轻钢厂房的结构设计探讨.docx

轻钢厂房的结构设计探讨中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构形式它包括所有轻型屋面、支撑系统及钢骨架。轻钢结构形式较简单设计计算并不复杂在设计中主要解决的是怎样既节省材料又便于安装同时要保证安全、实用、美观在设计中把两者有机的结台起来尽力遵守经济、美观、安全、便于施工及实用的原则。一、轻钢厂房的特点1、轻型门式刚架厂房具有大跨度、大空间、分隔使用灵活施工速度快施工周期短的特点。对投资方来说投资回报快综合经济效益较高。2、轻型钢结构有较好的经济指标不仅自重轻、钢材用量省、施工速度快而且它本身具有较强的抗震能力并能提高整个房屋的综合抗震性能。轻钢结构形式较简单设计计算并不复杂在设计中主要解决的是怎样既节省材料又便于安装同时要保证安全、实用、美观。3、空间设置灵活。门式刚架采用金属压型板封闭因而柱网布置不受模数制约柱距大小可以根据使用要求来确定。二、轻钢厂房的结构设计措施1、明确判定结构类别在钢结构厂房设计中常用的规范有《钢结构设计规范》《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》《冷弯薄壁型钢结构技术规范》《建筑结构抗震设计规范》和《建筑结构荷载规范》。这些规范对普通钢结构和轻钢结构有着明确的界定和完全不同的规定。对于不同的结构体系采用不同的理论分析方法规范条文和限值差异很大。因此设计时应先确定结构的类别再选用规范或规程中相应的规定进行设计避免错用或混用。2、结构设计（1）支撑体系。支撑体系的主要作用是:将各个平面刚架联结组成具有空间刚度和稳定的整体结构;为结构和构件的平面外整体稳定提供侧向支撑点;明确、合理、简捷地传递风力、温度应力、地震力以及吊车纵向水平力等纵向荷载。屋面支撑的布置应与山墙抗风柱的位置相协调使抗风柱的柱顶反力直接传到屋面横向支撑的节点上。屋面横向水平支撑的直腹杆(包括屋脊处和柱顶处)应按刚性系杆考虑采用檩条兼做时应对檩条的刚度和承载力进行验算。当檩条无法起到刚性直腹杆的作用时通常应在屋脊处、柱顶处以及屋面设置横向水平支撑直腹杆在刚架斜梁间设置钢管、H形钢或其他截面形式的刚性杆件以保证房屋纵向结构安全可靠地工作。带吊车的工程由于厂房较高、刚架构件截面刚度较大次构件刚度不足以约束主构件对于所有的柱间支撑均采用了较强的角钢支撑。（2)隅撑的设置。隅撑是用来保证斜梁下翼缘或刚架柱内侧翼缘受压稳定的重要措施。隅撑按以下原则来布置:在每跨靠近梁端的负弯矩范围内连续两根檩条下设置隅撑其他地方每间隔一根檩条设置隅撑。隅撑成对布置与梁和檩条均采用单个螺栓连接。梁的平面外计算长度可取隅撑间距。带吊车厂房为确保吊车梁对柱子的支撑效果在边柱的吊车梁上翼缘设置了隅撑。由此来形成对柱子的侧向支撑同时大大减小了边柱在纵向刹车力作用下的扭转效应。当山墙抗风柱与刚架斜梁下翼缘连接时连接处的斜梁下翼缘亦设置隅撑。（3）拉条的设置。对于有檩体系的压型钢板轻型屋面为了减少檩条在使用阶段和施工过程中的侧向变形和扭转通常在檩条间设置拉条(包括斜拉条和撑杆以下同)作为檩条的侧向支点以保证檩条的侧向稳定。当檩条跨度大于4m时应在檩条跨中设置一道拉条;当檩条跨度大于6m时应在檩条跨度三分点处各设一道拉条。拉条按拉杆设计当采用圆钢时直径不宜小于10mm。撑杆按压杆设计多采用钢管或角钢制作。圆钢拉条通常设置在距檩条上翼缘1/3腹板高度范围内。当风吸力作用下檩条下翼缘受压时屋面板宜采用自攻螺钉直接与檩条连接拉条则宜设在檩条下翼缘附近;当屋面采用扣合式或咬合式钢板时宜分别在距檩条上下翼缘1/3腹板高度范围内同时设置拉条。（4）梁柱截面及节点的设计。轻钢结构的经济性在于它的变截面变截面设计也取决于工厂的加工能力。设计人员在设计时要充分利用变截面特点合理设计截面影响H形截面抗弯能力的因素有截面高度、翼缘宽度和翼缘厚度。增加截面高度是提高截面抗弯能力最有效的方法由于轻钢结构腹板都很薄用钢量增加不多但抗弯能力增加很多。经济的设计不但要变截面高度更重要的是要变翼缘的宽度、厚度及腹板的厚度。主结构制作单元的选择也是非常重要的要根据弯矩图来选择连接节点在受力较小的部位拼接为便于运输制作单元不宜出现超长构件一般选6m~11m为宜。解决节点抗弯问题螺栓布置要尽量靠外侧以提供较大抵抗力矩。梁柱接头设计端板横放是受力比较好、易于加工的一种充分利用墙梁空间加大力臂提高抗弯能力安装时柱提供