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钢结构课堂丨钢结构门式钢架相关知识

发布时间:2020-02-07 浏览次数:1

钢结构门式钢架结构形式

在建筑钢结构体系中门式刚架轻型房屋钢结构应用为广泛,如单层工业厂房、仓库、交易市场、公共建筑等。我国工程建设标准化协会批准颁布的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范GB51022-2015》新规范是指导设计、施工的重要依据。

客户在选择这类钢结构房屋时首先要确定其主要结构形式,为整体房屋定下框架。门式刚架轻型房屋钢结构的结构形式有单跨、多跨、单坡、双坡、是否有吊车等。不同的结构形式主要满足建筑功能的需要、作用荷载大小及作用状况。以及满足使用中排水、积雪等问题的处理情况。

如今通常门式刚架轻型房屋钢结构选用H型钢作为主要构件材料制作。门式刚架在竖向均布荷载作用下,刚架梁与柱连接处、梁跨中处弯矩都较大。在水平荷载作用下,刚架角部也弯矩比较大,其他部位弯矩较小。既而可采用大变小截面的H型钢,较等截面型钢节约材料。


钢结构门式钢架支撑体系

在门式刚架轻型房屋钢结构中,受力主要由主结构承担,支撑体系构件完成力的传导、支撑梁柱结构的作用,它们十分重要,它们关系到安装过程安全、整个结构的安全。

钢结构门式钢架支撑体系的构件有系杆、隅撑、拉条、横(纵)向支撑、柱间支撑……它们一起作用形成结构的整体刚度。支撑体系承担和传递山墙水平风荷载、地震作用、行车纵向水平刹车力、温度应力,将水平荷载传至基础,刚架柱梁平面外可靠支撑。

柱间支撑(有行车的下柱间支撑)的位置决定钢结构纵向变形的方向和产生温度应力的大小。一般设置在开间方向中部,较长方向的三分点处,并小于60米。有行车的,端部可不设下柱间支撑,以减少温度应力。同开间设置屋面横向支撑对应,组成一个几何不变体系。


钢结构门式钢架檩条体系

在门式刚架轻型房屋钢结构中,依附在主结构上檩条体系是做支撑固定屋面、墙面围护部分的结构。

檩条体系通常由C、Z型钢、拉条、隅撑、撑管等组成。这些构件用冷弯薄壁型钢、角钢、圆钢、钢管制作。安装连接通常采用C级螺栓或焊接。

按使用位置分为屋面体系和墙面体系。屋面需要考虑维护板重量、自重、悬挂重量、风雪荷载及施工荷载。墙面考虑是否悬挂墙板、风荷载(风压力、风吸力)。结合门窗,水槽位置来确定檩条的规格、间距。《冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB 50018-2002》指导我们进行檩条体系施工。

檩条体系构件琐碎,施工往往拉条张拉不紧、螺栓松弛,形同虚设。造成檩条体系不稳定质量隐患。只有做到型钢截面合理、支撑连接合理,维护部分才能真正起到作用。


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钢管结构焊接时会产生内应力,被焊杆件施焊和冷却时,不均匀的温度会影响热应力。金属组织中的金相组织产生的内应力受到结构的约束,产生约束应力。如果在焊接过程中内应力没有得到很好的控制,则将导致焊条的形状和尺寸发生变化。小变形将影响结构的精度并给组装带来困难。过度的变形也会导致裂纹,从而降低结构的承载能力。因此,焊接变形不仅会影响建筑结构的外观,降低适用性,造成经济损失。焊接材料焊接母材和焊接材料是影响管桁架焊接变形的主要因素。焊接材料是金属,其独特的热物理性能以及机械性能的变化会在焊接过程中引起焊条变形。材料的热传导系统的系数越大,温度梯度越小,并且在焊接过程中的焊接变形也越小。金属材料具有热膨胀和收缩特性,材料线性膨胀系数的增加将增加焊条的变形。同时,不同的材料具有不同的化学成分并影响机械性能。例如,Q345B结构钢冲击韧性较低,而G20Mn5铸钢在铸造过程中不可避免地会产生缩孔,成分偏析,晶粒粗大等缺陷。这些因素都在一定程度上影响焊接性能。 焊接技术焊接技术对管桁架焊接变形的影响是复杂的。在管桁架结构加工时,焊接胎架的生产,定位和拼装要求以及运输等因素决定了管桁架管件焊接方式,从而影响焊接电流,焊接电压,结构定位,固定方法和焊接的选择顺序。例如,多层焊接对焊接技术参数的影响。研究表明,层的焊缝收缩大,第二和第三层的焊缝收缩迅速减小,第二层收缩量是层的20%,第三层是层的5%左右。焊接层越多,焊接变形的影响越大;断续焊缝比连续焊缝引起的变形小;焊接顺序对材料的残余应力和应力分布影响。通常认为,过度的焊接变形的原因通常是由于没有按照合理的焊接程序进行焊接,或者是在没有焊接子部件的情况下进行整体拼接。 结构因素焊接结构设计也是影响管桁架变形的一个重要方面。通常,结构的约束度增加时,焊接变形相对减小。在焊接过程中,结构构件本身的约束随着结构的复杂性的增加和焊接工作的发展而不断变化。在焊接结构的设计中,使用耳板或加劲板来提高结构构件的稳定性和刚度可以减少焊接变形,但是这种方法增加了组装和焊接的工作量,并增加了焊接变形分析的难度。 网架 钢结构框架 门式钢架 管桁架 钢结构框架 钢结构框架 门式钢架 网架 管桁架 门式钢架