单层门式钢架结构工业厂房结构设计探讨

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．04．016单层门式钢架结构工业厂房结构设计探讨杨淑丽(四川省冶金设计研究院，四川成都610041)摘要：门式剐架轻型钢结构是单层工业厂房中一种常见的结构形式。特别是近20多年来，随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，这类结构以其用钢量低、重量轻、造价低、适用范围广等优点而获得广泛的应用。因此，对门式刚架轻型钢结构设计的结构柱网经济性进行系统的研究很有必要。关键词：单层门式刚架；工业厂房；结构设计中圈分类号：TU391文献标志码：B文章编号：1672—40ll(2013)04—0037一040前言单层轻型门式刚架结构是

2、指以轻型焊接H型钢(等截面或变截面)、热轧H型钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，檩条材料采用冷弯薄壁型钢材；墙面、屋顶通常采用压型钢板、压型不锈钢材料；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料的一种轻型房屋结构体系。当前，许多建筑工程所用到的梁和柱设计多为H形横截面设计，如果是单跨钢架则采用钢接焊接，如果为多跨则采用钢接和铰接混合设计；柱脚同地基接触点使用刚接或饺接；围护结构主要使用轻型钢板材料；保温隔热材料使用石棉板。1单层轻型门式刚架结构设计(1)一般来说，门式刚架结构构件强度较弱、弯折性较小，整个结构

3、刚性较低，因此要针对其上述特点做好运输和安装过程中的防护措施，以保证构件不受外力影响发生形变。(2)要做好支撑结构整体布局和规划，做好墙体、屋顶与面板之间的对接处理，提高整体结构的稳定性。(3)结构组成部件大多为薄壁轻质材料，要针对其物理特性做好安装和运输过程中的防护工作。(4)由于构件为钢材材质，因此要考虑钢材生锈导致结构构件受力下降的问题。(5)门式刚架的梁柱多采用变截面杆件，梁柱腹板在设计时考虑利用屈曲后的强度，所以塑性设计不再适用。(6)设计中要合理处理轻型化可能导致的一些问题，例如大风力可能导致屋面荷载过大的问题等。2结构形式和结构布置2．1结构形式门式刚架具有多种结构类型，最常见

4、的有单跨、双跨和多跨几种，根据坡脊数的数量来划分，可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1／20—1／8。单脊双坡多跨刚架，在没有支柱设计的房屋建筑中比较常见，如果刚架柱高度有限且负荷要求不高时，依据“材料集中使用的原则”，中柱宜采用两端饺接的摇摆柱方案。门式刚架结构中，其柱脚一般常用铰接设计，如果是工业企业厂房所用的有桥式吊车，可以采取刚接的柱脚设计。为了门式刚架的受力稳定性，可以配置3t以内的悬挂吊车，或者重量在20t以内的中、轻级单梁或双梁桥式吊车。Z2结构布置乞五1刚架的建筑尺寸和布置门式刚架跨度控制在10～35m内为宜，如果柱宽度不均等，要向外侧对齐。其高度要视室内高度来

5、合理调整，一般不高于9m、不低于4．5lilt。门式刚架之间的距离也要根据钢架跨度、负荷大小来合理确定，通常有三种距离可选择：即6m、7．5m、9m。纵向温度区段小于300m，横向温度区段小于150m(如果有其他特殊要求时，可适当调整大小)。ZZ2檩条和墙梁的布置檩条间距大小要综合考虑多种因素，例如天窗大小和个数、屋脊长度、采光度要求、檩条长度和刚度等，没有特殊要求的情况，通常采用等间距布局，在屋脊处两侧均匀布置一道，在天沟处布置一道。侧墙墙梁的设计要根据窗户、门和雨搭的设计要求来综合权衡，确保整体功能达到设计要求。2．3支撑和刚性系杆的布王(1)在每个温度区段内都要保证其具有独立的空间稳定

6、性结构。(2)在进行柱间支撑开间设计时，要对屋盖傲横向支撑结构设计，以提高整个结构的几何稳定性。(3)端部支撑一般设置在温度区段端部的第一二个开问位置。柱问支撑之间的距离要根据房屋纵向受力分布情况来确定，通常控制在30一45m范围内，如果配置了吊车，可以最大至60rn。(4)如果房屋高度较高时，要采用分层结构的柱阀支撑体系；如果房屋宽度超过50m，内部要采用支撑结构。(5)当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。(6)在刚架的转折处，要根据房屋的长度来设置刚性系杆，以保证房屋结构稳定性。(7)由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。(8)刚性系杆也

7、可以采用檩条材料替代，此时要保证檩条具有良好的受力和刚度性能，如果檩条达不到这方面的性能标准，可以考虑在刚架斜粱间加装H型钒或者钢柱来提高其的工作强度。(9)如果屋内设置了重量超过5t的吊车，要采用型钢材料的柱问支撑设计；如果不能使用柱间支撑，则可考虑用纵向刚架来替代。3刚架设计3．1荷裁及荷裁组合3．1．1永久荷载永久荷载是指结构自重和施加在结构上的各种外力之和，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重