門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工疑難問題釋義

前言

　　CECS 102自1998年實施以來已經(jīng)超過十年。十年來，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)以其用鋼省、造價低、性能好、制作快、工期短、外形美觀等優(yōu)點，受到廣大用戶的普遍歡迎和好評，在國內(nèi)得到迅速推廣，已成為廠房、商店、倉庫、超市及其他很多用途房屋的主要結(jié)構(gòu)形式，也成為中小型鋼結(jié)構(gòu)廠的主要產(chǎn)品。由于這種房屋的特點與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)廠房有所不同，雖然是單層房屋，形式簡單，但在很多問題上還需要在實踐基礎(chǔ)上不斷總結(jié)、探索、研究、提高，才能做到在各方面都取得滿意結(jié)果，達到既安全可靠，又經(jīng)濟合理的目的?！　》彩露加袀€認識和發(fā)展過程，對于這種結(jié)構(gòu)也是如此。在規(guī)程編制之初，借鑒了國外經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)情況，雖然對常見的主要方面大體都有所規(guī)定，2002年又修編了一次，但對某些問題仍舊規(guī)定得不細，和實際應(yīng)用扣得不緊，給讀者帶來不便。有些問題是過去規(guī)定有不合理之處，后來才逐步認識到；有些問題沒有現(xiàn)成的答案，要通過繼續(xù)研究才能取得正確認識。　　本書前4章，對現(xiàn)行規(guī)程的規(guī)定進行了詳細解說，回答了讀者的一系列問題。例如，為什么門式剛架柱頂位移的實測值比計算值小很多；應(yīng)力蒙皮效應(yīng)具體表現(xiàn)在哪些方面；荷載規(guī)范GB 50009的風載規(guī)定和CECS 102的風載規(guī)定不同，究竟應(yīng)如何計算風荷載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力；斜梁撓度究竟應(yīng)如何計算；抗震設(shè)計要求為什么沒有列入；夾層結(jié)構(gòu)在設(shè)計中如何考慮；此外，還有設(shè)計中方方面面的很多其他問題，讀者經(jīng)常詢問，這里不擬一一列舉。本書前4章對規(guī)程中大部分一般性問題作了詳細解答。第5章對門式剛架輕鋼房屋設(shè)計方法、步驟、注意事項和設(shè)計細節(jié)作了詳細介紹、討論和解說?！　￠T式剛架是纖薄構(gòu)件組成，平面外剛度較弱，側(cè)向穩(wěn)定性和剛度以及整體剛度全靠支撐提供，支撐布置和設(shè)計是輕鋼結(jié)構(gòu)的極重要問題。第6章對屋蓋縱向支撐和柱間支撐在不同情況下的設(shè)置和相關(guān)問題，作了詳細說明和深入解說。輕鋼房屋檁條因自重輕，在風吸力作用下下翼緣受壓，而常用的c形和Z形冷彎型鋼檁條抗扭剛度都較低，檁條上翼緣與金屬面板相連，下翼緣受壓，檁條穩(wěn)定計算是輕型屋面冷彎薄壁型鋼的特殊問題之一，受到各方面的關(guān)注。它還與屋面和檁條的連接方式以及拉條的設(shè)置方式有關(guān)，也與我國卷邊C形和Z形冷彎檁條的規(guī)格和薄鋼檁條采用的計算方法有關(guān)。

內(nèi)容概要

本書對門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中的難點問題和現(xiàn)行行業(yè)標準《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS l02的待充實方面進行了深入探討。內(nèi)容包括：對門式剛架主體結(jié)構(gòu)設(shè)計中有關(guān)熱點問題和現(xiàn)行行業(yè)標準的應(yīng)用條件進行了詳細解說；對門式剛架支撐系統(tǒng)的特點、布置、構(gòu)造和計算方法作了深入探討；對雪荷載的計算參考國外新規(guī)范作了詳細補充并附有算例；對蒙皮效應(yīng)作用下的結(jié)構(gòu)性能及有關(guān)設(shè)計考慮進行了探討；對抗震設(shè)計有關(guān)問題進行了探討；對C形和Z形冷彎型鋼檁條在風吸力作用下的穩(wěn)定計算進行了深入探討，結(jié)合現(xiàn)行行業(yè)標準存在的問題和國外規(guī)范新成果提出了改進建議，并附有算例；提出了壓型鋼板圍護板系統(tǒng)的設(shè)計、計算和構(gòu)造中應(yīng)注意的難點問題，并附有算例；結(jié)合工程實踐中門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝所存在的特殊問題進行探討，提出了解決方法。    本書對于工程應(yīng)用具有較強的實用性和可操作性，可供鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖審查、施工、監(jiān)理、科研人員及大專院校房屋建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)師生使用和參考。

書籍目錄

1 緒論  1.1 為什么已經(jīng)有國家標準GB 50017和GB 50018，還要有CECS 102？  1.2 應(yīng)力蒙皮效應(yīng)是怎么一回事？在工程設(shè)計中如何應(yīng)用？  1.3 在CECS 102：2002中哪些地方考慮了應(yīng)力蒙皮效應(yīng)？  1.4 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能如何？在抗震設(shè)防烈度為8度的地區(qū)，單層房屋采用門式剛架鋼結(jié)構(gòu)合適嗎？  1.5 有局部夾層的門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)能按CECS 102：2002設(shè)計嗎？設(shè)計中應(yīng)注意哪些問題？  1.6 多層房屋頂層采用門式剛架鋼結(jié)構(gòu)能按CECS 102：2002設(shè)計嗎？  1.7 門式剛架梁、柱構(gòu)件的翼腹連接焊縫可以采用單面角焊縫嗎？有什么好處？  1.8 梁端與端板連接的翼緣焊縫一定要采用全熔透焊縫嗎？  1.9 《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 102：2002適用于哪些情況的房屋建筑？  1.10 超過本章1.9中所述適用范圍的單層房屋可以采用門式剛架鋼結(jié)構(gòu)嗎？此時設(shè)計中應(yīng)注意哪些問題？  1.11 單層房屋鋼結(jié)構(gòu)中的披屋設(shè)計應(yīng)注意哪些問題？  1.12 關(guān)于檁條(及墻梁)所用鋼材及相關(guān)問題的討論  1.13 關(guān)于圍護板材選用問題及圍護板材厚度的討論  1.14 CECS 102：2002的4.5.2條第7款規(guī)定：“在設(shè)有帶駕駛室且起重量大于15t橋式吊車的跨間，應(yīng)在屋蓋邊緣設(shè)置縱向支撐桁架?！边@是出于何種考慮？  1.15 CECS 102：2002的4.5.2條第2款規(guī)定：柱間支撐間距，無吊車時取30～45m，而有吊車時為不大于60m，為何有吊車時支撐的設(shè)置間距要大一些？  1.16 設(shè)計中常用的國家標準、行業(yè)標準和協(xié)會標準  參考文獻2 基本設(shè)計規(guī)定  2.1 采用CECS 102：2002風荷載體型系數(shù)應(yīng)注意哪些問題？多脊多坡房屋的風載體型系數(shù)如何選用？  2.2 在一個工程中，是否可以圍護結(jié)構(gòu)采用《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的風荷載體型系數(shù)，而剛架采用CECS 102：2002的風荷載體型系數(shù)？  2.3 抗震設(shè)防地區(qū)的門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，什么情況下應(yīng)采取抗震構(gòu)造措施？應(yīng)采取哪些抗震構(gòu)造措施？  2.4 關(guān)于門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)變形規(guī)定的討論  2.5 CECS 102第3.4.2條規(guī)定的斜梁撓度是否指屋脊處？以及“由于柱頂位移和構(gòu)件撓度產(chǎn)生的屋面坡度改變值，不應(yīng)大于坡度設(shè)計值的1／3?！逼露雀淖兪侵缚缰惺裁次恢茫? 2.6 對于牌號為Q235A的碳素結(jié)構(gòu)鋼，如果加工成結(jié)構(gòu)構(gòu)件前檢驗其含碳量小于0.2％，是否可用于焊接構(gòu)件？  2.7 CECS 102第6.1.6條第6款規(guī)定“斜梁不需要計算整體穩(wěn)定性的側(cè)向支承點間最大長度，可取斜梁受壓翼緣寬度的16. 235/fy碚?！笔遣皇潜仨氉袷氐臉?gòu)造要求？  2.8 CECS 102第4.1.1條規(guī)定“主剛架斜梁下翼緣和剛架柱內(nèi)翼緣出平面的穩(wěn)定性，由與檁條或墻梁相連接的隅撐來保證?！辈捎糜鐡我焕鋸澅”谛弯摍_條體系是否可以作為鋼斜梁受壓翼緣側(cè)向支承點？  2.9 有吊車時，邊柱柱腳為剛接的多跨門式剛架的中柱可以采用上下鉸接的搖擺柱嗎？  參考文獻3 結(jié)構(gòu)布置  3.1 CECS 102規(guī)定門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)房屋的縱向伸縮縫間距取300m，超過時如何設(shè)伸縮縫？  3.2 超長超寬的單層房屋采用門式剛架結(jié)構(gòu)時，設(shè)計中應(yīng)注意哪些問題？  3.3 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟跨度和剛架間距取多少較為合適？  3.4 當有部分抽柱時，設(shè)計中應(yīng)如何考慮？  3.5 什么情況下縱墻應(yīng)設(shè)墻架柱？  3.6 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的端部什么情況下應(yīng)采用剛架，什么情況下應(yīng)采用山墻？  參考文獻4 結(jié)構(gòu)選型  4.1 為什么CECS 102推薦采用單脊雙坡門式剛架，而不推薦采用多脊多坡門式剛架？  4.2 多跨門式剛架中柱采用擺柱有什么好處？有哪些限制條件？當跨度為30m或以上時，中柱采用擺柱合適嗎？  4.3 可以采用擺柱支承托架或托梁嗎？為什么？  4.4 當有橋式吊車時，門式剛架可以采用鉸接柱腳嗎？支承橋式吊車的門式剛架柱可以采用楔形柱嗎？  4.5 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)單坡長度有沒有最大限值？考慮哪些因素？  參考文獻5 門式剛架的設(shè)計計算6 支撐系統(tǒng)設(shè)計7 擅條設(shè)計8 墻架設(shè)計9 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計10 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝11 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的安全問題述評

章節(jié)摘錄

　　1 緒論　　1.1 為什么已經(jīng)有國家標準GB 50017和GB 50018，還要有CECS 102？　　門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)通常采用壓型鋼板等輕型板材做屋面板和墻面板，面板和支撐與檁條和墻梁結(jié)合，具有較強的蒙皮剛度，使檁條和墻梁這類次結(jié)構(gòu)具有較好的整體穩(wěn)定性；而通過次結(jié)構(gòu)與主剛架的連接，又增強了主剛架的整體穩(wěn)定性，甚至在一定程度上把作為平面結(jié)構(gòu)的各榀門式剛架連成空間結(jié)構(gòu)工作；再者輕型板材自重很輕，自重小了，加之采用變截面剛架構(gòu)件，剛架構(gòu)件亦做得很輕，從而整個房屋的自重輕。結(jié)構(gòu)自重輕，構(gòu)件截面較小，剛度亦較小，柱腳可以采用平板式柱腳?！　≈我约懊姘迮c檁條和墻梁相結(jié)合產(chǎn)生的蒙皮剛度，以及由于剛架構(gòu)件截面較小，從而隅撐一冷彎薄壁型鋼檁條／墻梁體系可以作為剛架構(gòu)件的側(cè)向支承點；考慮蒙皮效應(yīng)，各道支撐可以均勻承擔縱向水平力；理論分析和工程實踐還說明，實際位移遠小于按平面剛架計算得出的計算位移?！　∽灾剌p，在地震作用時產(chǎn)生的地震力??；剛架構(gòu)件的連接采用端板連接，這種連接在彈性工作階段屬于剛性連接，而在彈塑性工作階段屬半剛性連接，地震作用時，能較有效地吸收地震能量；加上前面所述的蒙皮作用，這種結(jié)構(gòu)有較好的抗震性能；通常地震力不控制結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而不必為了抗震要求而把構(gòu)件設(shè)計成寬厚比和長細比都很小的較為笨重的構(gòu)件?！　∫惨驗槊姘搴茌p，常有風吸力作用大于屋面自重的情況，在設(shè)計施工中必須充分考慮風吸力作用的工況，特別是檁條和墻梁在風吸力作用下的整體穩(wěn)定問題是一個必須認真對待的重要問題。　　MBMA有關(guān)文獻指出，金屬房屋體系是通過對結(jié)構(gòu)重量和制作過程的優(yōu)化降低房屋的造價，利用規(guī)范允許的各種例外和設(shè)計方案，使這種結(jié)構(gòu)往往可比其他類型的結(jié)構(gòu)做得更輕。

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