對(duì)F輕鋼房S鋼結(jié)構(gòu),其抗震設(shè)防等級(jí)及相應(yīng)的杭震措施,現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)都未涉及。雖然鋼結(jié)構(gòu)的延性性能比混凝卜。結(jié)構(gòu)好,加之其自重輕、/1面荷載小,產(chǎn)生的地震作用不大,但其抗震設(shè)汁往往不易處理。在地震K,除抗震it兌外,其抗構(gòu)造/1f尚尤具體要求,只能按輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的念設(shè)計(jì)進(jìn)行本文通過(guò)<1閼形精品植物館輕剛架的理淪分析和探丨、丨,結(jié)合輕鋼規(guī)程98),提出廠對(duì)輕房吊鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的建(義,秦嶺褙品植物館外廓由直砼6(lm的外園弧和汽:徑24m的內(nèi)園弧組成。外園弧平面由南向北呈坡形,其柱頂標(biāo)高山3.50m電7.8(>m變化。內(nèi)園弧厴頂標(biāo)高為7.8m,51面由兩根長(zhǎng)度約20m的蜂窩梁及兩根長(zhǎng)度約11m的輕型H鋼梁f字交叉時(shí)成外圍護(hù)及吊面板為透光式P〔'陽(yáng)圯板,尾面布7:有開(kāi)IT人窗柙截水人溝,其結(jié)構(gòu)乎面及剖面分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),進(jìn)行r兩個(gè)方案比較。方案一為所有輕型鋼柱與基礎(chǔ)鉸接,然后布托柱間支撐及柱頂系桿。方案二為所有輕型鋼柱與基礎(chǔ)剛接,不考慮柱間支撐。PC陽(yáng)光板簾自攻螺絲與愫條相連,其應(yīng)力皮作用幾乎不存在。屋面的水平剛度相對(duì)較差,整個(gè)結(jié)構(gòu)的空間作用也不明顯,設(shè)汁時(shí)按平面剛架考慮比較合適。通過(guò)卜兌比較,同樣斷面尺t的剛架,鉸接柱腳方案計(jì)兌的橫梁撓度比剛接柱腳方案大10%以上,加之鉸接往腳方案抗側(cè)剛度小,因此鉸接件。腳剛架在風(fēng)荷載作用F的水平變位比剛接柱腳約大34倍。由F鉸接忡腳方案鋼架柱計(jì)燈長(zhǎng)度較大,剛架的用鋼M比剛接柱腳方案約大15%.基于以L(fǎng)i原因,最終選抒方案:,其應(yīng)力、位移及穩(wěn)定在不利荷載組合K,不但都能滿(mǎn)足規(guī)范要求,而且還能做到用料省、自重輕,充分體現(xiàn)輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討剛接柱腳的輕咽鋼結(jié)構(gòu),其柱腳內(nèi)力,彎矩和剪力往往較大,軸力相對(duì)較小。其基底的偏心矩P =芒-般都超過(guò)受力方向基礎(chǔ)尺寸的丨/6,基底壓N力最小值往往小f本,很難滿(mǎn)足設(shè)汁要求,特別是有吊車(chē)作用時(shí)更加突出。設(shè)計(jì)時(shí)町考慮增加基礎(chǔ)埋深或采用增設(shè)基礎(chǔ)聯(lián)系梁及承重磚墻的辦法來(lái)有意增大豎向荷載,從而減少基底彎矩偏心。這一方面x、t基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有好處,另方面還加強(qiáng)了基礎(chǔ)的整體作用,利于抗震。對(duì)于有可能產(chǎn)生上拔力的基礎(chǔ),還應(yīng)考慮設(shè)計(jì)抗拔樁等內(nèi)容。
輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋,鋼柱內(nèi)力組合中的水平作用一般由風(fēng)荷載控制,因此,風(fēng)荷栽的兌允為重要。一般工業(yè)與民用建筑輕房M鋼結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí),設(shè)計(jì)工作壽命為50年,而建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的基本風(fēng)壓值為重現(xiàn)期30年的取值,故輕鋼設(shè)汁的基本風(fēng)壓值應(yīng)乘調(diào)整系數(shù)L 10.風(fēng)荷載的體型系數(shù),現(xiàn)行輕鋼規(guī)程(CECS102:98)只針對(duì)門(mén)式剛架輕型房m而言,對(duì)r其他形式的建筑類(lèi)型和體型,風(fēng)荷載體型系數(shù)只能按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB9-87的規(guī)定采用。然而,由于兩者體型系數(shù)之間存在差異,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)經(jīng)比較分析取其最不利情況計(jì)筧。木文精品館計(jì)I:風(fēng)荷載時(shí),其圓弧狀的造型不能簡(jiǎn)單只按平而剛架〖丨兌,還需考慮其與計(jì)算假定不符的調(diào)節(jié)因素,即迎風(fēng)面和背風(fēng)面交替變化引起的對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。
屋面隅是輕增剛架斜梁保證整體穩(wěn)定的主要措施。當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁下翼緣受壓時(shí),在受壓翼緣兩側(cè)布符隅。隅撐除應(yīng)按軸心力汁強(qiáng)度外,其長(zhǎng)細(xì)比也應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)程要求。隅撐僅布托側(cè)時(shí),應(yīng)按壓桿控制;兩側(cè)都布茂時(shí),"f按拉桿設(shè)汁。隅撐的一端應(yīng)連接在斜梁,另一端要求連接在檁條上。對(duì)于雙層板組合M面,即檁條上下均鋪壓型鋼板的情況,隅撐的設(shè)近一方面破壞了室內(nèi)美觀,另-方面由于檁條被包裹在雙層板內(nèi),對(duì)安裝隅撐造成了一定的困難。鑒于以上情形,只要能采取措施保證斜梁的穩(wěn)定,也可少設(shè)或不設(shè)M面隅撐,本文的精品館在大廳入口處,就采用在剛架梁兩端翼緣受的范圍內(nèi),相隔-定距離增設(shè)橫向加勁肋及連桿的辦法,取消了隅撐,見(jiàn)。
輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)支撐體系包括柱間支撐及屋架支撐,通常柱間支和屋架橫向支撐同時(shí)設(shè)以組成空間幾何不變體系,來(lái)抵御縱向鋼架方向)水平作用。柱間支撐宵采用十卞交義殖,對(duì)丁-帶吊車(chē)的柱間支撐,也可采用角鋼。-般交叉支撐拉桿設(shè)汁,宜用張緊的圓鋼,用花蘭螺栓或端螺帽拉緊。現(xiàn)階段輕鋼規(guī)程對(duì)張緊圓鋼支撐構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比沒(méi)有明確規(guī)定。如果根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB17-88)按般受拉構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比要求,其交義長(zhǎng)度只允許到ld(d為鋼直徑)即400(允許長(zhǎng)細(xì)比)x.25d(M轉(zhuǎn)半徑),這M然很難滿(mǎn)足廠程要求。但放寬到何種程度,要看支撐及屋而體系的具體布沒(méi)情況確定。通常對(duì)夂支,采用令22的鋼,按撓度不大十拉桿跨度的丨/7(>0作為控制參數(shù)來(lái)汁T)。(輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程初榀),并結(jié)合1:程經(jīng)驗(yàn),可得出3允許長(zhǎng)細(xì)比放寬約40 %50%時(shí),交叉支撐的強(qiáng)度及撓度均可滿(mǎn)足規(guī)程要求。
外圍護(hù)墻與剛架連接輕型房屋的外墻,除采用彩色鍍鋅壓型鋼板、火心壓型復(fù)合板、玻璃纖維增強(qiáng)水泥(GRC)外墻板等輕質(zhì)材料外,尚可采用砌體外墻或底部為輕質(zhì)材料的外墻。對(duì)于報(bào)甩鋼板、夾心壓型復(fù)合板外墻,町采用自攻螺釘在波桴或波峰處與墻檁連接。
對(duì)GRC外墻板,則通過(guò)墻板上預(yù)埋件與墻檁上連接件焊接或栓接。然而,外闈墻為磚墻時(shí),根據(jù)建筑物抗震規(guī)范的要求,墻體與鋼柱之間沿柱高需配押拉筋。但在加r.過(guò)程中,如果預(yù)先焊接拉筋,將對(duì)剛架的校驗(yàn)及長(zhǎng)距離運(yùn)輸造成困難;如果整個(gè)鋼柱拉筋都在現(xiàn)場(chǎng)焊接,焊接殘余應(yīng)力勢(shì)必造成鋼柱很欠的翹曲變形,在現(xiàn)場(chǎng)校正不易進(jìn)行。為此可考慮在鋼柱上M先焊接80 X80X8的鋼板,這既利于運(yùn)輸,也利于在現(xiàn)場(chǎng)焊接拉筋,給施工帶來(lái)了方便。
對(duì)于實(shí)腹式檁條,屋面板有阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)的作用,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足輕鋼規(guī)程的要求。其強(qiáng)度驗(yàn)兌可按K式進(jìn)行:1(各參數(shù)含義見(jiàn)輕鋼規(guī)程),I口。足,2h檁條設(shè)il+能簡(jiǎn)單套用公式,應(yīng)注意檁條截面土軸與水平面夾角P同輕鋼屋面坡度a的差值(一般相差10以上);還要注意在計(jì)算Mx、My時(shí),應(yīng)將豎向及水平荷載分解成對(duì)檁條上弦截面主軸X和Y的分量來(lái)計(jì)算。檁條安裝時(shí),實(shí)腹式檁條可采用檁托與剛架相連接,但對(duì)Z型檁條,其放置宜考慮有利于發(fā)揮條凈截面的抵抗矩,不應(yīng)只圖施工方便,將檁條直接靠置在檁托上,正確放置詳見(jiàn)。
剛架設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮屋面排水當(dāng)剛架斜梁與鋼柱連接采用豎向連接時(shí),由于連接構(gòu)造需要,其連接端板往往會(huì)高出斜梁翼緣以上。對(duì)于采用內(nèi)天溝排水形式的屋面,當(dāng)此端板距邊柱外皮的距離小子內(nèi)天溝的寬度時(shí),端板的高出使其內(nèi)天溝放置很困難。因此,對(duì)于較小跨度的輕型剛架,當(dāng)考慮屋面排水因素時(shí),連接端板的放置最好采取斜放或平放。當(dāng)然,屋面排水也可采用特殊處理或加密落水管等,使其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。本精品館由于鋼柱斷面尺寸較小,一般的天溝無(wú)法設(shè)置,因此在屋面中部采取截水天溝。
輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)自重輕、屋面荷載小,利于抗震;跨度大,可形成大空間,易滿(mǎn)足建筑功能的要求;工期短,用鋼量少,工程造價(jià)較低。因此,輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)無(wú)論是就結(jié)構(gòu)形式,還是使用功能而言,都有很大的發(fā)展前景。但是由于輕鋼規(guī)程98)主要針對(duì)門(mén)式剛架,其他形式的輕鋼結(jié)構(gòu)目前還沒(méi)有合適的規(guī)程可用,只能參照輕鋼規(guī)程的基本要求具體分析,進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。