重型钢结构厂房的设计.pdf

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1、重型钢结构厂房的设计金海黄功文陈梅珠杭州恒达钢构股份有限公司[摘要]本文以宁波一重型钢结构厂房为例，详细介绍了重型钢结构厂房设计要点，以及对相关规范的应用技巧，可为类似工程设计提供参考。[关键词]重型钢结构厂房屋面活荷载支撑节点设计1、引言为满足使用功能需要，跨度大、高度高以及大吨位行车重型钢结构厂房不断涌现。随着钢结构的发展，重型钢结构厂房在工业建筑中的比重越来越大，主要用于冶金、机械、船舶等建筑领域。本文结合浙江宁波地区某生产车间的结构设计，重点介绍重型钢结构厂房结构特点及结构设计中注意事项。2、工程参数及自然条件2该厂房建筑面积23478m，长度264m，宽度90m，柱距9

2、m（局部7.5m、16m），跨度30m、35m、25m。厂房檐口标高22.3m；A~B跨在轨顶标高11.9m处设一台50/10TA5级吊车，在轨顶标高15.9m处设两台10TA3级吊车；B~C跨在轨顶标高14.4m处设两台200/20TA5级吊车，在轨顶标高19.3m处设两台10TA3级吊车，如图1所示。222自然条件：基本风压0.6KN/m，地面粗糙度B类；雪压0.3KN/m，屋面恒载0.25KN/m，2屋面活载0.5KN/m，抗震设防烈度6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度0.05g，场地类别为IV类，地震设计特征周期为0.65s。图1剖面图3、重型钢结构厂房结构特

3、点及设计要点3.1结构特点1（1）、结构构件用钢量大。该类厂房柱距、跨度、高度一般较大，且吊车工作级别、荷2载较大，因此导致构件超长、超宽、超重现象，用钢量一般超过60kg/m。由于该类厂房结构构件重量较重，相应基础费用也较高，同时地震反应也较为敏感。（2）、轴网布置复杂。受工艺条件限制，边柱距一般为6～12m，中柱距一般为9～18m，且中柱经常需要抽柱。（3）、结构整体刚度要求高。因吊车冲击荷载对结构的影响，在结构的纵向及横向应提高其设计刚度，以减小整体结构的震动。（4）、节点构造设计复杂。节点设计应考虑超大、超宽、超重构件的制造、运输、安装的工艺要求，并满足抗震构造措施及刚性

4、假定的规定。3.2结构设计要点（1）、屋面活荷载取值根据《钢结构设计规范》（GB500172003）3.2.1款条文说明：屋面均布活荷载标准2值按《建筑结构荷载规范》（GB50009）中规定取0.5kN/m，当受荷的水平投影面积超22过60m时，屋面均布活荷载标准值为0.3kN/m。这个取值仅适用于只有一个可变荷载的情况，当有两个及以上可变荷载考虑荷载组合值系数参与组合时，屋面荷载仍应取220.5kN/m（雪荷载大于0.5kN/m时，应按雪荷载大小取值），否则，将比原规范降低安全2度。本工程设计屋面存在积灰活荷载，故活载取值为0.5kN/m。（2）、吊车梁钢材选取根据《钢结构设计

5、规范》（GB500172003）3.3.4、6.1.1条及《起重机设计规范》（GB3811-2005）的规定，本项目设计的A5工作级别的50吨、200吨钢吊车梁钢材应按满足验算疲劳的焊接结构，工作温度大于-20℃~0℃的要求选取，故钢材选用Q345C级钢。（3）、屋面支撑设计屋面支撑一般指屋面系杆、水平支撑及隅撑等。重型钢结构厂房结构屋面斜梁的平面外计算长度应取屋面水平支撑节间距离，屋面支撑尺寸样式应满足屋面斜梁平面外计算长度基本假定。如图2（a）、2（b）所示的屋面斜梁平面外计算长度应取4500mm，如图2（c）所示的屋面斜梁平面外计算长度应取9000mm。水平支撑构件的夹角应

6、在30°~60°范围内，宜接近45°，隅撑与刚架构件腹板的夹角不宜小于45°。重型钢结构厂房屋面支撑构件的设计中，为提高屋面的刚度，宜设置纵向水平支撑并与横向水平支撑构成封闭2环路，当抗震设防烈度8度及以上、设有吊车吨位大于50吨或吊车吨位大于20吨的重级及以上的厂房，其屋面水平支撑宜采用刚性支撑，并按拉杆进行设计。支撑杆件满足长细比要求外，尚应根据内力，计算其强度、稳定。(a)(b)(c)图2屋面支撑形式（4）、柱间支撑设计柱间支撑主要用于抵抗风荷载、吊车纵向荷载等与支撑平面平行的各种荷载，提高结构在支撑平面内的稳定性和刚度。柱间支撑构件应满足在荷载作用下的强度和稳定性（对支撑

7、压杆），同时还应满足最大长细比和最小截面尺寸的要求。此外，柱间支撑还应具有必要的抗侧倾刚度即保证纵向框架为无侧移失稳，使纵向框架各节点处构成阻止框架柱平面外位移的支承点。柱间支撑提供的侧倾刚度：3EhcosθS=F=Ab/Δh=1bb2=AEcosθsinθbS3b≥(1.2N-N)∑∑bi0i柱间支撑杆件最小截面积：3(1.2∑∑N-bi0N)iA≥图3柱间支撑受力及变形图b2Ecosθθsin3式中∑Nbi、∑N0i——第i层层间所有框架柱用无侧移框架和有侧移框架