钢结构建筑刚架的类型与截面形式

2023-03-02 09:18 钢结构建筑 陕西钢结构

　　刚架结构由梁和柱单元构成，在节点处刚接。门式刚架多采用轻型屋面，可有效减小梁、柱和基础的截面尺寸。在钢结构建筑中，应用较多的是单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架。采用门式刚架时，多跨钢结构建筑可做成一个屋脊的大双坡屋面， 便于实现长坡面排水;设中间柱可减小横梁的跨度，从而降低造价。中间柱可采用钢管制作的铰接摇摆柱。门式刚架的柱一般为单独的单元构件，斜梁可以根据运输条件划分为　若干个单元，单元构件本身采用焊接，单元构件之间可以采用端板以高强度螺栓连接。结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高，安装方便快速，土建施工量小。刚架结构具有构造简洁，刚度良好，受力合理，使用空间大以及施工方便等优点，根据通风、采光的需要，这种刚架钢结构建筑可设置通风口、采光带和天窗架等。

　　根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁、柱可以采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H型钢截面，设有桥式吊车时，柱可以采用等截面构件或阶形柱，变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形，必要时也可改变腹板的厚度。结构构件在安装单元内一般不改变翼缘截面，当必要时，亦可改变翼缘厚度;邻接的安装单元可以采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度应相等。

　　当刚架内力较小时，可以采用等截面，其截面可以是矩形和三角形，材料可以选用普通角钢、槽钢以及薄壁槽钢、薄壁钢管等。当刚架内力较大时，可以采用变截面。门式刚架的腹板可以按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用其屈曲后强度。故腹板高厚比可超过《钢结构规范》的规定值，即可减小腹板厚度，节约钢材。

　　实腹式刚架横梁截面高度一般可以按跨度的1/30至1/40，格构式刚架横梁截面高度一般可取跨度的1/15至1/25。当梁的跨度较大时，可以在梁柱节点或弯矩较大处加腋。加腋高度一般为横梁高度的0.5倍至10倍，加腋长度可以取梁跨度的1/5至1/6，对加腋梁需要按照变截面进行计算。

　　门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓，当钢结构厂房有5t以上桥式吊车时，可以将柱脚设计成刚接，此时柱脚可具有较强的侧向刚度。

　　刚架房屋屋面坡度宜取1/8至1/20，在雨水较多的地区可以取大值。外墙可以采用以压型钢板为围护面的轻质墙体，此外还可用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。

　　为进一步降低自重，刚架的粱、柱截面也可做成格构式，与实腹式截面相比，可节约钢材，但结构体系的整体刚度有所下降。格构式截面一般采用小截面角钢、钢管等杆件组合而成，制作加工过程比较复杂，但适用于荷载、高度和跨度都比较大的刚架，如跨度等于或大于18米，柱高7米以上，柱距为6米或大于6米以及有吊车的钢结构厂房。格构式刚架的材料选择和截面组成比较灵活，设计时可根据受力改变刚架截面，使截面与弯矩成比例变化;变截面时可以根据需要改变腹板的髙度和厚度及翼缘的宽度，做到材尽其用。

　　采用钢管的三角形截面，构造简单，造型美观，制造方便。门式格构刚架跨度较大时，可以采用折线形或弧形的横梁，以改善建筑造型和刚架的受力。

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