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(湖南城市学院土木工程学院 湖南益阳 413000)
摘 要：该文详细介绍了轻型门式钢架课程教学过程中支撑体系的教学实践和体会,指出了工程事故分析法对帮助建立支撑体系重要性概念的作用,从功能与布置位置的视角建立了门式钢架支撑体系组成与分类的概念,最后探讨了三维建模软件在支撑体系教学中的应用.
关键词：轻型门式钢架 支撑体系 教学体会
门式钢架柱间支撑计算:钢结构详图深化培训主钢架拆图 柱间支撑孔 侧向檩托板 构件放样
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)10(a)-0182-02
目前在钢结构设计的课程教学过程中,门式钢架轻钢结构作为一种应用较广的结构形式,通常都会作为重点内容对学生进行讲解,讲授课时一般为8～10课时,包含结构形式与结构布置、钢架设计、檩条与支撑系统设计三大块内容.这当中,门式钢架的强度与稳定设计涉及的概念与公式多,一般是教学的重点与难点内容,但对于支撑结构体系,通常会与维护结构一起作为一个次要构件进行讲授.这种做法可能会使得学生对这部分知识内容不太重视,从而产生一些概念上的错误,这是非常有害的.如何加强这部分内容的教学讲授,确实是一个应该引起足够重视的问题.该文结合《钢结构设计》课程的教学实践,介绍并总结门式钢架结构设计教学过程中支撑结构设计问题的一些教学体会与心得.
1.从工程事故的引入着手,引导建立支撑结构主结构构件的概念
门式钢架结构与排架结构类似,是由平面钢架与支撑系统一起形成的空间受力体系,我们应该让学生从概念上建立支撑体系是主要传力构件的认识,而不能让他们形成一种支撑体系是一种可有可无的次要构件的概念.课堂上引入一些在工程实践当中由于支撑处理不当引发的工程事故,可以引起学生的警觉,加深对支撑体系重要性的认识.在实际工程当中,如果支撑体系设置不当,往往会引发非常严重的后果.图1所示为长沙某医药公司大型厂房施工现场,由于施工过程中未能及时安装柱间支撑与屋面支撑,在施工过程中整过结构发生整体倒塌[1],酿成了非常严重的工程事故.支撑体系在整过门式钢架房屋结构中的重要性不容小视.
2.明确支撑的效能,总体把握支撑体系的组成与分类
门式钢架由一个平面的受力体系转换为一个空间的受力体系,这当中支撑体系的作用是不可或缺的.明确支撑体系的组成与分类,可以很好的帮助学生理解支撑体系的功效,同时,理解了支撑体系的功效,也可以帮助学生正确进行支撑的布置与构件的设计验算.我们可以从支撑的功效与设置位置两个角度对支撑体系进行如下分类.
（1）从支撑的功效上,我们可以将门式钢架房屋中支撑体系分为两大类：第一类为提供薄壁构件出平面失稳的支撑体系,其中包括可防止刚架梁、柱出平面失稳连接在梁上翼缘的擦条、连接在柱外翼缘的墙梁,及与一者相连的隅撑,还包括墙梁和擦条自身的支撑等；另一类为提供纵向抗侧刚度的支撑体系,其中包括屋面的横向水平支撑,柱间支撑及若考虑蒙皮效应时的屋面板及墙面板等.这两类支撑共同作用,在构件稳定的基础上,将各个平面构件构成空间整体,保证轻钢结构房屋具有足够的强度、刚度和空间稳定性来可靠地承担所有的荷载,保证结构的正常使用.
（2）从设置部位上,我们可以将门式钢架房屋中支撑体系分为如下两大类：第一类为屋面支撑体系,指设置在屋盖系统内部的支撑,包括屋面水平支撑、屋面纵向支撑、刚性系杆、屋面檩条支撑（拉条、斜拉条、撑杆）以及屋面隅撑；第二类为墙面支撑体系,指设置在钢架柱纵向平面内的支撑,包括柱间支撑（上柱支撑、下柱支撑）、墙面檩条支撑（拉条、斜拉条、撑杆）以及墙面隅撑.
3.基于3D可视模型,强化学生支撑合理布置的概念
门式钢架支撑体系的组成构件众多,布置位置也有较为严格的规定,单纯的课堂讲授难免会使学生产生抽象感,因而导致各构件布置位置与功能的混淆,不能形成清晰的结构概念.而三维可视化技术在信息传递过程中具有直观性,是现代教育推广的一种教学手段[2].目前已有较多钢结构分析与设计软件都具备有三维建模的功能,例如同济大学开发的MTS多高层结构分析与设计系统、3D3S空间钢结构系统CDA以及中国建筑科学研究院开发的PKPM-STS钢结构设计分析软件,他们均具有很好的参数化三维建模的功能,如能在课堂上借助这些三维软件进行演示教学,则能增加学生的感性认识,强化学生对支撑组成与布置的相应概念.图2所示为本人采用3D3S空间钢结构系统CAD演示的一个案例,对一个2跨2×18m门式钢架结构的支撑系统组成与布置在课堂上逐步进行演示,非常清楚的演示出了屋面支撑体系与柱间支撑体系的组成构件类型与布置位置,演示过程直观清楚,使学生建立了较为清晰的结构体系概念,收到了较好的教学效果.
4.结语
轻型门式钢架是目前应用最多的一种钢结构形式,支撑体系是该结构体系中一个非常重要的组成部分,但在当前的课程设计教学中存在重视程度不够的趋势.笔者就近年来的教学实践与体会,介绍了事故分析方法、3D软件运用在教学中的应用,帮助学生建立起清晰完整的门式钢架结构概念,希望对门式钢架结构设计的课程教学有所帮助.
参考文献
[1] 汤建平,舒兴平,邹银生,等.某轻钢结构厂房整体坍塌的事故分析[J].建筑结构,2006,36(S1).
[2] 李芒,蔡旻君,蒋科蔚,等.可视化教学设计方法与应用[J].电化教育研究,2013(3).
总结：本文是一篇关于支撑钢架论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
门式钢架柱间支撑计算引用文献:
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