1、1第 1 章 轻型门式钢架结构1.单层门式钢架结构的概念、组成和体系组成概念:以轻型焊接 H 型钢(等截面或变截面) 、热轧 H 型钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架或格构式门式钢架作为主要承重骨架,用冷弯薄壁型钢(槽型、卷边槽型、Z 形等)做檩条、墙梁;以压型金属板(压型钢板、压型铝板)做屋面、墙面;采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。组成:梁,墙,檩条,墙梁,支撑,屋面及墙面板2.门式钢架的梁、柱构件多采用焊接变截面的 H 形截面,单跨钢架的梁柱节点采用刚接,多跨者大多刚接和铰接并用。柱脚可与基础
2、刚接或铰接。3单层门式钢架结构和钢筋混凝土结构相比的特点:a:质量轻。单层门式钢架房屋承重结构的用钢量一般为1030kg/m2;在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的 1/301/20。b:工业化程度高,施工周期短c:综合经济效益高d:柱网布置比较灵活。柱距多为 6 米,当采用 12 米柱距时,需设置托架及墙架柱。4.变截面钢架(变:截面高度改变,宽厚不变)在竖向均布荷载的作用下,框架角区(梁柱节点)有较大的负弯矩,2框架梁跨中有较大的正弯矩;铰接框架柱脚弯矩为零,但刚接框架柱脚有较大的正弯矩。在水平荷载的作用下,框架角区也有较大的弯矩,因此,有些框架在角区和框架梁跨中所用工字
3、型截面高度较大。5.在门式钢架结构中,焊接构件中板的最小厚度为 0.3mm;冷弯薄壁型钢构件中板的最小厚度为 1.5mm;压型钢板的最小厚度为0.4mm。6.门式钢架又称山形门式钢架。按跨度分为:单跨、双跨和多跨,按屋面坡脊数分为:单脊单坡。单脊双坡和多脊多坡。7.“材料集中使用”原则:单脊双破多跨钢架,用于无桥式吊车房屋时,当钢架柱不是特别高且风荷载也不是很大时,中柱宜采用两端铰接的摇摆柱,不参与抵抗侧力,截面也比较小。边柱和梁形成钢架,承担全部抗侧力的任务(包括水平荷载和防止门架侧移失稳) 。8.等截面梁的截面高度一般取跨度的 1/401/30,设有桥式吊车是,柱宜采用等截面构件。截面高度
4、不小于柱高度的 1/20。3变截面者端高不宜小于跨度的 1/401/35,中段高度则不小于跨度的1/60。变截面柱在铰接柱脚出的截面高度不宜小于 200250mm。9.门式钢架轻型房屋屋面坡度宜取 1/201/8,在雨水较多的地区取其中的较大值。10.门式钢架上可设置起重量不大于 3t 的悬挂起重机和起重量不大于20t 的轻、中级工作制单梁或双梁桥式吊车。超过 20t,选用排架结构。11.门式钢架轻型房屋的构件和维护结构通常刚度不大,温度应力相对较小。纵向温度区段40m 内力以水平作用为主,100m)39.多层房屋的结构类型:纯框架体系(固结) 、柱支撑体系(铰接)和框支撑体系(其一为固结,另
5、一为铰接) 。高层除上述结构体系外,还可采用双重体系(纯框架和支撑体系,即在梁与柱刚性连接的框架中加设斜撑) 、框筒体系和框剪(由框支撑体系变来,支撑换为剪力墙) 。40.框架支撑与柱支撑的定义、区别框架支撑:横向采用纯框架体系,纵向梁以铰接于柱侧的方式将各横向框架连接,同时在部分横向框架间设置支撑。柱支撑:所有梁均铰接于柱侧,且在部分胯间设置柱间支撑以构成几何不变体系。1241.多高层结构的侧向位移模式:剪切变形模式和弯曲变形模式。42.双重抗侧力体系43.竖向布置的不规则结构是指:a 楼层刚度小于其相邻上层刚度的 70%,且连续三层总的刚度降低超过 50%;b 相邻楼层质量之比超过 1.5
6、(建筑为轻屋盖,顶层除外) ;c 立面收进尺寸的比例为 L1/L0.75;d 竖向抗侧力构件不连续;e 任一楼层抗侧力构件的总受剪承载力,小于其相邻上层的 80%。44.主次梁连接45.压型钢板与混凝土之间水平剪力的传递形式:一: 依靠压型钢板的纵向波槽;二:依靠压型钢板上的压痕、小洞或冲成的不闭合的孔眼;三:依靠压型钢板上焊接的横向钢筋;四:设置于端部的锚固件。46.组合梁和组合板的构造要求:组合板中的压型钢板在刚梁上的支13承长度,不应小于 50mm。在砌体上的支承长度不应小于 75mm。47.组合板在下列情况之一时应配置钢筋:a为组合板提供储备承载力的附加抗拉钢筋;b在连续组合板或悬臂组
7、合板的负弯矩区配置连续钢筋;c在集中荷载区段和孔洞周围配置分布钢筋;d改善防火效果的受拉钢筋;e在压型钢板上翼缘焊接横向钢筋,应配置在剪跨区段内,其间距宜为 150300mm。连续组合梁或组合板在中间支座负弯矩区的上部纵向钢筋,应伸过梁的反弯点,并应留出锚固长度和弯钩。下部纵向钢筋在支座处应连续配置,不得中断。补:组合梁截面高度不宜超过钢梁截面高度的 2.5 倍48.地震作用:国家标准建筑抗震设防分类标准 (GB 50223)中,根据建筑使用功能的重要性,将其划分为甲类、乙类、丙类和丁类四个抗震设防类别。 根据小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震设计目标,高层钢结构抗震设计应进行多遇地震作用及罕
8、遇地震作用两阶段的抗震计算。多遇地震相当于 50 年超越概率为 63.2%的地震,罕遇地震相当于 50 年超越概率为 2%3%的地震。49.地震作用分析方法:应采用两阶段设计法。第一阶段为多遇地震作用下的弹性分析,验算构件的承载力和稳定以及结构的层间侧移;第二阶段为罕遇地震下的弹塑性分析,验算结构的层间侧移和层间侧移延性比。50.a高度不超过 40m 且平面和竖向较规则的以剪切为主的建筑,14可采用现行国家标准建筑抗震设计规范规定的地震作用和底部剪力法计算;b高度不超过 60m 且平面和竖向较规则的建筑,以及高度超过60m 的建筑预估截面时,也可采用上述地震作用和底部剪力法计算;c高度超过 60m 的建筑,应采用振性分解反应谱法计算;d竖向特别不规则的建筑,宜采用时程分析法作补充计算。