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门式刚架轻钢结构设计中的问题探讨

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摘要:本文主要比较了多层框架和门式框架类型的房屋结构的施工图,发现了钢结构设计在房屋建造时的一些问题。比如说钢材材质的选择原则、隅撑的合理布局、焊缝的质量等级等问题,并且通过查阅资料和进行实验分析对这些问题进行了研究。

关键词:钢结构房屋;施工图审查;结构设计;常见问题

随着人们对住房结构观念的改变,门式刚架轻钢结构因其轻质高强、价格低廉的特点被广泛的应用到房屋的建造中。并且在大型工业建造中也逐渐被采用,这也给钢铁行业带来了巨大的经济利益。本人在多年的实际建造工作中,审阅过很多的轻钢结构设计图纸,下面我就轻架钢的结构设计中需要注意的问题进行简单的阐述。

一、选择正确的钢材质量等级和焊缝质量等级

在房屋的建造中,出于对安全的考虑。国家相关文件明确规定钢材的质量等级和焊接材料的型号必须在设计图纸中表示清楚。我在多年的工作中经常发现有些设计师在工程设计中仅仅只对材料的型号做出标识,却没有对其质量强度和刚度做出校核,此外,有些工程师还会忽略焊缝的质量要求。这些做法是很不合适的,可能会对工程后期的开展和验收造成很大的麻烦。设计师在设计过程中所采用的钢材,必须是达到国家相关标准的,不能采用劣质钢材。在有些处于地震带的地区,对房屋结构钢的质量要求会更高,这时选用刚才的厚度应该大于40mm,来保证钢在恶劣的环境中也能够保持一定的强度和抗冲击性能。一般而言,钢作为主要的承力件要采用较高的强度等级,如采用Q345B以上等级的低合金高强度结构钢来提高结构的强度。这种材料不仅有较强的延展性和抗冲击性,能对工程的质量带来有效的保障。而且还能满足焊接质量的要求。焊接连接是现代在现代钢结构设计中采用最多的方式。焊接质量在很大程度上直接影响工程的质量和使用安全,因此,在设计时要给以足够的重视。不同的焊缝等级要根据工况来选用,如比较重要的部位要采用二级以上的焊缝,对于对强度要求不高的地方则可以使用角焊接来满足基本的使用要求。

二、房屋的温度区段内应按规范规定设置独立的空间稳定支撑体系

在门式钢架设计中常见的注意事项如下:

(一)为了达到抗震效果和降低施工难度,将屋面横向水平和柱间水平保持在同一个跨度内。

(二)刚性纵向杆系的设置要能承受最大的风向载荷,尤其是当屋面横向水平支撑的位置设在端部第二开间时。

(三)合理的布置屋面支撑和山墙抗风柱的位置,从而使柱顶的反作用力直接作用在屋面横支撑节点上。

(四)屋面支撑和柱间支撑当采用柔性圆钢拉条时,有必要设置张紧装置,在荷载较大的时候,这些柔性圆钢拉条可以用型钢去代替,这个问题在很多项目都没能引起注意。

三、实腹式门式刚架应按规范规定设置隅撑

建造领域的相关文件对隅撑的设计和布置有很严格的规定,因为隅撑能够有效的防止钢梁失稳,对工程质量的影响很大。在实际的工程中,隅撑常被布置成纵横相间的结构,但这种布置有很多的缺陷,因此,隅撑正确的布置方式是沿梁的方向布置来使钢架柱内外侧受力均匀,而使结构稳定。隅撑在工程中的重大作用往往会由于它微小的体积而被忽略。这对钢结构的稳定性会造成很大的不利影响。

四、压型钢板轻型屋面的拉条的合理设置

为降低檩条在施工中的扭转和变形程度。通常会在檩条间布置拉条来作为檩条的支点,以保证檩条在各个方向的稳定。当檩条跨度较大时,应在檩条跨中多布置一些道拉条;在实际设计中,拉条往往视作拉杆,撑杆往往视作压杆,通常采用钢管或角钢来设计。拉条的布置位置和连接方式会对整个钢结构的安全性带来很大的影响。拉条一般会布置在靠近屋脊的一侧,以期承受更大的载荷。

五、抗震设计

目前,并没有明文规定钢结构房屋的抗震等级,但是在普通的混凝土房屋的建造中有相关的规定。抗震等级的划分在实际工程中是有重大意义的,在实际做房屋的抗震设计中,钢结构的结构设计要根据不同的地理区域、建筑规模来设计。不同的情况要采用不同的设计参数,不能一概而论。最主要的考虑因素是建筑的高度,可以通过改变钢架支撑的长细比以及梁柱的宽厚比来提高抗震等级。只按《钢结构设计规范》(GB17—88)的要求去进行相关设计而不考虑外在的实际情况是不允许的。设计师在进行抗震设计时应严格的按照《抗震规范》的要求来进行设计。

六、建筑结构防护

防火和隔热是钢结构建筑在设计时首先要考虑的问题,而这两个重要的问题通常会被忽视,在新修订的《钢结构设计规范》(GB50017—2002)中已经作出明文规定:要严格加强钢结构建筑的防火隔热性能。制定详细的防护措施,在施工时用混凝土掩埋钢柱在地面以下的部分。只有对钢结构做出严格的防护措施,才能保证房屋的使用安全性和使用寿命,最重要的一点是柱角在设计时要满足抗剪强度。这些问题要引起设计者的足够重视。

参考文献:

[1]董鑫.门式刚架轻钢结构设计中的若干问题探究[J].城市建设理论研究:电子版,2014(20).

[2]李卫文.门式刚架轻钢结构设计施工中应注意的一些问题[J].中国西部科技,2010,09(23):53-53.

[3]王淼.对门式刚架轻钢结构设计中地基沉降问题分析[J].民营科技,2012(4):273-273.

作者:李春勇 单位:新疆光源电力勘察设计院有限责任公司

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