2011年门式刚架轻钢设计培训二[精华].ppt

门式刚架轻钢结构设计技术 北京士兴钢结构有限公司 汪小鹏;0. 引言 1. 门式刚架轻钢结构技术概述 1.1 钢结构建筑在我国的发展情况;1.2 门式刚架轻钢房屋的技术特点 1.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构组成 （1）主刚架系统：梁和柱+支撑 吊车梁系统：吊车梁+制动结构 （2）次结构系统：檩条和墙梁+拉条 （3）围护结构：屋面板和墙面板+各种泛水、包边板;;1.2.2 主刚架系统： （1）平面受力体系，仅承受平面内各种荷载， （2）支撑体系解决刚架平面外的荷载及刚度 （3）主刚架支承次结构传来的荷载，但同时次结构反过来对主刚架提供侧向支撑作用以解决其稳定问题。 ◆传力路径分析：山墙上的风荷载是如何传递的？;;1. 2. 4 围护板系统 围护板承受风、雨、雪、施工等荷载，受到次结构支承，但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。 这三大结构系统组成一个完整的全钢结构体系，它们之间的相互支持、约束关系，使得这种结构体系可以得到非常经济合理的结构形式，得到极为广泛的应用。;1.2.5 与普通钢结构相比的技术特点： （1）结构自重轻，上拨风吸力大于屋盖自重，需考虑风吸力作用下的工况 （2）地震力一般不控制设计，使结构能够做得轻巧细长 （3）围护板之蒙皮效应作用，使结构具有良好的空间效果 ;;2. 门式刚架轻钢结构设计基本理念 2.1门式刚架的使用范围： 1、主要承重结构：单跨或多跨实腹门式刚架； 2、具有轻型屋盖和轻型外墙； 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别吊车或5t悬挂吊起重机（3t）; 4、刚架单跨跨度不大于36m，檐口高度不大于18m，柱距不大于12m; 5、门式刚架房屋的外墙也可以为砌体，相关要求见CECS102 第4.4.3条 6、由于构件截面较薄，不适于有强侵蚀介质的环境。 钢结构应进行哪些方面的计算？ ;2.2 强度设计概念 （1）线弹性理论概念 （2）钢材弹塑性的重要性 （3）动荷载作用下的疲劳强度 ;2.3 构件整体稳定设计概念 2.3.1 弯扭失稳的物理意义;2.3.2 提高构件整体稳定的措施;; ;◆侧向支撑需满足受力条件（包括稳定条件）： ;;2.3.3. 整体稳定计算要点 (1) 稳定曲线的意义 ◆稳定系数的概念： 稳定系数与长细比λ有一一对应关系。 ;首仁侠抵敏圾舟贩疫括俐拉炎码胁捆鹃给敦寻棍哎烬讳卤蜡抨苦锻谴勇谓2011年门式刚架轻钢设计培训二2011年门式刚架轻钢设计培训二; (2) 计算稳定的关键是解决计算长度问题 ◆对于杆件系统，基本以支撑节点间距作为计算长度； ◆对于刚架系统，判断有无侧移非常重要：强支撑（无侧移）、弱支撑、无支撑（有侧移）； 《钢结构设计规范》附录D;●计算长度是一个相对的概念：当某柱轴压力大，受到无轴压力的柱子支持时，稳定性增加，意味计算长度要减少；反之，无轴压力的柱子支持其他有轴压力柱子时，稳定性减少，意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下《钢规》与《门规》的计算长度区别；;(3) 压弯构件的稳定计算： ◆平面内: ◆平面外： ◆大头与小头问题，除Mx 和Wex 用大头外，其余的计算全部按小头(包括 b)； 问：屋面斜梁需要计算平面内稳定吗？ ;2.4 局部稳定设计概念 2.4.1 局部失稳的物理意义 ; 2.4.2 提高局部稳定的办法 (1) 减小高厚比，宽厚比：加厚板件用钢量增加； (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况？ (3) 设纵向加劲肋：针对什么情况？ ;2.4.3 局部稳定计算 ◆构造措施与计算结合 问：如何理解开根号的意义？用Q235 的钢材能否用Q345替换？;◆局部稳定曲线;2.4.4 屈曲后强度利用： (1)全张拉应力场 ◆利用加劲肋和梁翼缘的刚度;;2.5 刚度条件设计概念 2.5.1 为使用状况考虑的刚度条件 ◆控制构件的变形注意用钢量问题 2.5.2 为稳定考虑的刚度条件： （1）整体刚架：P-Δ效应问题； (2) 支撑的刚度：保证对被支撑构件提供稳定 （3）构件刚度：关于控制压杆的长细比问题 ;3. 门式刚架轻钢结构实用设计 方法及其问题讨论 3.1 初步确定设计方案 （1）根据建筑设计图确定柱网布置：跨度、柱距和建筑高度。 （2）根据以下原则确定柱底是刚接或铰接 ● 吊车吨位是否超过5吨 ● 檐口高度是否超过10m ● 是否有夹层;;;◆CECS102的规定:隅撑的间距作为受压翼缘平面外的计算长度 ◆隅撑-檩条体系的临界弯