上海钢结构回收关于轻钢结构应用的探讨

来源: 2020/5/20 10:51:57      点击:
轻型钢结构,轻钢结构的层数一般为单层或二层,屋面、墙面通常采用轻质材料,其荷载较轻,通常人们将每平方米用钢量小于40公斤的钢结构房屋称为轻钢结构。轻型钢结构在我国的发展较缓慢,到了80年代,随着国际门式轻型钢结构的发展潮流及钢材本身随着钢材防腐、防火等涂料的不断改善,生产工业化程度的不断提高、成本的降低而被广泛应用。轻型钢结构为何如此受青睐,主要有如下几个特点:1.1经济性:其构件可以工业标准化和大规模的生产加工,施工时间不受气候条件限制,安装简单迅速,从而节省了大量的施工费用,而使企业得以更快投产见效。其屋面用钢量一般为8~15%k/m2这接近在相同条件下的钢筋混凝土用钢量,主架与檩条总重一般为25kgZm2左右。
1.2跨度大:一般都大于20米,从而使人们能够充分利用建筑空间。
1.3抗震性能好:轻钢结构的屋面轻(应用彩钢板),加上钢材的延性好,具有较好抗震性能。
1.4灵活多变:由于采用组合式的拼接,从而使它可以轻松地进行扩建和改建,可灵活布设各种工业管线。轻型钢结构除了以上的特点之外,它的结构形式也可多样化,单跨或多跨门式刚架,单跨或多跨的屋面梁等等,也可以组成普通钢结构或混凝土结构与轻钢结构结合的结构,应用面广。
2轻钢结构的设计计算特点轻型钢结构的设计计算与普通钢结构相比有其自身的特点。主要是因为结构轻,地震力的影响小,层数少,正常使用极限状态反映不敏感。就以门式钢架为例:它主要荷载为竖向自重荷载、检修荷载和雪荷,水平风荷载等。为了充分发挥钢结构延性,在计算钢梁时忽略其腹板的局部屈曲,使翼缘得到充分发挥。并使梁、柱构件以变截面的形式出现,物尽其用。首先,门式钢架设计所取荷载,竖向荷载在算檩条时,按实际值取用,但活荷载传钢梁时,因跨度大,检修荷载不会满载,一般要乘以折减系数0.6左右(视活载大小定),风荷载取值,一般不小于1.5倍的当地基本风压值。风荷载的体形系数也高于建筑结构荷载规范(GB9―87),轻钢结构的檩条不但要计算正压力,有时局部要计算风荷引起的负压力。
其次,门式钢架的柱杆强度和稳定计算基本同普通钢结构,仅截面计算采用有效截面。梁杆的计算改变较大,剪力由纯腹板计算。弯矩以翼缘和部分腹板承担。梁、柱腹板的局部稳定也作了放宽规定,门式刚架和轻质屋面梁的工字型截面构件,受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比值不应超过15K/235/y腹板计算高度h0与其厚度tw之比值不应超过下列数值:轻型钢结构梁的计算,由于跨度大,其稳定性的计算只有通过梁的侧向支撑来控制其侧向计算长度,轻型钢结构的侧向支撑是以隅撑的形式出现,而隅撑作为支撑杆其自身必须具一定的强度,隅撑强度一般按轴心受压构件计算,轴压为N为:Af―实腹梁受压翼缘的截面面积;f一实腹梁钢材的强度设计值;fy―实腹梁钢材的屈服值;9一隅撑与檩条轴线的夹角;―隅撑的斜杆数。
轻钢结构的隅撑一般与实腹梁下翼缘相连,另一端与檩条相连,当檩条上吊有荷重时,隅撑的轴压力N值会大于上面公与上式计算值中取大值进行设计,此时,不能用单边隅撑。
轻型钢结构的屋面梁,由于其跨度大,梁一般分为几段进行变截面设计,其钢梁的连接点设计与普通钢结构有所不同,它是采用对接方式,如图一所示。连接螺栓的计算,因其梁断面大,在多数情况下,不采用平均应力法,而采用工字钢梁上下翼缘各自受力的特点分别进行计算。
节点板的厚度tp按下式计算:f一端板钢材的抗弯强度设计值;轻钢结构的支撑设计与普通钢结构也有所不同,轻钢支撑为柔性水平十字交叉圆钢支撑,用特制的零件连于梁柱的腹板,它的布置除在端跨的第二开间及每隔60m(或每隔5个开间)设一道。
3轻型钢结构与普通钢结构技术指标对比轻型钢结构(门式钢架、屋面轻质钢梁)由于自身的特点,荷载重,地震力小,抗震要求也相应地比较松,结构的整体变位和部分单体构件的挠度控制都要比普通钢结构的要求低,下面分别列出轻钢结构、普通钢结构的设计参数作一比较:3.1位移变形要求:轻型结构:结构型式容许值(A/H)不设桥式吊车的门架:当用轻型墙板时设有桥式吊车的门架:当吊车有驾驶室时:当吊车由地面操纵时:普通钢结构:结构型式容许值(A/H)框架柱顶位移动重、中级工作制厂房柱顶位移按平面计算时:按空间计算时:3.2受弯构件的容许挠度:轻钢结构:构件类别处容许挠度值(/门式刚架横梁挠度:时常上人屋盖:量大值:时常上人屋盖:仅用可变荷载计算:一般上人屋盖:最大值:一般上人屋面:仅用可变荷载验算普通钢结构:构件类别处容许挠度值(yL)楼盖和工作平台梁(无轨梁)、平台板(1)主梁(包括设有悬挂起重设备的梁)(2)摸灰顶棚的梁(仅用可变荷计算)(3)除(1)、(2)款外的其它梁(包括楼梯梁)(4)平台板报注:屋面檩条、墙架构件及设有悬挂电动梁或屋架(仅用可变荷载验算)的挠度要求相同。
3.3长细比受压构件的容许长细比:轻钢结构:构件名称容许长细比主要构件(如柱、桁架等)其它构件及支撑样的群,均可按其实际几何特征进行计算,而等代实体深基础方法是无法考虑这些因素的。
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ES是沉降计算中的关键计算参数,其正确的取值方法用试资料进行反算,对南京河西地区软土课题的研究中,笔者将进行这方面的工作。以建立区域性的ES与勘察资料的关系式。此外,对于软土地基因土的蠕变而产生次固结沉降或称蠕变变形(包括剪切蠕变和压缩蠕变)有限单元法是解决蠕变变形的有力工具。计算科学的发展,使有可能采用非线性的弹塑性的土的应力一应变和强度关系,即所谓本构关系。这些课题将于日后加以展开研究,使土力学的重要课题一-沉降计算日趋完善口。