國家級課程-鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計第23講重型單層工業(yè)廠房支撐體系

國家級課程—鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計第23講重型單層工業(yè)廠房支撐體系匯報人：AA2024-01-31目錄CONTENTS課程背景與目標(biāo)重型單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)概述支撐體系組成與分類支撐體系設(shè)計方法與步驟支撐體系施工流程及注意事項案例分析：典型重型單層工業(yè)廠房支撐體系設(shè)計實例01課程背景與目標(biāo)CHAPTER鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、高強、施工速度快等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)廠房中得到廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是確保建筑安全、經(jīng)濟、適用的重要環(huán)節(jié)，對于提高建筑質(zhì)量和使用壽命具有重要意義。隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高，需要掌握先進的設(shè)計理論和方法。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計重要性重型單層工業(yè)廠房具有跨度大、高度高、荷載重等特點，對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高要求。廠房內(nèi)通常布置有大型設(shè)備和生產(chǎn)線，需要考慮設(shè)備荷載和工藝流程對結(jié)構(gòu)的影響。廠房使用環(huán)境較為惡劣，需要考慮溫度、濕度、腐蝕等因素對結(jié)構(gòu)的影響。重型單層工業(yè)廠房特點支撐體系能夠有效地傳遞和分配荷載，減小結(jié)構(gòu)變形和振動，提高結(jié)構(gòu)的安全性和舒適度。合理的支撐體系設(shè)計能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力性能，降低用鋼量，提高經(jīng)濟效益。支撐體系是鋼結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，對于保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和承載能力具有重要作用。支撐體系作用及意義010204本講課程目標(biāo)與要求掌握重型單層工業(yè)廠房支撐體系的設(shè)計原則和方法。了解不同類型支撐體系的適用條件和優(yōu)缺點。能夠根據(jù)具體工程要求進行支撐體系的設(shè)計和優(yōu)化。熟悉相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保設(shè)計的安全性和經(jīng)濟性。0302重型單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)概述CHAPTER重型單層工業(yè)廠房通常采用鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼排架結(jié)構(gòu)或鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，以滿足大跨度、重荷載和高效能的要求。結(jié)構(gòu)類型根據(jù)廠房使用功能、生產(chǎn)工藝要求、材料供應(yīng)和施工條件等因素，綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性和適用性進行選型。選型原則結(jié)構(gòu)類型及選型原則重型單層工業(yè)廠房的荷載主要通過屋蓋、吊車梁、柱子和基礎(chǔ)等構(gòu)件傳遞。其中，屋蓋荷載通過屋面板、檁條和屋架傳遞給柱子；吊車荷載通過吊車梁傳遞給柱子；柱子則將所有荷載傳遞給基礎(chǔ)。荷載傳遞路徑為保證廠房結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和空間剛度，需合理布置支撐系統(tǒng)。通常包括屋蓋水平支撐、柱間支撐和垂直支撐等。支撐布置荷載傳遞路徑與支撐布置重型單層工業(yè)廠房的關(guān)鍵構(gòu)件包括柱子、吊車梁、屋架和基礎(chǔ)等。這些構(gòu)件需承受較大的荷載和變形，因此需進行詳細(xì)的計算和設(shè)計。節(jié)點設(shè)計應(yīng)遵循構(gòu)造簡單、傳力明確、便于施工和節(jié)約材料等原則。同時，應(yīng)考慮節(jié)點的承載能力、剛度和延性等性能指標(biāo)。關(guān)鍵構(gòu)件與節(jié)點設(shè)計要求節(jié)點設(shè)計要求關(guān)鍵構(gòu)件結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性重型單層工業(yè)廠房的整體穩(wěn)定性分析至關(guān)重要，需考慮結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形、內(nèi)力分布和失穩(wěn)形態(tài)等因素。分析方法可采用有限元法、有限差分法等數(shù)值分析方法進行整體穩(wěn)定性分析。同時，也可結(jié)合工程經(jīng)驗和試驗數(shù)據(jù)進行綜合判斷。結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析03支撐體系組成與分類CHAPTER下部柱間支撐保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向剛度和穩(wěn)定性，抵抗山墻傳來的風(fēng)力或吊車縱向制動力。上部屋蓋支撐包括上弦橫向支撐、下弦橫向支撐和垂直支撐，以保證屋蓋結(jié)構(gòu)的整體性和縱向剛度，并將縱向水平力傳遞給排架柱。橫向支撐系統(tǒng)縱向支撐系統(tǒng)縱向柱間支撐用于保證廠房結(jié)構(gòu)的橫向剛度和穩(wěn)定性，同時傳遞風(fēng)荷載等縱向水平力。屋蓋縱向支撐與橫向支撐相配合，保證屋蓋結(jié)構(gòu)在縱向平面內(nèi)的剛度和穩(wěn)定性。垂直支撐系統(tǒng)用于保證廠房結(jié)構(gòu)在垂直平面內(nèi)的剛度和穩(wěn)定性，防止結(jié)構(gòu)在垂直平面內(nèi)發(fā)生過大變形。垂直支撐當(dāng)廠房內(nèi)設(shè)有吊車時，需設(shè)置吊車梁垂直支撐，以保證吊車梁在垂直平面內(nèi)的穩(wěn)定性。吊車梁垂直支撐VS根據(jù)廠房的跨度、高度、荷載大小以及使用環(huán)境等因素，選擇適當(dāng)?shù)匿摬男吞柡鸵?guī)格。規(guī)格確定根據(jù)支撐體系的受力特點和穩(wěn)定性要求，確定各支撐構(gòu)件的截面尺寸、壁厚等參數(shù)。同時，需考慮構(gòu)件之間的連接方式和節(jié)點設(shè)計，確保支撐體系的整體性和穩(wěn)定性。材料選擇支撐體系材料選擇及規(guī)格確定04支撐體系設(shè)計方法與步驟CHAPTER確保結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進，滿足使用功能和施工要求。設(shè)計原則規(guī)范要求結(jié)構(gòu)選型遵循國家現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》等。根據(jù)廠房跨度、高度、荷載大小和工藝要求等因素，選擇合適的支撐體系類型。030201設(shè)計原則與規(guī)范要求包括恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震作用等。荷載類型根據(jù)荷載規(guī)范，計算各種荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值。荷載計算按照最不利原則，進行荷載組合，確定控制截面和控制內(nèi)力。荷載組合荷載計算與組合規(guī)則采用有限元法、力矩分配法等方法進行內(nèi)力分析。內(nèi)力分析方法在滿足承載力和穩(wěn)定性的前提下，優(yōu)化截面尺寸，降低用鋼量。截面優(yōu)化對受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件進行穩(wěn)定性驗算，確保結(jié)構(gòu)安全。穩(wěn)定性驗算構(gòu)件內(nèi)力分析及截面優(yōu)化03施工要求制定詳細(xì)的施工方案和工藝流程，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計要求。01連接節(jié)點類型包括焊接連接、螺栓連接、鉚釘連接等。02節(jié)點設(shè)計根據(jù)受力特點、制造工藝和施工條件等因素，進行節(jié)點設(shè)計。連接節(jié)點設(shè)計與施工要求05支撐體系施工流程及注意事項CHAPTERABCD施工前準(zhǔn)備工作安排審查施工圖紙仔細(xì)核對施工圖紙，確保理解設(shè)計意圖和支撐體系的結(jié)構(gòu)特點。材料設(shè)備采購與檢驗按照施工方案要求，采購合格的材料和設(shè)備，并進行嚴(yán)格的檢驗，確保其符合設(shè)計要求。制定施工方案根據(jù)工程實際情況，制定詳細(xì)的施工方案，包括施工流程、材料設(shè)備需求、人員組織等。施工現(xiàn)場準(zhǔn)備清理施工現(xiàn)場，確保場地平整、無障礙，搭設(shè)必要的臨時設(shè)施。確?；A(chǔ)施工符合設(shè)計要求，包括基礎(chǔ)的定位、標(biāo)高、尺寸等，嚴(yán)格控制基礎(chǔ)的施工質(zhì)量?；A(chǔ)施工鋼構(gòu)件的制作應(yīng)符合設(shè)計要求，安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格控制其位置、垂直度、水平度等，確保支撐體系的穩(wěn)定性和安全性。鋼構(gòu)件制作與安裝焊接是支撐體系施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接工藝和質(zhì)量，確保焊縫質(zhì)量符合設(shè)計要求。焊接質(zhì)量控制按照設(shè)計要求對鋼構(gòu)件進行防腐和防火處理，提高其耐久性和安全性。防腐與防火處理關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制根據(jù)工程實際情況，制定詳細(xì)的安全生產(chǎn)方案，包括安全生產(chǎn)責(zé)任制、安全防護措施、應(yīng)急預(yù)案等。制定安全生產(chǎn)方案安全設(shè)施搭設(shè)人員安全培訓(xùn)與教育定期檢查與整改在施工現(xiàn)場搭設(shè)必要的安全設(shè)施，如安全網(wǎng)、防護欄桿、警示標(biāo)志等，確保施工過程中的安全。對施工人員進行安全培訓(xùn)和教育，提高其安全意識和自我保護能力。定期對施工現(xiàn)場進行安全檢查，及時發(fā)現(xiàn)和整改安全隱患，確保施工過程中的安全。安全生產(chǎn)防護措施落實定期檢查定期對支撐體系進行檢查，包括鋼構(gòu)件的銹蝕、變形、裂縫等情況，以及連接件的松動、脫落等情況。維修與加固對于損壞嚴(yán)重的支撐體系，應(yīng)及時進行維修和加固，確保其能夠繼續(xù)承載和傳遞荷載。維護管理根據(jù)檢查結(jié)果，及時對支撐體系進行維護和管理，包括防腐、防火、緊固等處理，確保其穩(wěn)定性和安全性。檔案資料管理建立完善的檔案資料管理制度，對支撐體系的設(shè)計、施工、檢查、維護等全過程進行記錄和管理，為后期管理提供便利。后期檢查與維護管理建議06案例分析：典型重型單層工業(yè)廠房支撐體系設(shè)計實例CHAPTER廠房用途與規(guī)模用于重型機械制造，占地面積約10000平方米，高度約15米。地質(zhì)條件與基礎(chǔ)要求地處軟土地基，需進行基礎(chǔ)加固處理，滿足承載力和穩(wěn)定性要求。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范遵循國家相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。案例背景介紹

結(jié)構(gòu)選型及布局優(yōu)化分析結(jié)構(gòu)形式選擇采用鋼框架結(jié)構(gòu)，具有強度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點。布局優(yōu)化措施通過合理布置柱網(wǎng)、調(diào)整梁高和跨度等參數(shù)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力均衡，降低用鋼量。支撐體系設(shè)置針對廠房特點，設(shè)置縱向和橫向支撐體系，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和抗側(cè)力能力。節(jié)點連接方式采用焊接或高強度螺栓連接節(jié)點，保證節(jié)點傳力可靠、施工方便。支撐布置方案根據(jù)廠房跨度、高度及荷載情況，制定詳細(xì)的支撐布置方案，確保支撐體系發(fā)揮最大效用。支撐構(gòu)件選型選用高強度鋼材制作支撐構(gòu)件，確保其承載力和穩(wěn)定性滿足要求。支撐體系詳細(xì)設(shè)計方案