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钢结构厂房的屋面结构要怎样设计才能独出心裁

作者:联隆钢结构 时间:2021-03-01 18:26:13 次数:

钢结构厂房的屋面结构要怎样设计才能独出心裁

     随着建筑业的不断发展,钢结构厂房的屋面形式多种多样,可以根据业主的要求选择美观、经济、实用的屋面形式。一般结构形式有钢梁或钢屋架结构、圆管屋架结构、网架结构等。那么钢结构厂房的屋面结构要怎样设计才能独出心裁。

钢结构厂房
    首先要分析的是负载的值。南方建筑主要考虑的荷载有恒载、活载和风荷载。当生产过程中有大量工厂及其相邻建筑排放灰渣时,也应按GB50009-2001(《建筑结构荷载规范》)(以下简称《荷载规范》)考虑房屋面积的灰渣负荷。恒荷载,一般小于0.3KN/m2,有保温层,按实际计算;活荷载,屋面不取0.5KN/m2的值,当只有一个可变荷载且荷载水平投影面积超过时;超过60m2时,屋面均布活荷载标准值应为0.3KN/m2,可根据实际情况选择,做到安全、合理、经济。风荷载,按《荷载规范》的有关规定;荷载组合,荷载组合应按恒载控制荷载组合和活载控制荷载组合分别计算。
 
    二、轻钢结构屋面主要构件的受力情况、强度和稳定性计算。对于由钢梁和檩条,组成的屋顶,外部荷载通过压型钢板(彩钢瓦)均匀地传递到檩条。从檩条到钢铁梁,钢铁梁是通过钢板支架传递到柱,然后到基础。由于钢梁与混凝土柱之间的连接采用不同的材料,很难进行刚性连接,计算中往往简化为铰,所以钢梁简化为简支梁或连续梁,钢梁的强度可以很容易地用标准公式计算,但钢梁的稳定性需要结构措施。在许多情况下,钢的梁强度还没有达到极限应力值,稳定应力已经超过要求。因为如果截面的侧向弯曲刚度和扭转刚度不足(如窄而高的工字形截面),梁可能会在截面形成塑性铰之前围绕弱轴Y轴突然侧向弯曲,同时会随着扭转变形而破坏。为了加强抗弯和抗扭刚度方法,增加梁方法的横截面也是有效的,从而减小了梁,受压法兰的自由长度,从而减小了横向支撑中点间与梁Y轴的长细比。
 
    在轻钢结构设计中检查钢梁的强度和稳定性时,应注意“应力比”问题,即计算应力与极限应力之比,详见《钢结构设计规范》第4.2节。这是因为施工中出现的各种误差使钢结构本身的极限应力达不到试验得到的极限应力,所以设计中要有意识地将应力比设置为1,并控制好在0.8以下。
 
    第三点需要说的是车顶支撑系统。轻钢结构厂房的屋面支撑体系虽然不是主要承重构件,但却是连接屋面的主要承重构件的重要组成部分。支撑系统的合理有效布置可以使厂房具有足够的强度、刚度和稳定性。屋面支撑体系可分为上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、竖向支撑和系杆等。上弦杆水平支撑为屋顶提供稳定性,并为主要构件(钢梁、弦杆等)提供横向支撑点。),主要设置在房屋两端首柱之间或横向温度伸缩缝段两端,但为了保证上弦水平支撑的有效作用,设置间距不应超过60米;当没有悬挂设备且跨度不大时,可以省略下弦杆的水平支撑;竖向支撑的作用是使相邻屋架组成的四面体与上下弦杆的水平支撑形成空间几何不变体系,保证屋面整体稳定,设置在钢梁的中部和两端,设置数量视跨度而定;为了保证没有横向水平支撑的屋顶的横向稳定性,传递水平荷载,在横向水平支撑或垂直支撑的连接处沿房屋的纵向长度设置系杆,一般可以使用角钢或圆钢。
 
    一般轻钢结构厂房的支撑杆受力很小,不需要计算,可以根据结构要求和允许长细比选择截面。当交叉斜腹杆体系的支撑桁架作为支撑体系时,该体系属于超静定体系。在联合荷载作用下,可考虑将部分斜构件退出工作,简化为静定体系,然后检查截面是否满足要求。
 
    第四,钢梁的拼接节点和轻钢结构钢梁与钢柱的连接节点是主要的计算节点。为方便运输,一般每根梁不得超过12m。然后根据节点的受力情况和连接形式进行计算,检查是否符合结构要求,由于螺栓安装工艺对螺栓间距有一定要求,详见《钢结构设计规范》。钢梁和混凝土
 
    对于立柱的连接,需要设计支撑底板的厚度和连接螺栓的尺寸。底板厚度由承载反力产生的弯矩决定,一般为12mm~16mm,加劲肋厚度与底板相同。螺栓应为带双螺母的螺栓。预埋螺栓需要有足够的锚固长度,详见混凝土结构。
 
    一般来说,单层厂房轻钢屋面结构的设计是基于安全、合理、可行、经济的原则。设计人员不仅要按规范设计,还要考虑实际情况,如钢材质量指标、焊接工艺、安装工艺等。除了满足强度要求外,还应注意各种结构措施的应用,了解设置各种结构措施的原因,避免因结构措施设置不当而破坏结构的稳定性。
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