单层钢结构厂房设计浅析

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1、单层钢结构厂房设计浅析[摘要]钢结构厂房凭借其独特的优势在如今的工业建筑中越来越受到欢迎，本文主要就其中的单层钢结构厂房从其结构构成、设计程序及设计中几个重要的问题等几个方面作了简要介绍。[关键词]建筑钢结构厂房引言最近20多年，我国建筑钢结构经历了历史上最快速发展的时期，钢结构在建筑工程中得到广泛的应用，各种结构形式如大跨度钢结构、多层钢框架结构、轻型门式钢架结构以及高层钢结构等多种钢结构体系已经越来越多的应用于工业、民用以及公共建筑等各个领域。这些建筑之所以采用钢结构作为主要承重结构材料，一是因为钢材具有强度高、塑性及韧性好的特点，可以减轻结构自重，因而更适合于大荷载及大空间的结构；另外，

2、钢材的延性好、抗震性能优、便于实现工厂化生产及材料可以回收利用等特点也使建筑钢结构具有更大的后续发展空间。一、钢结构厂房的优点及实用性9从钢结构厂房的设计施工方面来看，其优越性可以体现在三个方面：（1）在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；（2）钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；（3）造价合理：钢结构建筑自重轻，减少基础造价，建造速度快，可早日建成投产，综合经济效益大大优于混凝土结构建筑；（4）从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本

3、身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要支模施工。另外，钢结构厂房在使用过程中具有良好的抗震性、抗风性、耐久性和保温性等，集环保、节能与一体。正因为如此，钢结构厂房在当今社会生产和生活个部门中广泛应用，它可适用于工厂、仓库、办公楼、体育馆、飞机库等。既适合单层大跨度建筑，也可用于建造多层或高层建筑，本文主要就其中的单层钢结构厂房作简要介绍。二、单层钢结构厂房的组成单层厂房的结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性，以抵抗来自屋面、墙面、吊车设备等各种竖向及水平荷载的作用。单层厂房钢结构一般由天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁、制动梁、各种支撑及墙架等构件组成。下图是单层钢结构厂房的

4、构造简图，它详细反映了钢结构厂房的构造情况。44图1单层钢结构厂房构造简图91-框架柱；2-屋架（框架横梁）；3-中间屋架；4-吊车梁；5-天窗架；6-托架；7-柱间支撑这些构件按所起作用可以归并成以下体系：（1）横向平面框架。它是厂房的基本承重结构，由框架柱和横梁（或屋架）构成，承受作用在厂房的横向水平荷载和竖向荷载并传递到基础。（2）纵向平面框架，由柱、托架、吊车梁及柱间支撑组成等，其作用是保证厂房骨架的纵向稳定性和刚度，承受纵向水平荷载，如吊车的纵向制动力、纵向风力等，并传递到基础等。（3）屋盖结构，由天窗架、屋架、托架、屋盖支撑及檩条等构成。（4）吊车梁及制动梁，主要承受吊车的竖向荷载

5、及水平荷载，并传递到横向排架和纵向支撑。（5）支撑，包括屋盖支撑、柱间支撑及其他附加支撑，所起作用是将单独的平面框架连接成空间体系，以保证结构具有必要的刚度和稳定性，同时也有承受风力及吊车制动力的作用。（6）墙架，承受墙体的重量和风力。此外，还有一些次要的构件，如梯子、门窗等，在某些厂房中，由于工艺操作上的要求，还设有工作平台。各种构件的用钢量占整个厂房结构的总用钢量的比值大致如表1所示。另外，厂房按单位面积计算的用钢量是评价设计的经济合理的一项重要指标，各类厂房单位面积用钢量的统计数值见表29表1厂房主要构件用钢量百分比参考值表2厂房结构的用钢量指标三、单层钢结构厂房的设计程序单层钢结构厂房

6、的设计程序主要包括以下三个方面：（1）结构选型及整体布置主要包括：柱网布置，确定横向框架形式及主要尺寸，布置屋盖结构、吊车梁系统及墙架、支撑体系，选择各部分结构采用的钢材标号。这是应该充分了解生产工艺和使用要求，建厂地区的自然地质资料、交通运输、材料供应等情况，密切与建筑、工艺设计人员配合，进行多方案的分析比较，以确定出合理的的结构方案。（2）技术设计根据已确定的结构方案进行荷载计算、结构内力分析；计算各个构件需要的截面尺寸（或验算）及设计各构件间的连接。（3）绘制结构施工图根据技术设计确定的构件尺寸和连接，绘制施工图纸，但应了解钢材供应情况和钢结构制造厂的生产技术和安装设备等条件。四、几个设

7、计计算的重点94.1柱网的布置横向框架和纵向框架的柱形成一个柱网，柱网的布置不仅要考虑上部结构，还应该考虑下部结构，如基础和设备（地下管道、烟道、地坑等）要与柱网相配合，柱网的布置主要是从工艺、经济和结构三个方面来考虑。在一般车间中，边列柱的间距采用6m较经济，各列柱距相等，且又接近于最经济柱距地柱网布置亦最为合理。但是，在某些场合下，由于工艺条件的限制或为了增加厂房的有效面积或考虑到将来工艺过程