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門(mén)式剛架輕鋼結構支撐斜拉條的設計建議及張緊裝置的改進(jìn)

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:03 [收藏]

    李其欽 潘家清
    （福建省晉江市平盛鋼結構工程有限公司）

    [提 要] 提出對門(mén)式剛架輕鋼結構支撐斜拉條的設計建議，并介紹本公司創(chuàng )制的三種規格通用球墨鑄鐵斜墊塊。
    [關(guān)鍵詞] 支撐拉條 斜墊塊

    前言：
    門(mén)式剛架輕鋼房屋自重小，地震水平力也小，結構設計以風(fēng)力為主要荷載。合理的支撐系統，起著(zhù)保證整個(gè)結構在吊裝和使用過(guò)程中的空間穩定作用。了解不同部位的支撐受力機理和桿件內力分布規律，合理布置支撐使結構組成幾何不變體系，正確把握支撐系統的概念設計，至為必要。通過(guò)這幾年大量的工程實(shí)踐和經(jīng)驗交流，以及規范的宣貫培訓，大家都已經(jīng)對GB50017普鋼設計規范和GB50018薄鋼技術(shù)規范以及CECS102門(mén)式剛架輕鋼規程三者中有關(guān)支撐的布置和桿體截面的選取較為熟悉，無(wú)需贅述。筆者僅想從自身在設計施工中體會(huì )到的一些問(wèn)題提出建議，并介紹我公司為改進(jìn)拉條的張緊裝置而研制的三種通用性強、造價(jià)低、工效高的球墨鑄鐵斜墊塊。
    一、支撐拉條的設計建議：
    1、由CECS102:2002第6.5.2條確定的計算簡(jiǎn)圖和下降式平行弦桁架斜腹桿的內力規律，可知剛架橫梁水平支撐斜拉條的內力應是：1)剛架跨度越大，則斜拉條的內力也越大；2)不同節間的斜拉條內力不同，兩端靠柱子的第一節間斜拉條受力最大，而跨中節間的斜拉桿受力最小。因此，將支撐拉條采用同一規格材料的常見(jiàn)做法是不合理的。建議予以改進(jìn)，至少可以改為用兩種規格的圓鋼。
    2、既然CECS102:2002第6.5.3條規定，同一柱列多道柱間支撐可以共同均擔縱向力，那么，當屋蓋有多道橫梁水平支撐時(shí)，理應也是可以均擔山墻風(fēng)力傳給屋蓋的縱向水平力。因此我們建議在溫度區段較長(cháng)，布置有多道支撐時(shí)，柱間垂直支撐和屋蓋水平支撐的截面可以改小。
    3、圓鋼支撐的長(cháng)度肯定要超過(guò)d/4×220=55d，所以它只能受拉不能受壓。拉桿的承載力要按凈截面計算（見(jiàn)CECS102:2002第7.2.15條），所以常見(jiàn)的用圓鋼兩頭攻絲扣配螺母張緊的拉桿，由于截面的削弱而不能充分發(fā)揮材料性能。因此我們建議端部改用墩粗頭的螺桿，與計算所需截面的圓鋼對接（見(jiàn)圖1），避免了材料的浪費。。
    4、根據GB50017-2003第5.3.9條和CECS102:2002第3.5.2-2條，圓鋼支撐拉條的長(cháng)細比不受限制。因此建議選用拉條直徑，只需滿(mǎn)足強度驗算，寧細勿粗，因為越細越容易張緊。
    二、拉條張緊裝置的改進(jìn)：
    圓鋼支撐要張緊才能受力，那些不能張緊（如曾經(jīng)見(jiàn)到將檁間斜拉條做成 形式）和沒(méi)有認真張緊的圓鋼拉條，形同虛設，是不能發(fā)揮支撐作用的。目前常見(jiàn)的張緊裝置多采用花籃螺絲，但這種做法要在構件上焊出連接板，又費工又費料，造價(jià)較高。個(gè)別工程也有照CECS102:98和2002圖7.2.15的做法，但圖7.2.15中(a)種的楔形墊塊螺母處為平面，不能變動(dòng)拉條的斜度以適用于不同的工程；(b)種的弧形支承板雖能適應拉條角度的變化，但要切割弧形鋼板，磨光弧面，并兩片對齊焊于構件上，也是相當費事的，且弧形板只能單面外側貼角焊，若板薄拉力大時(shí)容易側倒。這幾年我們一直在努力尋找通用斜墊塊的零件供應，但一無(wú)所獲，這才促使我們下決心自己設計找人加工。去年終于在福建省鑄造學(xué)會(huì )秘書(shū)長(cháng)鄭鼎彝和廠(chǎng)方技術(shù)廠(chǎng)長(cháng)方景輝兩位鑄造專(zhuān)業(yè)高級工程師的協(xié)助下，研制出了三種規格的球墨鑄鐵斜墊塊，并已定點(diǎn)批量生產(chǎn)。經(jīng)在我公司實(shí)際

    三、結束語(yǔ)
    球墨鑄鐵PS-1、2、3斜墊塊加上配套的墩粗頭螺桿，組成支撐拉條標準化張緊端定型組件（見(jiàn)圖1），通用性強、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、工效高，且能提高工程質(zhì)量，大大方便了今后輕鋼建筑的設計與施工。這種小改小革的新做法，是在平凡工作中潛心鉆研的結果，也是平盛公司“源于平凡，鑄就盛譽(yù)”的企業(yè)信念的實(shí)際體現。
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