钢结构厂房设计应注意问题

《钢结构厂房设计应注意问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

钢结构厂房设计应注意问题2008-4-1　17:10页面功能【字体：大中小】【打印】【关闭】　　钢结构厂房设计应注意问题门式轻钢刚架常见设计质量问题及预防措施　　18.9门式轻钢刚架常见设计质量问题及预防措施　　18.9.1梁、柱拼接节点一般按刚接节点计算，但往往由于端部封板较簿而导致与计算有较大出入，故应严格控制封板厚，以保证端板有足够刚度。　　18.9.2有的设计斜梁与柱按刚接计算而实际工程则把钢柱省去，把斜梁支承在钢筋混凝土柱或砖柱上，造成工程事故，设计时应注意把节点构造表达清楚，节点构造一定要与计算相符。　　18.9.3多跨门式刚架中柱按摇摆柱设计，而实际工程却把中柱和斜梁焊死致使计算简图与实际构造不符，造成工程事故。　　18.9.4檩条设计常忽略在风吸力作用下的稳定，导致大风吸力作用下很容易失稳破坏，设计时应注意验算檩条截面在风吸力作用下是否满足要求。　　18.9.5有的工程在门式刚架斜梁拼接时，把翼缘和腹板的拼接接头放在同一截面上，造成工隐患，设计拼接接头时翼缘接头和腹板接头一定要错开。　　18.9.6有的单位檩条设计时只简单要求镀锌，没有提出镀锌方法镀锌量，故施工单位用电镀，造成工程尚未完成，檩条已生锈，设计时要提出宜采用热镀锌带钢压制而成的翼缘，并提出镀锌量要求。　　18.9.7隅撑的位置和檩条（或墙梁）和拉条的设置是保证整体稳定的重要措施，有的工程设计把它们取消，可能造成工程隐患。如果因特殊原因不能设隅撑时，应采取有效的可靠措施保证梁柱翼缘不出现曲屈。　　18.9.8柱脚底板下如采用剪力键，或有空隙，在安装完成时，一定要用灌浆料填实，注意底板设计时一定要有灌浆孔。　　18.9.9檩条和屋面金属板要根据支承条件和荷载情况进行选用，不应任意减薄檩条和屋面板的厚度。　　18.9.10为节省檩条和墙梁而采取连续构件。但其塔接长度不少单位没有经过试验确定，而塔接长度和连接难于满足连续梁的条件。在设计时，要强调若采用连续的檩条和墙梁，其塔接长度要经试验确定，也应注意在温度变化和支座不均匀沉降下可能出现的隐患。 　　18.9.11不少单位为了省钢材和省人工，将檩条和墙梁用钢板支托的侧向肋取消，这将影响檩条的抗扭刚度和墙梁受力的可靠性。设计时应在图纸标明支座的具体做法，总说明应强调施工单位不得任意更改。　　18.9.12门式刚架斜梁和钢柱的翼缘板或腹板可以变厚度，但有的单位翼缘板由20mm突然变成8mm，相邻板突变对受力很不利，设计时应逐步变薄，一般以2mm至4mm板厚的级差变化为宜。　　18.9.13有的工程建在8度地震区，可是其柱间支撑仍用直径不大的圆纲，建议在8度地震区的工程，柱间支撑应进行计算，一般采用角钢断面为宜。　　18.9.14有的工程，不管门式刚架跨度多大，柱脚螺栓均按最小直径M20选用，造成工程事故。锚栓应按最不利的工况进行计算，并应考虑与柱脚的刚度相称，还要考虑相关的不利因素影响，建议按本措施：第18.7.10条采用。　　18.7.10一般当刚架跨度：小于等于18m采用2个M24；　　小于等于27m采用4个M24；　　大于等于30m采用4个M30；　　18.9.15有的门式刚架安装时没有采取临时措施保证门式刚架侧向稳定，造成安装过程门式刚架倒地，建议在设计总说明中应写明对门式刚架安装的要求。　　18.9.16屋面防水和保温隔热是关键问题之一，设计时要与建筑专业配和，认真采取有效措施。　　当跨度大于30米以上时，采用固接柱脚较为合理。　　关于托梁，我们的做法是按普钢设计。特别是要控制托梁挠度。要是托梁的挠度太大就会使刚架内力发生变化，引起附加弯矩。　　钢梁与钢柱的连接采用刚性节点。sts采用：翼缘和腹板按抗弯刚度比例分配所需负担的弯矩，而剪力全部由腹板承受。这样翼缘采用焊接，腹板采用摩擦型高强螺栓连接，螺栓数量多，造成施工时不便，实际上个人感觉wxfdawn所说比较实用，即节点弯矩由翼缘连接焊缝承受，腹板连接螺栓只受剪，高强螺栓只排一列，有利于施工，计算简便。　　节点域抗剪不满足：调整节点域的腹板宽或厚！　　门式刚架连接节点设计请教——用普通螺栓连接时按算法　　1：假定中和轴在受压翼缘中心；用高强螺栓连接时按算法2：假定中和轴在落栓群中心。　　高强螺栓有预紧力，在弯矩作用下中和轴靠近螺栓群的形心轴，按螺栓群中心计算是偏于安全的。普通螺栓没有预紧力，所以弯矩作用的支撑点靠近受压翼缘。如果是高强螺栓，按受压翼缘为弯矩作用的支撑点计算螺栓的承载力是偏于不安全的。 　　变截面门式刚架构件，当截面高度变化率>60mm/m时，根据规程CECS102：2002第6.1.1条第6项，按不考虑截面抗剪屈曲后强度来控制截面的高厚比。当由于这个条件出现高厚比不满足的情况，可以通过以下任一种方式来进行调整：　　1）调整截面高度变化（如调整梁构件节点位置，增长变化区段），使截面高度变化率尽量满足≤60mm/m的要求；　　2）加大腹板厚度，满足程序不考虑屈曲后强度对腹板高厚比限值的要求；　　3）设置横向加劲肋，用工具箱中的基本构件计算来确定满足高厚比要求的情况下，需要设置加劲肋的间距；　　42米单跨的话，柱脚剪力会很大，柱底板的抗剪键达不到抗剪要求。此时可以考虑在两柱脚之间设置拉杆，以减少柱底推力。　　我做过两个，一个60m无中柱，一个102m有一根中柱，没什么问题的，在宁波，一般柱头要做到1m~1.5m，梁加掖部位大约都在1.3m~1.5m，一般这种结构屋面很少有大的吊载，主要是风载控制，而且我的这些项目都是a类场地，没什么的，重要的是构造措施要好，节点要保守，梁柱保证高跨比，挠度控制的严一些.重要的是支撑系统，一定要做足，最好算得保守一些，安全第一.应力比其实还好，但是一定要注意吊装，梁的高宽比最好不要超过5——其实，国内最大跨度的门式刚架已达到74M了，在计算上也没什么太复杂的，需要注意的是钢梁截面太大平面外的支撑一定要作好，钢梁的挠度要严格控制，按70M，挠度1/400，跨中变形已经有175mm，比较恐怖，另外对与风吸力的工况要好好计算。如果是用作机库，山墙大门附近的两榀刚架就得注意了，刚架挠度太大会影响到大门的安装.　　变截面梁可以根据梁的弯矩包罗图来确定梁的截面尺寸和变截面的位置。　　变截面位置最好设在梁的反弯点附近。　　你最好先看看梁的弯矩包罗图的形态。　　此外，还要根据运输条件考虑梁的分段长度。一般不能超过20米。　　材料利用率，对于一般的梁来说控制材料利用率，主要是控制翼缘宽、腹板高的尺寸选择的要符合特定的模数这样切出来的板才不浪费。对于分段位置，不需要太过于考虑。　　分段要考虑到钢板的模数，一般钢板长8米，所以梁长8米或12米最好。　　用STS算门刚输入活荷载时，当雪荷载起控制作用时，其分布系数在STS中的哪里进行考虑？　　只能人工的将雪荷载乘以其分布系数后按活载输入.　　《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中4.5.1写到：“设计屋面板、檩条、钢筋 混凝土挑檐、雨蓬和预制小梁时，施工或检修集中荷载（人和小工具的自重）应取1.0KN，并应在最不利位置处进行验算。（注：1、对于轻型或较宽构件，当施工荷载超过上述荷载时，应按实际情况验算，或采用加垫板、支撑等临时设施承受；2、当计算挑檐、雨蓬承载力时，应沿板宽1.0m取一个集中荷载；在验算挑檐、雨蓬倾覆时，应沿板宽每隔2.5~3.0m取一个集中荷载。”从上面的话可以理解到，施工或检修集中荷载在设计刚架构件时不需考虑，只是在设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、雨蓬和预制小梁时才考虑，因此，施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的荷载同时考虑。CECS102：2002里面也是这样规定的。　　因此，在PKPM里面建模计算主钢架的时候，根本就不需要需入检修荷载，只是在“工具箱”里面计算檩条的时候需要计算施工或检修集中荷载，程序默认的为1.0KN，跨中布置，是很有道理的，完全满足最不利位置处进行验算。至于施工或检修荷载与活荷载、雪荷载取较大值等说法，似乎很有道理，但没有十足的依据。　　——虚梁是PKPM中的一个特定名词，由于PKPM对面荷载的定义是一个区域，而一个区域应该是由梁围成的，在PKPM对排架进行三维建模时，由于平面外缺少梁的定义，行不成一个区域，无法进行荷载分布，因此在这儿建立一个虚梁，仅仅只是为了能够布置荷载，一般我采用的虚梁是圆钢D12，这样对结构影响较小，所以虚梁仅仅只是为了布置荷载，及荷载分配，而又不影响结构的，因此虚梁刚度要足够的小就好了啊。结果不看。　　1、在三维建模的墙面设计中可以方便的输入人字型柱间支撑；　　2、三维建模仅用于墙面、屋面设计，然后形成pk文件，抽榀到二维建模中运算，三维建模本身不进行梁柱结构计算，所以不存在计算结果的误差问题；　　3、通过上节点高形成屋面坡度最方便；　　4、三维建模时无法设定铰接。　　先采用二维建模得出刚架尺寸后再三维建模，方便墙面屋面设计和各种平面布置图的绘制。　　三维建模本身并不进行梁柱结构计算，三维建模与二维建模相比的优势是：可以在整体结构中对顶檩、墙檩、抗风柱、水撑、柱撑、抗风柱等进行计算（只需用鼠标点击构件，然后按其提示输入一些简单的设计条件）。　　本人认为，在设计过程中如果考虑在檩条上下翼缘附近均设置拉条，或者采用角钢代替拉条，是解决檩条下翼缘容易失稳的比较实际可行的方法。这样不仅能够极大地增强檩条下翼缘的稳定性，也能很好地提高屋面的整体刚度，对屋面板安装和正常使用都有很好的作用。本人曾经在实际工程中使用过，效果非常好。　　对于门钢中的檩条是按拉条设在上面考虑的。而冷弯是按拉条在下面考虑的。　　所以设计人员应比较恒载与风载。进而定拉条的位置。如果风载实在太大大，最好是上下都加了。 　　根据钢梁稳定计算公式钢梁的侧向支撑点既要有一定的侧向刚度又要有一定的抗扭刚度，所以拉条设在受压翼缘防止梁侧向扭转，如果有可靠的抗扭措施，保证檩条不发生扭转则拉条可只设一道，可上翼缘也可下翼缘。　　见过很多工程中为了工厂加工方便把拉条设置在檩条正中间。也不知道它能防止檩条上翼缘还是下翼缘失稳了。当然只要屋面板不采用隐藏式彩板。在自攻螺丝的紧固下檩条上翼缘肯定不会失稳了。　　Z型檩条搭接的长度最好不小于单跨跨度的10％，且不小于600mm，端跨的檩条搭接长度，可取檩条单跨跨度的20％。　　厂房柱和梁全部出现偏差，有的一两厘米.——高强螺栓安装完毕后是不容许再焊接端板的，因为在焊接高温的影响下，高强螺栓杆受热伸长，高强螺栓的原有施加的预拉应力将会丧失，这将直接影响连接节点的安全！　　柱子和梁的端板合不上，你可以在两端板之间加钢板，然后在端板下面做个小牛腿，然后把高强螺栓改为承压型的。　　既然基础无问题原因可能如下：　　1，跨度较大施工程序不对，导致大梁发生扭曲2，材料原因导致大梁变形3，设计原因，计算方法不对，跨度大，挠度大4，制作原因，封头板焊接角度不对5，跨度大，梁的节多，施工时螺栓的扭矩不符合规范，有紧有松且顺次不对，导致梁扭曲或接头缝隙过大6，他所讲基础无问题是否包括轴线和标高施工原因应及时上隅撑等进行规范化校正；材料设计原因及时加材料补救；制作原因可加垫板等方法补救——实在不行只能运回加工厂　　摇摆柱的铰接是指刚架平面内的转动的释放，而支撑的设置是为了传递刚架之间的水平力，跟是不是摇摆柱没有直接的关系。为了保证厂房的整体稳定性，无论是否是摇摆柱，柱间支撑均不宜省略。　　加否柱间支撑要视情况而定。一般情况下，如摇摆柱平面外连接为铰接（柱顶及柱脚均为铰接），则为了不让摇摆柱形成平面外不稳体系，这时加柱间支撑可形成稳定体系同时也减少了平面外的计算长度，比较经济。当然如受工艺限制，厂房中部不许设支撑，则在摇摆柱平面外可做成刚架形式（类似于巨型结构的原理通过做两个柱距相连的水平支撑与边柱柱间支撑也可达到传递水平力的效果，这样是可以替代柱间支撑作用的），并按刚架的计算长度作为摇摆柱的平面外计算长度进行计算。还有一种比较典型的情况，就是当计算考虑蒙皮效应（蒙皮的刚度应很大）时，可不加柱间支撑，摇摆柱的平面外计算长度可根据有限元分析算，属于空间范畴，一般程序无法考虑，同时对支撑体系的要求也很大，需根据计算定。　　无墙体就是认为风就是直接吹过去的，没有受荷当然也不存在体型系数的问题了，屋面的按荷载规范取值就好了.——看来你还没有弄清输入吊车荷载的含义，只有吨位是无输入的！　　在PKPM的STS计算程序中，在吊车荷载数据这一栏目中，“最大轮压产生的吊车竖向荷载”；　　“最小轮压产生的吊车竖向荷载”； 　　“吊车横向水平荷载”　　“吊车桥架重量”　　“吊车竖向荷载与左节点的偏心距”　　“吊车竖向荷载与右节点的偏心距”　　吊车横向水平荷载与节点的垂直距离“前两项需据产品样本，经计算求出，如何计算教科书上有。3项与吊勾的类型和吨位有关，是一个%数，据规范确定。4项由样本查出。5，6项如果执行厂房模数的话，是常数。7项与吊车梁的高度和轨道类型有关。　　——第1、2、4项准确的说法分别是吊车最大轮压、最小轮压、桥架重量在支座处产生的最大反力，需要根据吊车参数、吊车梁跨度等按反力影响线计算得出——sts吊车数据是指针对该榀刚架吊车所产生的最大轮压，吊车厂家给定的是单个轮压，sts中需要手工根据吊车影响线计算的最大轮压输入，不过新版的sts可以通过程序自动导入！　　——先计算行车梁，再计算结构。　　确定吊车厂家的，按厂家的数据计算行车梁；没有定厂家的，新STS里可直接导入数据计算。在输出的文件后有：“最大轮压产生的吊车竖向荷载”：“最小轮压产生的吊车竖向荷载”：“吊车横向水平荷载”“吊车桥架重量”.计算结构输入吊车荷载时，导入此四项数据。“吊车竖向荷载与左节点的偏心距”，“吊车竖向荷载与右节点的偏心距”为行车梁中心线到柱中心线的距离。吊车横向水平荷载与节点的垂直距离“为牛腿面到轨道顶的距离。另外在牛腿处需增加因行车梁轨道等自重产生的一个恒载值。　　STS数据库的吊车数据好像都是桥式吊车的，没有梁式吊车。若是手动或电动的梁式吊车采用此数据算出来的可能偏大。　　——刚接手一个工业厂房，边柱高38米，跨度56米，柱距6米，设2台35吨吊车，启吊高度28米，轻屋面，轻墙面。我想初步设计方案如下：用格构式柱，屋面采用网架。请问这样的结构用STS如何建模？　　——用“排架”模块，屋面网架可以假设为无限刚，立柱用实腹柱就可以，35T不算大。注意规范（立柱用GB50017；网架用3D3S软件吧，规范用网架规程）的以及风荷载体型系数选取。网架支座铰接。最好先用3D3S计算出支座受力，然后到STS用“排架”计算。　　关于普钢厂房结构布置的问题——现在在做一个50t吊车中级工作制，单跨36m，不知道在结构布置和钢柱截面类型方面都有哪些要求，是不是要十字柱，还是H型柱就行，是不是交叉支撑都要用H型钢的，对牛腿这块还有没有什么要求？　　——个人认为50吨吊车是个分界线，柱子采用实腹或格构均可，一般情况下，如果是单跨可考虑采用格构柱，这样位移比较容易满足，如果是多跨可考虑采用实腹，因为实腹加工比较简单，位移较单跨容易控制。用钢量相差不多。 　　——50t吊车中级工作制的设计应丛以下几方面着重注意：　　1、梁柱的强度、整体稳定、局部稳定等（翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比等）。　　2、吊车梁的计算注意应考虑疲劳计算。　　3、屋面水平支撑的布置应合理，同时应布置纵向支撑系统，以保证纵向的整体稳定性。　　4、屋面的梁的挠度应稍严格一些（一般按1/250控制）　　5、柱间支撑的布置、伸缩缝应符合规定。　　6、应考虑地震的作用。　　7、应考虑走道板及吊车的检修梯。　　结构厂房砖墙围护问题——我做了一个单厂，采用砖砌维护。由于要维护整体稳定性，要在钢柱根砖墙之间设拉结筋。我没有找到图集或者规范，只找到混凝土柱的，上面说间距500，但当时我认为钢柱上随便施焊，且距离太小，可能会造成柱子的强度减小。就勉强采用了1000，可是审图公司不同意，他们说必须500.我猜测他们也是用的混凝土柱的规范。请前辈告诉我怎么办采取什么措施才行。非得500吗？会造成钢柱的强度的降低吗？　　——应该是500，你是不是把应力控制到105％啊，这么害怕焊接削弱柱强度。正常使用状态下墙体对柱有利（就观测结果和使用效果而言）。　　——砖维护属于自承重墙，验算高厚比就可以了。与柱的拉结一般间距为500，主要加强墙体的面外刚度，有利于地震作用下的墙体稳定。　　砼柱＋钢屋架，砼柱建模如何考虑钢屋架——砼柱上架钢屋架的结构，下面的砼柱在空间建模时如何考虑钢屋架？　　——若用PKPM可用虚梁模拟。虚梁的作用；　　1.分割房间以传递钢屋架承受的面荷载。　　2.可在虚梁上加集中荷载。　　3.模拟钢屋架的轴向水平刚度。 　　钢结构厂房砖砌内隔墙稳定计算问题——现手头设计这样一个工程，厂房长73.1m，宽47.3，柱距7.2m，檐口5.2m，双坡屋面，有中柱，半跨23.65m，现场复合屋面，砖砌外墙、内隔墙，在验算高厚比是有疑问，还望高手指点，1.在计算外墙高厚比时，以柱距7.2m为横墙间距（显然是刚性方案）计算，但是刚架是否能作为外墙的横墙，门钢与砌体规范是不一样的，本设计钢柱柱脚是铰接，柱顶侧移按照门钢规范控制（1/240），但是砌体规范4.2.2要求作为横墙条件是最大侧移