前言:我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā),助您在寫作的道路上更上一層樓。

關(guān)鍵詞:門式剛架鋼結(jié)構(gòu)
一。設(shè)計(jì)方面
1.屋面活荷載取值
框架荷載取0.3kN/m2已經(jīng)沿用多年,但屋面結(jié)構(gòu),包括屋面板和檁條,其活荷載要提高到0.5kN/m2.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定不上人屋面的活荷載為0.5kN/m2,但構(gòu)件的荷載面積大于60m2的可乘折減系數(shù)0.6.門式剛架一般符合此條件,所以可用0.3kN/m2,與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范保持一致。國(guó)外這類,要考慮0.15-0.5N/m2的附加荷載,而我們無此規(guī)定,遇到超載情況,就要出安全問題。設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)提高至0.5kN/m2.現(xiàn)在有的框架梁太細(xì),檁條太小,明顯有人為減少荷載情況,應(yīng)特別注意,決不允許在有限的活荷載中“偷工減料”。
2.屋脊垂度要控制
框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規(guī)定為1/180,除驗(yàn)算坡面斜梁撓度外,是否要驗(yàn)算跨中下垂度?過去不明確,可能不包括屋脊點(diǎn)垂度。現(xiàn)在應(yīng)該是計(jì)算的。一般是將構(gòu)件分段,用等截面程序計(jì)算,每段都要計(jì)算水平和豎向位移,不能大于允許值,等于要驗(yàn)算跨中垂度。跨中垂度反映屋面豎向剛度,剛度太小豎向變形就大。要的度本來就小,脊點(diǎn)下垂后引起屋面漏水,是漏水的原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過小,第一榀剛架與山墻間的屋面出現(xiàn)斜坡,使屋面變形。本人有此想法,剛架側(cè)移后,當(dāng)山尖下垂對(duì)坡度影響較大時(shí)(例如使坡度小于1/20),要驗(yàn)算山尖垂度,以便對(duì)屋面剛度進(jìn)行控制。
3.鋼柱換砼柱
少數(shù)設(shè)計(jì)的門式剛架,采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成,斜梁用豎放式端板與砼柱中的預(yù)埋螺栓相連,形成剛接,目的是想節(jié)省鋼材和降低造價(jià)。在廠房中,的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架,但此時(shí)梁柱只能鉸接,不能剛接。多高層建筑中,鋼梁與墻的連接也是如此。因?yàn)榛炷潦且环N脆性材料,雖然構(gòu)件可以通過配筋承受彎矩和剪力,但在連接部位,它的抗拉、抗沖切的性能很并,在外力作用下很容易松動(dòng)和破壞。有些設(shè)計(jì),在門式剛架設(shè)計(jì)好之后,又根據(jù)業(yè)主要求將鋼柱換成砼柱,而梁截面不變。應(yīng)當(dāng)指出,砼柱加鋼梁作成排架是可以的,但將剛架的鋼柱換成砼柱,而鋼梁不變,是不行的。由于連接不同,構(gòu)件內(nèi)力也不同,要的工程斜梁很細(xì),可能與此有關(guān)。
4.檁條計(jì)算不安全
檁條計(jì)算問題較大。檁要是冷彎薄壁構(gòu)件,受壓板件或壓彎板件的寬厚比大,在受力時(shí)要屈曲,強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)采用有效寬度,對(duì)原有截面要減弱,不能象熱軋型鋼那樣全截面有效。有效寬度理論是在《冷彎薄壁型鋼構(gòu)件技術(shù)規(guī)范》(GB50018-2002)中講的,有的設(shè)計(jì)人員恐怕還不了解,甚至有些設(shè)計(jì)軟件也未考慮。但是,設(shè)計(jì)光靠軟件不行,還要能判斷。軟件未考慮的,自己要考慮。再有,設(shè)計(jì)人員往往忽略強(qiáng)度計(jì)算要用凈斷面,忽略釘孔減弱。這種減弱,一般達(dá)到6-15%,對(duì)小截面窄翼緣的梁影響較大。剛架整體分析采用的是全截面,如果強(qiáng)度計(jì)算不用凈截面,實(shí)際應(yīng)力將高于計(jì)算值。《規(guī)范》4.1.8、9條規(guī)定:“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強(qiáng)度應(yīng)按凈截面計(jì)算;受壓強(qiáng)度應(yīng)按有效截面計(jì)算;穩(wěn)定性應(yīng)按有效截面計(jì)算。變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計(jì)算”。有的單位看到國(guó)外資料中檁條很薄,也想用薄的。國(guó)外檁條普遍采用高強(qiáng)度低合金鋼,但我國(guó)低合金鋼Q345的沖壓性能不行,只有用Q235的。國(guó)外是按有效截面計(jì)算承載力的。如果用Q235的,又想用得薄,計(jì)算時(shí)還不考慮有效截面,荷載稍大時(shí)檁條就要垮。二。施工方面
1.柱子拔出
有的剛架在大風(fēng)時(shí)柱子被拔起,這是實(shí)際中常出現(xiàn)的事故。主要原因不是剛架計(jì)算失誤,而且設(shè)計(jì)柱間支撐時(shí),未考慮支撐傳給柱腳的拉力。尤其是房屋縱向尺度較小時(shí),只設(shè)置少量柱間支撐來抵抗縱向風(fēng)荷載,支撐傳給柱腳的拉力很大,而柱腳又沒有采取可靠的抗拔措施,很可能將柱子拔起。,因此,在風(fēng)荷載較大的地區(qū)剛架柱受拉時(shí),在柱腳應(yīng)考慮抗拔構(gòu)造,例如錨栓端部設(shè)錨板等。
2.沒有柱間支撐
這種情況最近較多,這樣肯定不行。目前沒有任何一本規(guī)范允許不設(shè)支撐。特別是柱間支撐,受力較大,絕不能省略。
3.端板合不上
端板連接是結(jié)構(gòu)的重要部位。由于加工要求不嚴(yán),而腹板與端板間夾角又,有的工程兩塊端板完全對(duì)不上,合不起來。強(qiáng)行用螺栓拉在一起,仍留下很寬縫隙,嚴(yán)懲影響工程質(zhì)量。
4.錨栓不鉛直
框架柱柱腳底板水平度差,錨栓不鉛直,柱子安裝后不在一條直線上,東倒西歪,使房屋外觀很難著,這種情況不少。錨栓安裝應(yīng)堅(jiān)持先將底板用下部調(diào)整螺栓調(diào)平,再用用無收縮砂漿二次灌漿填實(shí)。
5.保溫材吸水超重
有些房屋雪不大就垮了,究其原因,是屋面防水施工太差,雪融化后水逐漸滲入,為保溫村所吸收。今年冬季落雪多次,遷延時(shí)間較長(zhǎng)。屋面的設(shè)計(jì)荷載很小時(shí),當(dāng)吸水量達(dá)至一定程序,超過了結(jié)構(gòu)的承載能力,就要倒塌。
(1)積雪引起的壓強(qiáng)取0.50kN/m2,由于大風(fēng)造成的壓強(qiáng)取0.50kN/m2;(2)恒荷載數(shù)值應(yīng)以廠房實(shí)際工作情況確定;(3)屋頂積雪分布系數(shù)按照設(shè)計(jì)規(guī)范中給出的系數(shù)適當(dāng)提高,以項(xiàng)目所在地的積雪分布荷載為基礎(chǔ),該項(xiàng)目取2~4,承重鋼件的重要性系數(shù)取1.1;(4)計(jì)算檁條過程中,積雪荷載取值可參照本次雪災(zāi)的積雪分布規(guī)律進(jìn)行計(jì)算;(5)未受損的部件和各部件連接處也可能受損,加固設(shè)計(jì)中也應(yīng)考慮這部分因素;(6)加固方案應(yīng)保證實(shí)際工作方便,可操作,減少加固工程對(duì)正常生產(chǎn)運(yùn)行的影響;(7)加固過程中應(yīng)保證生產(chǎn)安全、方案合理可行;(8)根據(jù)實(shí)際情況,可將修復(fù)、加固工作分階段實(shí)施操作。
2鋼架加固
2.1加固設(shè)計(jì)方案
按照上述工程實(shí)例情況,基于目前加固設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范,結(jié)合事故檢測(cè)報(bào)告中提及的問題進(jìn)行分析,本文設(shè)計(jì)了2種鋼架加固方案,進(jìn)行篩選。方案一:通常廠房荷載計(jì)算只選取恒荷載,一般為50年最大風(fēng)雪荷載量進(jìn)行計(jì)算。這種方案計(jì)算所得的輕鋼廠房強(qiáng)度并不能滿足實(shí)際工作需求,也不能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為解決上述問題,本方案對(duì)承重梁進(jìn)行加腋處理,以緩解焊接重量,柱翼緣選擇對(duì)稱焊接,以提高承載能力。該方案所需焊接工作量大,對(duì)生產(chǎn)過程的影響也大。方案二:對(duì)上述工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知,廠房懸掛荷載較低,鋼架所承受恒荷載為0.3kpa。按照上述數(shù)據(jù)可知,輕鋼廠房外部構(gòu)件穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo),在柱翼緣處加入剛性系桿,以緩解這一問題。該加固方案工作量較少,對(duì)廠房?jī)?nèi)部設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行影響也小。對(duì)廠房實(shí)際工作情況進(jìn)行分析,在廠房運(yùn)行過程中不能有灰塵產(chǎn)生,兩種方案進(jìn)行對(duì)比分析,選取方案二進(jìn)行加固處理。
2.2荷載取值范圍
在計(jì)算過程中確定荷載取值范圍,選擇輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范選取合理數(shù)值。通常情況,雪壓、風(fēng)壓選取50年內(nèi)最大值,本工程分別選取0.5kpa和0.55kpa;恒荷載量取0.3kpa,懸掛荷載量取0.1kpa;房屋自重計(jì)算得0.2kpa。按照上述荷載取值范圍進(jìn)行核算,該數(shù)值是按照單向剛接計(jì)算所得,而實(shí)際工作中是雙向剛接,應(yīng)對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可見,輕鋼結(jié)構(gòu)中主要存在超負(fù)荷工作現(xiàn)象,大部分鋼架外部穩(wěn)定應(yīng)力超過承受限值。經(jīng)分析可知,保證鋼架柱穩(wěn)定應(yīng)力不超過1,面部長(zhǎng)度應(yīng)取5.5米進(jìn)行計(jì)算。此外,鋼架梁所承受的應(yīng)力也超極限運(yùn)行,要保證穩(wěn)定性達(dá)標(biāo),面外長(zhǎng)度應(yīng)取3米進(jìn)行計(jì)算。
2.3剛架結(jié)構(gòu)的加固
如圖2所示,剛架結(jié)果加固處理即在柱間設(shè)置剛性系桿,以降低軸面外部的長(zhǎng)度,設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定,面積應(yīng)小于5.5m2,該工程計(jì)算0.9m×5.85m=5.25m2,符合規(guī)范條件。
3維護(hù)結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)
3.1檁條的加固設(shè)計(jì)
在對(duì)檁條進(jìn)行加固設(shè)計(jì)中,應(yīng)首先確定檀條部分的荷載數(shù)值。參考本次雪災(zāi)積雪分布規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行加固處理時(shí),應(yīng)輕輕揭開廠房外頂板,為確保廠房能夠正常運(yùn)行,廠房?jī)?nèi)部環(huán)境不受影響,應(yīng)將廠房?jī)?nèi)頂板留于廠房頂部,為緩解承載應(yīng)力作用,應(yīng)增加檁條數(shù)量。檁條加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際積雪荷載量和分布范圍,選擇最為經(jīng)濟(jì)合理的檁條位置和數(shù)量進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。積雪較少的位置處檁條可以不改變布設(shè)位置,在原檁條位置加設(shè)2.5毫米厚的C狀檀條;在積雪符合較大的區(qū)域,在原檁條處加設(shè)3毫米厚的C狀檀條,加設(shè)的C狀檀條高度應(yīng)與原檀條保持一致;在積雪最嚴(yán)重的區(qū)域,可利用25a熱軋槽或者H型鋼檁條焊接到原檀條位置,對(duì)受損部位進(jìn)行焊接修復(fù)處理,以加強(qiáng)原檁條的承載能力。
3.2其他結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)
屋面支撐材料的加固應(yīng)遵循設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),加設(shè)剛性系桿以提高屋面整體的承載能力,同時(shí),設(shè)計(jì)者還應(yīng)考慮實(shí)際加固施工的可操作性,選取最方便可行的設(shè)計(jì)方案。墻梁加固設(shè)計(jì)中,可在需要加固的墻梁部位增設(shè)一道墻。懸掛梁加固時(shí)應(yīng)在連接處加設(shè)剛性系桿,以增強(qiáng)梁的承載力。雨篷加固,可將槽鋼焊接在橫梁上,增大衡量的抗扭強(qiáng)度。
4結(jié)束語
要想有效實(shí)現(xiàn)混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo),就一定要明確兩者之間的區(qū)別。混凝土框架具有自重大、剛度大、震害明顯、密閉性好、整體性好、抗壓性好、不易受外界侵蝕等特點(diǎn);鋼結(jié)構(gòu)具有自重小、延性好、耐火性差、密閉性差、易受外界侵蝕等特點(diǎn)。混凝土框架與鋼結(jié)構(gòu)均是借助傳統(tǒng)力學(xué)和數(shù)學(xué)公式進(jìn)行受力計(jì)算的,同時(shí)在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候,均需要設(shè)置多道抗震防御體系,這樣才可以保證結(jié)構(gòu)的整體性與牢固性;在進(jìn)行管理的時(shí)候,無論是混凝土框架還是鋼結(jié)構(gòu),均需要管理人員具備相應(yīng)的專業(yè)素質(zhì)與技能,對(duì)施工中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)、隱患、質(zhì)量問題等進(jìn)行預(yù)防與處理,保證施工的順利完成。當(dāng)然,兩者之間也存在著明顯的區(qū)別:首先,材質(zhì)方面。混凝土框架主要就是由鋼筋與混凝土構(gòu)成,自重非常大;鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼構(gòu)件連接組成,自重比較小。其次,震害結(jié)果。根據(jù)相關(guān)資料顯示,混凝土框架震害主要表現(xiàn)為裂縫,局部倒塌,很少出現(xiàn)整棟樓倒塌的情況;鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下,經(jīng)常發(fā)生失穩(wěn)、扭曲、變形的情況,并且因?yàn)檎w性比較差,因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,定要對(duì)整體性進(jìn)行充分的考慮。最后,施工管理方面。在實(shí)際施工中,對(duì)于相同面積的施工,鋼結(jié)構(gòu)要比混凝土框架施工快;在現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)候,混凝土框架施工需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)支模澆筑,進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件工廠加工的情況不多,而鋼結(jié)構(gòu)需要在工廠加工很多的預(yù)制構(gòu)件,之后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行相應(yīng)的安裝與焊接。除此之外,針對(duì)工程造價(jià)而言,鋼結(jié)構(gòu)也要比混凝土框架低一些,在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí),可以根據(jù)市場(chǎng)情況,進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
2加建工程的現(xiàn)狀
我國(guó)加建設(shè)計(jì)起步比較晚,與世界先進(jìn)國(guó)家之間存在著一定的差距。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,加建工程得到了很大的發(fā)展空間,并且在我國(guó)各地都開展了一些舊房挖潛、改造、加建等工程,并且在上海、重慶、廣州、貴陽、昆明等地都將舊房改造工程列入到了城市規(guī)劃項(xiàng)目當(dāng)中,頒布了相應(yīng)的文件與規(guī)章制度。由此可以看出,我國(guó)加建工程得到了很大的發(fā)展空間。1)由以往的單個(gè)房屋加建發(fā)展為成片住宅區(qū)的加建工程;2)各種新材料、新工藝應(yīng)用到了加建工程當(dāng)中;3)輕鋼結(jié)構(gòu)加建技術(shù)得到了深入的分析與研究,并且在加建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。
3鋼結(jié)構(gòu)加建的優(yōu)缺點(diǎn)
開展鋼結(jié)構(gòu)加建工程的時(shí)候,具有以下優(yōu)點(diǎn):1)節(jié)約土地,提高土地面積的使用效率,縮短建設(shè)工期;2)因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的自重比較輕,因此,加建部分的荷載作用對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響非常小,不需要單獨(dú)對(duì)地基進(jìn)行加固處理,這樣不僅可以減少工作量,還可以縮短工期,節(jié)省部分施工成本;3)鋼結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的多樣性,在進(jìn)行加建的時(shí)候,可以充分發(fā)揮空間的優(yōu)勢(shì),降低對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)的影響;4)鋼結(jié)構(gòu)加建的適用范圍比較廣,不僅可以對(duì)房屋建筑進(jìn)行加建,還可以對(duì)工業(yè)建筑進(jìn)行加建,因此,在建筑加建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然,其也存在著一些缺點(diǎn):1)在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加建之后,其整體建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)呈現(xiàn)一種上柔下剛、上輕下重的質(zhì)量與剛度分布,導(dǎo)致建筑整體性較差,缺乏一定的抗震性能;2)鋼結(jié)構(gòu)耐久性較差,在進(jìn)行加建的時(shí)候,需要進(jìn)行防腐、防火等措施的考慮,這樣就會(huì)增加一些建筑材料的使用,此時(shí)不僅會(huì)涉及到原材料的質(zhì)量問題,還要考慮原材料的成本問題,因此,存在著一定的不足。
4混凝土框架頂層加建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1)樓板設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)樓板的時(shí)候,現(xiàn)階段一般選用的都是現(xiàn)澆灌技術(shù)。目前,現(xiàn)澆灌技術(shù)是樓板設(shè)計(jì)中最為常用與有效的方法,在采用此種方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工的時(shí)候,可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性、牢固性與安全性。同時(shí),在鋼結(jié)構(gòu)施工中,此種方法可以對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行靈活的處理與調(diào)整,根據(jù)實(shí)際情況,提出有效的解決辦法,保證樓板設(shè)計(jì)與施工的順利進(jìn)行,確保建筑工程的整體施工質(zhì)量。2)梁設(shè)計(jì)。在進(jìn)行梁設(shè)計(jì)的時(shí)候,一定要結(jié)合國(guó)際設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際設(shè)計(jì)情況,制定合理、科學(xué)的鋼構(gòu)設(shè)計(jì)要求:首先,在進(jìn)行梁設(shè)計(jì)的時(shí)候,一定要保證其截面寬度不會(huì)低于200mm,同時(shí)寬度與高度之間的比值不要超過4。其次,在梁設(shè)計(jì)中必然要使用一些鋼筋,對(duì)其使用鋼筋也要進(jìn)行一定的規(guī)定,保證梁結(jié)構(gòu)具有一定的硬度與抗震性能,進(jìn)而確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)的牢固性與安全性。最后,在設(shè)計(jì)扁梁的時(shí)候,一定要保證梁中線和柱中線重合,采用雙向布置結(jié)構(gòu)。同時(shí)對(duì)扁梁進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算與設(shè)計(jì),保證其結(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性,增強(qiáng)建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3)柱設(shè)計(jì)。在進(jìn)行柱設(shè)計(jì)的時(shí)候,一定要保證其截面符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):通常情況下,柱截面寬度與高度均不可低于300mm,柱直徑一定要超過350mm,截面短邊與長(zhǎng)邊的比值不可以超過3,柱縱向鋼筋配比不可以低于0.2%等。在設(shè)計(jì)柱的時(shí)候,一定要嚴(yán)格遵照以上要求,這樣才可以保證柱設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性,同時(shí)增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,保證建筑工程施工的順利完成。4)基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件設(shè)計(jì)。在進(jìn)行基礎(chǔ)承載重量構(gòu)件設(shè)計(jì)的時(shí)候,一定要綜合考慮各方面的因素,結(jié)合建筑負(fù)荷、結(jié)構(gòu)形式、施工狀況等,加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性,使其達(dá)到建筑工程整體設(shè)計(jì)要求。針對(duì)設(shè)計(jì)不合理、不符合要求的部分,一定要進(jìn)行相應(yīng)的修改,保證其設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性,這樣才可以保證建筑工程整體的施工質(zhì)量。
5結(jié)語