輕型門式剛架結構-剛架設計之焊接和節(jié)點設計

鋼結構專業(yè)課件鋼結構防護—防腐宜采用易于涂裝和維護的實腹式或閉口構件截面形式，閉口截面應進行封閉；當采用綴合截面的桿件時，型鋼間的空隙寬度應滿足涂裝施工和維護的要求。對于屋面檁條、墻梁、隅撐、拉條等冷彎薄壁構件，以及壓型鋼板，宜采用表面熱浸鍍鋅或鍍鋁鋅防腐。采用熱浸鍍鋅等防護措施的連接件及構件，其防腐蝕要求不應低于主體結構，安裝后宜采用與主體結構相同的防腐蝕措施，連接處的縫隙，處于不低于弱腐蝕環(huán)境時，應采取封閉措施。采用鍍鋅防腐時，室內(nèi)鋼構件表面雙面鍍鋅量不應小于275g/m2;室外鋼構件表面雙面鍍鋅量不應小于400g/m2

不同金屬材料接觸的部位，應采取避免接觸腐蝕的隔離措施鋼結構專業(yè)課件鋼結構防護—防火設計鋼結構的防火設計、鋼結構構件的耐火極限應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的規(guī)定，合理確定房屋的防火類別與防火等級防火涂料施工前，鋼結構構件應按本規(guī)范規(guī)定進行除銹，并進行防銹底漆涂裝。防火涂料應與底漆相容，并能結合良好。應根據(jù)鋼結構構件的耐火極限確定防火涂層的形式、性能及厚度等要求。防火涂料的粘結強度、抗壓強度應滿足設計要求，檢查方法應符合現(xiàn)行國家標準《建筑構件耐火試驗方法》GB/T9978的規(guī)定。采用板材外包防火構造時，鋼結構構件應按本規(guī)范除銹，并進行底漆和面漆涂裝保護；板材外包防火構造的耐火性能，應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的有關規(guī)定或通過試驗確定。鋼結構防護層設計使用年限不應低于5年；使用中難以維護的鋼結構構件，防護層設計使用年限不應低于10年。鋼結構專業(yè)課件鋼結構防護—涂裝設計時應對構件的基材種類、表面除銹等級、涂層結構、涂層厚度、涂裝方法、使用狀況以及預期耐蝕壽命等綜合考慮，提出合理的除銹方法和涂裝要求。鋼材表面原始銹蝕等級，除銹方法與等級要求應符合現(xiàn)行國家標準《涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視測定第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級》GB/T8923.1的規(guī)定。處于弱腐蝕環(huán)境和中等腐蝕環(huán)境的承重構件，工廠制作涂裝前，其表面應采用噴射或拋射除銹方法，除銹等級不應低于Sa2;現(xiàn)場采用手工和動力工具除銹方法，除銹等級不應低于St2。鋼結構防護—涂裝鋼結構除銹和涂裝工程應在構件制作質(zhì)量經(jīng)檢驗合格后進行。表面處理后到涂底漆的時間間隔不應超過4h,處理后的鋼材表面不應有焊渣、灰塵、油污、水和毛刺等。應根據(jù)環(huán)境侵蝕性分類和鋼結構涂裝系統(tǒng)的設計使用年限合理選用涂料品種。當環(huán)境腐蝕作用分類為弱腐蝕和中等腐蝕時，室內(nèi)外鋼結構漆膜干膜總厚度分別不宜小于125um和150um,位于室外和有特殊要求的部位，宜增加涂層厚度20um~40um,其中室內(nèi)鋼結構底漆厚度不宜小于50um,室外鋼結構底漆厚度不宜小于75um。鋼結構防護—涂裝涂裝應在適宜的溫度、濕度和清潔環(huán)境中進行。涂裝固化溫度應符合涂料產(chǎn)品說明書的要求；當產(chǎn)品說明書無要求時，涂裝固化溫度為5℃~38℃。施工環(huán)境相對濕度大于85%時不得涂裝。漆膜固化時間與環(huán)境溫度、相對濕度和涂料品種有關，每道涂層涂裝后，表面至少在4h內(nèi)不得被雨淋和沾污。涂層質(zhì)量及厚度的檢查方法應按現(xiàn)行國家標準《漆膜附著力測定法》GB1720或《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》GB/T9286的規(guī)定執(zhí)行，并應按構件數(shù)的1%抽查，且不應少于3件，每件檢測3處。涂裝完成后，構件的標志、標記和編號應清晰完整。涂裝工程驗收應包括在中間檢查和竣工驗收中。鋼結構專業(yè)課件焊接焊接當被連接板件的最小厚度大于4mm時，其對接焊縫、角焊縫和部分熔透對接焊縫的強度，應分別按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定計算。當最小厚度不大于4mm時，正面角焊縫的強度增大系數(shù)B取1.0。焊接質(zhì)量等級的要求應按現(xiàn)行國家標準《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205的規(guī)定執(zhí)行。焊接剛架構件的翼緣與端板或柱底板的連接，當翼緣厚度大于12mm時宜采用全熔透對接焊縫，并應符合現(xiàn)行國家標準《氣焊、焊條電弧焊、氣體保護焊和高能束焊的推薦坡口》GB/T985.1和《埋弧焊的推薦坡口》GB/T985.2的相關規(guī)定；其他情況宜采用等強連接的角焊縫或角對接組合焊縫，并應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構焊接規(guī)范》GB50661的相關規(guī)定。牛腿上、下翼緣與柱翼緣的焊接應采用坡口全熔透對接焊縫，焊縫等級為二級；牛腿腹板與柱翼緣板間的焊接應采用雙面角焊縫，焊腳尺寸不應小于牛腿腹板厚度的0.7倍。柱子在牛腿上、下翼緣600mm范圍內(nèi)，腹板與翼緣的連接焊縫應采用雙面角焊縫。焊接當采用喇叭形焊縫時應符合下列規(guī)定：1、喇叭形焊縫可分為單邊喇叭形焊縫和雙邊喇叭形焊縫。單邊喇叭形焊縫的焊腳尺寸h不得小于被連接板的厚度。2、當連接板件的最小厚度不大于4mm時，喇叭形焊縫連接的強度應按對接焊縫計算。3、當連接板件的最小厚度大于4mm時，喇叭形焊縫連接的強度應按角焊縫計算。4、在組合構件中，組合件間的喇叭形焊縫可采用斷續(xù)焊縫。斷續(xù)焊縫的長度不得小于8t和40mm,斷續(xù)焊縫間的凈距不得大于15t(對受壓構件)或30t(對受拉構件),t為焊件的最小厚度。鋼結構專業(yè)課件節(jié)點設計節(jié)點設計節(jié)點設計應傳力簡捷，構造合理，具有必要的延性；應便于焊接，避免應力集中和過大的約束應力；應便于加工及安裝，容易就位和調(diào)整。剛架構件間的連接，可采用高強度螺栓端板連接。高強度螺栓直徑應根據(jù)受力確定，可采用M16~M24螺栓。高強度螺栓承壓型連接可用于承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結構；重要結構或承受動力荷載的結構應采用高強度螺栓摩擦型連接；用來耗能的連接接頭可采用承壓型連接。門式剛架橫梁與立柱連接節(jié)點，可采用端板豎放、平放和斜放三種形式斜梁與剛架柱連接節(jié)點的受拉側，宜采用端板外伸式，與斜梁端板連接的柱的翼緣部位應與端板等厚；斜梁拼接時宜使端板與構件外邊緣垂直應采用外伸式連接，并使翼緣內(nèi)外螺栓群中心與翼緣中心重合或接近。連接節(jié)點處的三角形短加勁板長邊與短邊之比宜大于1.5:1.0,不滿足時可增加板厚。節(jié)點設計端板螺栓宜成對布置。螺栓中心至翼緣板表面的距離，應滿足擰緊螺栓時的施工要求，不宜小于45mm。螺栓端距不應小于2倍螺栓孔徑；螺栓中距不應小于3倍螺栓孔徑。當端板上兩對螺栓間最大距離大于400mm時，應在端板中間增設一對螺栓。當端板連接只承受軸向力和彎矩作用或剪力小于其抗滑移承載力時，端板表面可不作摩擦面處理。端板連接應按所受最大內(nèi)力和按能夠承受不小于較小被連接截面承載力的一半設計，并取兩者的大值。鋼結構專業(yè)課件保溫與隔熱門式剛架輕型房屋的屋面和墻面其保溫隔熱在滿足節(jié)能環(huán)保要求的前提下，應選用導熱系數(shù)較小的保溫隔熱材料，并應結合防水、防潮與防火要求進行設計。

鋼結構房屋的隔熱應主要采用輕質(zhì)纖維狀保溫材料和輕質(zhì)有機發(fā)泡材料，墻面也可采用輕質(zhì)砌塊或加氣混凝土板材。屋面和墻面的保溫隔熱構造應根據(jù)熱工計算確定。保溫隔熱材料應相互匹配。保溫與隔熱屋面保溫隔熱可采用下列方法之一：

1、在壓型鋼板下設帶鋁箔防潮層的玻璃纖維氈或礦棉氈卷材；當防潮層未用纖維增強，尚應在底部設置鋼絲網(wǎng)或玻璃纖維織物等具有抗拉能力的材料，以承托隔熱材料的自重；2、金屬面復合夾芯板；3、在雙層壓型鋼板中間填充保溫材料；

4、在壓型鋼板上鋪設剛性發(fā)泡保溫材料，外鋪熱熔柔性防水卷材。外墻保溫隔熱可采用下列方法之一：

1、采用與屋面相同的保溫隔熱做法；

2、外側采用壓型鋼板，內(nèi)側采用預制板、紙面石膏板或其他纖維板，中間填充保溫材料；

3、采用加氣混凝土砌塊或加氣混凝土板，外側涂裝防水涂料；

4、采用多孔磚等輕質(zhì)砌體。鋼結構專業(yè)課件屋面板和墻面板的設計屋面板和墻面板的設計屋面及墻面板可選用鍍層或涂層鋼板、不銹鋼板、鋁鎂錳合金板、鈦鋅板、銅板等金屬板材或其他輕質(zhì)材料板材。一般建筑用屋面及墻面彩色鍍層壓型鋼板，其計算和構造應按現(xiàn)行國家標準《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》GB50018的規(guī)定執(zhí)行。屋面板與檁條的連接方式可分為直立縫鎖邊連接型、扣合式連接型、螺釘連接型。屋面及墻面板的材料性能，應符合下列規(guī)定：1、采用彩色鍍層壓型鋼板的屋面及墻面板的基板力學性能應符合現(xiàn)行國家標準《建筑用壓型鋼板》GB/T12755的要求，基板屈服強度不應小于350N/mm2,對扣合式連接板基板屈服強度不應小于500N/mm22、采用熱鍍鋅基板的鍍鋅量不應小于275g/m2,并應采用涂層；采用鍍鋁鋅基板的鍍鋁鋅量不應小于150g/m2,并應符合現(xiàn)行國家標準《彩色涂層鋼板及鋼帶》GB/T12754及《連續(xù)熱鍍鋁鋅合金鍍層鋼板及鋼帶》GB/T14978的要求。屋面及墻面外板的基板厚度不應小于0.45mm,屋面及墻面內(nèi)板的基板厚度不應小于0.35mm。屋面板和墻面板的設計當采用直立縫鎖邊連接或扣合式連接時，屋面板不應作為檁條的側向支撐；當屋面板采用螺釘連接時，屋面板可作為檁條的側向支撐。對房屋內(nèi)部有自然采光要求時，可在金屬板屋面設置點狀或帶狀采光板。當采用帶狀采光板時，應采取釋放溫度變形的措施。金屬板材屋面板與相配套的屋面采光板連接時，必須在長度方向和寬度方向上使用有效的密封膠進行密封，連接方式宜和金屬板材之間的連接方式一致。金屬屋面以上附件的材質(zhì)宜優(yōu)先采用鋁合金或不銹鋼，與屋面板的連接要有可靠的防水措施。屋面板沿板長方向的搭接位置宜在屋面檁條上，搭接長度不應小于150mm,在搭接處應做防水處理；墻面板搭接長度不應小于120mm。鋼結構專業(yè)課件屋面排水設計屋面排水設計天溝截面形式可采用矩形或梯形。外天溝可用彩色金屬鍍層鋼板制作，鋼板厚度不應小于0.45mm。內(nèi)天溝宜用不銹鋼材料制作，鋼板厚度不宜小于1.0mm。采用其他材料時應做可靠防腐處理，普通鋼板天溝的鋼板厚度不應小于3.0mm天溝應符合下列構造要求：1房屋的伸縮縫或沉降縫處的天溝應對應設置變形縫。2屋面板應延伸入天溝。當采用內(nèi)天溝時，屋面板與天溝連接應采取密封措施。3內(nèi)天溝應設置溢流口，溢流口頂?shù)陀谔鞙仙祥?0mm~100mm。當無法設置溢流口時，應適當增加落水管數(shù)量。4屋面排水采用內(nèi)排水時，集水盒外應有網(wǎng)罩防止垃圾堵塞落水管。落水管的截面形式可采用圓形或方形截面，落水管材料可用金屬鍍層鋼板、不銹鋼、PVC等材料。集水盒與天溝應密封連接。落水管應與墻面結構或其他構件可靠連接。鋼結構專業(yè)課件屋面橫向和縱向支撐系統(tǒng)屋面橫向和縱向支撐系統(tǒng):屋面端部橫向支撐應布置在房屋端部和溫度區(qū)段第一或第二開間，當布置在第二開間時應在房屋端部第一開間抗風柱頂部對應位置布置剛性系桿。屋面支撐形式可選用圓鋼或鋼索交叉支撐；當屋面斜梁承受懸掛吊車荷載時，屋面橫向支撐應選用型鋼交叉支撐。屋面橫向交叉支撐節(jié)點布置應與抗風柱相對應，并應在屋面梁轉折處布置節(jié)點。屋面橫向支撐應按支承于柱間支撐柱頂水平桁架設計；圓鋼或鋼索應按拉桿設計，型鋼可按拉桿設計，剛性系桿應按壓桿設計。對設有帶駕駛室且起重量大于15t橋式吊車的跨間，應在屋蓋邊緣設置縱向支撐；在有抽柱的柱列，沿托架長度應設置縱向支撐。鋼結構專業(yè)課件隅撐設計門式剛架可能出現(xiàn)內(nèi)側受壓部分的失穩(wěn)的部位:支座.梁樁連接處、跨中。隅撐設置是用來保證剛架梁樁內(nèi)側翼綠受壓部分的局部穩(wěn)定的。隅撐的構造體系:當實腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時，須在受壓翼緣兩側布置隅撐(端部梁僅布置一側)作為斜梁的側向支承。隅撐的另一側連在檀條上。隅撐隅撐設計隅撐應按軸心受壓構件設計。軸力設計值N可按下式計算，當隅撐成對布置時，每根隅撐的計算軸力可取計算值的1/2。

N=Af/(60cosθ）

式中：A——被支撐翼緣的截面面積(mm2);f——被支撐翼緣鋼材的抗壓強度設計值(N/mm2)θ——隅撐與檁條軸線的夾角(°)隅撐計算：隅撐一般采用單角鋼;隅撐兩端通常采用螺栓連接；注意:單面連接的單角鋼壓桿由于偏心受