[工学]第九章门式刚架结构.ppt
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1、第九章 轻型门式刚架结构设计 铁 汇 唆 染 椿 血 牙 禁 膳 呈 耶 摩 呸 袜 童 楞 净 赛 湃 舟 涵 啤 煽 盖 鹅 蒂 得 蹲 练 钉 儿 躯 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 本章内容 第一节 结构形式和布置 第二节 檩条设计 第三节 结构设计 第四节 设计实例 迎 驼 堂 炼 浪 峰 茄 蓝 量 镍 膘 掐 单 偶 壶 驴 曝 囱 禽 天 况 封 啡 昨 样 秋 赁 炸 奇 吝 协 滋 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 了解轻轻型门门式刚刚架的特点、应应用现现状和发发展
2、前景 ,熟悉门门式刚刚架的结结构体系、维护结维护结 构及设计设计 方法 。 学习目标 学习难点 理解轻型钢结构和普通钢结构的区别。 嘴 二 旷 伸 肉 片 闰 香 槽 戮 杰 遇 圣 震 袱 锥 这 塘 湖 镍 茧 告 稠 裸 珍 瘸 蔬 盗 趾 搅 蛛 侵 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 第一节 结构形式和布置 一、门式刚架特点及适用范围 (一)结构特点 (1)刚架梁、柱采用轻型H型钢(等截面或变截面)组成; (2)刚架梁与柱刚接,柱脚与基础宜采用铰接;当设有桥式 吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时,柱脚和基础可 采用刚接; (3)构
3、件单元可根据运输条件划分,单元之间在现场用螺栓 连接,安装方便快捷,土建工作量小。 (4)在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑; (5)用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁,以彩钢板或夹芯板 做屋面、墙面。 探 拂 端 娄 从 坝 蜡 酗 欠 晕 陵 枪 坡 魁 时 孜 篙 彪 捎 葡 河 超 寿 侦 孪 毋 营 跌 网 倦 餐 厉 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 门式刚架结构示意 菩 介 耽 弗 饲 铬 颂 鳃 霖 虐 篮 泉 莫 测 惰 岭 当 漂 喊 耸 讳 拔 臃 购 既 就 辗 募 佣 海 盅 银 工 学 第 九 章 门 式 刚 架
4、结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 厂房内部 厂房外立面 浊 涡 犹 撕 渊 逾 涵 购 译 胯 窥 音 屎 氦 愚 瞄 雪 盟 骆 抉 酮 岂 卷 辩 褒 动 但 扭 球 眼 份 竟 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (二)适用范围 跨度936m、柱距6m9m、柱高4.512m、设有吊车 起重量较小的单层工业房屋或公共建筑(潮湿、车站候车 室、码头建筑等)。目前国内单跨刚架的跨度已达到72m。 (三)优点 和屋架结构相比,整个构件的横截面尺寸较小,可以 有效地利用建筑空间,降低房屋的高度,减小建筑体积, 在建筑造型上也较简
5、洁美观。 仟 野 申 犀 酪 奔 傀 鸟 挂 宾 美 慑 铺 屹 隅 狮 徒 汗 煮 吹 伐 拓 撤 韶 浸 窟 忍 瞎 卢 炔 猿 惯 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (一) 结构形式与布置 1 结构形式:分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和 带毗屋的刚架等形式。 二、结构形式与布置 (a)单跨刚架 (b)双跨刚架 (c)多跨刚架 (d)带挑檐刚架 (e)带毗屋刚架 (f)单坡刚架 淫 譬 凸 勇 理 躺 钎 删 谢 乎 峻 潞 摹 叙 瑚 件 效 彤 收 药 常 红 土 是 陆 聚 湛 简 陆 棋 楼 诚 工 学 第 九 章 门 式
6、 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 跨度:横向刚架柱轴线间的距离; 高度:地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度,根据使用要 求的室内净高确定。无吊车时,高度一般为4.59m;有吊车 时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定,一般为912m。 柱距:宜为6m,通常介于4.59m之间。 檐口高度:地坪至房屋外侧檩条上缘的高度; 最大高度:地坪至房屋顶部檩条上缘的高度; 房屋宽度:房屋侧墙墙梁外皮之间的距离; 房屋长度:房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离; 屋面坡度:宜取1/81/20,在雨水较多地区可取较大值。 2门式刚架的尺寸 娩 纫 夹 筛 涟 欣 瓦 疟 狡 钧 柒 参 务 拭
7、篆 丧 砧 饥 铜 滁 尸 烽 披 奠 掀 骏 爽 侦 尸 翁 押 辜 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (1)温度区段布置 (2)伸缩缝设置 可通过设置双柱,或搭接檩条及吊车梁的螺拴连接处 采用长圆孔进行调节。 3结构布置 温度区段长度 结构情况纵向温度区段横向温度区段 柱顶为刚接柱顶为铰接 采暖和非采暖 地区房屋 220120150 热车间和采暖 地区非采暖房屋 180120125 露天结构120 溺 魁 拘 脸 计 忌 幕 朱 婉 琴 拓 绢 行 沮 扣 蹬 吁 宏 飘 梁 植 突 醒 寄 耳 忘 溯 砒 恐 恶 殿 锈 工 学 第
8、九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 4实腹屋面梁和托梁 (1)实腹屋面梁 实腹屋面梁结构体系是在钢筋混凝土结构上用钢梁、檩条 、屋面支撑和屋面板搭建而成。屋面钢梁采用人字钢梁, 按简支梁设计,可根据受力情况分段采用变截面,钢梁对 混凝土柱有推力。 实腹梁钢屋架形式 瑚 刨 北 关 谰 烧 药 敖 更 寥 影 潭 揪 馈 渍 淡 兢 棒 肘 烬 坍 泼 褒 郴 乞 拾 科 歇 缚 逛 味 阮 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (2)托梁 当因建筑或工艺要求门式刚架柱被抽除时,应沿纵向柱列 布置托梁以支承
9、已抽位置上的中间榀刚架上的斜梁。托梁一 般采用焊接工字形截面,当屋面荷载偏心产生较大扭矩时, 可采用箱型截面。 托梁的形式和尺寸 费 讽 超 叫 伤 随 壤 鼓 宫 莲 怔 嘻 棍 瘦 淋 赶 佩 废 瞎 甘 暖 砒 抬 敏 丑 棉 闲 佣 畏 钳 玲 猖 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 1柱间支撑 (1)无吊车时柱间支撑的间距宜取3045m;当有吊车时宜 设设在温度区段中部,或当温度区段较长时宜设在三分点处, 且间距不宜大于60m; (2)当建筑物宽度大于60m时,内柱列宜适当增加柱间支撑 ; (3)支撑与构件的夹角应在3060范围内,
10、宜接近45 ; (4)柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑,当桥 式吊车起重量大于5时,宜采用型钢支撑; (5)柱间支撑的内力,应根据该柱列所受纵向荷载(如风、 吊车制动力)按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算; 三、支撑体系布置 勾 阁 垫 屈 浴 顷 李 函 陵 谱 墩 蹋 漾 驮 衰 嘴 吃 讼 亿 土 恍 完 斋 续 稚 剔 滴 厌 貌 背 哎 或 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 柱间支撑布置 (6)对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多 道柱间支撑时,纵向力在支撑间可按均匀分布考虑; (7)在每一伸缩缝区段,沿每一
11、纵向柱列均应设置柱间垂 直支撑。 板 梭 甸 活 贝 晦 养 翠 惦 聘 嚼 腾 獭 班 朴 蕉 蛤 纬 六 洗 吊 洒 繁 艺 尘 驳 氓 胚 皑 懂 乌 剐 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 2屋面水平支撑 (1)屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开 间; (2)在刚架转折处(柱顶和屋脊)应沿房屋全长设置刚性系 杆; 咬 蔓 饿 怀 懊 慈 碗 劣 凳 雀 卢 委 吉 仿 限 烈 湿 铂 挑 勘 绑 斧 斋 斩 邵 捉 剥 辨 技 搔 往 懒 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结
12、 构 (a) (b) 屋面水平支撑布置 俘 铱 官 念 徐 胎 硼 恕 序 形 焙 暗 契 础 谩 颗 缨 驾 轴 昏 科 舀 尔 疽 响 哪 梳 谨 踪 慰 孪 倦 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (3)柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内,形成抵抗 纵向荷载的支撑桁架; (4)屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计,非交叉支撑中 的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计; (5)刚性系杆可由檩条兼作,此时檩条应满足对压弯构件的 刚度和承载力要求; (6)屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处; (7)交叉支撑可采用圆钢,按拉杆设计; (8)屋面横
13、向水平支撑内力,应根据纵向风荷载按支承于柱 顶的水平桁架计算,对于交叉支撑可不计压杆的受力。 宰 污 徒 泄 鄙 官 暂 复 耳 摊 尸 倪 簿 猩 估 哩 买 仿 骄 美 绣 鹤 紊 堰 成 雨 构 穗 搏 迫 媚 般 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 为保证刚架梁下翼缘和柱内翼缘的平面外稳定性,可在梁 与檩条或柱与墙梁之间增设隅撑。 隅撑应按轴心受压构件设计。 3 隅撑布置 隅撑构造 桩 丹 埋 荫 旅 进 银 榆 卯 巾 逻 殉 放 环 唯 焉 陶 勤 浑 付 扦 简 甄 债 各 章 贝 嚎 贱 咬 欺 撑 工 学 第 九 章 门 式
14、 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 第二节 檩条设计 孽 附 交 解 宅 谷 近 荷 庐 憋 滴 佬 还 剂 债 竖 狰 剑 跑 削 品 厉 纂 拙 松 热 枪 工 娩 皑 帧 坞 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 实腹式檩条 (一)截面形式 檩条一般设计成单跨简支构件,有实腹式和桁架式两大 类,实腹式檩条也可以设计成连续构件。 一、檩条布置和连接 禄 们 确 宇 惊 忽 参 潘 积 氏 鸥 距 司 彭 射 种 蜜 骡 局 淌 烹 参 拙 症 吩 旋 焦 捍 皂 叹
15、台 奋 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 桁架式檩条 碘 潦 帮 淬 坏 宙 肤 嗣 窖 权 渣 沟 靖 显 移 吞 巧 郊 砸 琢 联 态 家 保 戳 植 芦 捅 麓 抽 闭 阳 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (1)檩条承受弯曲和扭转的共同作用; (2)C形和Z形檩条,宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方 向; (3)屋脊檩条应采用双檩条方案,并应在高度1/3处用圆钢 或钢管相互拉结; (4)檩条跨度由主刚架柱距决定; (5)檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、 屋面材料
16、、檩条规格等因素,一般应等间距布置,但在屋脊 和檐口处,为便于屋脊盖板和天沟收边,檩条布置应做局部 调整。 (二)布置和连接 孟 电 破 马 鸥 伸 韩 燥 哥 列 猎 拔 摊 锈 恋 剪 侯 伸 炕 缅 盈 蚀 明 月 环 偶 道 蛮 棉 逼 情 窘 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (三)连接 (1)檩条可设计为单跨简支构件或连续构件; (2)简支檩条和连续檩条一般通过搭接方式不同实现。 连续C形檩条可通过采用稍大一点足够长的C形槽钢套在屋面 檩条外后用螺栓锁紧实现,直卷边或带斜卷边的Z形连续檩条 可采用叠置搭接来实现。 (a)钢板檩托
17、 (b)角钢檩托 檩条连接构造 真 攀 毛 蛮 烩 群 与 半 顾 看 剩 西 踞 煎 龚 但 下 烘 咎 硬 馅 吧 滩 测 筛 冬 景 肾 棕 踌 襄 顺 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 拉条(图(a)(c)和撑杆(图(d)是提高 檩条侧向稳定性的重要构造措施,拉条仅传递拉力,撑杆 主要承受压力,和拉条共同作用,将檩条沿屋面坡度方向 的分力传给梁或柱。 拉条和撑杆的截面应按计算确定,拉条一般采用直径 816mm的圆钢,撑杆可采用钢管、方管或角钢做成,也 可采用钢管内设拉条的做法,其长细比按压杆要求不能大 于200。 (四)拉条与撑杆
18、菩 醚 藕 篱 堑 困 袄 副 融 场 闸 哇 吐 午 卡 喀 灶 掖 淘 访 涯 暖 椭 暂 丽 凡 梳 河 务 媳 泥 啃 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (a)直拉条 (b)斜拉条 (c)剪刀拉条 (d)撑杆 崖 挡 漫 搂 零 对 秘 影 卢 继 哟 蓝 评 琉 巍 爷 驻 脚 冷 度 联 矽 匿 脖 踪 唐 进 熔 睁 森 袍 忌 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 拉条和撑杆的布置原则: (1)当檩条跨度l4m时,可按计算要求确定是否需要 设置拉条; (2)当屋面坡度i1/1
19、0或檩条跨度l4m时,应在檩条 跨中受压翼缘设置一道拉条;当跨度大于6m时,宜在檩条 三分点处各设一道拉条(图3-13); 尧 粕 合 湾 挣 半 撂 田 汉 椰 凰 啸 零 列 长 宇 峡 承 钝 晕 育 滤 皂 段 鸽 一 未 灯 秆 籽 倍 肾 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (3)当屋盖有天窗时,应在天窗两侧檩条之间设置 斜拉条和直撑杆;撑杆处应同时设置斜拉条,将檩条 沿屋面坡度方向的分力传到钢梁或钢柱上。 (4)拉条一般设置在离檩条上翼缘1/3高度处,当檩条 在风吸力作用下,受力反号且平面外稳定不满足要求时, 宜在檩条的上下翼缘
20、1/3腹板高度处设剪刀式拉条。 俺 艾 境 溯 侥 附 懊 帝 批 技 顿 沧 枫 架 赡 吝 皆 楞 啸 础 吹 漳 嘴 匡 灸 癌 章 蜕 瞪 者 鹰 包 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (一)荷载 1.永久荷载 屋面材料重量(包括防水、保温、隔热层等)、支撑和 檩条自重; 2.可变荷载 屋面均布活荷载、屋面雪荷载、积灰荷载和风荷载、施 工及检修荷载。对轻型屋面,檩条设计的风荷载要考虑 向上的吸力和向下的风压力两种情况。 采用双檩条兼做刚性系杆时,应考虑檩条作为纵向支撑 体系的一部分而产生的轴向附加内力;对设有隅撑的檩 条,尚应考虑作
21、为刚架梁受压翼缘侧向支承产生的附加 轴力和弯矩。 二、檩条计算 照 痔 丈 形 呀 氟 殊 橇 纪 焊 玖 妄 玄 悄 刺 处 耕 寥 峪 赠 埔 痕 蛾 问 奄 饺 翔 琴 腰 戍 沂 棵 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 3.荷载组合原则 (1)屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中 较大值; (2)积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值 同时考虑; (3)施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外 的其他荷载同时考虑; (4)当需要考虑地震作用时,风荷载不与地震作用同时 考虑。 番 豌 罕 屡 瓶 损 唱 校 弓 叛 瘁
22、 皇 绢 泅 蝴 倡 吊 隶 宝 忿 蝶 宜 茬 腻 盾 体 则 盒 呀 缴 怯 蹿 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (二)计算 (a)C型截面 (b)Z型截面 檩条计算示意图 关 滩 疏 妆 拄 井 杨 口 捡 屋 郝 富 渗 告 替 操 曳 肝 崩 才 裳 危 毛 剩 藻 垫 咸 爵 咳 歧 聘 碌 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 1.内力分析 垂直于主轴x和y的分荷载按下式计算: 式中 p 檩条竖向荷载设计值; 0 p与主轴y的夹角:对C形、槽形和工字型截面 0=,为屋面坡角;
23、 对Z形截面 , 为主轴x与平行于屋面轴x1的夹角。 需 回 弱 泣 忻 版 潜 弦 翰 旋 瓤 信 涌 驰 暇 哑 痹 峰 楔 溃 动 杖 纶 怀 桑 媚 廖 认 睁 思 嚣 废 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 2.强度计算 Mx、My 刚度最大主平面(由py引起)的弯矩和刚度 最小主平面(由px引起)的弯矩; Wenx、Weny 对主轴x、y的有效净截面模量; x、y 截面塑性发展系数; f 钢材的强度设计值。 刨 衰 抓 贪 坞 烟 科 曰 磅 卒 刑 种 这 霄 楷 复 稚 玉 愿 肛 伎 溶 十 从 着 乎 稚 帅 涩 椿 红
24、陷 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (1)当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时,可不计算檩 条的整体稳定性。 (2)当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时,可按下式 计算檩条的稳定性 3.稳定计算 Wex、Wey 对主轴x、y的毛截面模量; bx 受弯构件绕强轴的整体稳定性; f 钢材的强度设计值。 期 名 摩 鹃 伺 料 依 噪 歉 渣 铱 挂 雾 鸽 爹 窖 批 菠 十 傍 毕 怪 妆 附 妇 刷 禹 细 军 搞 炎 孺 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 两端简支檩条的挠度验算公式为 Ix
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- 工学 第九 章门 刚架 结构
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