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门式刚架的一些基本概念

2015-01-23  美男图书馆

1.1.横向:

边跨:抗风柱、角柱、底部螺栓、屋面梁、端部框架(梁、柱整体)。

中间跨:中柱、连续框架梁、屋面梁、净跨、净高、高强度螺栓。

1.2.纵向:边柱、柱距、桁车梁 、檐高。

1.3.墙面:墙面板、墙面檩条、墙面剪力撑、檐高。

1.4.屋面:屋面板、采光板、屋面檩条、檐口檩条、屋脊、屋面剪力撑。

以上概念如下图所示:

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1.5.隅撑:

隅撑就是在靠边墙角的部位、梁与柱之间、梁与檩、柱与檩之间的支撑杆。墙面上的叫墙隅撑,屋面上的叫屋面隅撑。

亦有人定义为连接钢梁和檩条的接近45度方向斜撑(在梁上的连接点靠近梁的下翼缘板).

[1]:为了保证构件的平面外的稳定性,减小构件平面外的计算长度。

当横梁和柱的内侧翼缘需要设置侧向支撑点时,可以利用连接于外侧翼缘的檩条或墙梁设置隅撑。隅撑一般宜采用单角钢制作,按照轴心受压构件设计。

[2]:为了防止受压翼缘(梁下翼缘和柱的内侧翼缘)屈曲失稳,增加受压翼缘的稳定性而设置的。" 隅撑的设置是用来保证梁的下翼缘受压部分的局部稳定。梁的上翼缘的局部稳定由与之连接的檩条保证(原因:梁的上翼缘是受拉区,不存在整体稳定问题。但是由于多少程度地存在潜在的局部稳定问题;但是一般情况下,由于局部失稳产生的横向力很小。因此,檩条作为与之联系的构件,可以保证翼缘不失稳。

Yc-1:有的直接用三角形表示,

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 1.6:檩条、檩托: 

檩托:指钢檩条搁在钢屋架上弦的斜面上,需要有一个三角形的钢件托住,称钢檩托。

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檩条、檩托高度:我们一般是檩条底与屋面梁空10mm,因为檩条端部计算模型应为铰接,还有就是孔的加工也会有误差的,空一点这样也好安装,檩条高度比檩托高度高10或15,这样不会碰到屋面板。有如果有内天沟为提高天沟深度,必须加高檩托的。

檩条、天沟:

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1、天沟与梁柱连接节点板的处理可以是(1)加宽柱顶部的宽度;(2)将柱与梁连接部分加出一部分在做节点板;(3)将天沟板底部折一小角。 2、一般檩托与天沟无关,天沟的泛水板可伸至檩条上。 3、可以按第一条的处理办法做。如果条件许可,也可以在节点板上加焊檩托板。

4.一般内天沟放在刚架上,可调节刚架梁的拼接点,一便避开天沟板; 一般天沟与檩条分开,以方便维修,同时考虑檩条拉条连接。

问题:

1。天沟的位置若做在钢架上,和钢架的连接板有冲突怎么办? 2。檩托和天沟的位置关系是怎么样的? 3。檩托的摆放位置和钢架的节点板相冲突怎么处理?

答:1、问题1有3种处理方案:①、将梁柱连接节点的端板由竖放改为平放;②、将天沟底部顺着端板加筋勒折成一个斜角;③、将柱顶竖放的端板向屋脊方向移一定的距离,端板间和钢柱加短梁。相比较而言第②种方案最省事 2、檩托和天沟的位置关系通常情况下有两种:①、天沟卷边处设置单独的檩条,天沟和檩条分开,天沟的卷边放置于檩条的上方;②、天沟的卷边制作成檩条一样,此时不需单独再设置檩条,两者合而为一,这种情况下,天沟内部最好设置一些拉结的圆钢,钢板或者小角钢,以增加天沟的刚度(因为此时没有檩托板抗倾覆了)。 3、这种情况下可分两点来处理:①、当檩托加筋勒和端板或者端板加筋勒相碰,就两者合而为一,即用端板的加筋勒兼做檩托板的加筋勒,②、当比第①种情况还糟糕时,就适当的移一移端板或者檩托板,这时候只不过是屋面檩条的直拉条种类(长度)多2种而已。

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墙面檩条:

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1.7.墙面立柱:

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上面有幕墙抗风梁:

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1.8.系杆:CG-1: 沿竖向支撑平面内的屋架下弦或上弦节点处,在不设置竖向支撑的屋架之间沿房屋纵向设置的水平通长连系杆件.

一些小工程经常采取高强螺栓固定檩条(双檩条)的办法,代替刚性系杆。当厂房山墙高度较高,或有较大吨位吊车时,最好不要用檩条做系杆。 曾经遇到过一个工程,由于风荷载的作用将系杆的连接螺栓剪断,系杆掉落。 檩条的连接一般都是螺栓连接。檩条的壁厚一般都较薄,2~3mm厚。如果用檩条做压杆,除了要验算它的强度稳定性外,还要考虑连接处的局部强度。

选择利用檩条作为刚性系杆时,肯定侧向水平荷载不大,就是在这个前提下,屋脊双檩条应该如何构造,我的做法是让两根檩条加上中间撑杆和斜拉条组成桁架,整体受力,若没有斜拉,仍然是单根檩条承压,对于支座连接自然用高强螺栓,不允许滑动,长圆孔是加工檩条设备打的,人工开圆孔效率较低。

对于施工单位的我,觉得用双檩条做系杆很好,对安装,材料,加工,等方面都有好处。而且现在有很多设计院都这样做,最近我公司接的一个北京设计院设计的工程就是这样设计

的。

系杆和支撑系统组成结构一个稳定的空间体系 -----檩条主要用来固定屋面板、墙面板,系杆除了能起到加强钢架的平面稳定性外,还有一个方面比较重要:传递水平力,如山墙风荷载传递、温度应力传递等等。

竖向布置图:

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横向布置图:

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1.9,水平与柱间支撑:

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有墙面支撑 和柱间支撑:sc(屋面)、zc(柱间支撑),一般刚梁只沿着一个方向布置,其余的方向用系杆连接。在厂房的边缘, tgtj可以兼作天沟、系杆。

1.10.冷弯薄壁型钢:指用钢板或带钢在冷状态下弯曲成的各种断面形状的成品钢材。冷弯型钢是一种经济的截面轻型薄壁钢材,也称为钢质冷弯型材或冷弯型材。

冷弯薄壁型钢型号种类:C型钢、U型钢、Z型钢、带钢、镀锌带钢、镀锌卷板、镀锌C型钢、镀锌U型钢、镀锌Z型钢。

应用:冷弯型钢作为承重结构、围护结构、配件等在轻钢房屋中也大量应用。在房屋建筑中,冷弯型钢可用作钢架、桁架、梁、柱等主要承重构件,也被用作屋面檩条、墙架梁柱、龙骨、门窗、屋面板、墙面板、楼板等次要构件和围护结构。冷弯薄壁型钢结构构件通常有压型钢板、檩条、墙梁、刚架等。

冷弯薄壁型钢图片:

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1.10.1冷弯薄壁型钢钢材设计强度值:

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1.10.2.门式钢架一些图片:

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1.10.3钢类型:

Q235:

Q代表的是这种材质的屈服度,后面的235,就是指这种材质的屈服值,在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中,综合性能较好,强度、塑性和焊接等性能得到较好配合,用途最广泛。

等级区分:Q235A,Q235B,Q235C,Q235D,Q235E不同等级所代表的,主要是冲击的温度有所不同而已。

A指40度以上,B在20度以上,C0度以上,D-20度以上、E-40度以上,A到E所不同的,指的是它们性能中冲击温度的不同。

分别为:Q235A级,是不做冲击;Q235B级,是20度常温冲击;Q235C级,是0度冲击;Q235D级,是-20度冲击;Q235E,是-40度冲击。在不同的冲击温度,冲击的数值也有所不同。

Q235与Q345的区别:

不同:

Q235的屈服强度下限为235MPa,Q345的屈服强度下限为345MPa(Q的意义为汉字的"屈"字,后面的数值代表屈服强度下限) 2、二者合金含量不同:Q235为普通碳钢,Q345为低合金钢

Q235是碳素结构钢,与旧标准GB700-79牌号对照A3、C3

Q345是低合金结构钢,与旧标准1591-88牌号对照12MnV、16Mn 16MnRE、18Nb、14MnNb

Q235--金属结构件,心部强度要求不高的渗碳或氰化零件,拉杆、连杆、吊钩、车钩、螺栓螺母、套筒、轴及焊接件

Q345--综合力学性能良好,低温性能亦可,塑性和焊接性良好,用做中低压容器、油罐、车辆、起重机、矿山机械、电站、桥梁等承受动荷的结构、机械零件、建筑结构、一般金属结构件,热轧或正火状态使用,可用于-40℃以上寒冷地区的各种结构(摘自《机械设计手册》).

1.10.4.加劲肋:

加劲肋的作用: 1、在集中荷载较大处设置加劲肋,可将集中荷载逐步均匀的传递到腹板上; 2、横向加劲肋的主要作用是抵抗因切应力引起的腹板局部失稳;横向加劲肋不应布置在腹板屈曲的两波峰或波谷之间。 3、纵向加劲肋的主要作用是抵抗因弯曲正应力导致的腹板局部失稳; 4、短加劲肋可提高纵向、横向加劲肋的作用,当有较大移动集中荷载时具有减小局部轮压导致的腹板局部失稳的作用。 加劲肋的布置要求:加劲肋宜在腹板的两侧对称布置,除支撑加劲肋和重级工作制吊车梁外也可单独布置。横向加劲肋是与翼板垂直的加劲板,纵向加劲肋是与翼板平行的加劲板

图:

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1.11. 排架结构:顾名思义,一排一排的。主要用于单层厂房,由屋架、柱子和基础构成横向平面排架,是厂房的主要承重体系,再通过屋面板、吊车梁、支撑等纵向构件将平面排架联结起来,构成整体的空间结构。

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管桁架:是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构。现今应用领域广泛且经济实用。如会展中心、体育场馆或其他一些大型公共建筑中都得到了运用。

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1.12. 补充:

1.12.1.桁架:

由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。在荷载作用下,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度,故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构,如屋架、桥梁、输电线路塔、卫星发射塔、水工闸门、起重机架等。

房屋建筑用的桁架,一般仅进行静力计算;对于风力、地震力、运行的车辆和运转的机械等动荷载,则化为乘以动力系数的等效静荷载进行计算;特殊重大的承受动荷载的桁架,如大跨度桥梁和飞机机翼等,则需按动荷载进行动力分析。

平面桁架一般按理想的铰接桁架进行计算,即假设荷载施加在桁架节点上(如果荷载施加在节间时,可按简支梁换算为节点荷载),并和桁架的全部杆件均在同一平面内。工程用的桁架节点,一般是具有一定刚性的节点而不是理想的铰接节点,由于节点刚性的影响而出现的杆件弯曲应力和轴向应力称为次应力。计算次应力需考虑杆件轴向变形,可用超静定结构的方法或有限元法求解。空间桁架由若干个平面桁架所组成,可将荷载分解成与桁架同一平面的分力按平面桁架进行计算,或按空间铰接杆系用有限元法计算

桁架应具有足够强度—不发生断裂或塑性变形;足够刚性—不发生过大的弹性变形;足够稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而导致坍塌;良好的动力学特性—抗震、抗风性。桁架的整体刚度以控制桁架的最大竖向挠度不超过容许挠度来保证;平面桁架的平面外刚度较差,必须依靠支撑体系保证。支撑系统有上弦支撑、下弦支撑、垂直支撑和桁架共同组成空间稳定体系。

从力学方面分析,桁架外形与简支梁的弯矩图相似时,上下弦杆的轴力分布均匀,腹杆轴力小,用料最省;从材料与制造方面分析,木桁架做成三角形,钢桁架采

用梯形或平行弦形,钢筋混凝土与预应力混凝土桁架为多边形或梯形为宜。桁架的高度与跨度之比,通常采用1/6~1/12。

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1.12.2.网架:

由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;可用作体育馆、 影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱网架结构距车间等建筑的屋盖。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。目前中国的网架结构绝大部分采用板型网架结构。

网架结构是高次超静定结构体系。板型网架分析时,一般假定节点为铰接,将外荷载按静力等效原则作用在节点上,可按空间桁架位移法,即铰接杆系有限元法进行计算。也可采用简化计算法,诸如交叉梁系差分分析法、拟板法等进行内力、位移计算。单层壳型网架的节点一般假定为刚接,应按刚接杆系有限元法进行计算;双层壳型网架可按铰接杆系有限元法进行计算。单层和双层壳型网架也都可采用拟壳法简化计算。

板型网架和双层壳型网架的杆件分为上弦杆、下弦杆和腹杆,主要承受拉力和压力;单层壳型网架的杆件,除承受拉力和压力外,还承受弯矩及切力。

主要分三类:第一类是由平面桁架系组成,有两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架及三向网架四种形式;第二类由四角锥体单元组成,有正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架及星形四角锥网架五种形式;第三类由三角锥体单元组成,有三角锥网架、抽空三角锥网架及蜂窝形三角锥网架三种形式。

板型网架结构图:

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1.12.3. 悬索:由柔性受拉索及边缘构件或支承塔架所组成的承重结构,能充分利用高强材料的抗拉性能,可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。

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1.12.4: 托梁:

托梁,也可叫做盖板,它主要存在在单层工业厂房结构中,譬如讲,正常柱间距是6m,某2个开间因为工艺设备布置的需要,必须去掉一个柱子,那就 要通过托梁承受、分散屋面梁(屋架)传来的荷载。此时托梁的跨度就是12m,是这个系统中受力最大的构件之一。

托梁也多用于地下建筑物或地下人防工程,特别是地下停车场,可以大大的节约柱所占的空间,提高空间的使用率,其工作原理类似于承台。

托梁图:

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1.12.5.檩条图:

桁架檩条:

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Z与c形檩条:

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