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門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

作者：建筑鋼結構網    
時間：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] 提出對門式剛架輕鋼結構支撐斜拉條的設計建議，并介紹本公司創制的三種規格通用球墨鑄鐵斜墊塊。
    [關鍵詞] 支撐拉條 斜墊塊

    前言：
    門式剛架輕鋼房屋自重小，地震水平力也小，結構設計以風力為主要荷載。合理的支撐系統，起著保證整個結構在吊裝和使用過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。通過這幾年大量的工程實踐和經驗交流，以及規范的宣貫培訓，大家都已經對GB50017普鋼設計規范和GB50018薄鋼技術規范以及CECS102門式剛架輕鋼規程三者中有關支撐的布置和桿體截面的選取較為熟悉，無需贅述。筆者僅想從自身在設計施工中體會到的一些問題提出建議，并介紹我公司為改進拉條的張緊裝置而研制的三種通用性強、造價低、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做法是不合理的。建議予以改進，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，理應也是可以均擔山墻風力傳給屋蓋的縱向水平力。因此我們建議在溫度區段較長，布置有多道支撐時，柱間垂直支撐和屋蓋水平支撐的截面可以改小。
    3、圓鋼支撐的長度肯定要超過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CECS102:2002第7.2.15條），所以常見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，圓鋼支撐拉條的長細比不受限制。因此建議選用拉條直徑，只需滿足強度驗算，寧細勿粗，因為越細越容易張緊。
    二、拉條張緊裝置的改進：
    圓鋼支撐要張緊才能受力，那些不能張緊（如曾經見到將檁間斜拉條做成 形式）和沒有認真張緊的圓鋼拉條，形同虛設，是不能發揮支撐作用的。目前常見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，造價較高。個別工程也有照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會秘書長鄭鼎彝和廠方技術廠長方景輝兩位鑄造專業高級工程師的協助下，研制出了三種規格的球墨鑄鐵斜墊塊，并已定點批量生產。經在我公司實際

    三、結束語
    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（見圖1），通用性強、質優價廉、工效高，且能提高工程質量，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”的企業信念的實際體現。
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