鋼結構支撐系統設置原則及其構造
發表日期：2019-09-10
支撐系統屬(shu)鋼(gang)結(jie)構(gou)體系(xi)中(zhong)一個(ge)(ge)次要的部分(fen)，但又(you)是一個(ge)(ge)必不可少的部分(fen)。在門式剛架(jia)鋼(gang)結(jie)構(gou)中(zhong)，體系(xi)有(you)重要的功能，主要表現在：保證總體結(jie)構(gou)和(he)單(dan)個(ge)(ge)構(gou)件的穩(wen)定性、傳遞(di)水平作用(yong)至基礎和(he)輔助安裝工程等，對于平面(mian)布(bu)置(zhi)復(fu)雜(za)的結(jie)構(gou)，支(zhi)撐系(xi)統(tong)還有(you)利(li)于結(jie)構(gou)剛度(du)的調整，使結(jie)構(gou)受力均勻、合理，提高(gao)其整體性。
1. 支撐系統設(she)置(zhi)原則
門式(shi)剛架鋼結構(gou)中(zhong)，支(zhi)撐系統可分為(wei)屋蓋水平(ping)支(zhi)撐、柱間支(zhi)撐及其他輔助支(zhi)撐系統。
支(zhi)撐系統設置的基本原則(ze)為：
① 明(ming)確、合理(li)簡捷地傳(chuan)遞縱向荷載，盡量縮短(duan)傳(chuan)力途徑；
② 保證結構體(ti)系平面外的(de)穩定(ding)，為結構和(he)構件(jian)的(de)整體(ti)穩定(ding)性(xing)提(ti)供側向支撐點；
③ 方(fang)便結構的安裝；
④ 滿足(zu)必要的(de)強度、剛度要求，具有可靠的(de)連接。
在(zai)門式剛架鋼(gang)結構房屋(wu)中，針對不同(tong)類別的支撐，還存在(zai)一(yi)些(xie)規定和要(yao)求
⑴屋蓋水平支撐
屋蓋(gai)水平支(zhi)撐(cheng)和柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)是一(yi)個(ge)整體，共同保(bao)持結構的穩定，并將(jiang)縱向水平荷載通過屋蓋(gai)水平支(zhi)撐(cheng)，經柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)傳至基礎。
為(wei)保(bao)證結構山(shan)墻所受縱向(xiang)荷(he)載的(de)傳(chuan)(chuan)遞(di)路徑簡短、快捷，屋蓋(gai)橫向(xiang)水(shui)平支(zhi)撐應設(she)(she)置(zhi)在(zai)建筑(zhu)物(wu)溫度區段的(de)兩端開間(jian)內(nei)(nei)，以求(qiu)直接傳(chuan)(chuan)遞(di)山(shan)墻荷(he)載。如(ru)第一開間(jian)內(nei)(nei)不能設(she)(she)置(zhi)時(shi)，可設(she)(she)置(zhi)在(zai)第二開間(jian)內(nei)(nei)，但必須注(zhu)意(yi)，第一開間(jian)內(nei)(nei)相應傳(chuan)(chuan)遞(di)水(shui)平荷(he)載的(de)桿件(jian)應該設(she)(she)計成壓桿。當建筑(zhu)物(wu)或(huo)溫度伸縮區段較長時(shi)，應增設(she)(she)一道(dao)或(huo)多道(dao)水(shui)平支(zhi)撐，間(jian)距不得大于(yu)60m。
當結構簡(jian)單、對稱且(qie)各跨高度一致(zhi)時，屋(wu)蓋水平支撐(cheng)相對簡(jian)單，即在滿(man)足溫(wen)度區段(duan)長(chang)度條件下，可僅在端開間設置。
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在建筑(zhu)物內，當(dang)柱(zhu)(zhu)列(lie)有不(bu)同柱(zhu)(zhu)距時(shi)，或當(dang)建筑(zhu)物有高低跨變(bian)化時(shi)，應設置(zhi)縱向水(shui)平(ping)支撐(cheng)提(ti)(ti)高結構的(de)整體(ti)性(xing)，調整結構抗(kang)側剛(gang)度的(de)分布，以求(qiu)減(jian)小各剛(gang)架柱(zhu)(zhu)側向水(shui)平(ping)位移的(de)差異，使結構受力均勻、合理。當(dang)建筑(zhu)平(ping)面(mian)布置(zhi)不(bu)規則時(shi)，如有局(ju)部凸出時(shi)、抽柱(zhu)(zhu)等情況時(shi)，為(wei)提(ti)(ti)高結構的(de)整體(ti)抗(kang)側力，在上述(shu)區域均需設置(zhi)縱、橫向封閉的(de)連續(xu)水(shui)平(ping)支撐(cheng)系統。
設置支撐(cheng)系統(tong)時(shi)，必須在(zai)屋脊和柱(zhu)頂處(chu)設置壓桿(gan)并(bing)注意節點的(de)構造，以保(bao)證水平(ping)力的(de)傳(chuan)遞。
⑵柱間(jian)支撐
柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)一般(ban)設(she)(she)置(zhi)在柱(zhu)列的(de)中部。為此，柱(zhu)頂水平系桿需設(she)(she)計成剛性(xing)系桿，以便將屋蓋水平支(zhi)撐(cheng)所(suo)承(cheng)受的(de)荷載傳遞到柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)上，如(ru)建筑物(wu)較長時(shi)可(ke)增設(she)(she)一道柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)。兩道柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)分(fen)別(bie)放(fang)在縱(zong)向1/3處(chu)。當柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)因建筑物(wu)使用(yong)要(yao)求(qiu)不(bu)能(neng)設(she)(she)置(zhi)在結構設(she)(she)計所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)理想位置(zhi)時(shi)，也(ye)可(ke)以偏離柱(zhu)列中部設(she)(she)置(zhi)。柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)可(ke)設(she)(she)計成交(jiao)叉形(xing)，也(ye)可(ke)以設(she)(she)計成八字形(xing)、門(men)形(xing)，甚至設(she)(she)計為剛架形(xing)式(shi)。
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在同一(yi)建筑物中最(zui)好使用一(yi)類(lei)型的(de)柱(zhu)(zhu)間(jian)支撐(cheng)，不(bu)(bu)宜幾種類(lei)型的(de)柱(zhu)(zhu)間(jian)支撐(cheng)混(hun)合(he)使用。若因為功能要求如開大門(men)、窗或有(you)其他(ta)因素(su)影(ying)響時(shi)，可(ke)采(cai)用剛架(jia)支撐(cheng)或桁架(jia)支撐(cheng)。當必須混(hun)合(he)使用支撐(cheng)系統時(shi)，應盡可(ke)能使其剛度(du)一(yi)致，如不(bu)(bu)能滿足(zu)剛度(du)一(yi)致要求時(shi)，具體分(fen)析(xi)各支撐(cheng)所承擔的(de)縱向水(shui)平力，確保結(jie)構穩(wen)定、安全，同時(shi)還應注意支撐(cheng)設置(zhi)的(de)對稱(cheng)性。
⑶隅撐
隅撐(cheng)(cheng)是(shi)(shi)實(shi)腹式門式剛(gang)架輕型鋼結構房屋中特有的(de)(de)。隅撐(cheng)(cheng)設置在剛(gang)架斜(xie)(xie)梁(liang)下翼緣與(yu)檁條之間或剛(gang)架邊(bian)柱(zhu)內翼緣與(yu)墻(qiang)梁(liang)之間。對剛(gang)架斜(xie)(xie)梁(liang)和剛(gang)架邊(bian)柱(zhu)的(de)(de)穩定性起支撐(cheng)(cheng)作用(yong)(yong)。隅撐(cheng)(cheng)是(shi)(shi)一種(zhong)輔(fu)助(zhu)桿件，不獨立成為一個系統。剛(gang)架斜(xie)(xie)梁(liang)隅撐(cheng)(cheng)的(de)(de)作用(yong)(yong)是(shi)(shi)防止(zhi)斜(xie)(xie)梁(liang)在下翼受壓時出現側向失(shi)穩。
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2.支(zhi)撐(cheng)系統(tong)的構造
⑴屋蓋水(shui)平(ping)支撐
屋蓋水平(ping)支撐(cheng)一(yi)般由交叉桿(gan)和剛(gang)性系桿(gan)共同構成。在(zai)門式剛架輕型鋼(gang)結(jie)構房屋中(zhong)，屋蓋水平(ping)支撐(cheng)的(de)交叉(cha)(cha)桿(gan)可(ke)設計為圓鋼(gang)，但應加帶(dai)張緊(jin)裝(zhuang)置，以(yi)利于拉(la)桿(gan)的(de)張緊(jin)，避(bi)免圓鋼(gang)撓(nao)(nao)度過大，不能起到受力作用。交叉(cha)(cha)桿(gan)也(ye)可(ke)以(yi)設計為角(jiao)鋼(gang)，但也(ye)需考慮長支撐(cheng)由于自重產生的(de)撓(nao)(nao)度，應采取必要的(de)措施加以(yi)克服。交叉(cha)(cha)桿(gan)與(yu)豎桿(gan)間(jian)的(de)夾(jia)角(jiao)應在(zai)30°~60°范圍內。用角(jiao)鋼(gang)做成支撐(cheng)拉(la)桿(gan)的(de)水平(ping)支撐(cheng)，其連接點與(yu)普(pu)通鋼(gang)結(jie)構類似，關鍵是保證桿(gan)件必須相交于節(jie)點中(zhong)。用張緊(jin)的(de)圓鋼(gang)做成拉(la)桿(gan)的(de)節(jie)點可(ke)用單螺(luo)栓相連。剛性(xing)系(xi)桿(gan)可用(yong)鋼管，也可采用(yong)雙(shuang)角鋼。在建筑物跨度較小、高度 較低(di)的情況下，可由檁條兼任，但檁條需(xu)按壓彎(wan)構件設(she)計(ji)，并(bing)應保(bao)證(zheng)檁條平面外的長(chang)細比和穩定性。
⑵柱間支(zhi)撐
柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)在(zai)建(jian)(jian)筑物跨度、高度較低的(de)(de)情(qing)況下(xia)，可(ke)用帶張緊裝置的(de)(de)圓鋼做成交叉形的(de)(de)拉桿(gan)。也(ye)可(ke)采用角鋼或槽(cao)鋼。在(zai)高大的(de)(de)建(jian)(jian)筑中(zhong)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)的(de)(de)交叉桿(gan)除用角鋼外，也(ye)可(ke)采用鋼管。鋼管具有用料省，制作簡單，而(er)且在(zai)建(jian)(jian)筑中(zhong)顯(xian)得堅(jian)實、美觀等特(te)點(dian)(dian)。 柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)的(de)(de)連接節點(dian)(dian)與(yu)水平(ping)支(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)相似(si)。必(bi)須注意的(de)(de)是，柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)的(de)(de)上端(duan)與(yu)水平(ping)壓桿(gan)必(bi)須與(yu)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)中(zhong)心于一(yi)點(dian)(dian)。同(tong)樣，柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)下(xia)端(duan)應盡可(ke)能與(yu)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)中(zhong)心交于柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)腳底面(mian)，避免(mian)形成偏心受(shou)力。如(ru)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)支(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)相鄰(lin)兩(liang)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)需共(gong)同(tong)承擔水平(ping)反(fan)力時，應在(zai)兩(liang)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)加一(yi)壓桿(gan)，壓桿(gan)可(ke)用鋼構件。如(ru)果柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)腳面(mian)高出地面(mian)，可(ke)以地面(mian)下(xia)加一(yi)鋼筋混凝土梁。
⑶隅撐
隅(yu)(yu)撐(cheng)一般(ban)采(cai)用(yong)角(jiao)鋼(gang)，隅(yu)(yu)撐(cheng)與檁(lin)條或(huo)墻梁的夾角(jiao)不(bu)應小于35°，最小可采(cai)用(yong)Ｌ40*4角(jiao)鋼(gang)。隅(yu)(yu)撐(cheng)使用(yong)螺栓(shuan)與橫梁或(huo)邊(bian)柱和檁(lin)條或(huo)墻梁相連。一(yi)般情況下隅撐(cheng)宜(yi)在剛架斜梁全跨度內設置(zhi)，主要(yao)是(shi)考慮橫梁在風荷載作用下翼(yi)緣受壓的可能時，可僅在支座附近橫梁下翼(yi)緣受壓的區域內設置(zhi)。
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