紡織業廠房支撐構造論文
一、紡織工業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，它們之間並無明顯的界限。其計算規則都是一樣的。所謂輕鋼結構，一般是結構荷載較小，結構杆件也較小，構件壁厚較薄的一類結構，一般採用門式鋼架、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，而由於構件斷面較小，截面慣性距較小，使得結構的剛度也隨著減小，結構的整體和區域性穩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。瞭解了這個特點，我們就可以採取相應的措施，比如可以採用增加支撐和拉條，以滿足杆件的長細比要求，增設加勁肋以滿足構件的區域性穩定等。
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構成，支撐結構包括：1)牆架；2)檁條等；支撐系統包括：1)剛架柱之間的垂直支承；2)剛架樑之間的水平支撐；3)剛性系杆、拉條；4)隅撐等；
三、檁條的設計
1、檁條作用：承擔屋面荷載，並將其傳給剛架。檁條還透過螺栓與每榀剛架連線起來，與牆架樑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)恆荷載屋面材料重量、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，當採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、檁條的佈置、連線與構造檁條在屋架(剛架)上的佈置和擱置1)為使屋架上弦杆不產生彎距，檁條宜位於屋架上弦節點處，當採用內天溝時，邊檁應儘量靠近天溝。2)實腹式檁條的截面均宜垂直於屋面坡面，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)桁架式檁條的上弦杆宜垂直於屋架上弦杆，而腹杆和下弦杆宜垂直於地面。4)脊檁方案：一般應採用雙檁方案，屋脊檁條可採用槽鋼、角鋼或圓鋼市目連。檁條與屋面的連線檁條與屋面應可靠連線，以保證屋面能起阻止檁條側向失穩和扭轉的作用，這對一般不需要驗算整體穩定性的實腹式檁條尤為重要。檁條與壓型鋼板屋面的連線，宜採用帶橡膠墊圈的自攻螺釘。檁條與剛架的連線檁條端部與剛架的連線應能阻止檁條端部截面的扭轉，以增強其整體穩定性。1)實腹式檁條與剛架的連線處可設定角鋼檁託，以防止檁條在支座處的扭轉變形和傾覆。檁條端部與檁託的連線螺栓應不少於2個，並沿檁條高度方向設定。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線檁條的拉條和撐竿1)拉條的設定：檁條的拉條設定與是否主要和檁條的側向剛度有關，對於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。對於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，保證其整體穩定性，一般需在檁條間設定拉條，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定拉條；當屋面坡度i>1／10，檁條跨度>4時，宜在檁條的跨中位置設定一道拉條；當跨度>6m時，宜在檁條跨度三分點處各設一道拉條或撐竿，在簷口處還應設定斜拉條和撐竿。拉條的直徑為8一12mm，根據荷載和檁距大小取用。2)撐竿的設定檁條撐竿的作用主要是限制簷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，可採用鋼管、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。撐竿處應同時設定斜拉條。3)拉條和撐竿的連線斜拉條與檁條腹板的連線處一般應予彎折，彎折的直段長度不宜過大，以免受力後發生區域性彎曲。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，而採用斜墊板或角鋼連線。
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點為鉸接，並忽略偏心的影響，並且一般的支撐都是按拉桿考慮，所以，一般適宜雙向佈置。1．屋面支撐屋面支撐受力較小，杆件截面通常可按容許長細比來選擇。交叉斜杆和柔性細杆按拉桿設計，可採用單角鋼；非交叉斜杆、弦杆、豎杆以及剛性系杆按壓桿設計，可採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，杆件截面應按桁架體系計算出的內力確定。計算支撐杆件內力時，可假定在水平荷載作用下，交叉斜杆中的壓桿退出工作，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，為避免由於支撐剛度過大而引起較大的溫度應力，支撐腹杆按柔性拉桿計算。交叉體系的下層支撐當吊車較小時一般用圓鋼，較大時通常採用角鋼或槽鋼。交叉斜杆常按拉桿設計，但為了提高廠房的縱向剛度，當吊車較大時，應按壓桿設計。
五、隅撐的作用與設定
隅撐的作用主要是阻止梁的下翼緣及柱的內側翼緣失穩。並在設計計算中作為減少樑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。在恆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，這樣檁條與鋼樑的有效連線為樑上翼緣的穩定提供了可靠的支撐。所以一般情況下樑的平面外計算長度取兩倍的檁條間距。上翼緣的穩定可以保證。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樑的下翼緣提供支撐。隅撐一邊與梁的下翼緣連線，一邊與檁條連線。隅撐的做法可以詳見門式剛架的規範。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。本規程規定，“在簷口位置，剛架斜梁與柱內翼緣交接點附近的檁條和牆梁處應各設定一道隅撐”，就是為了確保該處的穩定性。此外，還規定在斜梁下翼緣受壓區均應設定隅撐，其間距不得大於相應受壓翼緣寬度的16(235／f3，)1／2倍。該規定便於執行，也便於施工質量檢查。若翼緣寬度較窄，理所當然地應使隅撐間距減小。規程還特別規定，當斜梁下翼緣不設隅撐時，應採取保證剛架穩定的可靠措施，如設定剛性撐杆或加大截面等。這就較好地保證了結構的安全。至於柱的隅撐，應根據具體情況設定。當柱高較大時，要求分段進行平面外穩定性驗算，一道隅撐通常是不夠的，此時一般應設幾道隅撐。
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