門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程
發布時間:2014-08-05
1. 形式和尺寸
單層,單跨或多跨,雙坡、單坡或多坡,常用屋麵坡度小於10°屋麵應為壓型
鋼板(夾心板很少用),外牆除壓型板外也可用砌體跨度宜為9~36m(不是限定),國內最大72m;
高度一般不超過12m,不應大於18m;柱距應與跨度匹配,常用6、7.5、9m常用截麵尺寸:單跨:加腋端高L/30左右,高寬比6.5以內,加腋長度(0.15~0.25)L;跨中高(1/50~1/60)L;工形截麵高寬比2~5;多跨:中柱加腋端L/25左右,加腋長度(1/45~1/55)L;
單元運輸長度≤12m.溫度區間:縱向不大於300m,橫向不大於150m橫向為門式剛架(含搖擺柱),縱向設柱間支撐剛架構件腹板寬厚比允許不超過250,常用150左右剛架為變截麵構件,單元間采用高強度螺栓端板連接次結構包括檁條、牆梁、麵板、牆架等
2. 適用範圍
1)吊車起重量不大於20t的輕中級(A1~A5)橋式吊車或3t懸掛式起重機(有需要並采取可靠技術措施時允許不大於5t)。
2)不適用於有強烈侵蝕性介質的環境。
3)多層以
鋼材製作為主的結構,是主要的
建築結構類型之一。
鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大,故用於建造大跨度和超高、超重型的建築物特別適宜;材料勻質性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建築工期短;其工業化程度高,可進行機械化程度高的專業化生產;加工精度高、效率高、密閉性好,故可用於建造氣罐、油罐和變壓器等。
鋼結構房屋的頂層采用了門式剛架及其屋時者,該部分的設計可參照本規程,但應作整體分析,並作
抗震計算。
4)關於排架的應用。
1)鋼梁與砼柱宜采用鉸接;
2)結構應作整體分析;
3)柱頂位移和橫梁撓度應按GB50017
3.調整結構重要性係數設計使用年限為50年時,重要性係數取1.0;
為25年時,重要性係數取不小於0.95,但宜慎用。
3.結構
抗震驗算規定
1)因自重輕,低矮型,國外報導這種房屋
抗震性能相當好。GB50011規定,單層鋼結構廠房的規定,“不適用於單層輕型鋼結構廠房”。
2)地震對單層鋼結構廠房有時控製有時不控製,試設計表明,跨高比大於3.5時一般不控製。地震不控製時寬厚比可按《門規》,地震控製時翼緣和柱長細比應適當減小,斜梁簷口部位和柱的翼緣寬厚比應特別注意,本規程對不同烈度時的要求未作具體規定。
3)試設計表明,無吊車時橫向和縱向框架7度可不作
抗震驗算,但有吊車時,和無吊車8度時,一律應作
抗震驗算。
4)橫向剛架和縱向框架應分別進行
抗震計算
5)
抗震計算宜采用底部剪力法;反應譜計算時阻尼比取0.05;
6)大跨度結構應按規定考慮豎向地震作用。
7) 當有局部多於一層並與門式剛架相連接的附屬房屋時,應按有關規範進行
抗震驗算(重型樓蓋尤其應重視);
8)當設計由
抗震控製時,應采取相應的
抗震構造措施。構件之間應盡量采用螺栓連接;斜梁下翼緣與剛架柱連接處的腋部宜加強,承載力宜留有餘地;該處附近翼緣受壓區的寬厚比應適當減小;柱間支撐的連接是關鍵部位,角鋼連接要考慮單麵連接和淨截麵對承載力影響,按高於支撐屈服承載力設計;柱腳錨栓充分考慮抗剪和抗拔要求等。
4.調整
鋼材設計指標
1)承重結構原則上應采用Q235B級或Q345B級以上
鋼材製作。
受靜荷載的次要構件,允許用Q345A.(Q235A和Q345A都不做衝擊韌性試驗, B級規定做常溫(20℃) 衝擊,C級規定做0℃衝擊,D級規定做-20℃衝擊)
2)Q345
鋼材16mm以下的,由315 N/mm2改為310N/mm2.
3)高強度螺栓連接應為摩擦型,承壓型很少用。
5.屋麵活荷載標準值由0.3kN/m2提高到0.5kN/m2,荷載麵積>60m2的構件取0.3 kN/m2.兩級荷載的必要性。
6.補充檁條風荷載體型係數規定
1)低矮型和非低矮型房屋風荷載的劃分和適用條件
2)低矮型房屋風荷載的特點
3)兩套荷載不能混用
4)《門規》采用MBMA規定得到荷載規範組支持
5)對檁條受風麵積小於10m2風荷載的體型係數作了補充。
例如,角部檁條受風麵積A>10m2時為-1.4, A<1m2時為-2.9.牆麵風載對受風麵積不敏感。
6)風荷載改用50年一遇,基本風壓調整係數由1.1改為1.05.
7)風荷載附錄簡介,封閉式房屋,部分封閉式房屋,敞開式房屋
7.調整結構剛度指標
1)剛架柱頂位移限值,無吊車且采用輕型鋼牆板時由1/50改為1/60,有橋式吊車且有駕駛室時由1/240改為1/400,有橋式吊車由地麵操作時仍取1/180.
2)斜梁豎向撓度表3.4.2-2注1有誤,應采用GB50018如下規定:“對單跨山形門式剛架,L係一側斜梁的坡麵長度”,而不是構件跨度。此外,由於柱頂位移和構件撓度產生的屋麵坡度改變值,不應大於坡度設計值的1/3. 3) 跨度大於30m的斜梁宜起拱。
4)表3.4.2-2應為剛架柱頂位移(計算值)的限值。
8. 支撐布置要求
1)圓鋼支撐僅能用於無吊車廠房,直徑應由計算確定,考慮淨截麵要求,不得小於10mm.圓鋼支撐與構件腹板的連接處,t≤5mm時應腹板補強。宜采用專用楔形連接件,宜設置花蘭螺絲。
2)有5t及以上吊車時,柱間支撐應采用型鋼支撐。
3)有15t以上吊車時,應設置屋蓋縱向支撐和增加吊車梁的側向剛度。
4)無吊車時柱間支撐間距不大於30~45米,應與屋蓋橫向支撐位於同一開間。
5)建築物寬度大於60米時,在內柱宜適當設置柱間支撐。(在外柱支撐相應位置設置)。內柱不能設置交叉支撐時,可改用角撐或縱向剛架。
6)有吊車時,下柱支撐設在溫度區間中部或三分點處,端部不設。
7)保證房屋縱向剛度的措施。
9. 剛架構件計算主要規定1)彈性設計,不能考慮塑性。
2)板件最大寬厚比,翼緣為15/ ,腹板250/
3)通常改變腹板高度,不改變翼緣。
4)剛架的穩定歸結為楔形柱的穩定,注意計處公式特點,搖擺柱和柱腳連接對計算長度的影響。
5)腹板受彎時的有效寬度計算,受剪時的屈後強度計算方法和加勁肋設置。
6)剛架柱的平麵外穩定計算。
7)斜梁平麵內隻計算強度,不計算穩定。平麵外穩定歸結為下翼緣的隅撐設置。
8)考慮屈後抗剪強度時,變截麵構件楔率應小於60mm/m.
9)無吊車時柱腳鉸接,下部最小寬度200mm,注意抗剪計算。有橋吊時柱腳剛接,宜用等截麵柱。
10. 檁條計算
1)受力特點,風吸力使下翼緣受壓,上翼緣為彈性嵌固。
2)截麵有冷彎C形和Z形,高頻電焊H型鋼;構件有簡支、搭接連續、懸臂式幾種。
3)檁條的作用和設置,Z形檁時的設置特點。
4)簡支檁條不同情況的幾種計算方法:
1)搭接板可考慮麵板約束;5)浮動式麵板不考慮麵板約束,3)有可靠檁間支撐可僅計算強度。
6)附錄E的計算特點。
算例勘誤:P.113,末行①應為②。
P.115,第1行,公式根號中的“+”應為“-”。
7)搭接連續柃條的計算建議,搭接長度達到跨度10%時,可基本滿足均勻連續梁模式;支座處基本上具有雙柃承載力,因連接鬆動可考慮支座彎矩降低10%;風吸力作用下可僅計算跨中反彎點間的梁段穩定。
8)懸臂式檁條隔跨布置,懸臂端部設鉸接段,彎矩可比簡支減少一半,僅有計算建議。
11.隅撐計算規定
1)用隅撐代替通長係杆,減小受壓翼緣側向自由長度。
2)僅在斜梁下翼緣和柱內翼緣翼緣受壓區布置。
3)斜梁下翼緣與剛架柱內側相交處為關鍵點,此點附近應確保設置隅撐。
4)在斜梁下翼緣受壓區均應設置隅撐,其間距不應大於相應受壓翼緣寬度的16 倍。沿柱高應適當設置。
5)業主不願設隅撐時,應采取保證剛架穩定的其它可靠措施,如設置剛性撐杆或加大截麵等。
6)隅撐允許單麵設置,但承載力應符合下式要求。
7)隅撐軸力N按下式計算,A為斜梁被支撐翼緣的截麵麵積。
12.柱腳錨栓抗拔抗剪設計
1)存在隻重視上部結構,不重視錨栓設計現象。
2)錨栓上拔力計算應計入柱間支撐產生拉力的豎向量。
3)柱腳錨栓不宜用於承受柱腳底部的水平剪力。
4)柱肢抗剪鍵的設置。
5)日本柱腳設計規定13.工形截麵構件T形連接單麵焊
1)補充了單麵焊的規定,列入附錄。
2)單麵焊的應用條件和適用範圍:在設備和其它技術條件具備時才能采用。僅可用於承受靜荷載和間接動荷載、非露天和無強腐蝕性介質的結構構件。底板的連接、柱與牛腿的連接、梁端板的連接、吊車梁及支承局部懸掛荷載的吊架等,不得采用單麵焊。單麵焊適用於腹板厚度不大於8mm的板件,經工藝評定合格後方可采用。
3)業界對單麵焊的看法
14.高強度螺栓端板連接的設計規定
1)端板優點安裝方便。超過設計承載力時為半剛性連接。不建議用普通拚接形式代替。
2)厚度計算公式簡述。
3)端板的三種布置形式。
4)外伸式和齊平式,後者是半剛性連接。
5)當端板連接隻受軸力和彎矩,或剪力小於其實際抗滑移承載力(此時抗滑移係數取0.3)時,表麵可不作專門處理。
6)端板連接不得采用普通螺栓代替高強度螺栓。
7) 端板厚度應由計算確定,但不小於16mm.
8)端板連接抗彎計算的中和軸位置。
9)構件與端板的連接焊縫。
計算疲勞的對接焊縫,受拉橫向焊縫應為一級;
不要計算疲勞的結構中,對接焊縫受拉不應低於二級。
角焊縫隻能達到三級,不能要求一或二級;
要驗算疲勞的對接焊縫,隻能規定外觀質量符合二級。
15.搖擺柱設計
1)在構造上通常采用圓管,也有采用H型鋼的。
2)搖擺柱為負剛度,在多跨廠房不宜連續三根以上。
3)不應用於支承托架或托梁。不宜設置牛腿支承吊車。
4)設計軸力應適當增大,考慮端部嵌固引起的次應力。
16.刪除結構構件製作的具體規定參見《門式剛架輕型房屋鋼構件》JG144-2002.
17.補充結構工程安裝允許偏差表8.2.7《支承麵地腳螺栓允許偏差》,8.2.8《剛架柱安裝允許偏差》,8.2.9《剛架斜梁安裝允許偏差》,8.2.10《吊車梁安裝允許偏差》,8.2.11《壓型
鋼板安裝允許偏差》。主要參考GB50205-2002. 18.與施工有關的幾個問題
1)剛架在施工中應及時安裝支撐,嚴格執行規定的安裝順序,必要時應增設臨時支撐,並用纜風繩充分固定(強製性規定)。
2)柱腳底板下麵的每根錨栓,應設置調整螺母,校準後進行二次灌漿。底板上要留
注漿孔。
3)壓型
鋼板搭接長度範圍,可根據屋麵坡度和所用膠條情況確定。宜采用丁基橡膠膠條。麵板與檁條和麵板與牆梁連接的最大釘距不得大於300.房屋端部風吸力較大,屋麵板端頭搭接的釘距應適當減小。
4)在房屋的簷口、角部等部位,應設置具有良好密封性能和外觀的泛水板或包邊板。