轻型门式刚架钢结构的山墙结构体系设计探讨
李雄彦 薛素铎 (北京工业大学 建筑工程学院 北京 100022)
摘 要 本文通过对门式刚架钢结构中山墙结构常用的刚架端墙体系与构架端墙体系的特性分析,认为刚 架端墙体系的工程适用性更强.同时,对目前门式刚架轻型房屋钢结构标准图中的刚架端墙体系进行了探 讨,结合理论分析与工程实践,改进了刚架端墙结构体系设计方法与节点构造,使其既满足承载要求,又 便于施工和节约材料. 关键词 刚架端墙体系 构架端墙体系 标准图 设计方法 节点
A DISCUSSION ON THE DESIGN OF STRUCTURAL SYSTEM OF GABLE WALL OF LIGHT-WEIGHT BUILDINGS WITH PORTAL FRAMES Li Xiongyan Xue Suduo The College of Architechture and Civil Engineering, Beijing University of Technology Beijing 100022 Abstract: This paper analyzed two types of structural system of gable wall in one-story light-weight buildings with portal frames, one is characterized with portal frames, another one is made up of columns and beams. Typically, the former is more useful. Meanwhile, a discussion which is on the portal-frame gable wall system in the national standard drawings was made. According to author's engineering experience and theoretical analysis, a developed portal-frame gable wall system was given, not only it could satisfy any loading cases, but also it shares the advantages of easy construction and material quantity saving. Key word: gable wall with portal frame system, gable wall with beam-column system, standard drawings, design method, details drawing
1. 引言
支撑(标准图) 墙 梁 刚架梁
轻型钢结构中的山墙结构体系除承受山墙端部的 屋面竖向荷载外,同时还承受山墙横向和纵墙端部的 抗风柱 刚架柱 水平风荷载或地震荷载.一般采用如下两种形式:刚 架端墙体系(图 1)和构架端墙体系(图 2) ,前者是 图 1 刚架体系 由与中间标准跨相同的刚架,抗风柱和墙梁组成,简 称为刚架体系;后者的组成包括端斜梁,支承端斜梁 墙 梁 端斜梁 的构架柱(如柱脚铰接,则包含山墙墙面支撑系统) 及墙梁,简称为构架体系.以上两种体系各有特点, 构架柱 构架柱 但在实际工程中以刚架体系居多.现行《门式刚架轻 型房屋钢结构》 (02SG518-1)[1]标准图中采用的就是 图 2 构架体系 刚架体系,但构造复杂,耗钢量较大.作者曾参与过 台商在大陆投资部分项目中的轻型门式刚架厂房的设 计,这些厂房的山墙均采用刚架体系,但与标准图集中的构造有所不同,可认为是对标准图 的改进, 改进后的体系设计更简单, 施工方便, 且节约材料, 作者设计的厂房均在沿海地区, 地区基本风压较大,有的厂房已建成近十年,但使用情况良好,这从工程实践证明了改进体 系的可行性. 本文在系统分析常用山墙构造的同时, 将探讨改进标准图中刚架端墙体系的理 论依据和相关的节点构造, 提出一种更为经济合理的设计方案和节点构造, 为工程设计提供 依据. 刚架体系与构架体系由于构造不同, 其受力特点和适用范围存在较大的差异, 全面了解 上述两种体系的特点和设计依据,便于设计者根据工程实际情况选择合理的结构体系.
2.刚架体系与构架体系特性分析
2.1 刚架体系 刚架体系由两部分组成,一是刚架,其截面与中间标准刚架相同,承受端部屋面竖向荷 载,纵墙端部的水平风荷载或地震荷载;另一部分为山墙抗风系统,承担山墙风荷载和墙面 重力荷载作用,根据抗风柱布置位置的不同,一般包含抗风柱(在标准图中一般设置墙面支

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