鋼結構支撐系統設置原則及其構造
發表(biao)日(ri)期:2019-09-10
支(zhi)撐(cheng)系統(tong)屬鋼結(jie)(jie)構體(ti)(ti)系(xi)中(zhong)一個次要(yao)的部分(fen),但(dan)又是(shi)一個必(bi)不可少的部分(fen)。在門式(shi)剛架(jia)鋼結(jie)(jie)構中(zhong),體(ti)(ti)系(xi)有重要(yao)的功(gong)能,主要(yao)表現在:保證總體(ti)(ti)結(jie)(jie)構和(he)單(dan)個構件(jian)的穩定性、傳遞水平(ping)作(zuo)用(yong)至基礎和(he)輔助安(an)裝工(gong)程等,對于平(ping)面(mian)布(bu)置復雜的結(jie)(jie)構,支撐系(xi)統(tong)還有利于結(jie)(jie)構剛度的調整,使結(jie)(jie)構受力(li)均勻、合理,提高其整體(ti)(ti)性。
1. 支撐系統設置原則
門式(shi)剛架鋼(gang)結構中,支(zhi)撐(cheng)系統可分為屋蓋水(shui)平支(zhi)撐(cheng)、柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)及其他(ta)輔助支(zhi)撐(cheng)系統。
支(zhi)撐(cheng)系統設置的基本原則為:
① 明確、合理簡捷地傳遞縱向荷載,盡(jin)量(liang)縮短傳力途徑;
② 保證結構體系平(ping)面(mian)外(wai)的(de)穩(wen)(wen)定,為結構和構件的(de)整體穩(wen)(wen)定性(xing)提供側向(xiang)支(zhi)撐點;
③ 方便結構(gou)的安裝(zhuang);
④ 滿足必要的強度、剛度要求,具有可靠的連接。
在門式剛架鋼結構房屋中(zhong),針對不(bu)同類別的(de)支(zhi)撐,還存在一些規定和要求
⑴屋蓋水平支撐
屋蓋水(shui)平支撐和柱間(jian)支撐是一個(ge)整(zheng)體(ti),共(gong)同保(bao)持結構(gou)的穩定,并(bing)將縱向水(shui)平荷載通過屋蓋水(shui)平支撐,經柱間(jian)支撐傳至基礎。
為(wei)保(bao)證結構山(shan)(shan)墻所受縱(zong)向荷載的(de)傳遞(di)路徑簡短、快捷,屋蓋橫向水(shui)平(ping)支撐應(ying)設(she)(she)置(zhi)在建筑物溫度(du)區段(duan)的(de)兩(liang)端開(kai)間(jian)內(nei),以求直接傳遞(di)山(shan)(shan)墻荷載。如第一(yi)開(kai)間(jian)內(nei)不能設(she)(she)置(zhi)時,可設(she)(she)置(zhi)在第二開(kai)間(jian)內(nei),但(dan)必(bi)須注意,第一(yi)開(kai)間(jian)內(nei)相應(ying)傳遞(di)水(shui)平(ping)荷載的(de)桿(gan)件應(ying)該(gai)設(she)(she)計成(cheng)壓桿(gan)。當建筑物或溫度(du)伸縮區段(duan)較長(chang)時,應(ying)增(zeng)設(she)(she)一(yi)道或多(duo)道水(shui)平(ping)支撐,間(jian)距不得大于60m。
當(dang)結構簡單(dan)、對稱且各(ge)跨(kua)高度(du)一致時,屋蓋(gai)水平支撐(cheng)相對簡單(dan),即在(zai)滿足溫度(du)區段長(chang)度(du)條(tiao)件下,可僅在(zai)端開間(jian)設置。
在(zai)建(jian)筑物內(nei),當(dang)(dang)柱(zhu)(zhu)列有(you)不同(tong)柱(zhu)(zhu)距時,或當(dang)(dang)建(jian)筑物有(you)高(gao)低(di)跨變(bian)化時,應設置(zhi)縱向水平(ping)支撐提高(gao)結(jie)構(gou)的(de)整(zheng)體性,調整(zheng)結(jie)構(gou)抗(kang)側(ce)(ce)剛度的(de)分布,以(yi)求(qiu)減(jian)小各(ge)剛架(jia)柱(zhu)(zhu)側(ce)(ce)向水平(ping)位移的(de)差(cha)異,使結(jie)構(gou)受力(li)均勻(yun)、合(he)理。當(dang)(dang)建(jian)筑平(ping)面布置(zhi)不規則時,如有(you)局部凸出時、抽柱(zhu)(zhu)等情(qing)況(kuang)時,為提高(gao)結(jie)構(gou)的(de)整(zheng)體抗(kang)側(ce)(ce)力(li),在(zai)上述區域均需設置(zhi)縱、橫向封(feng)閉的(de)連續水平(ping)支撐系統。
設置支(zhi)撐(cheng)系統(tong)時,必(bi)須在(zai)屋脊(ji)和柱頂處(chu)設置壓桿并(bing)注(zhu)意節點的構造,以(yi)保證水平力的傳遞(di)。
⑵柱間(jian)支撐(cheng)
柱(zhu)(zhu)間(jian)(jian)支撐(cheng)一般設(she)(she)置在柱(zhu)(zhu)列的(de)中(zhong)(zhong)部。為(wei)此,柱(zhu)(zhu)頂水(shui)平(ping)系桿需設(she)(she)計成(cheng)剛(gang)性系桿,以(yi)便將屋蓋(gai)水(shui)平(ping)支撐(cheng)所(suo)承受的(de)荷載傳遞到柱(zhu)(zhu)間(jian)(jian)支撐(cheng)上,如建(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)較長時(shi)(shi)可(ke)增設(she)(she)一道柱(zhu)(zhu)間(jian)(jian)支撐(cheng)。兩(liang)道柱(zhu)(zhu)間(jian)(jian)支撐(cheng)分(fen)別放在縱(zong)向1/3處。當(dang)柱(zhu)(zhu)間(jian)(jian)支撐(cheng)因建(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)使(shi)用(yong)要求不(bu)能設(she)(she)置在結構設(she)(she)計所(suo)要求的(de)理想位(wei)置時(shi)(shi),也(ye)可(ke)以(yi)偏離柱(zhu)(zhu)列中(zhong)(zhong)部設(she)(she)置。柱(zhu)(zhu)間(jian)(jian)支撐(cheng)可(ke)設(she)(she)計成(cheng)交叉形(xing),也(ye)可(ke)以(yi)設(she)(she)計成(cheng)八字形(xing)、門形(xing),甚至(zhi)設(she)(she)計為(wei)剛(gang)架形(xing)式。
在同一建筑物中最好使(shi)(shi)用(yong)(yong)一類(lei)(lei)型的(de)柱(zhu)間支撐,不宜(yi)幾種(zhong)類(lei)(lei)型的(de)柱(zhu)間支撐混合使(shi)(shi)用(yong)(yong)。若因為功能(neng)要求如開(kai)大(da)門、窗或(huo)有其(qi)他因素影響(xiang)時(shi),可采用(yong)(yong)剛架(jia)支撐或(huo)桁架(jia)支撐。當必(bi)須混合使(shi)(shi)用(yong)(yong)支撐系統(tong)時(shi),應盡(jin)可能(neng)使(shi)(shi)其(qi)剛度(du)一致(zhi),如不能(neng)滿足剛度(du)一致(zhi)要求時(shi),具體分析(xi)各支撐所承擔的(de)縱向水平(ping)力,確保結構穩定、安全(quan),同時(shi)還應注意支撐設置的(de)對稱性。
⑶隅撐
隅(yu)撐(cheng)是(shi)實腹式門式剛(gang)(gang)架輕(qing)型(xing)鋼結構房(fang)屋中特(te)有的(de)。隅(yu)撐(cheng)設(she)置在剛(gang)(gang)架斜梁(liang)(liang)下翼緣與(yu)檁條之間或剛(gang)(gang)架邊(bian)柱(zhu)內翼緣與(yu)墻梁(liang)(liang)之間。對(dui)剛(gang)(gang)架斜梁(liang)(liang)和(he)剛(gang)(gang)架邊(bian)柱(zhu)的(de)穩(wen)定性起支撐(cheng)作用。隅(yu)撐(cheng)是(shi)一種(zhong)輔助桿件,不(bu)獨立成為一個系統。剛(gang)(gang)架斜梁(liang)(liang)隅(yu)撐(cheng)的(de)作用是(shi)防止斜梁(liang)(liang)在下翼受壓(ya)時出現側向失穩(wen)。
2.支(zhi)撐系統(tong)的構(gou)造
⑴屋蓋水平支撐
屋(wu)蓋水(shui)平(ping)支(zhi)撐一(yi)般由交叉桿(gan)和(he)剛性(xing)系桿(gan)共(gong)同構成。在(zai)門式剛架輕型(xing)鋼(gang)結(jie)構房(fang)屋中(zhong),屋蓋水(shui)平(ping)支(zhi)撐的交叉桿可設計為圓(yuan)鋼(gang),但(dan)應加帶張緊(jin)裝置(zhi),以(yi)(yi)利于(yu)拉(la)(la)桿的張緊(jin),避(bi)免圓(yuan)鋼(gang)撓度(du)過大(da),不能起(qi)到受力(li)作用(yong)(yong)。交叉桿也可以(yi)(yi)設計為角鋼(gang),但(dan)也需(xu)考慮長支(zhi)撐由于(yu)自重(zhong)產生的撓度(du),應采(cai)取必(bi)要(yao)的措施加以(yi)(yi)克服。交叉桿與(yu)豎桿間的夾角應在(zai)30°~60°范圍內。用(yong)(yong)角鋼(gang)做成(cheng)支(zhi)撐拉(la)(la)桿的水(shui)平(ping)支(zhi)撐,其連接點(dian)與(yu)普通鋼(gang)結(jie)構類似,關鍵是(shi)保證桿件必(bi)須相(xiang)交于(yu)節點(dian)中(zhong)。用(yong)(yong)張緊(jin)的圓(yuan)鋼(gang)做成(cheng)拉(la)(la)桿的節點(dian)可用(yong)(yong)單螺栓相(xiang)連。剛性(xing)系桿可(ke)用鋼管,也(ye)可(ke)采(cai)用雙角鋼。在建筑物(wu)跨(kua)度較(jiao)小、高度 較低(di)的(de)(de)情況下,可由檁條兼(jian)任,但(dan)檁條需(xu)按壓(ya)彎(wan)構件設計,并應(ying)保(bao)證(zheng)檁條平(ping)面外(wai)的(de)(de)長(chang)細(xi)比和穩(wen)定性。
⑵柱間支撐(cheng)
柱(zhu)(zhu)間(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)在建筑(zhu)物跨度、高度較低的(de)(de)情況下,可用(yong)帶張緊(jin)裝(zhuang)置的(de)(de)圓鋼(gang)(gang)(gang)做成交叉(cha)形的(de)(de)拉桿(gan)(gan)。也(ye)可采用(yong)角(jiao)鋼(gang)(gang)(gang)或槽鋼(gang)(gang)(gang)。在高大(da)的(de)(de)建筑(zhu)中柱(zhu)(zhu)間(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)的(de)(de)交叉(cha)桿(gan)(gan)除用(yong)角(jiao)鋼(gang)(gang)(gang)外(wai),也(ye)可采用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)管。鋼(gang)(gang)(gang)管具有(you)用(yong)料省,制作(zuo)簡單,而且(qie)在建筑(zhu)中顯(xian)得堅實(shi)、美觀等特點。 柱(zhu)(zhu)間(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)的(de)(de)連接節點與水(shui)平(ping)支(zhi)(zhi)撐(cheng)相似。必(bi)須(xu)注意的(de)(de)是,柱(zhu)(zhu)間(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)的(de)(de)上端與水(shui)平(ping)壓(ya)桿(gan)(gan)必(bi)須(xu)與柱(zhu)(zhu)中心于一點。同(tong)樣(yang),柱(zhu)(zhu)間(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)下端應(ying)盡可能與柱(zhu)(zhu)中心交于柱(zhu)(zhu)腳(jiao)底(di)面,避(bi)免形成偏心受(shou)力。如(ru)柱(zhu)(zhu)間(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)相鄰兩(liang)柱(zhu)(zhu)需共同(tong)承擔(dan)水(shui)平(ping)反力時,應(ying)在兩(liang)間(jian)加一壓(ya)桿(gan)(gan),壓(ya)桿(gan)(gan)可用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)構件。如(ru)果柱(zhu)(zhu)腳(jiao)面高出地面,可以地面下加一鋼(gang)(gang)(gang)筋混(hun)凝土梁。
⑶隅撐
隅撐一(yi)般采用(yong)(yong)角(jiao)鋼(gang),隅撐與(yu)檁條或(huo)(huo)墻梁的夾角(jiao)不應小于(yu)35°,最小可采用(yong)(yong)L40*4角(jiao)鋼(gang)。隅撐使用(yong)(yong)螺栓與(yu)橫梁或(huo)(huo)邊柱(zhu)和檁條或(huo)(huo)墻梁相連(lian)。一般(ban)情(qing)況下(xia)隅撐宜在剛架斜梁(liang)全跨(kua)度內設(she)置,主(zhu)要(yao)是考慮橫梁(liang)在風荷載作用下(xia)翼(yi)緣受壓(ya)的(de)可能(neng)時,可僅在支座附近橫梁(liang)下(xia)翼(yi)緣受壓(ya)的(de)區域內設(she)置。