浅谈大跨度工业厂房的优化设计

《浅谈大跨度工业厂房的优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈大跨度工业厂房的优化设计：近年来，由于轻钢结构的大力发展，门式刚架因具有，梁柱联合受力，结构合理，整体性好等优点，成为大跨度厂房最受欢迎的结构形式。相对屋架形式的厂房来说，除了简洁明快、制作简单、便于安装、降低厂房高度等优点外，在厂房吊车吨位不是太大，上阶柱不太高的情况下，对减少钢材消耗量也有一定优势。笔者根据多年设计经验，就大跨度工业厂房的屋面系统设计的优化提出了自己的宝贵意义。　　关键词：大跨度；设计；荷载　　Abstract:inrecentyears,duetothestrongdevelopmentoflightsteelstructure,thedo

2、orframeforhas,beam-columnjointforce,reasonablestructure,andtheadvantagesofintegrity,beeabigspanplantthemostpopularformofthestructure.Relativeroofformofakesimple,convenientininstallation,reducetheplantheight,etcadvantagesoutside,inuchofthecolumnonorder,toreducesteelconsumptionalsohavece

3、rtainadvantages.Theauthoraccordingtoyearsofdesignexperience,bigspanindustrialdesignoptimizationputsfor2;另取管道吊挂等荷载0.2KN/m2；可变荷载：刚架及屋面梁计算时取值0.3KN/m2；（雪荷载超过该值时按雪荷载取值）单个构件及受荷面积不超过60m2的檩条计算时取值0.5KN/m2；（雪荷载超过该值时按雪荷载取值）未考虑屋面积灰荷载，是因为两厂房都距离灰源较远，加上轧钢（管）厂房积灰的可能性相当小。考虑积灰荷载和不考虑积灰荷载，曾经也作过计算比较，仅屋面梁耗钢

4、量就相差5%左右。当然这并不是说屋面荷载取值越小越好，最关键在于根据实际情况准确取值。　　2、大跨度工业厂房纵向刚度计算　　厂房的纵向刚度计算对整个厂房的使用安全是非常重要的，《钢结构设计规范》对此有专门的规定：即由一台起重量最大的吊车产生的纵向水平荷载标准值（不考虑动力系数）引起柱在吊车梁上翼缘顶面标高处的纵向位移值，不得超过H/4000（H为柱脚底面到吊车梁上翼缘顶面的距离）。计算柱纵向位移时，通常采用以下假定：仅考虑柱间支撑或其它纵向框架的刚度，而忽略柱刚度的影响，同时假定支撑与柱的连接节点为铰接；计算十字交叉支撑时，一般仅考虑拉杆工作。当纵向水平构件如吊车梁

5、、辅助桁架等截面较大时，可忽略其轴向变形影响；吊车纵向水平力由温度区段内所有柱间支撑共同承担。　　3、结构布置　　在大跨度钢结构工业厂房中，结构布置首要的是确定伸缩缝的位置，然后根据温度区段确定是柱间支撑的位置，最后才是综合考虑屋面支撑等的布置。由于大跨度厂房一般体量大，厂房在纵横向都设置温度伸缩缝，具体的在宽度方向上，尽量选择在厂房宽度和高度变化较大的位置设置纵向伸缩缝，其构造上可以采用的是柱上设牛腿，用橡胶支座支撑低跨屋面梁的形式。而横向伸缩缝，以双柱的形式来构造。　　4、变截面屋面梁的设计要点及焊接工艺　　变截面屋面梁的设计宜采用中国建筑科学研究院开发的钢结构

6、CAD软件STS中的框排架模块，柱顶端节点与梁刚接。可以一次性算出屋面梁和厂房柱的内力，并进行截面选择和验算。但设计时仍需要注意以下一些问题：　　（1）屋面梁变截面点位置的选择　　大跨度工业厂房在屋面梁在支座处的负弯矩最大，但负弯矩向跨中成抛物线快速衰减，大约在宽度1/4～1/3处变为零，然后逐渐变为正弯矩，直到跨中附近正弯矩达到最大；一般来说，支座负弯矩都大于跨中正弯矩，为了节省材料，变截面梁一般也是根据弯矩图的变化，在支座处截面做得最大，然后逐渐向跨中变小，直到一个位置，截面不再变化，变为等截面的一段。由于等截面这段，在整个梁中截面最小，很容易让人产生该段越长越

7、节省材料的错觉，从受力上来说，确实可以根据弯矩图将变截面点尽量靠近支座，以增加直段的长度达到节约材料的目的，但在笔者所以往的厂房结构设计中发现，由于厂房的跨度较大，其变形控制的要求在屋面梁设计中占据了非常重要的位置，如果变截面点离支座太近，要满足屋面梁挠度的控制要求，往往需要加大直段的断面，反而得不偿失。根据笔者的经验，将变截面点放在跨度1/3处是比较经济的做法。　　（2）腹板的局部稳定　　由于支座处负弯矩大，屋面梁在支座处的截面一般比较高，但腹板的厚度一般不宜取得太厚，以往高厚比超过规定值，因此在采用程序计算的同时，必须按照《钢结构规范（GB50017-200