开云体育 开云平台开云体育 开云平台(1)地基与基础设计中存在的问题和改进措施:如果建筑有地下室,在地下独立基础设计中,往往没有对建筑沉降导致的附加应力影响充分考虑和重视,那么就会影响到地下室底板的承载能力,导致有裂缝问题出现于混凝土上。特别是房屋建筑采用了天然地基,那么这个问题就更加突出,虽然沉降问题是肯定会发生的,但是房屋建筑如果有较小的沉降量,就可以将褥垫等处理措施设置于地下板和持力层之间。如果建筑物有地下水,并且有着较高的地下水位,那么就需要对建筑的防水与降水功能充分重视,特别是柱下承台的形式基础,需要对这个问题尤其重视。基槽地模有着非常复杂的形状,那么就会有很多的阴阳角和放坡产生,这样就给防水技术的应用带来了较大的难度。为了促使有地下水位的建筑物防水功能得到提高,就需要对不同季节下建筑物受到水位的影响充分考虑,将包络图给求出来,然后才可以进行防水措施施工。在计算地下室底板和外墙配筋的过程中,假设条件很容易不符合于实际情况。一般来讲,在计算地下室底板和外墙配筋的过程中,地下室底板配筋的计算方式不符合于外墙配筋的计算方式。在计算外墙配筋的过程中,将底部固结和顶板铰接的方式应用到过来,但是却将单向板计算方式应用到底板配筋计算中,这样在计算配筋的过程中,结算结构往往不符合于实际情况。那么针对这个问题,就需要对配筋的计算方法进行统一,对其进行必要的规范。统一规范,促使人们了解到单向板计算方式和底部固结和顶部铰接计算模型的应用范围,避免出现此类问题。在天然地基锥体独立基础设计的过程中,基础坡面的坡度往往设置的不够合理,在三分之一以上,那么就给混凝土捣实工作带来了很大的难度,经常将人工拍打振捣的方式应用过来,那么混凝土强度均匀性就无法得到保证。针对这种情况,尽量需要避免将锥体独立地基设置于天然地基上,阶梯型基础可以优先选用。在对地下独立基础之间的拉梁进行设计时,往往与普通的拉梁设计方法所类似,没有充分考虑其他的一些影响因素;针对这种情况,就需要对梁坡上扩散角内土的重量充分重视,这样拉梁结构的稳定性才可以得到保证。(2)上部结构设计中的问题及改进措施:首先是框架-剪力墙结构设计问题,在框架剪力墙设计过程中,有时候无法均匀布置剪力墙,或者单肢有着较大的刚度,这样就会对梁板等构件的设计造成一定程度的影响。集中应力,如果有应力破坏问题的出现,将会导致严重问题的发生。那么就需要对这些问题的原因充分考虑,避免此类问题的出现,如果采用的剪力墙刚度是第一级别,那么就需要保证其墙肢数不小于4,以此来分散应力。要将框架结构多层设防的原则严格遵守下去,层层设防,促使剪力墙的防御能力得到强化,对外来的破坏力进行有效抵抗。同时,还需要将做大放小的原则来应用过来。用强柱弱梁以及强剪弱弯的形式来设计剪力墙的梁和柱。(3)强柱弱梁和强剪弱弯的结构设计要求实现难度较大,如果在结构设计时,采用的是强柱强梁或者强剪强弯原则,那么就会有巨大的破坏力产生,因此,我们就需要将强柱弱梁以及强剪弱弯的结构设计原则给应用过来。但是在实践过程中,却无法有效实现这种结构设计方式的延性设计理念。特别是我国在相关的抗震设计规范中,通常将轻度震级的地震作为主要防范内容。如果出现了较大震级的地震,就会影响到钢筋混凝土结构中梁柱的稳定性,并且也无法保证可以先倒塌梁,后倒塌柱。因此,就需要结合我国具体情况,来对相关的抗震设计规范进行修改和完善,对建筑抗震设计要求进行完善,促使强柱弱梁以及强剪弱弯的设计原则得以有效实现。(4)挑梁变形和墙体外闪问题,因为钢筋混凝土结构有着较大的局部受力,那么就会有挑梁变形和墙体外闪等问题的出现;针对这种情况,就可以将构造柱设置于悬挑的挑梁端头,构造柱就可以有效连接每层的挑梁,通过这样的结构设计方式,就可以将挑梁变形和墙体外闪问题给有效消除掉,因为即使有过大的受力集中于局部位置,在挑梁的作用下,也可以向其他各层结构中传递,这样就可以对压力进行有效的分散。(5)其他一些问题:上面所讲的都是一些重要的设计问题,还有一些细节问题需要重视。比如在不同的条件下,如何对钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度进行取值,框架梁端纵向受拉钢筋配筋率问题等等。在相关的建筑结构设计规范中都明确的标注了这些钢筋结构设计中的细节问题,因此,相关的设计人员就需要努力学习,对相关的规范要求进行了解,结合要求来对钢筋混凝土结构进行设计,控制失误的出现。
通过上文的叙述分析我们可以得知,随着时代的发展,钢筋混凝土结构在房屋建筑中得到了较为广泛的应用,它的应用,具有一系列的优势,可以将钢筋和混凝土的优势综合发挥出来。但是在钢筋混凝土结构设计中,还存在着一些问题,影响到了钢筋混凝土结构房屋设计的质量,需要引起人们足够的重视。通过上述的几个方面探讨钢混结构房屋设计中的问题,希望可以提供一些有价值的参考意见。
房屋钢筋混凝土建筑结构设计应符合建筑工程相关规范标准,在设计过程中应满足以下几点要求,做好钢筋混凝土建筑结构施工建设和管理维护。其一,安全性,房屋建筑结构应具有较高的强度和稳定性,一旦发生突发事故,例如地震,地震波及范围较广、破坏力大,应确保钢筋混凝土建筑结构依然还能保持良好的牢固性,避免建筑结构倾斜或者倒塌发生严重的安全事故;其二,适用性,在房屋建筑使用年限之内,钢筋混凝土建筑结构设计将必须满足其各种使用要求,保持良好的抗变形、抗裂缝和抗震性;其三,耐久性,按照房屋建筑工程要求,相关施工材料应保持较高质量,利用钢筋混凝土建筑结构来稳定房屋建筑框架[1],在合理使用年限内建筑结构应保持稳定性和耐久性。
根据房屋建筑施工设计要求,合理选型,优化剪力墙结构设置,结合房屋建筑的分隔交接形式,设计短肢剪力墙,选择Z字型、十字型、L字型、T字型等[2],使钢筋混凝土结构保持较大的纵横刚度和较高稳定性。同时,优化房屋建筑钢筋混凝土结构体系,掌握钢筋混凝土结构设计重点,在保持房屋建筑上部结构和地基基础稳定性的基础上,充分考虑到房屋建筑外观设计,适当减小钢筋混凝土结构刚度。按照房屋建筑转换层刚度比,将上下层转角值控制在1,层间位移限值和定点位移值应满足施工设计要求,采用有效的防护措施,在增加钢筋混凝土侧向结构刚度的基础上科学设计水平加强层,增大抵抗外柱的剪切力。另外,房屋钢筋混凝土建筑结构设计应满足相关规范标准,特别是抗震标准,严格控制房屋建筑结构高度,根据房屋建筑施工建设规划,确定是A级高度或是B级高度,设计时严禁超过相关规范标准,确保房屋钢筋混凝土建筑结构的稳定性和抗震性。
合理的构造措施是房屋钢筋混凝土建筑结构设计关键,当前我国房屋建筑快速发展,应尽量采用现代化构造措施,提高房屋建筑的安全系数和使用寿命。对于相关构造措施,应注意以下两方面内容,一方面对于房屋建筑施工设计要求不能留设施工缝或者框架结构长度相对较长,甚至超过限值标准,这时应对房屋建筑结构进行混凝土补偿浇筑施工,强化钢筋混凝土框架结构,科学预测突发状况,一旦发生自然灾害,必须确保房屋建筑框架结构具有较高的承载能力,避免倾斜或者垮塌;另一方面,对于房屋建筑大跨度的框架柱,柱网和平台梁相连接,结合施工设计要求,楼梯间横柱采用短柱,要对于整个柱子全高进行箍筋加密[3],在房屋建筑施工过程中经常会忽略梁柱、楼梯等环节,因此应严格按照钢筋混凝土建筑结构设计要求,改进构造设计,提高建筑结构施工进度和施工质量。
房屋钢筋混凝土建筑结构设计在保障稳定性和安全性基础上,还应考虑到其经济性,降低钢筋混凝土建筑结构设计难度,减少施工建设成本。在设计房屋钢筋混凝土建筑结构时,应合理选择高强度的钢筋和混凝土材料,房屋建筑施工造价包括钢筋混凝土建筑结构的材料费用、施工费用和基础物料费用等,而用钢量和构筑物尺寸、截面积对于房屋建筑造价有着直接影响,所以在确保房屋建筑工程质量的前提下,应尽量减少用钢量,在确保钢筋混凝土建筑结构设计阶段,选择高强度的钢筋材料和C30混凝土材料,充分发挥钢筋混凝土的使用效果,节约建筑材料成本。同时,相关设计人员应考虑到房屋建筑工程施工现场实际的水文、地质情况,一旦遇到软土地基,由于地基土层的稳定性较差,要合理使用高强度钢筋和混凝土,优化构建物截面积,减少重力荷载对于钢筋混凝土建筑结构的荷载压力,降低基础设施的施工难度,提高房屋建筑工程质量和经济效益。
房屋钢筋混凝土建筑结构设计应按照相关设计规范,解决钢筋混凝土施工技术问题,发挥建筑结构设计单一目标和多种目标的综合效果,优化钢筋混凝土建筑结构方案,提高设计的合理性和科学性,特别注意增强建筑结构的耐久性,钢筋混凝土结构在房屋建筑中发挥着重要的支撑作用,在房屋建筑工程规定的使用年限内,确保其各项性能满足使用要求,但是在实际应用中,很多房屋建筑结构都不符合耐久性要求,房屋建筑工程后期使用过程中受到自然条件、周围环境等因素影响,其安全性和稳定性指数不断下降,为了提高房屋建筑结构的耐久性,设计人员应全面考虑到建筑材料和造价因素,结合钢筋混凝土变形特性和建筑结构受力情况,顶盖结构和框架结构施工过程中,增强填充墙结构刚度[4],提高房屋建筑工程的综合效益。
自20世纪90年代起,钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。门式刚架结构以其具有施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势,被大量应用于房屋、工业厂房、超市、仓库中,成为目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。下面就轻型钢结构设计要点谈一些看法。
冷弯薄壁型钢中厚度最小为1.5mm,焊接构件中厚度最小为3.0mm;板件宽厚比比较大,有时可达250,因此对制作、涂装、运输、安装都应有严格要求,防止构件局部变形和易受腐蚀。
在形成结构整体后,通过构件之间的连接,构件和屋面板、墙面板之间的连接,才会大幅度提高构件的抗扭刚度。因此在运输和安装时要有严格有效措施,防止构件发生扭转变形,同时要重视安装节点的连接,使能形成结构的整体刚度。
为了防止结构变形过大或发生振动,除应重视支撑体系外,还应十分重视屋面板、楼面板和墙面板的构造连接,使它们能参与结构整体工作,有效的增加结构刚度
如采用冷弯薄壁型钢等,因此对材料应有冷弯试验的要求,防止在冷弯过程中出现裂缝。
这对于抗震十分有利,在一般情况下,抗震不起控制作用。但需对结构的构造和支撑体系加以注意,应能形成空间的稳定体系,防止节点构造的局部损坏和整个结构的倒塌。轻型钢结构的自重对于风荷载作用是不利的。风作用的吸力会使屋面、檩条受力反向,因此要特别注意屋面板的连接,檩条下翼缘的稳定性,防止屋面在大风作用下被掀而破坏。
1.1活荷载:活荷载常取0.3 kN/m2,不上人屋面取0.5 kN/m2,但当仅有一个可变荷载且构件的荷载面积大于60 m2时,设计时可适当提高至0.5 kN/m2。
1.2风荷载:风荷载是根据现行门式刚架轻型房屋钢结构技术规程规定取值,至于风荷载体形系数是按照美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋体系手册》中有关小坡度房屋的规定。
目前钢结构的结构形式主要有以下几种:框架——框架梁、框架柱组成多层框架,用于高层超高层民用、公用建筑;排架——钢屋架、钢桁架,钢柱或砼柱组成,用于单层厂房工业建筑(中型、重型);刚架——钢柱、钢梁组成,用于单层厂房工业建筑;网架——钢或砼柱、标准杆件连续结合组成,用于大开间公用建筑;其它型式——特殊房屋例如奥运鸟巢等等。在设计时根据变形及经济性选择结构形式。
钢结构中伸缩缝主要分为温度缝、变形缝、基础梁伸缩缝,温度缝分纵向缝及横向缝,纵向温度缝长度不大于300m需设,横向温度缝长度不大于150m需设。门式钢架跨度大于40-50米需设置变形缝,一般设在突出部位或中断部位,基础梁伸缩缝长度不大于45m需设置。
钢结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。因此,只有从研究经济柱距入手,确定合理的柱距模数,才能使刚架轻型钢结构实现设计标准化、定型化、专门化。用轻质屋面材料代替传统笨重的预制钢筋混凝土屋面板,并采用轻型墙体材料,改变了传统工业厂房”肥梁,胖柱,重盖,深基”的做法。设计中可采用由预制钢筋混凝土限制的传统柱距模数,或采用新的模数化柱距,以降低用钢量指标。
钢结构跨度和刚架间距,是从总用钢量最少的角度来计算,刚架的跨度通常由使用要求确定,(包括次结构在内的用钢量的角度)而言,无桥式吊车和悬挂吊车时,刚架的钢跨度约为21-24m之间,大于36m就不经济了;当有桥式吊车时,其钢跨度大概在24-30m之间。有桥式吊车时的经济用钢跨度反而大于无桥式吊车时的经济用钢跨度,主要是因为吊车梁的用钢量在主结构(刚架与吊车梁)中所占的比重随钢架跨度的增加而减少,换言之,主结构的用钢量在总用钢量中所占比重随刚架跨度增加而减少。
(1))钢材质量等级的选择:一般非焊接的钢结构可选用A级钢;焊接钢结构,静载作用时应选用B级钢;焊接钢结构,动载作用时,应根据结构所处环境温度,选用C,D,E级的或特级钢,务必使钢材的脆性转换温度低于结构所处环境温度。对于有层状撕裂受力的结构部位的较厚钢板,应有抗层状撕裂的要求。对节点构造及受力状况复杂、工作环境条件恶劣的重型焊接钢结构,应提高对钢材质量标准的要求。重要钢结构钢材的质量等级选择宜提高。(2)强度等级的选用普通钢结构钢材的强度等级常常选为Q235或Q345;重型、超重型钢结构钢材的强度等级可选为Q345,Q390,Q420或更高强度等级的特种钢材;冷弯薄壁轻型钢结构,非焊接时可用A级,焊接时应用B级钢;一般可选用强度等级为Q235或Q345钢;超轻型钢结构及用于屋面、墙面的压型板的彩色涂层钢板可选用强度等级与Q235或Q345相当的钢材;当锁缝连接时应有良好的冷弯性能,必要时可补做多层卷筒压扁无损伤合格试验;当为压扣连接时宜选较高强度级别和韧性好的。
材料匹配是指焊材选用来说的,简单说就是:(1)焊材应与母材材质相当,像不锈钢耐热钢焊接。(2)强度相差不大,就高或就低具体看使用环境和使用条件等。
钢结构连接中一般采用ABC粗级螺栓,螺栓在构件上的排列时应考虑受力要求、构造要求、施工要求。
(1)受力要求:对于受拉构件,螺栓的栓距和线距不应过小,否则对钢板截面削弱太多,构件有可能沿直线或折线发生净截面破坏。对于受压构件,沿作用力方向螺栓间距不应过大,否则被连接的板件间容易发生凸曲现象。因此,从受力角度应规定螺栓的最大和最小容许间距。
( 2)构造要求:若栓距和线距过大,则构件接触面不够紧密,潮气易于侵入缝隙而产生腐蚀,所以,构造上要规定螺栓的最大容许间距。
(3)施工要求:为便于拧紧螺栓,留适当间距(不同的工具有不同要求)。施工上要规定螺栓的最小容许间距。
由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同,传至基础顶面内力是不同的,轻钢结构与传统的砼结构相比,最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力,对于固接柱脚,还存在较大的弯矩,在风荷载起控制作用的情况下,还存在较大的上拔力。柱底水平力会使基础产生倾覆和滑移,基础受上拔力作用,在覆土较浅的情况下,会使基础向上拔起,有关这方面的问题,后面再作详述。由于轻钢结构的这些受力特点,导致其基础设计与其它结构存在很大的不同,主要表现在以下几个方面: (1)基础形式 轻钢结构的柱网尺寸较大,上部结构传至柱脚的内力较小,一般以独立基础为主,若地质条件较差,可采用条形基础,遇到溶洞等不良地质条件,可采用桩基础,一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。
轻钢结构常见的柱脚形式有刚接和铰接两种,其受力是不同的,对于铰接柱脚,只存在轴向力N和水平力V,对于刚接柱脚,除存在轴向力N和水平力V之外,还存在一定的弯矩M,从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。
梁柱节点是钢结构中的关键连接部分,连接性能直接影响框架结构在荷载作用下的整体行为。实际的钢架梁柱连接应分为三类:刚性连接(具有较高的强度和刚度)、铰接连接(具有很大的柔性)和半刚性连接(刚度和强度介于铰接和刚接之间)。对于民建,梁与柱的连接是采用刚性还是铰接还需具体情况具体分析,如果做铰接,钢梁仅在腹板处采用高强螺栓连接,上、下翼缘无需进行现场焊接。这就是钢结构的现场安装程序大为简化,现场作业量大大减小,现场安装可以不受天气及季节的影响,钢结构的安装速度大大提高。此外,在节点及构件设计中,节点和构件可以标准化。节点较好处理,只承受剪力,但梁的型号较大;对于工业建筑,梁柱一般是做刚接,这是由于工业建筑结构承受的荷载一般较大而且还有较大的动力荷载。
支撑体系和刚性系杆在轻钢结构设置主要以下几个方面:(1)在每个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。(2)在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑,以构成几何不变体系。(3)端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定,一般取30~45m;有吊车时不宜大于 60m。(4)当房屋高度较大时,柱间支撑应分层设置;当房屋宽度大于60m时,内柱列宜适当设置支撑。(5)当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。(6)在刚架转折处(边柱柱顶、屋脊及多跨刚架的中柱柱顶)应沿房屋全长设置刚性系杆。(7)由支撑斜杆等组成的水平桁架,其直腹杆宜按刚性系杆考虑。 (8)刚性系杆可由檩条兼任,此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求,当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H形钢或其他截面形式的杆件。 门式刚架轻型房屋钢结构的支撑宜用十字交叉圆钢支撑,圆钢与相连构件的夹角宜接近45°,不超出30°—60°。圆钢应采用特制的连接件与梁、柱腹板连接,校正定位后张紧固定。张紧手段最好用花篮螺丝。在设有起重量大于15t桥式吊车的跨间,柱间支撑应参照第2章2.1.1.3节的要求设置。 当房屋内设有不小于5t的吊车时,柱间支撑宜用型钢支撑。当房屋中不允许设置柱间支撑时,应设置纵向刚架。
(2) 具有理想的保温隔热性能。轻钢结构采用全封闭式保温隔热防潮系统,温度变化小、热损失低。
(3) 具有显著的节能效果。轻钢结构热传导低,保温性能好,节能效果突出。
(6)全部可实现工厂化生产。轻钢结构完全工厂化生产,在施工现场组合安装,既减轻现场施工强度,又提高施工效率和工程质量。
(7) 结构的废旧利用率为100%,是真正的环保建材。这种超轻钢结构住宅从综合造价上看,不仅具有很好的性能价格比,而且有着框架结构 无法相比的优越性。
轻型钢结构房屋设计是目前比较常见的、运用比较广泛的房屋构造,它的设计缜密而又能保证建筑房屋的施工质量,同时也能够缩短施工工期,减少工程量。通过以钢架轻型房屋钢结构的设计为例对钢结构进行了简要的分析,可以看到轻型钢结构的运用还存在着一些问题,有些甚至十分严重。通过给出具体的应对措施或解决办法,希望能够为及时地、有效地解决轻型钢结构的实际运用问题,使其能够大大地提高房屋的施工效率和保证房屋的高质量。
[2]弓晓芸.轻钢结构体系的发展与展望[J].工业建筑.1995(7).
[4] 林红.钢管混凝土格构式柱节点连接计算.钢结构,2003,18(6):36~39
[5]王元清,王春光.门式刚架轻型钢结构工业厂房最优柱距研究.工业建筑,1999,29(6):49~51
[7] 轻型钢结构设计指南(实例与图集)编辑委员会.轻型钢结构设计指南(实例与图集).北京:中国建筑工业出版社,2000
与其他材料的结构相比,钢结构具有材料强度高、结构重量轻;结构的塑性韧性较好;钢结构的制造简单施工周期短等优点。我们在进行钢结构设计时,应当从工程实际出发,合理选用钢材,选择高强度、具有较好经济指标的钢材;在结构方案选择上,应尽可能采用标准化、模数化的结构布置;在连接设计中,应选用构造简单、传力直接的节点形式,并应满足构造要求;另外,在钢结构设计中,还应保证钢结构在加工、运输、安装和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求,并应针对钢结构的实际,满足防火、防腐的要求。宜优先选用通用的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量。
门式刚架轻型房屋结构用于大跨度的单层工业厂房,其优越性越来越被业主接受,跨度也越做越大,30米以上跨度已屡见不鲜。然而由于钢材市场的价格波动,钢柱的用钢量大于钢梁的用钢梁,加上防火涂料价格的昂贵,不少业主提出采用传统的钢筋混凝土柱,H钢梁的结构形式,实际上,这已给设计人员提出了一种新的结构体系,由于目前现有的国家规范、规程没有针对这种结构进行专门的规定,譬如受力分析、变形限值等等,加上一些设计人员将其与门式刚架结构混淆,从而使设计导入误区,留下安全隐患,造成了较严重的后果,诸如钢粱挠度大大超过限值要求,甚至脱落砸伤人,因此有必要对这种结构体系有一个明确的描述,对它的受力特点有一个明确的认识,才能使设计做到合理,防患于未然。
上述的结构形式如果钢筋混凝土柱顶与H人字形铜梁刚接,仍可定性为门式刚架体系,参照门式刚架的受力特点进行计算和设计。然而由于其柱顶与钢梁的结合上由两种完全不同的材料组成,其传力是否可靠,至关重要,钢梁为弹性材料,钢筋混凝土柱为弹塑性材料,钢筋混凝土柱顶混凝土节点区作为刚性节点,受力十分复杂,因此柱项节点的构造也较为复杂,这就给设计和施工造成了一定的难度,也增加了造价。实际上该类节点要做到完全刚性节点,也难以做到,设计时仍应适当提高钢梁跨中的弯矩系数。上述的结构形式,如果钢筋混凝土柱项与H人字形刚梁铰接,则不能定性为门式刚架体系,从其受力特点来分析,对H钢人字形钢梁应定性为两铰折线拱,应按照拱的受力特点进行计算和设计,拱脚提供的反力应能阻止拱的位移变形,在小跨度的情况下(一般为跨度18米及18米以下),拱脚提供的反力取决于钢筋混凝土柱的抗推力(侧位移刚度),在大跨度的情况下(一般为跨度18米以上),则应设置拉杆或在梁、柱间采用刚接节点。对钢筋混凝土柱而言,应定性为跨变结构排架柱,按跨变排架进行受力分析和设计。
上述结构形式,如果H人字形钢梁接近于平拱或做成平拱,钢筋混凝土柱项仍与钢梁铰接,则结构体系演变为排架结构体系(无跨变排架),可按排架进行受力分析和设计.
对于上述的双铰折线拱H钢屋梁和跨变钢筋混凝土排架柱的结构体系,若未设置拉杆,其计算较为繁琐,如果未予以认真对待或认识不清,仅采用通常平面杆系计算软件电算了事,不管其跨度多大都一样,则是一种不负责任的做法,也给结构留下安全隐患。实际上,目前通用的平面杆系计算软件是基于两个基本假设的基础上进行受力分析的,其一是平截面假设,即结构受力后杆件的截面保持不变,其二是杆件与杆件之间的夹角不变,即结构受力后梁,柱之间或折梁之间的夹角不变。这种假设对门式刚架而言,是符合其计算简图的,但这种假设对本文所针对的结构则不适用,也不符合实际受力的计算简图,首先人字型钢梁由于拱脚推力较大(跨度越大,推力就越大),如果拱脚不设置拉杆或柱的抗推力(侧向刚度)不足,将产生较大水平位移,势必造成钢梁屋脊处夹角的改变,即杆件与杆件之间夹角的改变,不符合计算软件的基本假设,其次由于拱脚水平位移的加大,给钢筋混凝土柱增加了附加弯矩,即存在二阶效应问题,而软件计算又未考虑二阶效应,再者由于悬索效应,屋面钢梁内力将急剧增加,柱项的剪力也急剧增加.反过来又造成更不利的情况,这些都是目前计算软件没有考虑和解决的问题,因此电算的结果将产生较大的误差,直接用电算结果进行设计显然是不合理和错误的,势必留下安全隐患,要解决这个问题,首先应解决好计算问题。
大跨度房屋主要按照荷载类型进行设计,其荷载主要分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载。对于永久荷载,应采用标准值作为代表值。对于可变荷载,应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对于偶然荷载,应按照建筑结构使用的特点确定其代表值。
对大跨度房屋结构,永久荷载主要包括屋盖结构自重和屋面覆盖材料自重。屋盖结构的自重计算可采用经验公式或由计算机自动完成,在有擦体系中,还应计入擦条的自重。屋面覆盖材料自重主要是指屋面板、屋面保温层、找坡层及防水层等的自重。若有吊顶等装修构造或设备管道,按实际情况采用。
(1)屋面活荷载。屋面均布活荷载一般按屋面的水平投影面计算。对于大跨度房屋钢结构,不上人屋面,屋面均布活荷载标准值采用0.5kN/m2,但当施工或维修荷载较大时,应按实际情况采用,或在施工中采取特殊措施;上人屋面,屋面均布活荷载标准值采用2.0kN/m2。
(2)雪荷载。屋面雪荷载的大小主要与屋面的几何形状、朝向和风向等有关。大多数情况下,屋面雪荷载小于荃本雪压。这是因为雪可从坡度较大的曲面屋顶滑落,风可将松散的雪从平屋顶刮下,有时雪还可能被屋顶外皮的散热所融化。然而,有时也会产生积雪,如双坡屋面的背风一侧、双跨或多跨曲面屋顶的交接处等。此时必须考虑采用较大的雪荷载。
(3)风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍,就会在建筑物表面的法向形成压力或吸力,这些压力或吸力称为建筑物所受的风荷载。风荷载具有静力和动力作用的双重特点,其静力部分称为平均风或稳定风,动力部分称为脉动风。平均风对结构的作用可用静力学的方法求得;脉动风对结构的作用应采用动力学的随机振动理论求得。
(4)温度作用。大跨度房屋钢结构在因温度变化而出现温差时,由于杆件不能自由变形,会在杆件中产生应力,即温度应力。温差的大小与结构合拢时的温度与当地年最高或最低气温相关,在设计中应考虑。关于温度应力的计算原则按空问结构的相关规程执行。
(5)支座位移。大跨度房屋钢结构由于位移的不均匀沉降而引起结构杆件内附加应力。
在大跨度房屋钢结构分析中,偶然荷载主要是指地震作用。地震作用是建筑物因地面运动而产生的一种惯性作用,属于动力作用。它的大小既与结构的固有振动特性有关,又与地面运动的特性有关。地震作用与风荷载的区别在于:① 地震作用完全属于动力作用,而风荷载具有静力和动力作用的双重特点。②地震作用与建筑物的重量直接相关,重量越大,地震作用也越大;而风荷载主要与体型(或流形)和开洞情况关系较大。③建筑物的自振周期越长,对承受地震作用越有利,而对承受风荷载却是很不利的。地震作用包括水平地震作用和竖向地震作用两类。一般情况下,应在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用,对于8度和9度区,还应计算大跨度房屋钢结构的竖向地震的作用。大跨度房屋钢结构的地震作用一般可采用振型分解反应谱法计算;对于某些规则的网架和网壳结构还可采用简化计算方法;对特别重要或体型特别复杂的空间结构,应采用时程分析法进行补充计算。
钢结构虽然相对简单,但设计中仍有很多需要注意的问题,只有熟练地掌握规范,并具有良好的结构概念,才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。
[1]同济大学,西安建筑科技大学,东南大学,重庆建筑大学.房屋建筑学(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
不言而喻,钢筋混凝土在房屋建设过程中有着极其重要的地位,钢筋混凝土构成了房屋建筑的整体结构构件,因此在进行房屋结构设计过程中,应当认识到钢筋混凝土的重要性。然而在实际的结构设计过程中,不同的设计人员由于自身知识的限制以及学习能力的影响,在进行钢筋混凝土构件的设计过程中,在相关设计文件以及政策方面有着不同的理解,这样就会带来不同的设计处理方法,很容易出现设计问题。因此十分有必要对混凝土结构设计的方法和原则进行着重阐述。
混凝土结构设计理论对建筑结构物的可靠性与经济性有重要的影响。自从19世纪末混凝土结构在建筑工程中应用以来,随着生产实践的经验积累和科学研究的不断深入,混凝土结构的设计理论也在不断地发展。
最早的混凝土结构设计理论是采用以弹性理论为基础的容许应力计算法。这种方法要求混凝土结构构件在规定的标准荷载作用下,按弹性理论计算的应力不大于规定的容许应力。容许应力是由材料强度除以安全系数求得的,安全系数则根据经验和主观判断来确定。由于混凝土结构构件并不是一种弹性体,而是有着明显的塑性性能。因此,这种以弹性理论为基础的计算方法不能正确地反映混凝土结构构件的实际应力状态,也就不能正确地计算出混凝土结构构件的承载力。
20世纪30年代,出现了破坏阶段计算方法。这种方法考虑了材料塑性性能对结构构件承载力的影响,要求按材料平均强度计算的承载力必须大于计算的最大荷载产生的内力。计算的最大荷载是由规定的标准荷载乘以单一的安全系数得出的。安全系数仍是根据经验和主观判断来确定的。
20世纪50年代,在对荷载和材料强度的变异性进行研究的基础上,又出现了极限状态计算法,它规定了结构的极限状态,并将单一安全系数改为三个分项系数(即荷载系数、材料系数和工作条件系数),故又称为“三系数法”。“二系数法”将不同的材料和不同的荷载用不同的系数区别开来,使不同的构件具有比较一致的可靠度,而部分荷载系数和材料系数基本上是根据统计资料,用概率的方法确定的。我国1956年颁布的BJG 21-1965《钢筋混凝土结构设计规范》即采用这一方法,1974年颁布的T1 10-1974《钢筋混凝土结构没计规范》也是采用这种计算法,但在承载力计算中采用了半经验、半统计的单一安全系数。由上述可见,在容许应力计算法和破坏阶段计算法巾,都是采用定值的安全系数来表达结构的安全度,而这些系数主要是根据经验确定的。极限状态计算法中部分地应用了概率理论以确定荷载、材料强度的特征值(标准值)和分项系数,这是设计方法上的很大进步。
所谓的钢筋混凝土建筑结构,指的是在混凝土结构中配加相应的钢筋,有效提升相应受力能力的一种建筑结构,在工程中常常将薄壳结构、大模板现浇结构等承重构件设计为钢筋混凝土构件。钢筋混凝土与钢结构相比,具有的特点为节省钢材,造价水平较低。因此在房屋建筑以及工业厂房施工过程中有着较为广泛的应用。在实际工程中常见的施工方式为首先预制钢筋混凝土构件,施工过程中,运输到现场进行拼装。钢筋主要承受拉力作用,而混凝土主要承受压力作用。
预应力钢筋混凝土的承载力作用原理为在混凝土的受拉区域布置一定数量的钢筋,钢筋与混凝土粘结为整体,这样才承受外力作用时候,混凝土内部产生相应的锚固作用,而钢筋则产生相应的摩擦力。承载压力原理是在混凝士受拉区域内或相应部位加人一定数;钢筋的端部加设弯钩、弯折或者在相应的锚固区焊接短钢筋或者碎钢筋才增强钢筋混凝土整体的锚固能力;钢筋与混凝土会在相应的接触面形成相应的胶结力,这样能够在彼此形成良好的化学吸附效果。当钢筋表面凹凸不平时候,会与混凝土形成相应的机械咬合力。
结构设计基本目的是在一定的经济条件下,使结构在预定的使用期限内能满足设计所
预期的各种功能要求。结构的功能要求包括安全性、适用性和耐久性。《统一标准》规定,建筑结构必须满足下列各项功能要求:
(1) 能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用(如荷载、温度和地震等)。
(2) 在正常使用时具有良好的工作性能(例如,不发生影响使用的过大变形或振幅,不发生过宽的裂缝等)。
(3)在正常维护下具有足够的耐久性(例如,混凝土不发生户,眨重风化、脱落,钢筋不发生严重锈蚀等)。
极限状态是区分结构工作状态可靠或失效的标志。在使用巾若整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,则此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
承载能力极限状态是指结构或结构构件达到最大的承载力,出现疲劳、倾覆、失稳、漂浮、连续倒塌等破坏或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时,即认为超过了承载能力极限状态:
(2)结构构件或连接因达到材料强度而破坏(包括疲劳破坏),或因过度的塑性变形而不适于继续承载。
正常使用极眼状态是指对应于结构或结构构件达到正常使用和耐久性能的某项限值。当结构或结构构件出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:
建筑结构设计时,应根据结构在施工和使用巾的环境条件和影响,区分以下三种设计状况:
(1)持久状况:在结构使用过程巾一定出现,且持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。
(2)短暂状况:在结构施工和使用过程中出现概率较大,而与设计使用年限相比,持续期很短的状况,如施工和维修等。
(3)偶然状况:在结构使用过程中出现概率很小,且持续期很短的状沉,如火灾、爆炸、撞击等。
对建筑结构的三种设计状况均应进行承载能力极限状态设计;对持久状况,尚应进行正常使用极限状态设计;对短暂状况,可根据需要进行正常使用极限状态设计。
混凝土结构在预期的自然环境的化学和物理作用下,应能满足设计工作寿命安求,即混凝土结构在正常维护下应具有足够的耐久性。因此,对混凝土结构,}涂进行承载能力极限状态计算和正常使用极眼状态验算外,尚应进行耐久性设计。
混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计,耐久性设计包括下列内容: (1)确定结构所处的环境类别; (2)提出材料的耐久性质量要求; (3)确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度; (4 )满足耐久性要求响应的技术措施;(5 )在不利的环境条件下应采取的防护措施;(6)提出结构使用阶段检测与维护的要求。对临时性的混凝土结构,可不考虑棍凝土的耐久性要求。
根据工程经验,并参考国内外相关规范,《规范》规定,混凝土结构的环境类别划分应符合相应的规范要求。
影响混凝土结构耐久性的主要内因是棍凝土材料抵抗性能退化的能力。因此,从建筑材料的角度控制混凝土的质量是保证结构耐久性的根本措施。设计使用年限为5年的混凝土结构,其混凝土材料宜符合相应的规范规定。
(1)钢筋混凝土结构的最低强度等级为C30;预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。
(3)宜使用称碱活性骨料,当使用碱活性骨料时,混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3
(4)混凝土保护层厚度应按附表18的规定增加400Ja ;当采取有效的表面防护措施时,混凝土保护层厚度可适当减小。
在房屋钢筋混凝上结构设计过程中,设计者往往具有不同的设计经验,因此在问题处理时候往往会采取不同的处理方法。但是无论什么设计方法都应使房屋建筑满足稳定性的结构要求。对于房屋建筑的结构设计应着重做好房屋的高宽比,巨大的倾覆力矩会在柱和基础中产生相应的拉力和压力作用。作者根据多年以来的工程实践经验,认为为了使房屋建筑达到相应的安全性和可靠性,应配合相应的施工机械和施工技术,这样才能最终满足房屋建筑的使用功能。
为了保障房屋建筑施工质量水平,应在混凝土结构设计过程中遵循下面的几个方面:
房屋建筑的地基和基础结构的设计应该引起相关结构设计工作者的重视。具体来说,一是应重视地方性的设计规范,我国是一个幅员辽阔的国家,地域条件也不尽相同,因此在进行地基基础的结构设计时应结合当地的实际情况,同时配合地方性的设计规范,进行科学配置。
对于一些跨度较大的柱网框架结构,在楼梯间位置的框架柱,由于房屋梁体以及楼梯平台的阻隔作用往往会形成几段短柱,在结构设计过程中应对这些柱进行全长箍筋加密,这样才能保证柱子的稳定性。当框架结构的外立面为带形窗时候,会在窗的上方设置相应的过梁,这样会使外框架柱形成相应的短柱,针对这种情况,应对外框架柱进行箍筋加密,进行构造加固;当框架结构的实际长度超过了规范要求值,同时建筑的功能要求不允许留缝隙时候,为了减少有害裂缝,可以使用补偿性混凝土进行浇筑,同时用较细的钢筋进行双向配置,构造间距应小于150毫米;此外对于设置后浇带的部位,也应采取必要的构造措施。
一般而言,混凝土结构所设置的传力路线越直接,越简单,那样构件相应的工作性能越好,同时建材消耗也越少,因此在进行混凝土结构设计时候应力求平面、立面简单化。
但是在进行钢筋混凝土抗震结构设计过程中,设计应使结构满足相应的抗震规范要求,即为:当地基主要受力层范围内没有软弱粘性土层时,对于高度小于8层,同时在25米以下,的民用建筑或者具有相当荷载的多层框架厂房,可以不用进行地基基础的抗震承载力的计算。
在碳纤维片材的延伸长度范围之内应该通长设置一些垂直于纤维方向的压条。这些压条应该在相应的延伸锚固长度方向进行均匀布置,同时在延伸长度不应小于加固碳纤维布条带的宽度的一般。同时相应的压条的厚度不应小于受弯加固碳纤维布条厚度的一半。
碳纤维加固法是一种近几年发展起来的新型混凝土结构加固技术,这种技术通常将高强度碳纤维织物或者成型板材通过改性的环氧树脂粘贴在构件的表面,进而有效增强混凝土结构的受力性能。这种混凝土加固技术的缺点为受环境温度的影响较大,同时需要进行专门的防护以及处理工作,当使用不当时,很容易发生火灾或者人为的破坏。
这种混凝土结构加固方法能够有效改变混凝土构件的内力分布,便于卸载和加固,能够有效消除混凝土构件中常见的应力应变滞后现象。正是由于这种优点,预应力钢筋混凝土结构在重型结构、大跨度构件以及高应力、高应变构件的加固中有着较为普遍的应用。
此外在进行围护结构设计时候应着重采用轻质材料,这是因为,在民用建筑以及公共建筑的平面布局之中,应使柱网按照相同的开间和跨度进行布置,这样能够有效减少边跨柱距,进而能够减少混凝土构件的弯矩,各个跨梁截面趋于一致,这样能够有效提高混凝土结构的笔整体刚度。
通过上文的论述和分析,我们可以得出这样的结论,即为在房屋建筑工程最基本骨架的钢筋混凝上建筑的结构设计的质量水平,会对工程的施工质量产生显著的影响作用,同时还会对业主的经济利益产生影响作用。因此在进行房屋钢筋混凝构件的结构设计时,应切实加强对于整个设计过程的质量控制工作,同时相应的施工人员应严格按照相应的设计文件进行施工,问题出现时候应积极与设计人员进行沟通交流,这样才能够充分保证房屋建筑的施工质量水平,满足房屋建筑建设的相应功能。
[1]李杰等,钢筋混凝土房屋结构设计浅析[j]城市建设理论研究,2012(04)
[2]蔡一鸣,框架结构申钢筋混凝土施工质量控制初探[j].品质理论月刊2010(12).
从传统意义上来说,轻质钢结构都是一些小角钢和圆钢组成的钢架或小型或小跨度屋架结构,一般是用作仓库或小型的厂房。随着新型钢材的出现,相继出现了冷弯薄壁型钢和彩色压型钢板,这使得轻型钢结构发生了根本性的变革。这种新型的钢材不仅具有传统钢结构的优势,对于轻的优势很是明显,具体优势表现在:造型新颖,即外观造型轻巧美观,对于建筑的表现力强,对于一些单多层工业、民用建筑和大中小跨度尤为适合,同时可以配合间距柱网,使得布置更加灵活;劳动强度比较轻,即在施工时可以使用小型机吊装,这样降低了劳动强度,减少了施工时间;构件轻,即通过设计后,这种高强度钢材承受相同重量时截面积小,用钢量相对较低;恒荷载较轻,即由于钢材较轻,所以恒载荷和地震作用减少明显,同时对地基的要求也较低。
此外,轻型钢结构符合环保和可持续发展的要求,还可以代替砖石和木材结构。但是轻型钢材是一种技术新、科技含量高的材料,所以对于施工和设计人员的要求就相对较高,还要进行一些专业的培训。这样一来,在生产线的建立上就会投入很大。此外,这种刚才还需要防火和防腐的处理。
大概在20世纪初期才开始形成装配式轻质钢房屋体系,当时主要应用于车库的建设。到了20年代,定型化生产的厂房开始出现在人民的视野。在二战期间,轻质钢房屋的建设如喷井之势飞速发展,那是多用于军事飞机库的建设。二战结束后,面临着重建的问题,轻质钢房屋需求量更大,这进一步的刺激了轻质钢房屋的发展。到40年代时,门式钢结构开始出现,60年代得到了大批量的应用。就目前来讲,一些发达国家也是使用轻质钢结构进行建设。美国在门式钢架上的设计不仅在理论上,而且在制造工艺上都比较先进。
根据2008年《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》的规定:在使用压型钢板轻型房屋时,按照水平投影的面积来算,在屋内的竖向均布活载的标准值应为0.5kN/m2。但是并不是所有都是这个要求,当钢架构件的受荷水平投影的面积是60m2时,竖向均布活载的标准值为0.3kN/m2。对于载荷效应来说,必须符合以下原则:a、将雪载荷、积灰载荷或屋面均布载荷同时考虑,得到最大值;b、雪载荷和屋面均布载荷不能同时考虑,把两者比较选出最大值;c、当使用多台吊车时,应当符合《建筑结构荷载规范》的国家标准规定来执行;d、不能把地震作用和风载荷同时考虑;e、由施工或者检修带来的载荷不和屋面材料及檩条自重以外的其它荷载一块考虑。在应对各种载荷的计算时,应该把各种载荷按照载荷的组合原则进行计算,这样能够避免因重复计算带来的浪费问题。
a、对于屋面坡度较小的情况,根据GB50018的规定,在钢架平面内计算其强度时,按照压弯构件计算。但是对斜梁轴力小的情况时,把钢架的计算长度近似为竖向支撑点间的距离。b、对于屋面坡度较大的情况,不论是在钢架的平面内还是在平面外,轴力的稳定性都不能被忽略;c、从原则上来讲,平面外计算长度一般是侧向支撑点间的距离。但是,钢梁的上下翼的边缘都会有约束,一般有以下约束:①屋面系杆的支撑系统对其的约束作用;②檩条和屋面板对上翼缘约束作用;③檩条和隅撑的共同作用对下翼边缘的约束。在计算时,我们一般把隅撑的设置作为钢梁平面外长度,并不是将檩条的间距作为钢梁平面外长度。然而,隅撑的位置设置又得根据钢梁平面外长度作为量度。然而有些设计师将钢梁的平面外长度定位3m,但是在制造的过程中却省去了隅撑位置,最终造成了整个设计具有安全隐患。
根据门式钢架规程的规定,当钢架斜梁只用于支撑冷弯型钢檩条和压型钢板屋面时,则钢架构件的竖向挠度限制是L/180;对于有吊顶的构件,竖向挠度限制是L/240;对于有悬挂起重机的构件,竖向挠度限制取L/400。对于具有一定载荷并且跨度较大的轻型钢结构厂房的设计,挠度值将控制着构件的截面积的大小。很多的设计师在进行这方面的设计时,往往会忽略挠度对结构的控制,仅仅为了能够满足强度的设计做法是不对的。然而,在实际应用中,梁挠度的影响是非常大的,它不仅会影响到建筑物的正常使用,还会造成屋内积水,甚至出现漏水的情况,这些都会加大屋面的载荷,给整个结构带来很大的安全隐患。我们可以加设摇摆柱的方法来应对那些跨度大、挠度难控制的钢架,这样做可以使挠度起不到控制的作用,而且还能把因挠度控制造成的截面过大的问题降到最低。
门式钢架一般都是全钢结构的,由于檐口位置和钢柱的连接位置的弯矩较大,所以一般将钢梁做成变截面型钢梁。由于使用了这种变截面的钢梁,所以在设计的过程中可能会造成高厚比招标的问题,所以对设计结构的就算需要最终检查。根据2008年版CECS102:第6.1.1条规定,对于腹板高度的变化高于60mm/m时,将不考虑受剪板幅屈曲后强度对腹板高度比的控制,所以计算时不能将幅屈曲后强度考虑进去。具体的解决办法如下:a、可以在构件的腹板设置一个横向加劲肋,这样做可以更加不考虑屈曲后强度,还可以提高其容许的高厚比;b、为了满足高厚比,可以增加腹板的厚度,但是这样可能会较大的使用钢量;c、通过调节构件端部的高度和调整梁的变截面长度来使腹板的高度变化不超过60mm/m。
对于门式钢结构房屋,冷弯薄壁型钢檩条和压型钢板屋面板作为屋盖和外墙最合适,而变截面实腹钢架作为主钢架最合适。同时我们还可以根据载荷、跨度和高度的不同,而采用等截面或变截面的焊接工字型或轧制H型的截面来设计门式钢架的柱和梁。在设计吊车梁时,最好把等截面作为门式钢架的柱。对于门式钢架的柱脚,我们通常采用支撑设计来铰接,一般用一对或两对螺栓作为平板支座。这样设计柱脚铰接,不仅可以避免弯矩过大的问题,而且还可以减少基础混凝土的造价问题。钢接柱脚通常用于有吊车的厂房,这样设计有利于吊车的平稳运作。采用一些隔热卷材作保温层和隔热层,还可以用具有隔热效果的板材做屋面来解决对房屋或厂房的隔热要求。
在进行钢结构屋盖厂房的设计中,有些设计人员会把钢梁和砼柱相连接的位置用刚接的计算方法来计算,所以在施工之后,连接处的受力是不是真正的刚接,这会带来很大的安全隐患。为了安全起见,我们把砼柱面和钢梁的链接用铰接的形式来计算。
有时由于空间原因,在某些厂房的设计中往往采用抽柱的屋架形式,即通过一些托或支撑来架梁。有些设计人员在对抽柱进行计算时,认为抽柱榀屋架就是直接把标准榀屋架删掉柱子,然后加上托梁和铰接的接点这么简单。如此做法会出现梁截面严重不足的现象,这是由于弯矩是靠钢梁在檐口的钢柱约束传递的,而对于托梁,托梁和屋面梁是按铰接的形式受力的,所以这样会造成屋脊的弯矩最大,而截面却最小的问题。此外,在对抽柱屋架进行计算时,托梁对屋架的弹性约束是必须要考虑的,具体的说就是把托梁和屋面梁的连接作为弹性支座,然后计算其对钢梁的约束作用,并非是简单的按照铰接来进行计算。对厂房的抽柱计算时,建议从整体上把握,利用整体建模计算,结构的受力情况,最后选出最优截面。
对于有吊车的厂房设计,设计的图纸中不仅要有构架的设计,还要表明吊车的型号、台数、吊重重量和跨度能数据。防止因为标注不明确带来安全隐患的问题。
除以上问题外,可能还会有焊缝质量、涂装、保温隔热防水的问题。其中,《钢结构设计规范》中对焊缝质量做出了明确规定,值得注意的是要把评定等级,检验等级和焊缝质量等级区分开来。对于涂装,对于钢材都需要做一些防火或防锈涂层,《建筑设计防火规范》( GBJ16—87)第 7.2.8 条做出了规定。对于保温隔热防水问题,室内的温度要求可能会比较高,所以要对冷桥接点做一些处理,例如选用一些高档保温材料能够较好的减轻结露和冷凝的现象。
由于现阶段钢结构厂房的日益增多和广泛使用,对其安全问题提出了更高的要求。所以在门式钢架设计中要避免以上问题的同时,做到规范、实用和美观相结合。
[1] 赵建成 ,周观根 ,鲁永贵.轻钢结构中屋面挠度对屋面防水影响[J].第三届全国现代结构工程学术研究会,2003,3.
[2] 仝迅 .抽柱门式钢架的设计计算[J].工程建筑与设计,2004,12.