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紡織業(yè)廠房支撐構造論文
一、紡織工業(yè)輕型鋼結構廠房的特點
鋼結構一般分為普通鋼結構和輕鋼結構，它們之間并無明顯的界限。其計算規(guī)則都是一樣的。所謂輕鋼結構，一般是結構荷載較小，結構桿件也較小，構件壁厚較薄的一類結構，一般采用門式鋼架、屋架和網架為主要承重結構。正因為輕鋼結構上作用的荷載較小，所以，使得結構效應產生的內力一般較小，這就使得結構的強度往往不成問題，而由于構件斷面較小，截面慣性距較小，使得結構的剛度也隨著減小，結構的整體和局部穩(wěn)定成為在設計中必須引起重視的主要問題。這就是輕鋼結構自己的特點。了解了這個特點，我們就可以采取相應的措施，比如可以采用增加支撐和拉條，以滿足桿件的長細比要求，增設加勁肋以滿足構件的局部穩(wěn)定等。
二、門式剛架結構支撐結構的特點
門式剛架輕型房屋，其結構一般由主骨架和支撐系統(tǒng)構成，支撐結構包括：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、檁條的設計
1、檁條作用：承擔屋面荷載，并將其傳給剛架。檁條還通過螺栓與每榀剛架連接起來，與墻架梁一起與剛架形成空間結構。2、檁條的形式：實腹式檁條、空腹式檁條、格構式檁條。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～l／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．O5、檁條荷載1)恒荷載屋面材料重量、支撐及檁條結構自重2)活荷載屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷載和風荷載，當采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標準值(按水平投影面積計算)應取0.50KN／m2。6、檁條的布置、連接與構造檁條在屋架(剛架)上的布置和擱置1)為使屋架上弦桿不產生彎距，檁條宜位于屋架上弦節(jié)點處，當采用內天溝時，邊檁應盡量靠近天溝。2)實腹式檁條的截面均宜垂直于屋面坡面，對槽鋼和z型鋼檁條，宜將上翼緣肢尖(或卷邊)朝向屋脊方向，以減小屋面荷載偏心而引起的扭距。3)桁架式檁條的上弦桿宜垂直于屋架上弦桿，而腹桿和下弦桿宜垂直于地面。4)脊檁方案：一般應采用雙檁方案，屋脊檁條可采用槽鋼、角鋼或圓鋼市目連。檁條與屋面的連接檁條與屋面應可靠連接，以保證屋面能起阻止檁條側向失穩(wěn)和扭轉的作用，這對一般不需要驗算整體穩(wěn)定性的實腹式檁條尤為重要。檁條與壓型鋼板屋面的連接，宜采用帶橡膠墊圈的自攻螺釘。檁條與剛架的連接檁條端部與剛架的連接應能阻止檁條端部截面的扭轉，以增強其整體穩(wěn)定性。1)實腹式檁條與剛架的連接處可設置角鋼檁托，以防止檁條在支座處的扭轉變形和傾覆。檁條端部與檁托的連接螺栓應不少于2個，并沿檁條高度方向設置。螺栓直徑根據檁條的截面大小，取M12～M16。2)桁架式檁條一般用螺栓直接與屋架上弦連接檁條的拉條和撐竿1)拉條的設置：檁條的拉條設置與是否主要和檁條的側向剛度有關，對于側向剛度較大的輕型H型鋼鋼和空間桁架式檁條一般可不設拉條。對于側向剛度較差的實腹時和平面桁架式檁條，為了減小檁條在安裝和使用階段的側向變形和扭轉，保證其整體穩(wěn)定性，一般需在檁條間設置拉條，作為側向支撐點。當檁條跨度≤4m時，可按計算要求確定是否需要設置拉條；當屋面坡度i>1／10，檁條跨度>4時，宜在檁條的跨中位置設置一道拉條；當跨度>6m時，宜在檁條跨度三分點處各設一道拉條或撐竿，在檐口處還應設置斜拉條和撐竿。拉條的直徑為8一12mm，根據荷載和檁距大小取用。2)撐竿的設置檁條撐竿的作用主要是限制檐檁和天窗缺口處邊檁向上或向下兩個方向的側向彎曲。撐竿的長細比按壓桿要求入≤220，可采用鋼管、方管或角鋼做成。目前也有采用鋼管內設拉條的做法，它的構造簡單。撐竿處應同時設置斜拉條。3)拉條和撐竿的連接斜拉條與檁條腹板的連接處一般應予彎折，彎折的直段長度不宜過大，以免受力后發(fā)生局部彎曲。斜拉條彎折點距腹板邊距宜為10～15mm，如條件許可，斜拉條可不彎折，而采用斜墊板或角鋼連接。
四、屋面支撐與柱間支撐的確定：
1)支撐的作用主要是保證結構體系成為空間體系，有足夠的空間剛度，2)支撐所受力主要是風載和地震作用，溫度作用；3)計算支撐內力時一般假定節(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，桿件截面通常可按容許長細比來選擇。交叉斜桿和柔性細桿按拉桿設計，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計，可采用雙角鋼組成十字形或T形截面。當屋架跨度較大、房屋較高且基本風壓也較大時，桿件截面應按桁架體系計算出的內力確定。計算支撐桿件內力時，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力，支撐腹桿按柔性拉桿計算。交叉體系的下層支撐當?shù)踯囕^小時一般用圓鋼，較大時通常采用角鋼或槽鋼。交叉斜桿常按拉桿設計，但為了提高廠房的縱向剛度，當?shù)踯囕^大時，應按壓桿設計。
五、隅撐的作用與設置
隅撐的作用主要是阻止梁的下翼緣及柱的內側翼緣失穩(wěn)。并在設計計算中作為減少梁柱的平面外計算長度的最不利側向支撐間的最大間距。隅撐之所以要設，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。所以一般情況下梁的平面外計算長度取兩倍的檁條間距。上翼緣的穩(wěn)定可以保證。但是在受到風吸力荷載作用時時，下翼緣受壓，上翼緣受拉，這樣下翼緣的穩(wěn)定性沒有可靠的平面外支撐，因此在梁的下翼緣上加設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力最大，是結構的關鍵部位。本規(guī)程規(guī)定，“在檐口位置，剛架斜梁與柱內翼緣交接點附近的檁條和墻梁處應各設置一道隅撐”，就是為了確保該處的穩(wěn)定性。此外，還規(guī)定在斜梁下翼緣受壓區(qū)均應設置隅撐，其間距不得大于相應受壓翼緣寬度的16(235／f3，)1／2倍。該規(guī)定便于執(zhí)行，也便于施工質量檢查。若翼緣寬度較窄，理所當然地應使隅撐間距減小。規(guī)程還特別規(guī)定，當斜梁下翼緣不設隅撐時，應采取保證剛架穩(wěn)定的可靠措施，如設置剛性撐桿或加大截面等。這就較好地保證了結構的安全。至于柱的隅撐，應根據具體情況設置。當柱高較大時，要求分段進行平面外穩(wěn)定性驗算，一道隅撐通常是不夠的，此時一般應設幾道隅撐。
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