ANSYS多体系统传递矩阵方法的门式刚架结构在地震作用下响应分析(3)

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4.3.3 三种门式刚架在多遇地震下的底部剪力分析 54

5 结论与展望 64

5.1 结论 64

5.2 展望 65

致谢 66

参考文献 67

1 绪论

1.1 门式刚架轻型房屋钢结构的结构形式及特点

门式刚架结构常用于中小型厂房、仓库、大型超市，并因其众多优点，如外形美观、价格便宜、灵活多变、制作快速等，而得到广泛使用。

简单来说，门式刚架轻型房屋钢结构即是梁、柱单元构件的组合体，其形式种类多样。按构件体系分，有实腹式和格构式；按截面形式分，有等截面和变截面；从跨数上分有单跨、双跨或多跨，带毗屋、带挑檐等；从外形形式上也分单坡、双坡[1]，如图1.1所示。

门式刚架结构形式

图1.1 门式刚架结构形式

门式刚架的主要承重骨架即由梁、柱组成，梁、柱的截面形式可以有多种选择，可以根据实际需要选用等截面或者变截面的形式，同时，具体来说，可以采用焊接的工字型钢或者采用热轧的H型钢。当设有桥式吊车时，柱宜采用等截面形式；屋面擦条、墙面擦条主要采用的是冷弯薄壁型钢（槽形、卷边槽形、Z形等）；屋面板、墙面板主要是压型金属板（压型钢板、压型铝板）制成，其保温隔热材料一般采用的是聚苯乙烯泡沫塑料、硬制聚氨酯泡沫塑料、岩棉、玻璃棉[2]；同时，门式刚架轻型房屋结构体系还需要适当地设置支撑和系杆。

门式刚架的跨度较大，高度较高时，若梁、柱仍为一个整体，则为运输安装施工等带来不便，所以可以将梁拆分成若干个单元构件，但一般而言，柱仍作为一个单独的完整的构件，这样可以方便运输，提高制作施工效率。门式刚架的柱脚一般设计成铰接，当门式刚架为多跨时，可以在满足要求的情况下，中柱顶部与斜梁相接处也设计为铰接，形成摇摆柱，这样可以达到节约钢材的目的。

门式刚架轻型房屋钢结构的特点有很多，主要可以概括为以下几点：

（1）轻型：门式刚架轻型房屋钢结构通常是由压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等组成主要的维护结构，这些建材都是节能环保型新型材料，使得门式刚架结构整体重量较轻，并且门式刚架跨度较大，结构灵活，外观上也较为轻盈。

（2）快速：工业化程度高，施工速度快。门式刚架轻型房屋钢结构的主要构件和配件都是在钢结构工厂制作完成的，机械化程度高，速度快，现场仅需进行安装拼接工作，大大减少了现场工作量，提高了施工速度，并且在现场可以同时进行基础的施工，可以达到方便快捷，缩短时间，节约建设周期的目的。

（3）高效：门式刚架结构坚固耐用、建筑造型简洁美观、质价优宜，综合经济效益好。钢结构构件制造采用的是先进自动化设备，能够实现大批量工业化生产，并且构件的生产、加工和焊接质量都能够得到很好的保证，另外，在结构构件的分段时考虑到进货材料的规格和运输方便，使材料损耗降至最低，节约成本。因此门式刚架轻型房屋钢结构的工程周期短，资金回报快，投资效益高。

门式刚架轻型房屋钢结构除了上述特点之外，还有一些其它特点：传统的建筑结构形式柱距多为6m，这是由于受屋面板、墙板尺寸限制，但若根据建筑需要扩大柱距至12m时，就要设置托架及墙架柱，而门式刚架轻型房屋钢结构的围护体系采用的是金属压型钢板，与传统的屋面板、墙板等不同，柱网布置不受模数限制，所以，可以根据不同气候环境条件、施工条件以及建筑的使用要求来确定柱网尺寸，并且可以综合考虑到用钢量最省的原则。显而易见，相对于传统的建筑形式，门式刚架轻型房屋钢结构在设计上更为灵活自由，也更能满足现代化自由多变的建筑形式。