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鋼結(jié)構(gòu)建筑剛架的類型與截面形式
2023-03-02 09:18 鋼結(jié)構(gòu)建筑 陜西鋼結(jié)構(gòu)
剛架結(jié)構(gòu)由梁和柱單元構(gòu)成，在節(jié)點(diǎn)處剛接。門式剛架多采用輕型屋面，可有效減小梁、柱和基礎(chǔ)的截面尺寸。在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，應(yīng)用較多的是單跨、雙跨或多跨的單、雙坡門式剛架。采用門式剛架時(shí)，多跨鋼結(jié)構(gòu)建筑可做成一個(gè)屋脊的大雙坡屋面， 便于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)坡面排水;設(shè)中間柱可減小橫梁的跨度，從而降低造價(jià)。中間柱可采用鋼管制作的鉸接搖擺柱。門式剛架的柱一般為單獨(dú)的單元構(gòu)件，斜梁可以根據(jù)運(yùn)輸條件劃分為 若干個(gè)單元，單元構(gòu)件本身采用焊接，單元構(gòu)件之間可以采用端板以高強(qiáng)度螺栓連接。結(jié)構(gòu)構(gòu)件可全部在工廠制作，工業(yè)化程度高，安裝方便快速，土建施工量小。剛架結(jié)構(gòu)具有構(gòu)造簡(jiǎn)潔，剛度良好，受力合理，使用空間大以及施工方便等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)通風(fēng)、采光的需要，這種剛架鋼結(jié)構(gòu)建筑可設(shè)置通風(fēng)口、采光帶和天窗架等。
根據(jù)跨度、高度和荷載不同，門式剛架的梁、柱可以采用變截面或等截面實(shí)腹焊接工字形截面或軋制H型鋼截面，設(shè)有橋式吊車時(shí)，柱可以采用等截面構(gòu)件或階形柱，變截面構(gòu)件通常改變腹板的高度做成楔形，必要時(shí)也可改變腹板的厚度。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝單元內(nèi)一般不改變翼緣截面，當(dāng)必要時(shí)，亦可改變翼緣厚度;鄰接的安裝單元可以采用不同的翼緣截面，兩單元相鄰截面高度應(yīng)相等。
當(dāng)剛架內(nèi)力較小時(shí)，可以采用等截面，其截面可以是矩形和三角形，材料可以選用普通角鋼、槽鋼以及薄壁槽鋼、薄壁鋼管等。當(dāng)剛架內(nèi)力較大時(shí)，可以采用變截面。門式剛架的腹板可以按有效寬度設(shè)計(jì)，即允許部分腹板失穩(wěn)，并可利用其屈曲后強(qiáng)度。故腹板高厚比可超過(guò)《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》的規(guī)定值，即可減小腹板厚度，節(jié)約鋼材。
實(shí)腹式剛架橫梁截面高度一般可以按跨度的1/30至1/40，格構(gòu)式剛架橫梁截面高度一般可取跨度的1/15至1/25。當(dāng)梁的跨度較大時(shí)，可以在梁柱節(jié)點(diǎn)或彎矩較大處加腋。加腋高度一般為橫梁高度的0.5倍至10倍，加腋長(zhǎng)度可以取梁跨度的1/5至1/6，對(duì)加腋梁需要按照變截面進(jìn)行計(jì)算。
門式剛架的柱腳多按鉸接支承設(shè)計(jì)，通常為平板支座，設(shè)一對(duì)或兩對(duì)地腳螺栓，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房有5t以上橋式吊車時(shí)，可以將柱腳設(shè)計(jì)成剛接，此時(shí)柱腳可具有較強(qiáng)的側(cè)向剛度。
剛架房屋屋面坡度宜取1/8至1/20，在雨水較多的地區(qū)可以取大值。外墻可以采用以壓型鋼板為圍護(hù)面的輕質(zhì)墻體，此外還可用砌體外墻或底部為砌體、上部為輕質(zhì)材料的外墻。
為進(jìn)一步降低自重，剛架的粱、柱截面也可做成格構(gòu)式，與實(shí)腹式截面相比，可節(jié)約鋼材，但結(jié)構(gòu)體系的整體剛度有所下降。格構(gòu)式截面一般采用小截面角鋼、鋼管等桿件組合而成，制作加工過(guò)程比較復(fù)雜，但適用于荷載、高度和跨度都比較大的剛架，如跨度等于或大于18米，柱高7米以上，柱距為6米或大于6米以及有吊車的鋼結(jié)構(gòu)廠房。格構(gòu)式剛架的材料選擇和截面組成比較靈活，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)受力改變剛架截面，使截面與彎矩成比例變化;變截面時(shí)可以根據(jù)需要改變腹板的髙度和厚度及翼緣的寬度，做到材盡其用。
采用鋼管的三角形截面，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造型美觀，制造方便。門式格構(gòu)剛架跨度較大時(shí)，可以采用折線形或弧形的橫梁，以改善建筑造型和剛架的受力。
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