重型单层工业厂房钢结构设计(1)

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1、3.1结构形式和结构布置3.2计算原理3.3钢屋架设计3.4吊车梁设计第三章重型单层工业厂房钢结构设计7/19/20211一般说明屋架外形及腹杆形式屋盖支撑3.1结构形式和结构布置3.1.1一般说明重型厂房的组成：柱、屋架、吊车梁、天窗架、支撑。屋盖结构体系：钢屋架—大型屋面板结构体系钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系横梁—檩条—轻型屋面板结构体系吊车的工作制等级与工作级别的对应关系工作制等级轻级中级重级特重级工作级别A1～A3A4,A5A6,A7A8（按照吊车使用的频繁程度）1.影响柱网布置因素：1）生产工艺流程要求：2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的

2、刚度和强度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以利施工。3）经济要求：4）模数要求：柱距L的取值:一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时，柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取大柱距15m，18m及24m较适宜。3.1.1.1柱网布置和计算单元图3-2柱网布置计算单元2.温度收缩缝:超出表3-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形的影响结构情况纵向温度区段(垂直屋架或构架跨度方向)横向温度区段(屋架或构架跨度方向)柱顶为刚接柱顶为铰接采暖房屋和非采暖地区的房屋热车间和采暖地区的

3、非采暖房屋露天结构220120150180100125120----温度区段长度表(m)表3-2拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时需要将柱距局部加大。如图3．2中，在纵向轴线B与横向轴线L相交处不设柱子，因而导致轴线k和m之间的柱距增大，这种情形有时形象地称为拔柱。托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。托架与屋架的连接叠接：构造简单，便于施工，但托架（托梁）受扭。平接：可以有效地减轻托架（托梁）受扭的不利影响，较常用。托梁与屋架的连接3.1.1.2横向框架及其截面选择横向框架梁与柱的连接形式：刚接框架：（a)、（b）横梁与柱子的刚接连接铰接框架：（c）横梁与柱

4、子的铰接连接。（a）（b）（c）柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值，增大横向框架的刚度。铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起重量不很大的轻型维护结构。刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有双层吊车，装备硬钩吊车等的单跨重型厂房。阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。下段柱：缀条格构式。分离式柱：吊车肢,屋盖肢优点：减小两肢在框架平面内的计算长度,两肢分别单独承担荷载。阶梯形下柱的常见截面形式：图3-6双肢格构式柱阶形柱的上柱起重量较小的边柱起重量≤50t的中柱起重量＞50t的中柱起重量较大的边柱特大型厂房的下柱A6一A8级吊车的单跨厂房柱子与基础刚性连接纵向刚

5、度横向刚度柱间支撑屋架与柱子刚性连接双臂肩梁：刚度大，整体性好，适宜用于柱截面宽度较大（不小于900mm)的情形。肩梁：将各阶柱段连在一起。肩梁单臂肩梁双臂肩梁构造要求：肩梁惯性矩宜大于上柱的惯性矩，其线刚度与下柱单肢线刚度之比一般宜不小于25，其高跨比可控制在0.35～0.5之间。下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑3.1.1.3柱间支撑上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑刚性系杆刚性系杆下层柱间支撑上层柱间支撑垂直支撑1.柱间支撑的布置：1）每列柱都要设柱间支撑。2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间。3）下层柱间支撑一般宜布置在

6、温度区段的中部，以减少纵向温度应力的影响。4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。5）每列柱顶均要布置刚性系杆。吊车梁工程实例格构柱吊车梁格构柱吊车梁吊车梁2.柱间支撑的作用：1）承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。2）减少柱在平面外的计算长度。3)保证厂房的纵向刚度。3.柱间支撑的形式：(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形;(d)双层十字形下层柱间支撑的形式(a)十字形；(b)人字形；(c)V字形上层柱间支撑的形式桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。

7、桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途。在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架。3.1.2屋架外形及腹杆形式3.1.2.1桁架的应用3.1.2.2桁架的外形及腹杆形式芬克式腹杆人字式腹杆豪式腹杆人字式腹杆再分式腹杆人字式腹杆交叉式腹杆三角形屋架梯形屋架平行弦屋架3.1.2.3.确定桁架形式的原则三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮,坡度一般在1/3～1/2梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，坡度一般在1/2～1/81

8、.满足使用要求：2.受力合理：1）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太