大跨度超高重型钢结构厂房结构设计分析

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1、大跨度超高重型钢结构厂房结构设计分析摘要：在社会经济快速发展背景下，工业项目结构发生了较大的变化，逐渐由钢结构代替了传统的混凝土框架或排架形式，安装工艺更为简单，并且钢结构形式具有强度高、延性好等特点，现在已经成为厂房结构设计的主要形式。钢结构可以更好的实现大跨度、大柱距建设需求，为了提高其建设效果，需要对其结构设计进行更全面研究。本文对大跨度超高重型结构厂房结构设计进行了分析。关键词：大跨度；钢结构；厂房设计中图分类号：TU391文献标识码：A厂房结构设计是工业生产的重要环节，一般来说重型装备制作业，厂房结构跨度都比较大，并且

2、厂房跨数多、吊车荷载大，结构相对复杂，为提高结构设计的合理性，就需要结合大跨度厂房结构特点着手，确定设计要点，然后从多个方面进行分析，做好结构选型与荷载计算等，争取不断提高结构设计的合理性。一、结构平面布局选型分析在确定厂房结构平面布局设计时，必须要保证结构单元划分的合理性，一般需要从工艺布局、建筑物平面投影尺寸以及吊车设置等方面着手：第一，确定结构单元平面尺寸。尺寸的确定必须要满足生产工艺布局、货流入口、人流入口以及参观通道等建设要求。对于大跨度重型钢结构厂房结构单元尺寸的设计，还应结合经济需求，将单元长度尺寸控制在220m以

3、内，跨度方向尺寸控制在150m以内［1］。第二，满足吊车使用要求。设计时应尽量缩小轨高差异,将低于12m的檐口高度或者钢架端部下沿合并成为一个单元来进行计算。如果厂房结构主跨为大吨位吊车，附跨为轻型吊车，则在设计时必须要保证各单元分配的合理性。在保证主跨横向刚度满足侧向风荷载以及地震作用力基础上，采取双柱的方式来对公共轴进行处理。一方面，主附跨公共轴一般都会设计成为结构高大的防火隔墙，并且主要设置在哎主跨钢柱外侧位置，在不脱缝的情况下达到双柱合一的状态。通过此种设计方式可以提高吊车在公共柱两侧运行的安全性。另一方面，采取双柱处理

4、方式，能够提高轻钢规程与钢结构规范应用的合理性，并将地震力作为控制指标之一，合理选择钢柱钢梁腹板以及翼缘宽厚与高度的比限制。通过合理控制各项指标，降低不必要的浪费［2］。第三，投影尺寸控制。在对厂房结构进行设计时，可以将投影尺寸以矩形或者方形规划为一个结构单元，对于长向端出现的局部收进情况，应严加控制收进尺寸，并将抗震规范平面布置规则作为指标，提高厂房结构抗震性能。另外，对于必须要收进的结构处理，可以在平面凹角位置设置补强措施，提高结构建设的整体性与稳定性。二、厂房屋面结构变形控制分析对于大跨度重型钢结构厂房来说，一般会认为厂房

5、屋面刚度无穷大，这样为保证结构设计的合理性，就需要控制好扰度，避免出现结构变形的情况。就厂房结构变形特征来看,需要重点管理吊车轨顶处水平位移，在屋面梁刚度比较小的情况下，钢柱就会起到悬臂柱的作用，位移不能满足设计需求，这样将更多的钢添加到柱子上，增大柱子的截面［3］。在厂房结构传统设计中，大多选择用桁架屋面梁，结构自身荷载比较大，在使用过程中容易出现漏水情况，但是也因为桁架屋面梁刚度高，结构的安全性也比较高。另外，也可以选择用实腹式梁方式，梁柱一般采用刚接处理方式，对结构变形要求比较小，不会出现漏水等情况，也具有比较高的应用价值

6、。三、大跨度重型钢结构厂房结构设计实例分析1.工程概述随着工业生产模式的逐渐增大，对重型设备的应用需求也在增加，为满足重型设备的运行需求，在设计厂房结构时,就需要针对大跨度超过、大吨位吊车以及大柱距等厂房结构设计进行研究，选择合理的厂房结构设计方案。以某钢铁生产企业厂房结构设计为例，厂房为单层跨钢框架结构，跨度为55.3m,柱距为25m,高度为65m,长度为260m。另外，为满足生产运输需求，厂房建设位置在港口，粗糙度为A,并且风压为1.9kN/0o另外，厂房结构防高为52.3m处运行4台500t吊车，在高25.5m处运行2台1

7、60t吊车，其中统计所用吊车为A2类工作制。2•厂房结构设计1.1结构选型为满足生产需求，对于厂房结构的选型应保证结构稳定性以及吊车运行安全性，将框架柱刚度控制在合理的范围内。此工程结构选择用单阶三肢柱方式，其中柱截面确定为HW498X432,屋架选择三肢桁架，上下弦觉截面为HW400X400,腹杆为①219X10,另外上下支撑吊车梁选择用外伸式牛腿［4］。为保证结构稳定性与刚度满足设计要求,需要利用3D3S计算软件来进行结构分析，并对单棉框架进行平面分析，对其存在的空间作用忽略不计，得到计算的最终位移与应力结果。静载与风载形式

8、下，柱顶位移交角为1/290；柱底部应力为0.89；最大吊车水平荷载产生的轨顶位移角为l/850o利用分析结果，从相关规范出发，在不改变吊车轨距、主要材料截面的基础上，提高结构刚度，并合理控制位移与应力比，需要对结构设计方式进行优化。第一,将三肢柱改为四肢柱，不