工業(yè)單層鋼結(jié)構(gòu)廠房支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計

關(guān)鍵詞：檁條；支撐；門式剛架 

　　一、工業(yè)輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點 

　　鋼結(jié)構(gòu)一般分為普通鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu) ，它們之間并無明顯的界限。其計算規(guī)則都是一樣的 。所謂輕鋼結(jié)構(gòu) ，一般是結(jié)構(gòu)荷載較小 ，結(jié)構(gòu)桿件也較小 ，構(gòu)件壁厚較薄的一類結(jié)構(gòu)，一般采用門式鋼架、屋架和網(wǎng)架為主要承重結(jié)構(gòu) 。正因為輕鋼結(jié)構(gòu)上作用的荷載較小，所以，使得結(jié)構(gòu)效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)力一般較小 ，這就使得結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度往往不成問題 ，而由于構(gòu)件斷面較小，截面慣性距較小，使得結(jié)構(gòu)的剛度也隨著減小 ，結(jié)構(gòu)的整體和局部穩(wěn)定成為在設(shè)計中必須引起重視的主要問題 。這就是輕鋼結(jié)構(gòu)自己的特點。了解了這個特 點 ，我們就可以采取相應(yīng)的措施 ，比如可以采用增加支撐和拉條 ，以滿足桿件的長細(xì)比要求，增設(shè)加勁肋以滿足構(gòu)件的局部穩(wěn)定等。 

　　二、門式剛架結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)的特點 

　　門式剛架輕型房屋，其結(jié)構(gòu)一般由主骨架和支撐系統(tǒng)構(gòu)成，支撐結(jié)構(gòu)包括 ：1、墻架；2、檁條等 ；支撐系統(tǒng)包括：1、剛架柱之間的垂直支承；2、剛架梁之間的水平支撐 ；3、剛性系桿 、拉條 ；4、 隅撐等。 　 

　　三、檁條的設(shè)計 

　　1、檁條作用：承擔(dān)屋面荷載，并將其傳給剛架。檁條還通過螺栓與每品剛架連接起來，與墻架一起與剛架形成空間結(jié)構(gòu)。 

　　2、檁條的形式：實腹式檁條、空腹式檁條、格構(gòu)式檁條。 

　　3、截面高度的確定： 

　　實腹式檁條的截面高度Ｈ，一般取跨度的1/35~1/50桁架式檁條的截面高度Ｈ，一般取跨度的1/12~1/20。 

　　4、截面寬度的確定： 

　　實腹式檁條的截面寬度B，由截面高度Ｈ所選的型鋼規(guī)格確定，空間桁架式檁條上弦的總寬度Ｂ，取截面總高度的1/1.5~1/2.0. 

　　5、檁條荷載 

　　1）恒荷載 

　　屋面材料重量、支撐及檁條結(jié)構(gòu)自重。 

　　2）活荷載 

　　屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷載和風(fēng)荷載，當(dāng)采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（按水平投影面積計算）0.55KN/m2。  

　　四、屋面支撐與柱間支撐的確定 

　　支撐的作用主要是保證結(jié)構(gòu)體系成為空間體系，有足夠的空間剛度。支撐所受力主要是風(fēng)載和地震作用，溫度作用。計算支撐內(nèi)力時一般假定節(jié)點為鉸接，并忽略偏心的影響，并且一般的支撐都是按拉桿考慮，所以，一般適宜雙向布置。 

　　1）屋面支撐 

　　屋面支撐受力較小，桿件截面通�？砂慈菰S長細(xì)比來選擇。交叉斜桿和柔性細(xì)桿按拉桿 設(shè)計，可采用單角鋼；非交叉斜桿、弦桿、豎桿以及剛性系桿按壓桿設(shè)計，可采用雙角鋼組成十字形或Ｔ形截面。當(dāng)屋架跨度較大、房屋較高且基本風(fēng)壓也較大時，桿件截面應(yīng)按桁架 體系計算出的內(nèi)力確定。計算支撐桿件內(nèi)力時，可假定在水平荷載作用下，交叉斜桿中的壓桿退出工作，僅由拉桿受力。 

　　2）柱間支撐 

　　對廠房來說：分為上層支撐和下層支撐，上層支撐計算時，為避免由于支撐剛度過大而引起較大的溫度應(yīng)力，支撐腹桿常按柔性拉桿計算。交叉體系的下層支撐當(dāng)?shù)踯囎饔幂^小時一般圓鋼，較大時通常采用角鋼或槽鋼。交義斜桿常按拉桿設(shè)計，但為了提高廠房的縱向剛度，當(dāng)?shù)踯囕^大時，應(yīng)按壓桿設(shè)計�！�

　　五、隅撐的作用與設(shè)置 

　　隅撐的作用主要是阻止梁的下翼緣及柱的內(nèi)側(cè)翼緣失穩(wěn)。并在設(shè)計計算中作為減少梁 柱的平面外計算長度的最不利側(cè)向支撐間的最大間距。隅撐之所以要設(shè)，是因為剛架斜梁的受力的變化。在恒荷載和活荷載等荷載組合作用下，一般的梁受力是上翼緣受壓下翼緣受拉，這樣檁條與鋼梁的有效連接為梁上翼緣的穩(wěn)定提供了可靠的支撐。所以一般情況下的平面外計算長度取兩倍的檁條間距。上翼緣的梁穩(wěn)定可以保證。但是在受風(fēng)吸力荷載作用時，上翼緣受拉，下翼緣受壓，這樣下翼緣的穩(wěn)定性沒有可靠的平面外支撐，因此在粱的下翼緣上加設(shè)隅撐給鋼梁的下翼緣提供支撐。隅撐一邊與梁的下翼緣連接，一邊與檁條連接。隅撐的做法可以詳見門式剛架的相關(guān)規(guī)范。研究表明，門式剛架的破壞和倒塌在很多情況下是由受壓最大的翼緣屈曲引起的，而斜梁下翼緣與剛架柱的相交處壓應(yīng)力最大，是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位。本規(guī)程規(guī)定：“在檐口位置，剛架斜梁與柱內(nèi)翼緣交接點附近的檁條和墻梁處應(yīng)各設(shè)置一道隅撐 ”。就是為了確保該處的穩(wěn)定性。此外，還規(guī)定在斜粱下翼緣受壓區(qū)均應(yīng)設(shè)置隅撐，其間距不得大于相應(yīng)受壓翼緣寬度的16（235/f3）1/2倍。該規(guī)定便于執(zhí) 行，也便于施工質(zhì)量檢查。若翼緣寬度較窄，理所當(dāng)然地應(yīng)使隅撐間距減小。規(guī)程還特別規(guī)定，當(dāng)斜梁下翼緣不設(shè)隅撐時，應(yīng)采取保證剛架穩(wěn)定的可靠措施，如設(shè)置剛性撐桿或加大截 面等。這就較好地保證了結(jié)構(gòu)的安全。 　 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 102:2002); 

　　[2]《門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)件》(JG 144-2002); 

　　[3]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50017-2003)