工程概算切块在抗震设计领域,对于高层钢结构建筑,特别是轻钢结构,其抗震设防等级与相应的措施还未被现行标准全面覆盖。虽然轻钢结构由于其优越的延展性和轻质特性,在地震作用下产生的力相对较小,不过其抗震设计仍然面临挑战。此文通过对一个轻型钢结构植物馆的设计案例分析,探讨了轻钢结构设计的要求与优化方案。
▲设计方案比较
方案一:轻型钢柱和基础采用铰接,增设柱间支撑与柱顶系杆,来增强结构的稳定性。
方案二:轻型钢柱和基础采用刚接,不设置柱间支撑,依靠PC阳光板和自攻螺丝连接,忽略了应力皮作用。
经过比较,铰接柱脚方案的横梁挠度比刚接柱脚方案大10%以上,且抗侧刚度较小,造成水平变位增大。故而,最终选择了刚接柱脚方案,此方案在满足规范要求的同时,实现了材料节省和自重减轻,体现了轻钢结构的优势。矿业工程概算
▲结构设计的关键问题
(1)柱脚设计:刚接柱脚的轻钢结构中,柱脚内力较大,需要考虑增加基础埋深或者采用联系梁和承重墙来增大竖向荷载,减少弯矩偏心。
(2)风荷载计算:轻型钢结构的水平作用通常由风荷载控制,设计时需要考虑调整系数,确保安全等级与工作寿命。
(3)隅撑设计:隅撑是确保结构整体稳定性的关键,设计时需要考虑轴心力和长细比,保证连接可靠。
(4)支撑体系:轻型钢结构的支撑体系包括柱间支撑和屋架支撑,设计时需要考虑空间几何稳定性与张紧圆钢的长细比。
(5)外围护墙连接:轻型房屋的外墙与刚架连接时,需要考虑抗震规范要求,采用适当的连接方式。
(6)檩条设计:实腹式檩条设计时,需要满足轻钢规程要求,注意檩条截面与屋面坡度的夹角差异。
(7)屋面排水:设计时需要考虑屋面排水因素,防止由于连接端板高出而影响天沟放置。
轻型房屋钢结构由于其自重轻、跨度大、施工快和经济性高等优点,具有广阔的发展前景。然而,鉴于缺乏针对非门式刚架轻钢结构的专门规程,设计时需要参照基本要求,进行概念设计和具体分析。此文探讨的问题是设计轻钢结构时的普遍问题,不过还有许多细节问题需要在未来的设计实践中继续探讨与解决。通过优化设计,轻型钢结构建筑不但可以满足抗震要求,还能够实现经济效益与美观的双重目标。南阳工程概算