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1、建材世界2014年第35卷第6期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.020多层钢结构厂房结构概念设计王志伟(唐山森迪科技有限公司,唐山063020)摘要:该文介绍了某选煤厂多层钢结构工业厂房的分析和设计,针对带有较大吨位吊车的大空间主厂房的特点并结合PKPM(STS)结构设计软件探讨了此类钢结构主厂房设计思路,详细介绍了结构的平面、立面的概念设计,从力学角度分析解决问题,并总结了多层钢结构厂房设计中结构布置的基本原则。关键词:钢结构;刚度;支撑;结构布置ConceptualDesignofMult-istoreySteelStructureBuilding
2、WANGZhi-wei(TangshanSendiTechnologyCorporation,Tangshan063020,China)Abstract:Thispaperintroducedtheanalysisanddesignofindustrialbuildingofthemulti-storeysteelstructurewhichisinacoalpreparationplant.Accordingtothecharacteristicsofthemainbuildingwithlargespaceandlargeton-nagecraneandthestructuredesign
3、softwarePKPM(STS),thepaperdiscussedthiskindofsteelstructuredesign,andintroducedthestructureoftheconceptualdesignofplane,elevationanditsolvedtheproblemfromtheangleofme-chanics,andsummarizedthebasicprinciplesofthedesignofmult-istoreysteelstructurebuilding.Keywords:steelstructure;stiffness;support;stru
4、cturearray近年来随着洗煤厂规模的逐步扩大,带有较大吨位吊车的大空间厂房的设计越来越广泛。由于钢结构具有材料强度高、质量轻等特点适用于大跨度结构,大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件,质量可靠度高,在工地拼装施工周期短。近年来,由于钢铁产能过剩致使钢材价格较以前有所回落,因此,越来越多的选煤厂厂房采用钢结构进行设计。1工程概况该厂房整体采用带支撑的钢框架结构。根据工艺要求厂房平面纵向长度为39m(X向)、横向宽度为22.5m(Y向),总高度为25.74m。厂房下部三层全层有设备,上部为大空间,设检修吊车、最上为屋面结构(平、立面结构示意图,见图1)。根据现场勘测及甲方提供的资料
5、:该地区抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.3g;基本风压为0.55kN/m2;活荷载:楼面为5.0kN/m2,屋面为0.5kN/m2(不上人屋面);楼板采用压型钢板混凝土组合楼板,有效厚度约为120mm。屋面板及墙面板采用80mm厚夹芯板轻型屋面板。2平面结构布置在均布荷载作用下构件的弯矩与跨度成二次方的关系,因此楼板压型钢板布置凸肋时应尽量沿板的短收稿日期:2014-06-20.作者简介:王志伟(1987-),助理工程师.E-mail:wzw20516@163.com70建材世界2014年第35卷第6期[1]跨布置以提高楼板的平面外刚度,减小挠度。同理,次梁布置时宜按房屋的短向布
6、置以取得较大的刚度。该工程在主梁布置时采用X向与Y向均与柱刚接的方式,这样既增加了主梁的竖向承载能力,又增加了结构的抗侧刚度和冗余度,结构的安全储备得到增强,而且在罕遇地震时可以靠梁柱节点的塑形变形来消耗地[2]震能量。屋面结构布置时,考虑到边榀框架刚度较大,而中间榀作为大跨度框架刚度十分弱,中间与两侧变形差[3]异较大对于结构十分不利;而屋面板为夹芯板,其平面内与平面外刚度均较弱,不能有效地协调竖向构件的变形,故设计时采用了设置水平支撑的方式,具体见屋面结构示意图,如图2所示。由于水平纵向支撑平面内刚度较大能够有效协调竖向构件的侧移,且B、C轴柱顶传来的风荷载可以由横向支撑传到A、D轴边榀框
7、架,传力简单明确,并且由于设置了横向支撑及撑杆,减小了2至5轴屋面梁的平面外计算长度,增强了梁的稳定性,能够使梁的截面较小从而取得较大的经济利益。其中,在软件中建立计算模型时屋面支撑可按PKPM(STS)中的斜杆输入。屋面支撑设计时横杆可按压杆设计,斜杆可按拉杆设计,横向及纵向支撑从概念上可以看成桁架,布置简单,受力明确。3立面结构布置立面布置时空间大、四周柱高度较高,一侧没有框架梁与之相连,详情
