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鋼結構廠房屋面結構要怎樣設計

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鋼結構廠房屋面結構要怎樣設計

發布日期:2020-10-20 作者: 點擊:

  隨著建筑業的不斷發展,輕鋼結構廠房的屋面形式多樣,可根據業主的要求選擇美觀、經濟、實用的屋面形式。一般結構形式包括鋼梁或鋼屋架結構、圓管屋架結構、網架結構等。現以梁和檁條鋼結構為主要承重構件的輕鋼屋面為研究對象,介紹其設計過程,總結常見問題及處理方法。


  首先要分析的是負載的值。南方建筑主要考慮的荷載有恒載、活載和風荷載。當生產過程中有大量工廠及其相鄰建筑排放灰渣時,也應按GB 50009-2001(《建筑結構荷載規范》)(以下簡稱《荷載規范》)考慮房屋面積的灰渣負荷。恒荷載,一般小于0.3KN/m2,有保溫層,按實際計算;活荷載,屋面不取0.5 KN/m2的值,當只有一個可變荷載且荷載水平投影面積超過時;超過60 m2時,屋面均布活荷載標準值應為0.3 KN/m2,可根據實際情況選擇,做到安全、合理、經濟。風荷載,按《荷載規范》的有關規定;荷載組合,荷載組合應按恒載控制荷載組合和活載控制荷載組合分別計算。


  二、輕鋼結構屋面主要構件的受力情況、強度和穩定性計算。對于由鋼梁和檁條,組成的屋頂,外部荷載通過壓型鋼板(彩鋼瓦)均勻地傳遞到檁條。從檁條到鋼鐵梁,鋼鐵梁是通過鋼板支架傳遞到柱,然后到基礎。由于鋼梁與混凝土柱之間的連接采用不同的材料,很難進行剛性連接,計算中往往簡化為鉸,所以鋼梁簡化為簡支梁或連續梁,鋼梁的強度可以很容易地用標準公式計算,但鋼梁的穩定性需要結構措施。在許多情況下,鋼的梁強度還沒有達到極限應力值,穩定應力已經超過要求。因為如果截面的側向彎曲剛度和扭轉剛度不足(如窄而高的工字形截面),梁可能會在截面形成塑性鉸之前圍繞弱軸Y軸突然側向彎曲,同時會隨著扭轉變形而破壞。為了加強抗彎和抗扭剛度方法,增加梁方法的橫截面也是有效的,從而減小了梁,受壓法蘭的自由長度,從而減小了橫向支撐中點間與梁Y軸的長細比。


  在輕鋼結構設計中檢查鋼梁的強度和穩定性時,應注意“應力比”問題,即計算應力與極限應力之比,詳見《鋼結構設計規范》第4.2節。這是因為施工中出現的各種誤差使鋼結構本身的極限應力達不到試驗得到的極限應力,所以設計中要有意識地將應力比設置為1,并控制好在0.8以下。


  第三點需要說的是車頂支撐系統。輕鋼結構廠房的屋面支撐體系雖然不是主要承重構件,但卻是連接屋面的主要承重構件的重要組成部分。支撐系統的合理有效布置可以使廠房具有足夠的強度、剛度和穩定性。屋面支撐體系可分為上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、豎向支撐和系桿等。上弦桿水平支撐為屋頂提供穩定性,并為主要構件(鋼梁、弦桿等)提供橫向支撐點。),主要設置在房屋兩端首柱之間或橫向溫度伸縮縫段兩端,但為了保證上弦水平支撐的有效作用,設置間距不應超過60米;當沒有懸掛設備且跨度不大時,可以省略下弦桿的水平支撐;豎向支撐的作用是使相鄰屋架組成的四面體與上下弦桿的水平支撐形成空間幾何不變體系,保證屋面整體穩定,設置在鋼梁的中部和兩端,設置數量視跨度而定;為了保證沒有橫向水平支撐的屋頂的橫向穩定性,傳遞水平荷載,在橫向水平支撐或垂直支撐的連接處沿房屋的縱向長度設置系桿,一般可以使用角鋼或圓鋼。


  一般輕鋼結構廠房的支撐桿受力很小,不需要計算,可以根據結構要求和允許長細比選擇截面。當交叉斜腹桿體系的支撐桁架作為支撐體系時,該體系屬于超靜定體系。在聯合荷載作用下,可考慮將部分斜構件退出工作,簡化為靜定體系,然后檢查截面是否滿足要求。


  第四,鋼梁的拼接節點和輕鋼結構鋼梁與鋼柱的連接節點是主要的計算節點。為方便運輸,一般每根梁不得超過12m。然后根據節點的受力情況和連接形式進行計算,檢查是否符合結構要求,由于螺栓安裝工藝對螺栓間距有一定要求,詳見《鋼結構設計規范》。鋼梁和混凝土


  對于立柱的連接,需要設計支撐底板的厚度和連接螺栓的尺寸。底板厚度由承載反力產生的彎矩決定,一般為12 mm ~ 16 mm,加勁肋厚度與底板相同。螺栓應為帶雙螺母的螺栓。預埋螺栓需要有足夠的錨固長度,詳見混凝土結構。


  一般來說,單層廠房輕鋼屋面結構的設計是基于安全、合理、可行、經濟的原則。設計人員不僅要按規范設計,還要考慮實際情況,如鋼材質量指標、焊接工藝、安裝工藝等。除了滿足強度要求外,還應注意各種結構措施的應用,了解設置各種結構措施的原因,避免因結構措施設置不當而破壞結構的穩定性。


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關鍵詞:重慶鋼結構廠房,鋼結構廠房,鋼結構設計

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