轻型门式刚架结构-上海秉泽钢结构工程有限公司
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1)质量轻围护结构采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成,屋面、墙面的质量都很轻。根据国内工程实例统计,单层轻型门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/m2,在相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的1/20~1/30。由于结构质量轻,相应地基础可以做得较小,地基处理费用也较低。同时在相同地震烈度下结构的地震反应小。但当风荷载较大或房屋较高时,风荷载可能成为单层轻型门式刚架结构的控制荷载。(2)工业化程度高,施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作,质量易于保证,工地安装方便;除基础施工外,基本没有湿作业;构件之间的连接多采用高强度螺栓连接,安装迅速。(3)综合经济效益高门式刚架结构通常采用计算机辅助设计,设计周期短;原材料种类单一;构件采用先进自动化设备制造;运输方便等。所以门式刚架结构的工程周期短,资金回报快,投资效益相对较高。(4)柱网布置比较灵活传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制,柱距多为6米,当采用12米柱距时,需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板,所以柱网布置不受模数限制,柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。门式刚架轻型房屋钢结构体系(一)功能与用途门式刚架轻型房屋钢结构可用于厂房、仓库、超市、体育馆、候车室、文化娱乐设施、贸易市场、流动性强的军队营房、民政方面抗灾救灾的重建居所、应急医疗场所等,范围广泛。(二)技术要点1.承重和围护系统全部采用钢结构,构件截面随内力大小变化,采用变截面实腹形式。屋面和墙面采用压型钢板,檩条和墙架采用大截面小厚度冷弯薄壁型钢,自重很轻。2.实行工厂化生产,工业化程度高。现场安装全部为螺栓连接,现场湿作业没有或很少,安装速度快、施工周期短。3.抗震性能好(可抵御9度大震)。4.构件轻,采用铰接柱脚,对施工机具要求低,施工便捷。5.单跨跨度12—36m,最大可达72m,常用柱距6—9m.6.结构综合用钢量约30—40kg/㎡左右。7.钢材可以100%%回收。8.用料少,运输效率高。9.扩长及拆迁容易,可多次重复使用。10.外形美观有现代化感,适用性广泛。11.制作及安装所要求的技术门槛较低,便于迅速大面积推广使用。钢结构的计算书给你。。。(1)由于门式刚架结构构件的抗弯刚度、抗扭刚度较小,结构的整体刚度较弱,因此设计时应考虑运输和安装过程中要采取的必要措施,防止构件发生弯曲和扭转变形。(2)要重视支撑体系和隅撑的布置,重视屋面板、墙面板与构件的连接构造,使其能参与结构的整体工作。(3)组成构件的杆件较薄,设计中应考虑对制作、安装、运输的要求。(4)设计中应充分考虑锈蚀对结构构件截面削弱的影响。(5)门式刚架的梁柱多采用变截面杆件,梁柱腹板在设计时考虑利用屈曲后的强度,所以塑性设计不再适用。(6)设计中对轻型化带来的后果必须注意和正确处理,比如风力可使轻型屋面的荷载反向等。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构的设计、制作和安装。房屋结构类型中,钢结构主要承重构件全部采用钢材制作,它自重轻,能建超高摩天大楼;又能制成大跨度、高净高的空间,特别适合大型公共建筑。法律依据《房屋建筑和市政基础设施项目工程总承包管理办法》第十八条工程总承包单位应当建立与工程总承包相适应的组织机构和管理制度,形成项目设计、采购、施工、试运行管理以及质量、安全、工期、造价、节约能源和生态环境保护管理等工程总承包综合管理能力。门式刚架轻型钢结构合理柱距的选择厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。过去我国和前苏联习惯上将柱距模数定为3m(常用3m,6m,9m,12m等),这实际上是照搬了预制钢筋混凝土工业厂房的模数制。对门式刚架轻型钢结构是否适用,尚很少有人对此进行专门的研究。然而,从综合经济分析的角度来看,合理的柱距(模数)对设计的好坏影响极大。这是因为:(1)对门式刚架轻型钢结构而言,任何一项设计,其设计用钢量的多少是评价设计优劣的一项重要指标。而设计用钢量和柱距的大小是密切相关的。(2)用轻质屋面材料代替传统笨重的预制钢筋混凝土屋面板,并采用轻型墙体材料,改变了传统工业厂房“肥梁,胖柱,重盖,深基”的做法。设计中可采用由预制钢筋混凝土限制的传统柱距模数,或采用新的模数化柱距,以降低用钢量指标。(3)厂房的实际用钢量及费用还与钢材的供应情况(品种规格)、构件标准化程度等密切相关。有时因材料替代及非标准构件的采用而造成的额外耗钢还相当可观。当然,离开了柱距模数,构件的标准化是无从谈起的。因此,只有从研究经济柱距入手,确定合理的柱距模数,才能使门式刚架轻型钢结构真正地实现设计标准化、定型化、专门化[1].从而推动门式刚架轻型钢结构体系在我国的发展。①、对门式刚架轻型钢结构体系而言,刚架用钢量是最主要的,当刚架跨度较小时,刚架用钢量甚至占总用钢量的50%以上,而其它各单用钢量,特别是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑,其用钢量只占比例较小的一部分,因此,如何设计好门式刚架对降低总用钢量具有重要意义。②、随着柱距的增大,作为整个厂房结构“用钢量大户”的刚架,其用钢量比率是逐渐下降的,并且随柱距的增加,下降的幅度逐渐趋于平缓。③、其它各项的用钢量均随柱距的增加而增加,并且增幅较大,特别是吊车梁,由于柱距较大,须采用格构形式,其用钢量逐渐占主要地位,并最终超过了刚架的用钢量。其次是檩条,因长细比的要求,用钢量增加也较快。④、整个单层厂房上部结构,其总用钢量随柱距的增加先是逐渐减少,而后增加。呈“浴盆曲线”,这表明,就用钢量指标而言,还是存在一个最优柱距的。当然,由于不同人员在设计同一结构时时,各设计方案可能在结构体系,围护布置等选择上有所差别,从而各用钢量指标不尽相同,但其用钢量变化趋势及上述结论是一致的。综合各项用钢量表明,对此特定的厂房而言,其由设计用钢量确定的最优柱距在6~8m.研究还表明,而对其它跨度和吊车吨位的情况,最优柱距是不断变化的。同样,我们可以得出类似的结论,不同的是,无吊车时,不仅总用钢量大大减少(因吊车梁用钢量占很大比例),而且最优柱距也有所变化,并有变大的趋势,在上述条件下,其最优柱距在8-9米。1.外国厂家的进入,新技术新产品的引进1).1979年上海水产路仑库引进日本S60压型钢板成型机并用于厂房仑库的屋面,1980年上海宝钢一期工程引进日本W550、V115N压型钢板成型机,并在一期工程屋面墙面围护结构应用近60万平方米,是80年代初首次用量最大的工程。2).1983年开始深训经济开发区蛇口工业区大量引进英国、美国、澳洲和日本等国门式刚架轻型钢结构厂房仑库。引进澳大利亚预应力门式格构型轻型钢结构仑库。随后沿海经济开发区也陆续引进国外轻钢厂房仑库,这种建筑还可以用于物流仑储、超市、批发市埸农贸市场等商业建筑;用于体育埸馆及展示场;用于办公楼等多层建筑。3).1994年美国公司投资创建上海美建钢结构有限公司,1996年嘉定工厂建成投产。已在国内承建大中型项目500多个,建筑面积达580多万平方米。1994年美国美联钢结构有限公司(U.S.A.公司)和美国宏宇建筑有限公司在中国建成工程数十项,产品设计、制造技术和管理软件全部从美国U.S.A.公司引进,为客户提供钢结构建筑系统,提供从房屋设计、制作到安装的完善服务。上海宝成钢构是1993年宝钢集团投资控股,台湾理成工业公司参股的钢结构建筑公司。宝成钢构全套引进美国华普公司设计系统、建筑产品系统及生产流水线,具有集预制钢结构房屋销售报价、设计制作、安装于一体的全套服务。ASTRON建筑体系是美国卢森堡子公司在欧州质量最好的、用量最大的轻型钢结构建筑体系。ASTRON建筑体系1994年进入中国,先后在北京、苏州等地建成十几项大工程。台湾独资企业华胤公司1994年在厦门建厂,1996年在江苏昆山建厂,先后又在北京、上海、东莞、西安、南京等地设立分公司和办事处。而后进入我国的厂家还有美国贝伦钢结构建设有限公司;新加坡马来西亚和澳大利亚联合投资的奥多上海钢制品公司;台资企业杭州新峰钢构公司等很多厂家。4).关键新材%考试|大|料新产品新技术:(1).门式刚架的计算机辅助设计及制作(CAD—CAM),门式刚架轻型钢结构房屋的设计施工规程。(2).z型斜卷边冷弯薄壁型钢、C型冷弯薄壁型钢柃条墙梁的材质、设计计算及构造,隅撑的设置及构造;(3).屋面墙面压型钢板的材料选用、设计计算及连结构造;直立缝360度咬合压型钢板的板型及另配件连接件,嵌合式压型钢板的板型及另配件连接件,夹芯板的板型及配件连接件,各厂家独自的屋面系统墙面系统。2.国内门式刚架轻型钢结构房屋的发展1).1980年上海宝钢建设指挥部成立压型钢板压型铝板试验研究专题组,对一期工程引进的日本彩色涂层压型钢板及成型设备进行消化吸收,试验利用国内铝合金板替代彩色涂层钢板作成压型板用于屋面墙面围护结构,经过调查及大量的试验研究,在宝钢一期工程屋面墙面推广应用铝合金压型钢板60多万平方米,压型钢板及其成型生产线研究应用,获得了国家科技进步三等奖。2).1984年冶金部建筑研究总院科研人员在学习上宝钢及深圳蛇口工业区压型钢板及门式刚架轻型钢结构国外先进技术的基础上,结合我国具体情况研究开发门式刚架轻型钢结构厂房仑库,首先用于商业部急需建设的国家棉花储备仑厍,三年间在冀鲁豫三省四十多个地区,建设轻钢棉花仑库300多栋,建筑面积达20多万平方米,该项目获得国家科技进步三等奖。1986年又承担了商业部粮食基建西藏那曲地区国家粮食储备仑库的工程建设,得到西藏自治区和商业部的好评。3)冶金部建筑研究总院是国内最早进行轻型钢结构房屋研究开发的单位,院内有一批科研人员对轻型焊接H型钢、冷弯薄壁型钢、压型钢板的力学性能、加工工艺及其加工设备、另配件连接件及密封材料进行研究开发,并结合工程进行轻型钢结构建筑的设计和推广应用,主持或参加国家规程规范和标准的编制。4).随着我国经济的快速增长改革开放的深入,门式刚架轻型钢结构房屋行业也得到飞速发展,尤其在东南沿海地区,新建工厂仑库的需求增长促使轻型钢结构房屋加工安装的厂家如雨后春笋般的发展起来,从开始的小规模发展到现在的现代化大企业,杭萧钢构、浙江精工、恒达钢构、上海通用、吴泰钢构、四新钢构、宝钢彩板、北方空间钢构、北京福田钢构、北京多维钢构、成都汇源、四川恒升等企业都是专业门式刚架轻型钢结构厂家,每年的销售额都在几亿、十几亿元以上。全国从事门式刚架轻型钢结构加工制作的厂家估计有500个左右,具有一定规模的50多家。门式刚架轻型钢结构房屋的制作安装质量也逐步提高,建筑造型也越来越美观新颖,例如上海通用公司的康桥和月浦工业园厂房,巴特勒承建的摩托罗拉天津工程,上海美建兴建的天津开发区造币局厂房及北京一机床新厂房,湖南六建建设的长沙博世厂房等等都是行业的精品工程。5).压型钢板夹芯板加工厂家遍布全国各地,有的厂家己具有独自的屋面墙面围护系统,有的厂家引进国外先进设备,技术水平不断提高。目前国内的压型板板型几十种,其生产线大部分都是国内制造的。引进夹芯板生产线的厂家比较多,据不完全统计有二十多条生产线,主要从意大利、德国、韩国、澳洲等国引进。目前国内厂家也能制作夹芯板生产线。6).门式刚架轻型钢结构房屋的大量应用,带动了相关配套行业的发展和兴旺,设计软件的开发,焊接型钢、冷弯薄壁型钢及压型钢板等加工设备的制造,采光瓦、另配件连接件和密封材料的生产厂家和代理也很多,技术水平都在逐步提高。7).有关设计施工规程规范和图集的编制:(1).冶金工业部部标准《压型金属板设计施工规程》YBJ216—88,冶金工业部建筑研究总院主编,现在正进行修订。(2).中国工程建设标准化协会标准《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:98,中国建筑金属结构协会钢结构委员会、中国建筑标准设计研究所主编。2002年修订版为《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002。《门式刚架轻型房屋钢构件》JG144—2002。(3).中华人民共和国国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2002,《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205--2002中都有刚架、柃条与墙梁、压型钢板的专门章节。(4).新编标准图集有:《门式刚架轻型房屋钢结构(无吊车)》图集号02SG518-1,《门式刚架轻型房屋钢结构(有吊车)》图集号04SG518-3,《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1,06J925-2等。综上所述可以看出,门式刚架轻型钢结构建筑是一项最有发展前途的建筑结构型式和制品,根据有关资料统计,2004年门式刚架轻型房屋及彩色涂层压型钢板用钢量占钢结构建筑总用钢量的35.8%,其建筑面积占钢结构建筑总面积的80%以上。2006年轻型钢结构厂家巴特勒的销售额为17亿元,工程建筑面积380万平方米;北京北方空间销售额达12.35亿元,工程建筑面积325万平方米。连接件厂家浙江振成销售额达4亿元,自攻螺丝就买了3个亿。门式刚架轻型房屋在各行各业各种类型的厂房仓库,超市批发市场等商店建筑、办公及学校用房、小型体育馆训练馆健身房、展览馆展示场等各个领域都得到非常广泛的应用。