2011年门式刚架轻钢设计培训一.ppt
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1、门式刚架轻钢结构设计技术,0. 引言 1. 门式刚架轻钢结构技术概述 1.1 钢结构建筑在我国的发展情况,1.2 门式刚架轻钢房屋的技术特点 1.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构组成 (1)主刚架系统:梁和柱+支撑 吊车梁系统:吊车梁+制动结构 (2)次结构系统:檩条和墙梁+拉条 (3)围护结构:屋面板和墙面板+各种泛水、包边板,1.2.2 主刚架系统: (1)平面受力体系,仅承受平面内各种荷载, (2)支撑体系解决刚架平面外的荷载及刚度 (3)主刚架支承次结构传来的荷载,但同时次结构反过来对主刚架提供侧向支撑作用以解决其稳定问题。 传力路径分析:山墙上的风荷载是如何传递的?,1. 2. 3 次
2、结构系统 次结构指屋面檩条和墙梁,它们支承围护板传来的荷载,但同时围护板反过来对次结构提供侧向支撑作用以提高其稳定;次结构受主刚架支承,但同时对主刚架提供侧向支撑作用解决其稳定问题。,1. 2. 4 围护板系统 围护板承受风、雨、雪、施工等荷载,受到次结构支承,但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。 这三大结构系统组成一个完整的全钢结构体系,它们之间的相互支持、约束关系,使得这种结构体系可以得到非常经济合理的结构形式,得到极为广泛的应用。,1.2.5 与普通钢结构相比的技术特点: (1)结构自重轻,上拨风吸力大于屋盖自重,需考虑风吸力作用下的工况 (2)地震力一般不控制设计,使结构能够做得轻巧
3、细长 (3)围护板之蒙皮效应作用,使结构具有良好的空间效果,2. 门式刚架轻钢结构设计基本理念 2.1门式刚架的使用范围: 1、主要承重结构:单跨或多跨实腹门式刚架; 2、具有轻型屋盖和轻型外墙; 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1A5工作级别吊车或5t悬挂吊起重机(3t); 4、刚架单跨跨度不大于36m,檐口高度不大于18m,柱距不大于12m; 5、门式刚架房屋的外墙也可以为砌体,相关要求见CECS102 第4.4.3条 6、由于构件截面较薄,不适于有强侵蚀介质的环境。 钢结构应进行哪些方面的计算?,2.2 强度设计概念 (1)线弹性理论概念 (2)钢材弹塑性的重要性 (3)动荷载作
4、用下的疲劳强度,2.3 构件整体稳定设计概念 2.3.1 弯扭失稳的物理意义,2.3.2 提高构件整体稳定的措施,(1) 加宽受压翼缘,(2) 加侧向支撑,侧向支撑需满足受力条件(包括稳定条件):,侧向支撑需满足刚度条件:弹性支座刚度,2.3.3. 整体稳定计算要点 (1) 稳定曲线的意义 稳定系数的概念: 稳定系数与长细比有一一对应关系。,(2) 计算稳定的关键是解决计算长度问题 对于杆件系统,基本以支撑节点间距作为计算长度; 对于刚架系统,判断有无侧移非常重要:强支撑(无侧移)、弱支撑、无支撑(有侧移); 钢结构设计规范附录D,计算长度是一个相对的概念:当某柱轴压力大,受到无轴压力的柱子支
5、持时,稳定性增加,意味计算长度要减少;反之,无轴压力的柱子支持其他有轴压力柱子时,稳定性减少,意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下钢规与门规的计算长度区别;,(3) 压弯构件的稳定计算: 平面内: 平面外: 大头与小头问题,除Mx 和Wex 用大头外,其余的计算全部按小头(包括 b); 问:屋面斜梁需要计算平面内稳定吗?,2.4 局部稳定设计概念 2.4.1 局部失稳的物理意义,2.4.2 提高局部稳定的办法 (1) 减小高厚比,宽厚比:加厚板件用钢量增加; (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况? (3) 设纵向加劲肋:针对什么情况?,2.4.3 局部稳定计算 构造措施与计算结合 问:如何理
6、解开根号的意义?用Q235 的钢材能否用Q345替换?,局部稳定曲线,2.4.4 屈曲后强度利用: (1)全张拉应力场 利用加劲肋和梁翼缘的刚度,(2) 有效截面设计方法,2.5 刚度条件设计概念 2.5.1 为使用状况考虑的刚度条件 控制构件的变形注意用钢量问题 2.5.2 为稳定考虑的刚度条件: (1)整体刚架:P-效应问题; (2) 支撑的刚度:保证对被支撑构件提供稳定 (3)构件刚度:关于控制压杆的长细比问题,3. 门式刚架轻钢结构实用设计 方法及其问题讨论 3.1 初步确定设计方案 (1)根据建筑设计图确定柱网布置:跨度、柱距和建筑高度。 (2)根据以下原则确定柱底是刚接或铰接 吊车
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