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建筑与结构设计
Architectural and Structral Design
【文章编号]1007-94672009り11-0047-02
门式钢架夹层设计
翟煜(中机十院国际工程有限公司,北京100083
摘要】对带夹层的门式钢架厂房中夹层的设计进行了分析,置一道缝。这就需要结构设计师们来解决这个问题
提出了卖层布置的3种方法和夹层设计的方法以及应注意的了。
问题
【关键词J门式钢架;夹层;结构布置
目前对于夹层的结构布置有3种方法。
中图分类号JTU391【文献标志码JB
夹层纵横向钢梁与钢柱均为刚接,夹层梁与厂
房钢柱在纵横向也刚接,如图1。这种方法一般先进
目前钢结构厂房多以门式钢架为主。根据生产
行厂房横向排架计算,将夹层橫向梁柱和主厂房排
线工艺的不同,以及甲方的要求的不断提高,常常将
架梁柱一起计算。然后再建立一个夹层的纵横向框
生产线和办公区,甚至食堂、洗浴等都集中放在一座
架模型进行单独计算。参考两个模型的计算结果进
厂房里。厂房向大型化、多功能化发展。为了充分利
行夹层的梁柱设计。这种方法相当于把一个门式钢
用厂房内净空高度高的特点,夹层被广泛使用。夹层
架体系和一个框架体系连接在了一起。这样做使得
一般都采用组合楼板,常用于办公室、设备机房、活
厂房的结构体系不清晰。尤其是在水平荷载作用下
动区等。相对于轻钢屋面来说,夹层一般都自重大
时,钢结构体系要求的柱顶位移为1/500,而门式钢
使用荷载大
架体系无吊车时是1/60或1100,有桥式吊车时是
1夹层的布置
1/400或1/180。框架体系的整体刚度要大于门式钢
除了个别情况,如一些设备夹层为了管道好走,架体系的整体刚度。如果夹层布置在厂房一角,或者
将夹层布置的厂房中部位置外,大多数厂房的夹层布置不对称,这就造成整个厂房刚度不均匀。在地震
都布置在厂房的端部。有的布置在端部一角,有的布荷载作用下厂房会发生比较大的扭转,这对结构是
置在端部一两个柱距。一般情況下如果甲方将夹层不利的。在计算方法上,目前国内大多数设计院都使
区布置在端部整个跨度时,我们都建议甲方将整个用的是PKPM系列软件,还没有简单易行的整体计
夹层区和主厂区中间设置抗震缝脱离出来。因为主算方法,对这种扭转效应无法准确分析,因此夹层结
厂房的主要承重结构为单跨或多跨实腹门式钢架,构要尽量避免这种布置方法
具有轻型屋盖,是门式钢架体系,采用的是《门式钢
架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002。而夹
层采用的是组合楼板,自重大,使用荷载大,不符合
《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》的使用范围,
需要使用《钢结构设计规范》(GB50017-2003进行r房桂:ー夹层桂:い実层梁:钢接节点一较接节点?二柱间支
设计。这样必定会造成结构设计复杂化。尽管建筑都图1夹层纵横向钢梁与钢柱刚接,夹层梁与厂房钢柱刚接
有盖缝措施,大多数甲方仍然不希望在建筑物中设
为了避免框架体系对排架体系的影响,最彻
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建筑与结构设计
A rchirecmurad and Srnrmural Design
底的解决方法就是夹层纵横向钢梁与钢柱还是刚面形状、布置范围和位置、荷载的分布、支撑的布置
接,但夹层梁柱与厂房钢柱在纵横向脱开,不连接在情况等选择具体的结构布置方法。
起,如图2。形象一点讲就是在主厂房内部单独再
建一个夹层,夹层和主厂房没有任何联系。这种房中
2夹层的设计
房结构使得两种体系各自单独受力。如果厂房内的
D楼板设计。夹层一般采用组合楼板,就是压型
夹层面积比较小,并且夹层范围内没有厂房柱,这种
钢板(楼承上现浇混凝土。这种方法的优势在于
脱开的布置方法结构体系清晰,结构计算也比较简
施工时不需要满堂脚手架支撑系统,也不需要使用
单。但是,如果夹层的面积比较大,夹层范围内存在混凝士模板系统。在楼板混凝土施工完成后,压型钢
厂房柱,这种结构布置就有几个问题。首先,夹层梁板也不需要拆除。因此施工速度比传统楼板快。根据
不能连接在厂房柱上,就只能设置双柱,一个是夹层
压型钢板是否和混凝士共同工作分为组合板和非组
柱,一个是厂房柱。这样就会减少建筑使用面积,有
合板。需要注意的是,如果按照组合板设计,压型钢
时还会影响到建筑布置、设备摆放等。其次,如果夹板不仅只作为模板使用,并且还是参与受力的,这就
层柱不和厂房柱挨着布置,夹层的组合楼板也常常
需要考虑压型钢板的防火问题。为保证在火灾的情
需要在厂房柱处开洞并且还要预留一定的位移缝,
况下,压型钢板不会马上失去强度,常需要在压型钢
让厂房柱穿过夹层并且保证厂房柱在水平力的作用
板下喷防火涂料。夹层的楼板还有一种楼层桁架次
下不会和组合楼板碰撞。
梁体系。由于次梁采用的桁架梁,并且可以采用可循
环使用的底模板,所以它的综合造价要比组合楼板
低
厂房柱:トイ夹层柱:夹层梁:一-刚接节点?铵接节点一柱间支撐点
图2夹层纵横向钢梁与钢柱钢接,夹层梁柱与厂房钢柱脱开
厂房柱:?夹层柱
3最后一种方法是夹层自身不按框架结构布
梁:刚接节点娇接节点柱间支
图3夹层和厂房均按横向排架布置
置,而是和厂房一同按横向排架布置,如图3。如果厂
2节点设计。由于夹层采用的是《钢结构设计规
房柱的抗侧移刚度足够的话,夹层的横向梁可以设范》,在进行夹层梁柱节点设计时,如果梁柱节点采
成连续梁,夹层的柱子上下较接,夹层的横向梁和厂用的是刚接节点按照《建筑抗震设计规范》应满足
房的柱子铰接。如果厂房柱的抗侧移刚度比较小,可其8.2.8条,以保证梁柱强连接弱构件的原则。在实
以考虑将夹层的梁柱刚接,夹层的梁和厂房柱也刚
际设计中有3种方法可以达到强连接弱构件的原
接,这样使夹层和厂房一同抵抗側向力。由于卖层也则:梁加翼缘盖板,局部加宽翼缘宽度设置骨形连
按排架布置,在纵向,夹层的梁与柱都设置成铰接
°接。夹层的梁柱设计应注意需要用《钢结构设计规
为了抵抗纵向水平力的作用,这时需要在夹层纵向范》复核腹板高厚比和翼缘宽厚比。心
设置柱间支撑。夹层自重大,使用荷载大,所以夹层
参考文献」
的柱间支撑一般不采用圆钢柔性支撑,而是采用型(1 ICECS102:2002门式钢架轻型房屋钢结构技术规程S
钢刚性支撑。这种结构布置虽然夹层和厂房连接在2lGB0020钢结构设计规??
收稿日期)12009-08-31
了一起,并且适用的规范也不一样,但是两者的结构
体系是统一的,都是排架体系,结构受力明确,计算
作者简介
分析也比较方便。
翟煜(977~),男,河南兰考人,工程师,从事结构设计,
在具体工程设计时设计人员可以根据夹层的平
(电子信zhai.Yu@126.com。
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