鋼結構建筑剛架的類型與截面形式
2023-03-02 09:18 鋼結構建筑 陜西鋼結構
剛架結構由梁和柱單元構成，在節點處剛接。門式剛架多采用輕型屋面，可有效減小梁、柱和基礎的截面尺寸。在鋼結構建筑中，應用較多的是單跨、雙跨或多跨的單、雙坡門式剛架。采用門式剛架時，多跨鋼結構建筑可做成一個屋脊的大雙坡屋面， 便于實現長坡面排水;設中間柱可減小橫梁的跨度，從而降低造價。中間柱可采用鋼管制作的鉸接搖擺柱。門式剛架的柱一般為單獨的單元構件，斜梁可以根據運輸條件劃分為 若干個單元，單元構件本身采用焊接，單元構件之間可以采用端板以高強度螺栓連接。結構構件可全部在工廠制作，工業化程度高，安裝方便快速，土建施工量小。剛架結構具有構造簡潔，剛度良好，受力合理，使用空間大以及施工方便等優點，根據通風、采光的需要，這種剛架鋼結構建筑可設置通風口、采光帶和天窗架等。
根據跨度、高度和荷載不同，門式剛架的梁、柱可以采用變截面或等截面實腹焊接工字形截面或軋制H型鋼截面，設有橋式吊車時，柱可以采用等截面構件或階形柱，變截面構件通常改變腹板的高度做成楔形，必要時也可改變腹板的厚度。結構構件在安裝單元內一般不改變翼緣截面，當必要時，亦可改變翼緣厚度;鄰接的安裝單元可以采用不同的翼緣截面，兩單元相鄰截面高度應相等。
當剛架內力較小時，可以采用等截面，其截面可以是矩形和三角形，材料可以選用普通角鋼、槽鋼以及薄壁槽鋼、薄壁鋼管等。當剛架內力較大時，可以采用變截面。門式剛架的腹板可以按有效寬度設計，即允許部分腹板失穩，并可利用其屈曲后強度。故腹板高厚比可超過《鋼結構規范》的規定值，即可減小腹板厚度，節約鋼材。
實腹式剛架橫梁截面高度一般可以按跨度的1/30至1/40，格構式剛架橫梁截面高度一般可取跨度的1/15至1/25。當梁的跨度較大時，可以在梁柱節點或彎矩較大處加腋。加腋高度一般為橫梁高度的0.5倍至10倍，加腋長度可以取梁跨度的1/5至1/6，對加腋梁需要按照變截面進行計算。
門式剛架的柱腳多按鉸接支承設計，通常為平板支座，設一對或兩對地腳螺栓，當鋼結構廠房有5t以上橋式吊車時，可以將柱腳設計成剛接，此時柱腳可具有較強的側向剛度。
剛架房屋屋面坡度宜取1/8至1/20，在雨水較多的地區可以取大值。外墻可以采用以壓型鋼板為圍護面的輕質墻體，此外還可用砌體外墻或底部為砌體、上部為輕質材料的外墻。
為進一步降低自重，剛架的粱、柱截面也可做成格構式，與實腹式截面相比，可節約鋼材，但結構體系的整體剛度有所下降。格構式截面一般采用小截面角鋼、鋼管等桿件組合而成，制作加工過程比較復雜，但適用于荷載、高度和跨度都比較大的剛架，如跨度等于或大于18米，柱高7米以上，柱距為6米或大于6米以及有吊車的鋼結構廠房。格構式剛架的材料選擇和截面組成比較靈活，設計時可根據受力改變剛架截面，使截面與彎矩成比例變化;變截面時可以根據需要改變腹板的髙度和厚度及翼緣的寬度，做到材盡其用。
采用鋼管的三角形截面，構造簡單，造型美觀，制造方便。門式格構剛架跨度較大時，可以采用折線形或弧形的橫梁，以改善建筑造型和剛架的受力。
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