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鋼結構設計中值得設計師注意的幾個要點


隨著國家大力推進裝配式建筑的今天,鋼結構建筑也更受大家的關注。以下是一些鋼結構設計的注意點供大家參考。


⑴門式剛架應首先確定是否有吊車,如廠房工藝要求需要布置吊車,則應注意以下幾點:①柱腳應設計成剛性柱腳; ②柱應設計成等截面柱; ③柱間支撐應由吊車縱向水平荷載控制設計,而不是簡單的構造設計,當有不小于5 t的橋吊時,宜采用型鋼支撐。如門式剛架無吊車,則按楔形柱等常規設計,不再贅述。

⑵柱間支撐的布置

柱間支撐與屋面支撐應布置在同一柱間,使剛架縱向形成穩定體系,便于剛架安裝且增加縱向剛度。支撐應布置在第一柱間或第二柱間,當布置在第二柱間時第一柱間相應布置剛性系桿,且剛性系桿與抗風柱沿縱向位置一致,使風荷載直接傳遞。在剛架轉折處(單跨房屋邊柱柱頂及屋脊以及多跨房屋某些中間柱柱頂和屋脊)應沿房屋全長設置剛性系桿。當門架的跨度較大時,在布置支撐的柱間,應適當增加剛性系桿的數量,使支撐的夾角在45°左右。當受建筑功能限制無法布置柱間支撐時,應布置縱向剛架。本人就曾經做過一個在端部柱間做剛接鋼梁,從而取消柱間支撐的工程,使建筑布置更加靈活,應用效果良好。

⑶屋面、墻面構造

屋面及墻面構造措施是增大剛架剛度,防止剛架平面外失穩的關鍵措施。檁條、墻梁一般由冷彎薄壁構件制成,當柱距小于6 m 時,設一道拉條,大于6 m時,設兩道拉條。在這里應特別提到斜拉條,在校圖過程中,常??梢钥吹皆S多鋼結構廠家或設計者設斜拉條而不設撐桿的情況。原因是結構概念不是很清楚,因為通過結構力學知識,在斜拉條間設置撐桿,方可形成穩定體系。在屋面、墻面設計中還應注意隅撐布置,隅撐不是可有可無,它是為防止受壓翼緣屈曲而設置。研究表明門式剛架的破壞首先是由于受壓最大翼緣屈曲引起的。斜梁下翼緣與剛架柱內翼緣連接處是出現屈曲的關鍵部位,該處設隅撐十分重要。

⑷抗剪鍵

《CECS102: 2002》中規定:柱腳錨栓不宜用于承受柱腳底部的水平剪力,水平剪力可由底板與混泥土基礎間的摩擦力(摩擦系數可取0. 4)或設抗剪縫承受。這就是我們計算門架時,往往出現警告提示:“柱腳需要設抗剪! ”

分析上述原因,主要是門架結構一般自重較輕,柱腳底板與基礎混凝土間的摩擦力較小,不足以抵抗水平的風荷載與地震作用,所以應設置抗剪鍵??辜翩I一般用角鋼或工字鋼制成,其截面與焊縫的抗剪承載力應進行計算,柱腳底板與基礎表面間的空隙進行二次注漿。

⑸柱腳錨栓的安裝定位

這是設計人員往往忽視的問題,而在實際工程中錨栓定位不準確造成剛架或框架安裝困難的工程案例比比皆是。

⑹抗風柱與剛架的連接目前門式剛架的抗風柱設計存在兩種錯誤的做法:一種是將抗風柱與剛架做成一樣,抗風柱與剛架梁或鉸接或剛接,抗風柱既參與抗風又參與豎向荷載作用及橫向水平作用。而設計人員往往又不做這樣剛架的縱向抗風驗算。這樣做是漏算荷載的,是工程設計的一大忌。

在這里推薦以下做法:

采用廠房做法定軸網,第一榀剛架軸線與抗風柱錯開500~600 mm,抗風柱翼緣通過連接板與剛架梁腹板加勁肋相連,且連接板及加勁肋上開豎向長圓孔,連接螺栓采用普通螺栓。

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