在結(jié)構(gòu)分析和計算中要注意的是:計算簡圖的合理簡化,風(fēng)荷載體型系數(shù)的選用,計算長度的正確選取。
A. 計算簡圖的合理簡化
計算簡圖的假設(shè)一定要與實際相符。本工程為全鋼結(jié)構(gòu),節(jié)點之間采用高強螺栓連接,構(gòu)件之間容易實現(xiàn)軸力、彎矩、剪力的傳遞。如果本工程采用鋼梁混凝土柱結(jié)構(gòu),考慮到節(jié)點的做法和內(nèi)力的傳遞。
B.計算長度的正確選取
構(gòu)件平面外的選取,應(yīng)該與工程實際相符。門式剛架梁和柱構(gòu)件,均按照壓彎構(gòu)件進行強度和穩(wěn)定的驗算。對于平面外穩(wěn)定驗算,計算長度是個密切相關(guān)的因素。而平面外計算長度,應(yīng)取側(cè)向支承點間的距離。絕大部分設(shè)計工程師均認同支撐系統(tǒng)的壓桿可以作為平面外的側(cè)向支撐點;而對于隅撐是否可以作為平面外的側(cè)向支撐點,設(shè)計工程師們有比較大的分歧。筆者不認同簡單一刀切的認為隅撐“是”、或“否”作為平面外的側(cè)向支撐點,這個問題要具體問題具體分析。隅撐能作為平面外的側(cè)向支撐點的兩個要素,一是屋面板有一定的剛度,二是屋面板與鋼梁是可靠連接。我們目前用得比較多的壓型鋼板、彩鋼板、水泥纖維瓦等,均可認為有一定的剛度;而屋面板與檁條的連接,通常采用自攻釘連接或螺栓連接,則認為是可靠連接。如果屋面板體系為浮動式,例如用板扣合的方式連接,則認為連接不可靠,也就不能認為隅撐是平面外的側(cè)向支撐點了。鋼結(jié)構(gòu)廠房
C. 風(fēng)荷載體型系數(shù)的正確選用
門剛技術(shù)規(guī)程給出的剛架風(fēng)荷載體型系數(shù),有一定的適用范圍,超出該范圍,仍按荷載規(guī)范取值,才比較安全。例如檐口高而跨度小,即“瘦高”的工程,應(yīng)按荷載規(guī)范取風(fēng)荷載體型系數(shù)。另外,因建筑方案的千變?nèi)f化,荷載規(guī)范也往往不能窮舉各工程的體型,那么,工程師就要根據(jù)實際情況,給出合理判斷,選用較為偏安全的體型系數(shù)了。
構(gòu)造措施
a.支撐系統(tǒng)
本工程分別在端開間和縱方向兩個1/3處,共設(shè)置4道柱間支撐和水平支撐。需要注意的是,門式剛架不需要考慮溫度應(yīng)力,柱間支撐的設(shè)置,與普通鋼結(jié)構(gòu)工程是有區(qū)別的。在設(shè)置柱間支撐的開間,一般同時設(shè)屋蓋水平支撐,以組成幾何不變體系;在水平交叉之間設(shè)剛性系桿,也是為了組成幾何不變體系。支撐系統(tǒng)傳遞水平力,通常可以通過計算風(fēng)力的傳遞來確定截面。
另外要注意的是,山墻抗風(fēng)柱與鋼架的連接,應(yīng)該是位于橫向支撐剛性系桿處,也就是水平支撐的邊節(jié)點處。如果不在此處,設(shè)計工程師應(yīng)采取其它措施和經(jīng)過必要的驗算。例如可以根據(jù)具體情況設(shè)置傳遞梁,或在支撐交叉點處增加桿件,以傳遞抗風(fēng)柱傳來的水平力。
b.關(guān)于隅撐
屋面平面,本工程從檐口位置起,每隔一個檁條,設(shè)置一對隅撐。
墻面平面,在檐口位置,是門剛結(jié)構(gòu)的柱和梁的交接點,彎矩在此達到最大值,此處最容易出現(xiàn)屈曲,從而引起門剛的破壞,所以,在檐口附近的柱內(nèi)翼緣,設(shè)置隅撐是十分必要的。但此位置的隅撐常常為設(shè)計工程師所忽略和丟漏,應(yīng)該引起注意。
總結(jié)一下,我們在布置支撐體系以及隅撐的常用步驟和方法,是首先根據(jù)房屋的適用要求布置抗風(fēng)柱,然后根據(jù)抗風(fēng)柱柱頂位置布置屋面水平支撐的節(jié)點和支撐桿件。因為剛架斜梁允許在任意位置布置屋面水平支撐的節(jié)點,屋面水平支撐的交叉斜桿為柔性拉桿,通常為張緊的鋼筋,與剛架斜梁的連接較為簡單,可以不必等間距布置,這是門式剛架與普通鋼結(jié)構(gòu)屋架的不同之處。另外要注意的是,在抗風(fēng)柱與剛架斜梁連接處,剛架斜梁下翼緣也應(yīng)設(shè)置隅撐。
c.屋面系統(tǒng)
本工程屋面檁條和墻面墻梁均采用C型冷彎型鋼,其中屋面檁條邊角區(qū)和中間區(qū)的型號分別選用C160*70*20*3和C160*60*20*2.2,跨度6m,間距1.2m,設(shè)2道直拉條。
需要注意的是,直拉條的設(shè)置,是設(shè)計中的一個關(guān)鍵。在輕鋼結(jié)構(gòu)中,風(fēng)吸力作用下檁條的受壓穩(wěn)定驗算通常是個控制要素,而設(shè)兩道拉條,比僅設(shè)一道拉條,縮短了拉條間的距離,根據(jù)門規(guī)相關(guān)驗算公式,更容易保證風(fēng)吸力作用下檁條的受壓穩(wěn)定驗算。另一方面,拉條承受屋面線荷載沿坡度方向的分量,在屋脊處,為了使兩個坡度方向的分量在屋脊處平衡,應(yīng)將屋脊處兩根脊檁連成整體。鋼結(jié)構(gòu)廠房
對于斜拉條和直撐桿的設(shè)置,檐口處是必須設(shè)置的,這是為了防止檁條向屋脊方向彎扭失穩(wěn)。在屋脊和天窗缺口處,則要根據(jù)實際情況決定是設(shè)置或不設(shè)置斜拉條和直撐桿,一般跨度不大、屋面對稱、坡度較小,則可以免設(shè)屋脊處的斜拉條和直撐桿,但由于本工程是采用了兩道拉條,雖是屋面對稱,但荷載的分量不對稱,所以還是在屋脊處增設(shè)了斜拉條和直撐桿。