拉力系统和压力系统）。拉力系统主要用于抵抗较小的水平力作用，和用于水平位移和变形要求不严格的建筑，而后者则相反。两者的界限参考上海地方轻钢规程规定，为后者吊车吨位应大于5t。水平支撑设置的最佳位置应考虑在每个温度单元居中设置，并要求屋面梁间和柱间水平支撑须设在同一开间，同时支撑间距按规程规定不宜大于60m（有吊车时），无吊车时，支撑间距宜为30~45m。另外，建筑的端部第一或第二开间，以及温度缝两侧开间，考虑空间协同作用的需要，也要设置水平支撑。水平支撑的构件截面大小主要决定于纵向水平力作用，须经受力计算来确定。隅撑构造是连接于I型截面的远端翼缘和檩条或墙梁之间，起I型截面远端翼缘板的板件约束和平面外支点作用。隅撑设置主要在I型截面远端翼缘板的受压区，间距应符合避免翼缘板板件屈曲的条件和刚架平面外稳定性计算要求，目前主要按构造要求设置，取间距3m左右。隅撑杆件截面型式多选用小型钢，规格大小须经过受力计算来确定。

二、门式刚架的设计规范

目前采用的是“门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-2002”，在进行屋面檩条和墙面檩条设计过程中可参照“冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002”，两套规范在设计檩条的过程中的区别就在于：根据“冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002”，当拉条位于远端时，可以认为当檩条远端翼缘受压时，拉条起到平面外支撑，可减小檩条的计算长度。

三、门式刚架设计刚架最优间距是多少？

刚架的间距与刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关，当刚架跨度较小时，选用较大的间距，会增加檩条的用钢量是不经济的。刚架规范规定，刚架柱距宜为6m，7.5m，9m，最大可采用12m。
经过大量计算发现，随着柱距的增大，刚架的用钢量是逐渐下降的，但当柱距增大到一定数值后，刚架用钢量随着柱距的增大下降的幅度较为平缓，而其他如檩条、吊车梁、墙梁的用钢量会随着柱距的增大而增大，就房屋的总用钢量而言，随着柱距的增大先下降而后又上升。
因此，在一定条件下，门式刚架存在着一最优间距，下表列出在一般情况下不同跨度所对应的最优间距：
　　跨度（m）
最优柱距（m）
　　
9---12m
　　5.5m
　　12---18m
　　6m
　　18---36m　　
67.5m
　　36---35m
　　7.59m
　　一般情况下，门式刚架的间距应在69m之间，超过9m时，屋面檩条与墙架体系的用钢量增加太多，综合造价并不经济。