中重型廠房結構設計小結

1、 5/5中重型廠房結構設計小結中、重型廠房結構設計小結 杜巍 土木093班 學習目標： 1、了解單層廠房鋼結構組成、柱網(wǎng)布置 2、熟悉廠房結構橫向框架的類型，主要尺寸、橫向框架柱形式 3、掌握支撐的作用和布置方式 4、掌握廠房屋蓋鋼結構設計 小結： 一、 結構形式和結構布置 單層廠房構造簡圖 A、柱網(wǎng)布置和計算單元 單層廠房的柱網(wǎng)布置要綜合考慮工藝、結構和經(jīng)濟等諸多因素來確定，同事還應注意標準化模數(shù)要求。其工藝要求主要包括預期的擴建和工藝設備更新；結構上的要求在于保證廠房具有必須的剛度和強度的同時，注意柱距和跨度的類別的盡量少些。經(jīng)濟上則根據(jù)屋面板的類型、吊車起重和地基等來改變柱距以實現(xiàn)經(jīng)濟上

2、的更加的合理。 柱網(wǎng)的計算單元是為了進行結構分析明確橫向框架所承擔的荷載。例如，橫向軸線j向左平移二分之一的柱距所得軸線1與向右平移二分之一柱距所得軸線2所組成的面積極為柱網(wǎng)的計算單元。 B、橫向框架及截面的選擇 橫向框架式廠房結構的基本承重結構。 橫向框架按照跨度可分為：單跨，雙跨喝多跨。 橫向框架按照靜力圖分為梁柱鉸接（不抵抗彎矩）和梁柱剛接（抵抗彎矩）；而框架柱腳一般剛性固定于基礎上。 梁柱鉸接：對于基礎的沉降有較大的適應性，安裝方便，計算簡單，受力明確。缺點是下柱彎矩較大，橫向剛度差。 梁柱剛接：適用于沉降有較小的廠房結構，減少下端柱彎矩，提高橫向剛度，下段柱可以減少，增加使用面積，主

3、要用于橫向剛度較大、單跨重型廠房。 階梯型柱：上段柱，實腹式，格構式 下段柱，綴條格構式 分離式承重柱：吊車肢和屋蓋肢通常用水平板做成柔性連接，優(yōu)點在于,減小吊車肢在框架平面內(nèi)的計算長度，又實現(xiàn)了兩支分別承擔荷載。 雙肢格構式住是重型廠房階型下柱的常見形式。 廠房結構形式的選取不僅要考慮吊車的起重重量，而且還要考慮吊車的工作級別及吊鉤的類別。A6-a8及吊車的單跨廠房要求具有大的橫向剛度（柱與屋架和基礎的剛性連接）和足夠大的縱向剛度（柱間支撐）。 C、柱間支撐 作用于廠房山墻上的風荷載、吊車的縱向水平荷載、縱向地震等所要的縱向剛度需要合理的柱間支撐和屋蓋支撐的來實現(xiàn)的。 1）每列柱都要設柱間支

4、撐。 2）多跨廠房的中列柱的柱間支撐要與邊列柱的柱間支撐布置在同一柱間。 3）下層柱間支撐一般宜布置在溫度區(qū)段的中部，以減少縱向溫度應力的影響。 4）上層柱間支撐除了要在下層柱間支撐布置的柱間設置外,還應當在每個溫度區(qū)段的兩端設置。 5）每列柱頂均要布置剛性系桿。 D、屋架的外形及腹桿形式 桁架：當跨度比較大時用桁架做屋架的承重結構。 屋架外形一般分為三種：三角形，梯形，平行弦 桁架的腹桿形式常用的五種：人字形，芬克型，豪式，再分式，及交叉式。 桁架形式的確定：滿足使用要求，受力合理，制造簡單及運輸與安裝方 便（桿件數(shù)量少，節(jié)點少，桿件尺寸劃一及節(jié)點構造形式劃一。平行弦桁架最容易符合上述要求）

5、，綜合技術經(jīng)濟效果好。 斜腹桿受拉，豎腹桿受壓 合理 斜腹桿受壓，豎腹桿受拉 不合理 桁架主要尺寸的確定：主要有他的跨度l和高度h決定?？缍萳：由使用 和工藝方面要求決定。高度h：有經(jīng)濟條件、剛度條件，運輸界限及屋面坡度等因素決定。 E、屋蓋支撐 屋蓋支撐的作用：1.保證屋蓋結構的幾何穩(wěn)定性2保證屋蓋的剛度和空間整體性3.為弦桿提供適當?shù)膫认蛑吸c4.承擔并傳遞水平荷載5.保證結構安裝時的穩(wěn)定與方便 屋蓋支撐的布置：1.上弦橫向水平支撐：在有檁條或只采用大型屋面板的屋蓋中都應設置屋架上弦橫向水平支撐，當有天窗架時，天窗架上弦也應設置橫向水平支撐。設置在房屋的兩端,一般設在第一個柱間或設在第二個

6、柱間,間距L060m。2.下弦橫向水平支撐布置原則：當跨度L18m；設有懸掛式吊車起重量大于5噸；廠房內(nèi)設有較大的振動設備。與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間。3.縱向水平支撐布置原則：廠房內(nèi)設有托架，或有較大噸位的重級、中級工作制的橋式吊車；或有壁行吊車，或有鍛錘等大型振動設備；以及當房屋較高，跨度較大，空間剛度要求高時。4.垂直支撐布置原則：所有房屋中均應設置垂直支撐。梯形屋架在跨度L30m，三角形屋架在跨度L24m時，僅在跨度中央設置一道。當跨度大于上述數(shù)值時宜在跨度13附近或天窗架側柱外設置兩道。梯形屋架不分跨度大小，其兩端還應各設置一道，當有托架時則由托架代替。垂直支撐與上、下弦橫向平

7、支撐布置在同一柱間。5.系桿剛性系桿：能承受拉力也能承受壓力的系桿。柔性系桿：只能承受拉力的系桿。作用：為沒有參與組成空間穩(wěn)定體的 屋架提供上下弦的側向支承點。布置原則：在垂直支撐的平面內(nèi)一般設置上下弦系桿；屋脊節(jié)點及主要支承節(jié)點處需設置剛性系桿，天窗側柱處及下弦跨中或跨中附近設置柔性系桿；當屋架橫向支撐設在端部第二柱間時，第一柱間所有系桿均應為剛性系桿。 屋蓋支撐的桿件及支撐的計算原則：除系桿外各種支撐都是一個平面桁架。 二、 廠房結構的計算原理 A：荷載計算 鋼架平面分析中，認為一個鋼架僅承受一個計算單元內(nèi)的各種荷載。這個荷載包括永久荷載（屋面恒載、檁條、屋架及其他構件自重和圍護結構自重等

8、）、可變荷載（屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、風荷載及吊車荷載）、及偶然荷載。荷載分項系數(shù)一般為：永久荷載取1.2，可變荷載取1.4。但是當永久荷載的效應其控制作用時，它的分項系數(shù)取1.35.此時荷載效應組合相應地有所改變，可變荷載效應嬰孩要乘以主和值系數(shù)。（屋面活荷載和雪荷載為0.7，積灰荷載0.9-1.0） B：鋼架內(nèi)力計算 為簡化計算，引入當量慣性矩將格構式柱和屋架換算為實腹式構件 進行內(nèi)力分析。當量慣性矩： 依疊加原理，內(nèi)力分析只需針對幾種基本類型進行。以荷載標準值進行。（1）永久荷載；（2）屋面活荷載；（3）左風（右風荷載）；（4）吊車左（右）剎車力；（5）吊車小車靠近左（右）時的重力

9、。 C：內(nèi)力組合原則 按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009)的規(guī)定，結構設計應根據(jù)使過 程中在結構上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，依照組合規(guī)則進行荷載效應的組合，并取最不利組合進行設計。 對于一般的剛(框)架，按承載能力極限狀態(tài)設計時，構件和連接可 取下列簡化公式中的最不利值確定： 荷載效應組合的目的：找到最不利組合情形對構件和連接進行校核。 就構件校核條件中出現(xiàn)的內(nèi)力，尋求它們分別取可能的最大值時的組合進行校核 三、 鋼屋架設計 A：桁架的內(nèi)力計算和組合 荷載：1.永久荷載：防水層、找平層、保溫隔熱層、屋面板、檁條、 屋架和支撐、天窗和吊頂?shù)茸灾亍?.可久荷載：屋面活載、風荷載、雪荷載、積灰荷載、懸掛吊車荷載、地震荷載等。 荷載組合： 1、全跨永久荷載+全跨屋面活載或雪載(較大值)+全跨積灰荷載 2、全跨永久荷載+半跨屋面活載或雪載(較大值)+半跨積灰荷載 3、屋架及支撐自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載 1、2是使用階段，3是施工階段 屋架內(nèi)力組合的一個特點：當恒載較大時，需要通過計算比較來確定 是永久荷載還是可變荷載其控制作用。 B：桁架桿件的計算長度 計算長度概念：將端部有約束的壓桿化作等效的兩端鉸接的理想軸心 壓桿。桿端約束越強，桿件計算長度越短，臨界荷載