門式剛架常見問題及其改進(jìn)措施

1、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院張運(yùn)田 教授級高工,門式剛架常見問題及其改進(jìn)措施,本措施適用于：· 主剛架適于實(shí)腹式，格構(gòu)式剛架或 其他組合剛架不適用。· 屋面檁條和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻梁適于采 用冷彎薄壁型鋼。· 屋面板和墻板適于采用單層或腹合 壓型鋼板等輕型板材。· 特別適用于無吊車的單跨或多跨房 屋，在這種條件下其產(chǎn)品可以作到 商品化供應(yīng)。,,· 適用于單層房

2、屋鋼結(jié)構(gòu)，如果層數(shù) 多其設(shè)計(jì)技術(shù)措施有所不同，特別 在抗震設(shè)計(jì)烈度高的地區(qū)更應(yīng)注意。· 懸掛吊車不宜大于3t，因?yàn)檩p型房 屋的剛度相對差，懸掛吊車噸位大， 可能剛架撓度難于滿足要求或設(shè)計(jì) 效果不經(jīng)濟(jì)。,· 適于起重量不大于20t，工作級別為 中、輕級，即工作級別A1～A5橋式 吊車，噸位大、剎車力大、荷載大、 影響大。· 適用于環(huán)境侵蝕作用為弱侵蝕性類 和中等侵蝕

3、性類（即相對濕度＞ 75…%），更適合于無侵蝕性介質(zhì) 地區(qū)，系指一般城市的商業(yè)區(qū)和住 宅區(qū)。,3.1 基本設(shè)計(jì)規(guī)定常見問題,3.1.6 鋼柱腳未采用混凝土包裹防護(hù),改 進(jìn) 措 施,原因分析： 許多事例表明地面以下的鋼柱腳若不用混凝土包裹,柱腳處由于積水使鋼材嚴(yán)重銹蝕，對結(jié)構(gòu)存在著安全隱患，因此《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》GB50017對地面以下的鋼柱腳用混凝土進(jìn)行包裹列為強(qiáng)制性條文。,改進(jìn)措施：應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》第8.9.

4、3條（強(qiáng)制性條文）規(guī)定，對柱腳在地面以下部分采用強(qiáng)度等級較低的混凝土包裹（保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm），包裹的混凝土應(yīng)高出地面不小于150mm。 當(dāng)柱腳底面在地面以上時(shí)，柱腳高出地面的高度不應(yīng)小于100mm。,3.1 基本設(shè)計(jì)規(guī)定常見問題,3.1.7 在房屋的溫度區(qū)段內(nèi)，未設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。,改 進(jìn) 措 施,結(jié)構(gòu)布置時(shí)，在溫度區(qū)段內(nèi)應(yīng)使結(jié)構(gòu)成為能保持空間穩(wěn)定的獨(dú)立體系，按《門式剛架規(guī)程》CECS 102

5、第4.5.1條第1款設(shè)置支撐體系。,3.2 支撐體系常見問題,3.2.1 屋面橫向水平支撐與柱間支撐未布置在同一跨間內(nèi)。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 布置在同一跨間內(nèi)的屋面橫向水平支撐和柱間支撐同門式剛架一道構(gòu)成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)體系，既可承受和傳遞房屋縱向的各種荷載和作用，又方便于門式剛架結(jié)構(gòu)的施工安裝。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第4.5.1條第2款和第4.5.2條第1款的規(guī)定，宜將屋面橫向水平支撐和柱

6、間支撐同時(shí)布置在房屋溫度區(qū)段端部第一開間或第二開間，在布置柱間支撐的開間，宜同時(shí)布置屋面橫向水平支撐，如圖3.2.1所示。 當(dāng)無法布置在同一跨間時(shí)，可布置在相鄰跨間，有一定搭接區(qū)，但這種情況在溫度區(qū)段內(nèi)只能是個(gè)別的，否則應(yīng)對整個(gè)支撐系統(tǒng)重新合理布置。,,圖3.2.1　門式剛架支撐布置示意圖,,圖3.2.1　門式剛架支撐布置示意圖,3.2 支撐體系常見問題,3.2.2 屋面橫向水平支撐布置在房屋溫度區(qū)段端部第二開間，而在第一開間

7、相應(yīng)于屋面橫向水平支撐豎腹桿位置未布置縱向剛性系桿。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 房屋端墻(山墻)的風(fēng)荷載或地震作用要靠屋面橫向水平支撐傳遞給房屋縱向柱間支撐。屋面橫向水平支撐布置在第二開間時(shí)，第一開間僅布置未按壓彎桿件驗(yàn)算和加強(qiáng)的檁條，不足以傳遞端墻的風(fēng)荷載或地震作用。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第4.5.2條第1款的規(guī)定，在房屋溫度區(qū)段的第一開間相應(yīng)于屋面橫向水平支撐豎腹桿位置布置滿足受壓桿件長細(xì)比要求和受

8、壓（壓彎）桿件承載力要求的剛性系桿。 如圖3.2.2所示。,,圖3.2.2　門式剛架端開間屋面剛性系桿布置示意圖,3.2 支撐體系常見問題,3.2.3 屋面橫向水平支撐的豎腹桿未按剛性壓桿設(shè)計(jì)。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 屋面橫向水平支撐的計(jì)算簡圖為簡支于有柱間支撐柱列的門式剛架柱頂?shù)乃借旒埽浣徊嫘备箺U系柔性系桿，只能承受拉力，豎腹桿必須設(shè)計(jì)成剛性壓桿才能組成幾何不變體系，傳遞端墻的荷載或作用。,改進(jìn)措

9、施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第4.5.2條第 6款和第4.5.3條的規(guī)定，將屋面橫向水平支撐桁架的豎腹桿按壓桿設(shè)計(jì)；當(dāng)檁條位于屋面橫向水平支撐桁架節(jié)點(diǎn)處擬由其兼作屋面橫向水平支撐的豎腹桿時(shí)，檁條應(yīng)滿足對壓彎桿件的剛度和承載力要求，必要時(shí)應(yīng)加強(qiáng)。如圖3.2.1所示。,3.2 支撐體系常見問題,3.2.4 屋面橫向水平支撐的節(jié)點(diǎn)未與抗風(fēng)柱布置相應(yīng)協(xié)調(diào)。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 屋面橫向水平支撐桁架的節(jié)點(diǎn)布置在抗

10、風(fēng)柱處，可以使抗風(fēng)柱柱頂?shù)姆戳χ苯觽鬟f，避免剛架斜梁受扭。,改進(jìn)措施： 首先根據(jù)房屋的使用要求布置抗風(fēng)柱，然后根據(jù)抗風(fēng)柱柱頂位置布置屋面橫向水平支撐桁架的節(jié)點(diǎn)及支撐桿件；因?yàn)閯偧苄绷涸试S在任意位置布置屋面橫向水平支撐的節(jié)點(diǎn)，屋面橫向水平支撐的交叉斜桿為柔性拉桿，與剛架斜梁的連接較為簡單，可以不必等間距布置，這是門式剛架與普通屋架不同之處。,在抗風(fēng)柱與剛架斜梁連接處，剛架斜梁下翼緣應(yīng)設(shè)隅撐。如圖3.2.4所示。,圖3.2.4 抗風(fēng)柱連

11、接節(jié)點(diǎn)示意圖,3.2 支撐體系常見問題,3.2.5 屋面橫向水平支撐和柱間支撐采用圓鋼時(shí)，未設(shè)張緊裝置；當(dāng)設(shè)有橋式吊車時(shí)，柱間支撐未采用型鋼支撐。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：圓鋼支撐側(cè)向剛度小，安裝時(shí)會因自重而下垂，再加上圓鋼支撐初始彎曲和連接松弛等缺陷，不設(shè)張緊裝置就不能保證支撐始終處于張緊狀態(tài)，對門式剛架房屋的整體穩(wěn)定性和整體剛度起不到應(yīng)有的作用。當(dāng)有吊車時(shí)，柱間支撐改而采用型剛支撐，也是為了保證門式剛架房屋的縱向剛

12、度。,改進(jìn)措施： 采用圓鋼支撐時(shí)，應(yīng)按《門式剛架規(guī)程》CECS102和《薄壁型鋼規(guī)范》GB50018第9.2.2條的要求設(shè)置張緊裝置。有吊車時(shí),柱間支撐應(yīng)采用型鋼支撐；在8度及以上地震區(qū)或地震作用效應(yīng)組合控制時(shí)，門式剛架房屋的屋面橫向水平支撐和柱間支撐亦應(yīng)采用型鋼支撐。,3.2 支撐體系常見問題,3.2.6 在剛架轉(zhuǎn)折處(邊柱柱頂和屋脊、多跨房屋中間柱柱頂)，未沿房屋縱向全長設(shè)置剛性系桿。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：

13、在剛架轉(zhuǎn)折處設(shè)置剛性系桿，除了承受壓力和傳遞縱向水平力外，在安裝過程中可增加剛架的側(cè)向剛度，保證結(jié)構(gòu)安全。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第4.5.2條第5款的規(guī)定，在剛架的邊柱柱頂和屋脊處及多跨房屋適當(dāng)位置的中間柱柱頂處，均沿房屋全長設(shè)置通長的剛性系桿；不宜由加強(qiáng)的檁條代替剛架轉(zhuǎn)折處的剛性系桿，如圖3.2.1所示。,3.2 支撐體系常見問題,3.2.7 壓型鋼板薄壁型鋼檁條屋面，當(dāng)檁條跨度大于4m時(shí)，未合理設(shè)置

14、拉條、斜拉條及撐桿體系。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 冷彎薄壁型鋼檁條通常采用Z型鋼和卷邊槽鋼檁條，由于其重心高，弱軸抗彎能力差。當(dāng)檁條跨度大于4m時(shí)，應(yīng)設(shè)置拉條、斜拉條及撐桿體系，以提高其側(cè)向剛度與承載力，減少其在安裝和使用階段的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第6.3.5條和6.3.6條的規(guī)定，當(dāng)檁條跨度大于4m不大于6m時(shí)，應(yīng)在檁條跨中設(shè)置一道拉條，當(dāng)檁條跨度大于6m時(shí)，應(yīng)在檁條跨度 3分點(diǎn)處

15、各設(shè)一道拉條，拉條宜設(shè)置在距檁條上翼緣 1/3腹板高度范圍內(nèi)。為了防止檁條向屋脊方向彎扭失穩(wěn)，在設(shè)置拉條的同時(shí)，應(yīng)在檐口處增設(shè)斜拉條和撐桿；,為了承受屋面的坡向分力，在屋脊處(有天窗時(shí)在天窗處）亦應(yīng)增設(shè)斜拉條和撐桿；當(dāng)屋面坡面過大時(shí)，在檐口和屋脊之間的適當(dāng)位置必要時(shí)也宜增設(shè)斜拉條和撐桿。當(dāng)門式剛架跨度不大、屋面對稱屋脊布置且坡度較小時(shí)，屋脊處可不設(shè)斜拉條和撐桿。拉條應(yīng)根據(jù)最大的屋面坡向分力按拉桿計(jì)算確定，撐桿則按壓桿設(shè)計(jì)，如圖3.2.7

16、所示：,圖3.2.7 檁條間拉條布置示意圖,3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算常見問題,3.3.1 剛架梁、柱高強(qiáng)度螺栓連接節(jié)點(diǎn)的端板，不滿足最小厚度16mm的要求。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 剛架梁、柱連接節(jié)點(diǎn)通常假定按剛性連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，要保證連接節(jié)點(diǎn)與計(jì)算模型相符，傳力可靠，除滿足計(jì)算要求外，必須嚴(yán)格控制端板厚度不小于16mm，以保證端板有足夠的剛度。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第7.2.9條規(guī)定，設(shè)計(jì)剛架梁、

17、柱連接節(jié)點(diǎn)端板時(shí),如計(jì)算出的端板厚度不足16mm時(shí),應(yīng)取端板厚度≥16mm；工程習(xí)慣上，端板的厚度也不宜小于節(jié)點(diǎn)所用高強(qiáng)度螺栓的直徑d。,同時(shí)， 根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第7.2.11條規(guī)定，端板與剛架柱翼緣和斜梁翼緣的連接應(yīng)采用全熔透對接焊，焊縫質(zhì)量等級為二級；端板與剛架構(gòu)件腹板的連接應(yīng)采用角對接組合焊縫或與腹板等強(qiáng)的角焊縫。,3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算常見問題,3.3.2 柱腳錨栓的直徑，不滿足不小于24mm的要求，且未設(shè)置

18、雙螺帽。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 剛架柱腳通常假設(shè)與基礎(chǔ)為鉸接相連，有吊車時(shí)則應(yīng)采用剛接柱腳;柱腳錨栓直徑除按計(jì)算確定外，考慮到實(shí)際工程中可能會承受部分水平剪力等不利因素，其直徑不宜過小。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第7.2.18條規(guī)定，當(dāng)計(jì)算出的柱腳錨栓直徑小于24mm時(shí)，應(yīng)取24mm。一般情況下，剛架跨度不大于18m時(shí),采用2個(gè)M24的錨栓；剛架跨度不大于27m時(shí),采用4個(gè)M24的錨栓；剛架跨度不大于3

19、0m時(shí),采用4個(gè)M30的錨栓。柱腳錨栓均應(yīng)設(shè)雙螺帽，以防螺帽松動，影響柱腳安全可靠的工作。,3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算常見問題,3.3.3 未復(fù)核有柱間支撐的柱腳錨栓在風(fēng)荷載作用下的上拔力。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 門式剛架房屋端墻(山墻)上的風(fēng)荷載經(jīng)由抗風(fēng)柱、屋面橫向水平支撐等結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳至柱間支撐，柱間支撐的最大豎向分力使與其相連的柱腳錨栓產(chǎn)生上拔力。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第7.2.19條規(guī)定，進(jìn)行有柱

20、間支撐的柱腳錨栓在風(fēng)荷載作用下的上拔力計(jì)算。計(jì)算柱間支撐產(chǎn)生的最大豎向分力時(shí)，不考慮活荷載(或雪荷載)、積灰荷載和附加荷載的影響，恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.0;計(jì)算柱腳錨栓的受拉承載力時(shí)，對Q235鋼錨栓，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fat=140N/mm,錨栓的面積取螺紋處的有效截面面積。,3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算常見問題,3.3.4 未復(fù)核柱腳底部水平剪力能否由底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力承受，當(dāng)摩擦力不足時(shí)，應(yīng)設(shè)柱腳抗剪鍵。,改 進(jìn) 措

21、施,原因分析：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第7.2.20條規(guī)定，柱腳錨栓不宜用于承受柱腳底部的水平剪力。此水平剪力可由柱腳底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力(摩擦系數(shù)可取0.4)或設(shè)置抗剪鍵承受。,改進(jìn)措施：按《門式剛架規(guī)程》的規(guī)定，復(fù)核柱腳底部的水平剪力是否可由柱腳底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力承受，當(dāng)摩擦力不足時(shí)，柱腳底板下應(yīng)加焊抗剪鍵。柱腳底部的水平剪力和摩擦力均應(yīng)取可能的最不利的組合設(shè)計(jì)值。柱腳抗剪鍵的截面尺寸和連接焊縫應(yīng)按混凝土的局

22、部抗壓和抗剪鍵本身的彎剪承載力計(jì)算確定。,3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算常見問題,3.3.5 檁條和墻梁設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，未按《門式剛架規(guī)程》的附錄A計(jì)算風(fēng)荷載，也未考慮風(fēng)吸力的不利影響。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋屬于低矮房屋范疇，進(jìn)行風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)所需要的風(fēng)荷載體形系數(shù)，由于我國現(xiàn)有的資料不完備,《門式剛架規(guī)程》CECS102建議采用美國MBMA手冊中的規(guī)定,并作為附錄A列于規(guī)程中。為和MBMA手冊配套，《門式剛架規(guī)程

23、》要求將我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《荷載規(guī)范》GB50009的基本風(fēng)壓值乘以綜合調(diào)整系數(shù)1.05。,改進(jìn)措施： 進(jìn)行門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋檁條和墻梁設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，取自《荷載規(guī)范》第7.1.2條的基本風(fēng)壓值應(yīng)乘以1.05的綜合調(diào)整系數(shù)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按《荷載規(guī)范》第7.2.1條和第7.2.2條的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時(shí)，按10m處的數(shù)值采用；風(fēng)荷載體型系數(shù)，考慮內(nèi)、外風(fēng)壓最大值的組合，且含陣風(fēng)系數(shù)，按《門式剛架規(guī)程》附錄A的A.0.2條的規(guī)定采

24、用。,在風(fēng)吸力作用下，冷彎薄壁型鋼檁條下翼緣受壓時(shí)，當(dāng)屋面能阻止檁條上翼緣側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，可偏安全地按《薄壁型鋼規(guī)范》GB50018的公式(8.1.1-2)進(jìn)行驗(yàn)算。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算與檁條類同。,3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算常見問題,3.3.6 門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋的剛架立柱隨意改為鋼筋混凝土柱，仍按門式剛架結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，會造成工程事故。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)是一種跨變結(jié)構(gòu)，其斜梁和立柱可以是變截面

25、的，也可以是等截面的，立柱與基礎(chǔ)的連接可以鉸接，也可以剛接，但斜梁與立柱必須剛接。鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)則不同，它的屋面主構(gòu)件可以是鋼筋混凝土梁或鋼梁，也可以是鋼筋混凝土屋架或鋼屋架，并且與鋼筋混凝土柱頂鉸接，鋼筋混凝土柱腳則與基礎(chǔ)剛接。,顯然，這是完全不同的兩種結(jié)構(gòu)體系。因此，按門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的房屋，不應(yīng)隨意將剛架立柱改為鋼筋混凝土柱。因?yàn)殇摬暮弯摻罨炷羶煞N材料在材性、剛度和承載力方面有很大差別，不能簡單代換，而且在柱頂，鋼結(jié)構(gòu)

26、的斜梁與鋼筋混凝土的柱是兩種不同材性的構(gòu)件，很難實(shí)現(xiàn)剛接。所以隨意將門式剛架立柱改為鋼筋混凝土柱會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不安全。,改進(jìn)措施：（1）不得隨意將門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋的立柱改為鋼筋混凝土柱，也就是說不得隨意改變結(jié)構(gòu)的材料和體系；,（2）當(dāng)必須將門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋的立柱改為鋼筋混凝土柱時(shí)，鋼筋混凝土柱必須與基礎(chǔ)剛接，鋼斜梁與柱頂應(yīng)按能承受水平推力的鉸接連接進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，所構(gòu)成的跨變排架結(jié)構(gòu)應(yīng)重新進(jìn)行內(nèi)力分析，除應(yīng)重新驗(yàn)算斜梁的承載力

27、外，還應(yīng)按承載力和柱頂位移限值確定鋼筋混凝土柱的截面尺寸和配筋，也應(yīng)重新復(fù)核地基及基礎(chǔ)的承載力。,（3）門式剛架下柱若改為鋼筋混凝土斜梁可以設(shè)計(jì)成不帶拉桿的兩鉸直線拱，或帶拉桿的兩鉸直線拱，如圖：,由于拱腳位移對拱肋受力的影響相當(dāng)敏感，故建議帶拉桿的兩鉸直線拱其跨度不大于30m，不帶拉桿的兩鉸直線拱跨度不大于24m。（4）拱拉桿不管在任何情況下都不能受壓，特別是風(fēng)吸力時(shí)，都不能出現(xiàn)受壓狀態(tài)。（5）不帶拉桿的兩鉸直線拱的拱腳板不應(yīng)設(shè)置

28、抗剪鍵以承受水平力，帶拉桿的兩鉸供的拱腳底板不設(shè)抗剪鍵。,（6）拱腳的位移在滿足混凝土柱頂位移要求的同時(shí)，必須保證拱腳位移以及拱頂豎向位移后拱肋坡度不小于原坡度的2/3。（7）混凝土柱按偏壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，混凝土柱頂應(yīng)設(shè)置圈梁，并按單層廠房要求布置支撐，柱腳應(yīng)為剛接。如下圖：,（8）柱頂剪力由剪力鍵承受，柱頂彎矩由錨栓或錨筋承受。梁端底板與柱頂板焊縫必須能傳遞剪力和彎矩。,3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算常見問題,3.3.7 屋面橫向水平支撐、柱間

29、支撐、抗風(fēng)柱及剛架結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)(含柱腳連接節(jié)點(diǎn)及支撐構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn))無計(jì)算書。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：屋面橫向水平支撐、柱間支撐、抗風(fēng)柱和剛架一道形成門式剛架結(jié)構(gòu)的空間體系，共同承受屋面和墻面結(jié)構(gòu)傳來的垂直荷載、水平荷載和地震作用，其構(gòu)件和連接的承載能力必須滿足《門式剛架規(guī)程》CECS102第3.1.3條、第3.1.4條和第7.2節(jié)的要求。,改進(jìn)措施： 在施工圖階段,設(shè)計(jì)單位的校審人員除校審門式剛架的計(jì)算書外，還應(yīng)校審屋面橫向水

30、平支撐、柱間支撐和抗風(fēng)柱等主要受力構(gòu)件的計(jì)算書，也應(yīng)校審剛架結(jié)構(gòu)體系各連接節(jié)點(diǎn)的計(jì)算書；計(jì)算書齊全后才可以連同施工圖圖紙一道送施工圖審查單位審查。支撐構(gòu)件采用型鋼時(shí)，連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用焊接連接節(jié)點(diǎn)。,3.4 構(gòu)造要求常見問題,3.4.1 檁條與剛架斜梁上翼緣連接處設(shè)置單板檁托未加焊加勁肋。,改 進(jìn) 措 施,原因分析： 檁托除安裝時(shí)固定檁條防止檁條傾覆外，尚要承受檁條因荷載偏心產(chǎn)生的扭矩。因此檁托應(yīng)有必要的剛度和承載力，以便對檁

31、條端部提供扭轉(zhuǎn)約束。,改進(jìn)措施：根據(jù)《薄壁型鋼規(guī)范》GB50018第8.2.1條規(guī)定，垂直于斜梁上翼緣設(shè)置的單板檁托，應(yīng)加焊側(cè)向加勁肋，以提高其對檁條端部扭轉(zhuǎn)的約束剛度。為了有效地約束檁條端部的扭轉(zhuǎn)，檁托高度不宜小于檁條高度的2/3。墻梁的支托宜參照檁托設(shè)計(jì),如圖3.4.1所示。,當(dāng)屋面坡度及荷載均較小,且檁條高度也不大時(shí)，可采用單板檁托。單板檁托宜與剛架斜梁上翼緣坡口熔透焊。,3.4 構(gòu)造要求常見問題,3.4.2 位于坡屋面坡

32、頂?shù)奈菁闺p檁，未用型鋼或圓鋼相互連接。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：門式剛架房屋通常采用實(shí)腹式冷彎薄壁型鋼檁條，并在屋脊處布置雙檁。屋脊雙檁間用型鋼或圓鋼相互連接形成一體共同受力，并同屋面拉條、斜拉條及撐桿組合，使屋面的整體性和坡向剛度大大提高。,改進(jìn)措施：根據(jù)《門式剛架規(guī)程》CECS102第7.2.12條屋脊雙檁間用型鋼相互連接時(shí)，可根據(jù)具體情況采用焊接或螺栓連接;用圓鋼相互連接時(shí),應(yīng)在每個(gè)連接點(diǎn)處檁條腹板兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)鎖緊螺帽;

33、雙脊檁間相互連接點(diǎn)的位置在檁條跨度的3分點(diǎn)處及拉條連接點(diǎn)處。如圖3.2.7和圖3.4.2 所示。 屋脊雙檁也可用撐桿(鋼管內(nèi)設(shè)拉條)相互連接。,圖3.4.2　脊檁連接示意圖,3.4 構(gòu)造要求常見問題,3.4.3 在剛架斜梁下翼緣受壓區(qū)和柱內(nèi)側(cè)翼緣受壓區(qū)未設(shè)置保證其穩(wěn)定的隅撐。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：剛架梁、柱構(gòu)件翼緣的局部穩(wěn)定，在一般情況下系通過限制板件的寬厚比來保證；剛架梁、柱構(gòu)件的整體穩(wěn)定則由剛架的支撐系統(tǒng)

34、提供的側(cè)向支承點(diǎn)通過計(jì)算來保證。,改進(jìn)措施：在剛架斜梁下翼緣受壓區(qū)和柱內(nèi)側(cè)翼緣受壓區(qū),應(yīng)按《門式剛架規(guī)程》第6.1.6條第3款和第7.2.14條的要求設(shè)置隅撐作為側(cè)向支承點(diǎn)；剛架斜梁側(cè)向整體穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，計(jì)算長度取側(cè)向支承點(diǎn)間的距離；隅撐一端與斜梁受壓翼緣相連，另一端與檁條相連；隅撐按軸心受壓桿件設(shè)計(jì)。如圖3.4.3所示：,圖3.4.3　隅撐連接示意圖,3.4 構(gòu)造要求常見問題,3.4.4 剛架斜梁在翼緣轉(zhuǎn)折處腹板未設(shè)橫向加勁肋。

35、,改 進(jìn) 措 施,原因分析：剛架斜梁腹板考慮屈曲后效應(yīng)，在一般情況下雖然可通過限制其高厚比來保證合理的設(shè)計(jì)，但在斜梁翼緣轉(zhuǎn)折處，由于受力復(fù)雜，應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋對腹板予以加強(qiáng)。,改進(jìn)措施：在剛架斜梁翼緣轉(zhuǎn)折處的腹板兩側(cè)，應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋，如圖3.4.4所示。 加勁肋的外伸寬度bs≥h0/30+40(mm)，其厚度ts≥bs/15。,圖3.4.4　剛架斜梁翼緣轉(zhuǎn)折處腹板加勁肋示意圖,3.4 構(gòu)造要求常見問題,3.4.

36、5 柱腳錨栓中心到基礎(chǔ)邊緣的距離小于4倍錨栓直徑及150mm，鋼柱腳底板邊緣到基礎(chǔ)頂面邊緣的距離小于100mm。,改 進(jìn) 措 施,原因分析：上海市標(biāo)準(zhǔn)《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》DBJ08-68-97規(guī)定， 柱腳錨栓中心到基礎(chǔ)邊緣的距離不應(yīng)小于4d及150mm,主要原因是要保證錨栓有足夠的保護(hù)層厚度，使錨栓錨固充分，受力可靠，也考慮了基礎(chǔ)施工時(shí)錨栓位置可能發(fā)生偏差等不利因素。類似地，要求板邊距不小于100mm,主要考慮基礎(chǔ)頂面局部承

37、壓和施工偏差的影響。,改進(jìn)措施： 宜參考上述要求，確定基礎(chǔ)頂面尺寸和預(yù)留柱腳錨栓位置；基礎(chǔ)施工時(shí)采取必要措施，減少施工偏差。,補(bǔ) 充 問 題,1、翼緣變厚度拼接從8mm變20mm，無坡口；突變宜差2～4mm，作坡口。2、二次灌漿不滿，應(yīng)加膨脹劑，讓砼頂砼面與底板接觸。3、冷彎型鋼檁條只寫鍍鋅，結(jié)果施工單位采用電鍍，一個(gè)多月后腐蝕生銹。,4、搖擺柱頂焊死，柱失穩(wěn)，只能鉸接，只受軸向力。5、安裝時(shí)也從山墻第一開間開始，先搭檁條，

38、即往前裝，結(jié)果在小風(fēng)作用下成系列倒塌。應(yīng)先安裝水平及柱向支撐，讓形成剛體，方可繼續(xù)向前安裝。6、門式剛架采用格構(gòu)式。,補(bǔ) 充 問 題,7、當(dāng)門式剛架跨度大于40m小于60m，或高度大于13m小于18m的單層房屋時(shí)，宜采取下列措施：（1）屋蓋宜增設(shè)縱向水平支撐和橫向水平支撐，一起構(gòu)成封閉的支撐體系，增強(qiáng)房屋的整體剛度。（2）支撐設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，宜考慮由端部柱間支撐及屋面橫向水平支撐負(fù)擔(dān)山墻面的風(fēng)力。,（3）剛架柱和斜梁必須采用剛性

39、系桿來保證其側(cè)向穩(wěn)定，不宜依靠隅撐保證側(cè)向穩(wěn)定。（4）檁條不宜兼作系桿，系桿必須用型鋼另外設(shè)置。（5）支撐不宜采用園鋼，宜采用型鋼。（6）蒙皮作用小，不宜考慮其作用。（7）剛架柱頂側(cè)向位移限值宜控制在h/100。（8）斜梁及柱子的高厚比宜控制在小于120。,8、當(dāng)門式剛架內(nèi)設(shè)有橋式吊車，噸位大于20T小于50T的A1-A5中輕級吊車時(shí)，宜采取下列措施：（1）門式剛架輕型房屋技術(shù)規(guī)程規(guī)定允許設(shè)置小于20T的轎式吊車，吊車噸位大

40、應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017規(guī)定的柱頂位移限值、撓度限值、構(gòu)件變形和支座位移允許值等規(guī)定執(zhí)行。,（2）復(fù)板的高厚比宜控制在小于80。（3）屋蓋宜設(shè)置縱向水平支撐和橫向水平支撐，一起構(gòu)成封閉的支撐體系，增強(qiáng)房屋整體剛度。（4）剛架柱和斜梁必須采用剛性系桿來保證其側(cè)向穩(wěn)定。（5）支撐不宜采用園鋼，宜采用型鋼。（6）中柱不宜采用搖擺柱。（7）柱腳宜采用剛接，柱子宜采用階梯形。,9、當(dāng)門式剛架用于8度地震地區(qū)時(shí)，宜采取下列措施

41、：（1）在地震作用下，門式剛架構(gòu)件采用變截面時(shí)，任意截面都應(yīng)限制在彈性工作階段。（2）當(dāng)柱間貼砌體且與柱有拉結(jié)的砌體圍護(hù)墻時(shí)，應(yīng)計(jì)入其全部自重，但僅在沿墻體縱向的地震作用計(jì)算時(shí)，可計(jì)入其剛度的40%。,（5）房屋端部宜設(shè)置門式剛架承重，不宜利用山墻柱承重，或山墻承重。（6）支撐宜采用型鋼，對單角鋼支撐應(yīng)考慮強(qiáng)度折減，8度時(shí)不得采用單面偏心連接，交叉支撐有一根桿件中斷時(shí)，交叉節(jié)點(diǎn)板應(yīng)加強(qiáng)，其承載力不應(yīng)小于1.1倍的桿件全塑性承載力。

42、,一般鋼結(jié)構(gòu)用鋼材選用規(guī)定,1、建筑鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材 低碳鋼（含碳量0.03%～0.25%） 1）碳素鋼 中碳鋼（含碳量0.26%～0.60%） 高碳鋼（含碳量0.60%～2.0%） 2）低合金高強(qiáng)度鋼 3）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 4）建筑結(jié)構(gòu)用鋼板（GB/T1

43、9879-2005）,,5）耐候鋼 高耐候鋼 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼 6）耐火鋼 7）壓型鋼板用的基板鋼材 4）鑄鋼,,2、鋼材牌號表示方法，例： 1）牌號： Q 2 3 5 屈服強(qiáng)度

44、屈服強(qiáng)度值 2）質(zhì)量等級（A、B、C、D） F（沸騰鋼） 3）脫氧方法 Z（鎮(zhèn)靜鋼） b（半鎮(zhèn)靜鋼） TZ（特殊鎮(zhèn)靜鋼）,,,,,,Q195 —— Q215

45、（A、B） 4）碳素鋼 Q235（A、B、C、D） Q255 （A、B） Q275 —— Q295 （A、B） Q345 5）低合金高強(qiáng) Q3

46、90 （A、B、C、D、E） 度結(jié)構(gòu)鋼 Q420 Q460 （C、D、E）,,,,3、鋼結(jié)構(gòu)合理選材 1）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用鋼材性能和質(zhì)量要求應(yīng)考慮：結(jié)構(gòu)的重要性；荷載特征（是否直接承受重力荷載）；連接方法（是否是焊接）；環(huán)境溫度（是否屬低溫）以及鋼材厚度等要素正確選用。 2）一般強(qiáng)度控制時(shí)，可選用

47、強(qiáng)度高的鋼材，撓度控制時(shí)，可選用Q235鋼材。 3）有疲勞問題時(shí)，選高強(qiáng)度鋼不合算，穩(wěn)定控制時(shí)，高強(qiáng)度鋼的φ值低。,4）普通C級螺栓性能等級為4.6和4.8，粗制螺栓（A、B）為5.6級。 5）高強(qiáng)度螺栓：摩擦型連接 大六角頭 扭剪型

48、 承壓型連接 高強(qiáng)螺栓強(qiáng)度級別為8.8級、9.8級和10.9級。,,4、抗震規(guī)范強(qiáng)制性條文 1）鋼材的抗拉強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)小于1.2。 2）伸長率應(yīng)大于20%。 3）鋼材應(yīng)具有良好的可焊性和合格的沖擊韌性。,4）采用焊接連接的結(jié)構(gòu)，當(dāng)鋼板厚度≥40mm時(shí)，且承受沿板厚方向的拉力時(shí)，板厚方向截面收縮率按GB/T19879

49、-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Z15、Z25、Z35的容許值。 5）鋼材宜選用Q235等級B、C、D及Q345等級B、C、D、E。,,,鍍鋅薄鋼板的基材材質(zhì)和鋼號與普通用的鋼材有所區(qū)別，目前國內(nèi)尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，只有寶鋼自己制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。上述表格就是寶鋼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/BQB420-1999。,表,,18.7 節(jié)點(diǎn)及構(gòu)造,18.7.1 門式剛架斜梁與柱的連接宜采用高強(qiáng)度螺栓連接，可采用端板豎放、端板平放和端板斜放三種形式，如圖

50、18.7.1。一般采用端板豎放，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及尺寸不需要放大樣確定，螺栓比較容易排列。端板平放受力合理，安裝方便，常被采用。,18.7.2 《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102-2002中關(guān)于端板厚度的計(jì)算公式，系按平面端板塑性分析和屈服線控制在端板邊緣的方法，簡化了計(jì)算和限制變形。因此，端板連接螺栓必須采用高強(qiáng)度螺栓，以確保假定計(jì)算模型的成立。此時(shí)，端板厚度計(jì)算可按該規(guī)程規(guī)定：,圖18.7.1 斜梁與柱連接形式示意圖,外伸

51、式豎放端板采用該規(guī)程（7.2.9-3a）公式計(jì)算端板厚度（外伸部分中間有加勁肋，如圖18.7.3(b)。平齊式豎放端板采用該規(guī)程（7.2.9-3b）公式計(jì)算端板厚度。若采用普通螺栓連接，則不能采用上述公式計(jì)算端板厚度。一般端板厚度不小于理論計(jì)算所得的連接螺栓直徑的1.0倍，且不應(yīng)小于16mm。端板豎放宜采用外伸式中間有加勁肋，除了構(gòu)造上螺栓容易排列外，主要是外伸式節(jié)點(diǎn)受力合理，承載力明顯高于平齊式節(jié)點(diǎn)，如圖18.7.3。,（a）

52、外伸式 （b）外伸式加肋 （c）平齊式 圖18.7.3 端板構(gòu)造示意圖,18.7.4 與斜梁端板連接的柱翼 緣部分應(yīng)與斜梁端板厚度相同。18.7.5 端板主要承受彎矩和軸向力，當(dāng)有吊車時(shí)，應(yīng)采用高強(qiáng)度螺栓磨擦型連接。當(dāng)端板連接承受剪力小于按抗滑移系數(shù)0.3計(jì)算的承載力時(shí)，若采用高強(qiáng)度螺栓承

53、受壓型的端板表面可不做專門處理。,18.7.6 端板連接螺栓的受力計(jì)算，按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定是假定以高強(qiáng)度螺栓群中心為抗彎中和軸進(jìn)行計(jì)算。端板螺栓連接應(yīng)成對的對稱布置，應(yīng)使受拉翼緣和受壓翼緣的螺栓群中心與翼緣中心重合或接近，截面中部螺栓間距不宜超過該規(guī)程允許的最大間距16d。18.7.7 剛架柱和斜梁翼緣板與端板的連接應(yīng)采用全熔透對接焊接，焊接質(zhì)量等級為二級。,圖片,,圖片,,圖片,,圖片,,圖片,,,,檐口剛

54、性檁條拉條,屋脊檁條拉條,,圖20.7.13 支撐節(jié)點(diǎn) 圖20.7.14-2 檁條拉條,A-A B-B,1-1 柱隅撐節(jié)點(diǎn),1-1,山墻柱柱腳及支撐安裝節(jié)點(diǎn),圖20.7.14-1浮動式屋面脊構(gòu)造,,圖6.15　直立鎖縫屋面檐口詳圖（MBCI）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,制作與安裝,一、門式剛架的制作按

55、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行 “門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)件”JGJ144-2002 1、焊接實(shí)腹梁允許偏差的關(guān)鍵 1）封板與斜梁連接； 2）腹板平面度問題。,,2、壓型金屬板的厚度及其允許的偏差3、性能檢驗(yàn) 1）節(jié)點(diǎn)試樣； 2）壓型板試樣。,,,風(fēng)吸力試驗(yàn),,二、門式剛架的安裝 1、基礎(chǔ)定位；

56、 2、預(yù)埋錨栓的定位； 3、吊裝柱子及斜梁； 4、二柱之間上支撐、水平支撐、檁條。,,,,,,,,,,,,,,,,,不規(guī)范的門式剛架,,翼緣、腹板拼接焊縫置于同一截面,圖片,,圖片,,圖片,,圖片,,以下照片摘自“鋼結(jié)構(gòu)”2005年第6期潘賽軍等人寫的“浙江臺州工業(yè)廠房0414號臺風(fēng)受損的原因剖析與對策探討”1、廠房東西山墻過高，沒有抗側(cè)向構(gòu)件，屋面梁強(qiáng)度和剛度都不夠，在強(qiáng)風(fēng)作用下引

57、起倒塌。,,,2、廠房采用格構(gòu)式鋼柱，錨栓埋設(shè)深度不足，柱基礎(chǔ)連根拔起。,3、廠房鋼柱采用園鋼組合的格構(gòu)柱，強(qiáng)度和穩(wěn)定均不夠，造成倒塌。,4、廠房屋面板采用0.36mm厚的壓型鋼板，并采用暗扣連接方法，板太薄，暗扣質(zhì)量差。,5、廠房屋面板采用0.326mm，太薄，首先在角部引起破壞。,6、檁條采用冷彎槽鋼140×50×20×2.5，沒驗(yàn)算風(fēng)吸力作用下的穩(wěn)定，受強(qiáng)風(fēng)時(shí)，下翼緣屈曲失穩(wěn)破壞。,7、檁條與屋面板螺

58、釘數(shù)量不夠，特別是角部沒有加密，抗拉、抗拔強(qiáng)度不足而破壞。,8、圍護(hù)結(jié)構(gòu)高4.8m，采用磚墻承重，沒有構(gòu)造柱也沒有圈梁，磚墻上直接擱上門鋼斜梁。受強(qiáng)風(fēng)時(shí)，側(cè)向失穩(wěn)破壞。,9、采用角鋼組合的格構(gòu)式柱，焊接質(zhì)量太差，受強(qiáng)風(fēng)時(shí)，焊縫拉斷而破壞。,10、山墻柱剛度不夠，在強(qiáng)風(fēng)作用下，失穩(wěn)破壞。,11、三角形輕鋼屋架剛度不夠，失穩(wěn)破壞。,12、獨(dú)立柱基礎(chǔ)受力能力不足，在強(qiáng)風(fēng)作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆破壞。,13、檁條和剛架直接擱至在磚砌體上，沒有任何可

59、靠的連接。在風(fēng)作用下，產(chǎn)生滑落而破壞。,14、角部檁條未加強(qiáng)，連接也沒有加強(qiáng)，造成局部破壞。,15、門窗洞較大，也沒有進(jìn)行驗(yàn)算，大風(fēng)時(shí)風(fēng)吹破玻璃而引起其他破壞。,16、女兒墻較高，大風(fēng)作用下引起破壞。,,,,,抗風(fēng)措施,1、壓型金屬板厚度宜>=0.6mm2、壓型板和檁條的連接要牢固 a) 咬口支托板強(qiáng)度應(yīng)采用高強(qiáng)材料 b) 自攻螺釘間距應(yīng)加密3、檁條應(yīng)進(jìn)行風(fēng)吸力情況下的穩(wěn)定驗(yàn)算4、若增設(shè)女兒墻應(yīng)按設(shè)計(jì)情況驗(yàn)算5、山