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门式轻型钢结构的隅撑设计及其受力分析

来源作者：宋新利?发布于2012/9/416:27:44?评论(1)?有2662人阅读

1概述?

随着轻钢结构的发展,大跨度屋面梁的应用随处可见。为增加屋面钢梁的平面外刚度以及防止下翼缘在受压状态时的失稳,特设置隅撑;隅撑选型以热轧角钢居多,一侧连接在钢梁下翼缘或腹板处,另一侧连接在屋面檩条上,一般和钢梁腹板呈45°夹角,最终形成由隅撑、檩条、钢梁组成的三角形稳定体系,见图1。?

图1钢梁隅撑安装示意图?

2009年11月份,河南地区遭遇了50年一遇的罕见暴雪,许多轻型房屋钢结构工程都遭到了不同程度的破坏。破坏的部位多发生在屋面檩条等次钢部位,破坏的形式多表现在檩条挠度过大、拉条拉断、屋面板漏水等现象;但也出现了部分结构倒塌的事故,下面是一组雪灾引起厂房倒塌的实例照片,见图2;通过这些照片来帮助我们理解隅撑在轻钢厂房中所起的作用。照片中可以看出:

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压塌处梁柱破坏照片1~4?

图2一组雪灾引起厂房倒塌的实例照片

(1)靠近柱端的檩条位置没有设置隅撑。在梁柱节点区域,负弯矩的存在引起钢梁下翼缘受压,当雪荷载超载后翼缘发生屈曲,丧失承载力;?

(2)部分隅撑连接破坏或发生屈曲,丧失承载力,继而失去对钢梁的支撑约束,引起钢梁侧向扭转破坏;?

(3)钢梁屈曲部位不一定在应力最大部位,有些是发生在3m间距的隅撑空档处,由此可见在梁端部位的隅撑应该加密。?

2隅撑的设置及受力分析?

21隅撑的设置?

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102-2002)(以下简称为《规程》)中规定:隅撑的设置宜对称布置,当有困难时也可单侧布置,当隅撑对称布置时,单个隅撑的轴向压力可取公式计算的一半。?

22隅撑的受力分析?

许多参考书中对隅撑的分析以纯受压杆件居多,我们针对设置的单隅撑和对称设置的双隅撑,并根据各种工况荷载下进行了受力分析,见图3。

从图3~图6可以看出,在刚架梁柱节点区域隅撑内力(压力)最大;在跨中区域的隅撑内力(压力)次之;对单隅撑宜按轴向受压杆件设计,对双面对称隅撑则可按一压一拉设计。?

屋面现场复合指的是,檩条上下为压型钢板,中间夹保温棉。设置隅撑时必然会涉及隅撑穿越下层钢板的问题,通常的有以下两种做法:第一种做法是先施工屋面底层钢板,后施工隅撑,在穿越部位开三角形缺口;第二种做法是在檩条一侧先固定一个连接钢板,连接钢板的下端伸出底层屋面板并与隅撑相连,具体见下图8。

5结语?

在门式轻钢厂房中,隅撑属于小型构件,其钢材用量仅占建筑总用量的2%左右,但其所起的作用却非常重要,不论是从事设计还是施工,都要引起高度重视,确保我们的结构整体安全。