门式刚架结构单层工业厂房设计研究

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1、门式刚架结构单层工业厂房设计研究摘要：门式刚架结构目前在单层工业厂房中得到了广泛的应用，文章结合某工业厂房的设计实践及相关资料，根据方案的选择，柱距优化，详细论述了门式刚架厂房设计的要点、流程及注意事项，提出门式刚架厂房设计建议。关键词：钢结构；厂房设计；柱距选择中图分类号：TU746.31.引言门式刚架结构因其自重轻、施工速度快、工业化程度高、抗震性能好、构件工厂制作、安装方便、综合经济和社会效益好、环保等优点在工业建筑工程中被广泛应用，并因此成为钢结构房屋体系中发展最快的一种。2002年国家颁布了CECS102：2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程［1］（以下简称《门刚规程》），201

2、2年中国工程建设标准化协会对此规程进行了修订，为门式刚架结构的应用和发展创造了更有利的条件。2•项目概况西安某有限责任公司厂房为大跨度单层五跨厂房，厂房上部结构采用钢结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。跨度为21+24+21+24+24m,柱距为7.5m,全长180m,车间内每跨门式刚架结构单层工业厂房设计研究摘要：门式刚架结构目前在单层工业厂房中得到了广泛的应用，文章结合某工业厂房的设计实践及相关资料，根据方案的选择，柱距优化，详细论述了门式刚架厂房设计的要点、流程及注意事项，提出门式刚架厂房设计建议。关键词：钢结构；厂房设计；柱距选择中图分类号：TU746.31.引言门式刚架结构因其自重轻

3、、施工速度快、工业化程度高、抗震性能好、构件工厂制作、安装方便、综合经济和社会效益好、环保等优点在工业建筑工程中被广泛应用，并因此成为钢结构房屋体系中发展最快的一种。2002年国家颁布了CECS102：2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程［1］（以下简称《门刚规程》），2012年中国工程建设标准化协会对此规程进行了修订，为门式刚架结构的应用和发展创造了更有利的条件。2•项目概况西安某有限责任公司厂房为大跨度单层五跨厂房，厂房上部结构采用钢结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。跨度为21+24+21+24+24m,柱距为7.5m,全长180m,车间内每跨设有两台吊车，除第二跨吊车为32/5t桥式

4、吊车外，其余均为20/5t桥式吊车，吊车的工作级别均为A5,吊车梁釆用工字形焊接钢吊车梁，吊车轨顶标高为9.8m柱顶标高为11.3m,每跨均带门式电窗天窗，屋面及外墙围护均采用彩色钢板夹玻璃丝绵保温板。抗震设防烈度为8度，场地类别为II类。3.设计方案3.1结构形式分析对于设计人员，如何确定工业厂房结构形式是非常重要的。工业厂房一般有以下几种结构形式：砌体结构、钢筋混凝土排架结构、钢结构。砌体结构适用于跨度比较小、无起重或小起重设备的厂房；钢筋混凝土排架结构是工业厂房最常用的结构形式之一，但由于其刚度大、自重大，地震力也大，占用场地大、施工工期较长；而钢结构厂房(特别是门式刚架厂房)相比有以

5、下优点：(1)自重轻、柔性好、抗震性能好。(2)安装方便、施工工期短。(3)轻钢结构是一种绿色环保结构，具有较高的利用价值。由于本工程厂房跨度较大，起重吊车吨位较高，施工场地小，工期要求短，所以选择了门式刚架结构。但由于《门钢规程》1.02条规定：本规程适用于桥式吊车不大于20t的厂房，故本工程第二跨不能按《门钢规程》设计，应按GB50017-2003《钢结构设计规范》［2］进行设计。3.2计算软件常见的门刚计算软件有同济的3D3S和建研院的PKPM系列中的STS,本工程采用STS软件进行设计分析。3.3柱距、跨度设计本工程跨度根据工艺要求有两种21m和24m,柱距一般6-9m,参照标准图集

6、04SG518-3选用刚架、屋面標条、墙面標条,按每平米折算（墙標按立面面积折算）,吊车梁按标准图集08SG520-3选取，按每平米折算按屋面实际做法计算,屋面选用双面彩钢板夹50厚玻璃绵，加上標条折算荷载，加上悬挂灯及管道荷载，一般可取0.3KN/m2o3.5.2屋面活荷载计算钢梁时《门刚规程》规定屋面活荷载为0.5kN/m2,但构件的荷载面积大于60m2时，取值为0.3kN/m2；因此一般標条取0.5kN/m2；刚架取0.3kN/m2o3.5.3雪荷载雪荷载按照《建筑结构荷载规范》中的要求进行计算，屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合。3.5.4吊车荷载吊车荷载是工业厂房的最主要荷载，分为

7、吊车竖向荷载和吊车水平荷载。按照《建筑结构荷载规范》［3］中的要求,吊车竖向荷载标准值，应采用吊车最大轮压或最小轮压；吊车横向水平荷载取值时一定要分清软钩吊车和硬钩吊车，取值是不一样的。在此特别注意的是GB50017-2003钢结构设计规范在计算重级工作制（A6〜A8）吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接的强度时，应考虑由吊车摆动引起的横向水平力HK（此水平力不与建筑结构荷载规范规定的吊车横向水平荷载同时