重型厂房钢结构设计.ppt

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1、第九章重型厂房钢结构设计主要内容1、厂房钢结构体系2、柱网布置3、厂房结构的横向框架4、支撑体系5、屋盖结构6、吊车梁设计7、墙架体系8、框架钢柱设计了解单层厂房钢结构组成、柱网布置；熟悉厂房钢结构横向框架的类型、主要尺寸、横向框架梁柱的形式；掌握支撑体系作用和布置方式；掌握厂房屋盖钢结构设计方法和设计步骤，主要包括屋架设计；掌握吊车梁的设计方法；了解墙架体系；熟悉框架柱的构造和计算特点。学习目标学习难点屋架设计；吊车梁设计；第一节单层厂房钢结构体系一、单层厂房钢结构的组成单层厂房钢结构有多种形式，按各种原则分类

2、如下。（1）按外形可分为锯齿形和矩形；（2）按跨度可分为单跨、多跨和高低跨；（3）按维护体系可分为传统形式单层厂房和轻钢形式单层厂房，其主要区别在于：传统形式的单层厂房墙体和屋面分别由砖墙和钢筋混凝土屋面板组成，而轻钢单层厂房无论墙体还是屋面板主要由冷轧钢板（有时加保温棉等保温措施）组成；（4）按有无天窗可分为无天窗单层厂房和有天窗单层厂房，对于有天窗的单层厂房，天窗又可呈上升式和下沉式；（5）按吊车情况可分无吊车和有吊车两类，有吊车的单层厂房其吊车分电动葫芦（简易吊车）或轻级（8小时工作制）、中级（16小时工作

3、制）和重级（24小时工作制）吊车。虽然不同类型的厂房钢结构的组成有所不同，但也有许多共同之处。现对单层厂房中常见的结构形式作一剖析，见图。图1单层厂房结构透视图图中各构件的名称及功能见表，表中对比了两种最常见厂房结构：传统及轻钢型的构成区别。另有一些单层厂房有天窗架、操作平台等附加钢结构，其基本组成仍然同上表，只是根据实际需要加上附加结构即可。二、单层厂房钢结构受力体系单层厂房钢结构的受力主要有三类：吊车荷载、风荷载、其它竖向荷载。地震区还有地震作用。（一）吊车荷载的传力过程如下图所示（二）风荷载的传力过程如下图

4、所示（三）其它竖向荷载的传力过程如下图所示第二节柱网布置一、柱网布置的要求单层厂房中横向框架柱和纵向框架柱形成一个柱网。柱网布置主要是根据工艺、结构与经济的要求确定。此外还要考虑建筑内其它部分与柱网的协调，如基础、地下管道、烟道、地坑等。工艺要求柱的位置与车间内机械、起重、运输设备相协调，符合生产流程，还要考虑生产过程的可能变动。例如，一个双跨钢结构制造车间，其生产流程是零件加工。中间仓库，拼焊连接顺着厂房纵向进行，但横向需要连系，在中部要有横向通道，因此中列柱中部柱距较大，见图，部分中列纵向框架有托架，柱距为1

5、2米。结构要求柱间距尽可能相等，通常纵向柱距为6米，跨度较大的横向框架采用轻钢结构屋面及外墙时，纵向柱距可增大到7.5米、9米等。图双跨钢结构厂房柱网布置柱距过大，屋盖结构和吊车梁重量增加；反之柱与基础材料增多，因此要比较分析。但确定柱距时，要符合模数制。对于传统厂房，以3米为模数；对于新型的轻钢厂房，模数的限制可适当放宽，1米、1.5米均可。二、温度影响的考虑当厂房平面尺寸很大时，由于温度影响会使构件内产生很大的温度应力，并导致墙和屋面的破坏，因此要设横向和纵向温度缝，见图。横向温度缝将厂房分成若干互不影响的温

6、度区段，温度缝的最大间距一般为180-220米，后者为采暖厂房和非采暖区的厂房。若超出上述间距而不设温度缝，则需计算温度应力。温度缝是将纵横向框架完全断开，在缝的两边分别设置相互没有连系的框架，缝的间距ｃ＝1.0～2.0ｍ。这是对传统维护材料的厂房而言的，对于轻钢厂房，往往采用在维护板中消除温度应力的构造措施来解决问题。因而可以减小缝的间距ｃ。温度缝两边的框架间距可以保持原来的模数，此时每设一个温度缝厂房长度将加大1～2米。同时建筑面积、屋面板类型、吊车梁类型、檩条类型均有所增加。也可以采用温度缝中心线在框架间距

7、模数尺寸内，即温度缝相邻的两框架间距略小于模数，使厂房总长度不变。纵向温度缝与横向温度缝布置相同，整排纵向框架断开，中间设互不连系的温度缝，纵向温度缝间距一般为100～120米，即多跨厂房横向总宽度较大时需设纵向温度缝。但由于其构造较复杂，有4个柱在纵、横向温度缝处相交，因此，可适当加强结构构件而不设置纵向温度缝。在轻钢结构屋盖中，常采用可在一定范围内水平滑移的屋面板减小温差效应。第三节厂房结构的横向框架一、框架的类型厂房的基本承重结构通常采用框架体系。这种体系能够保证必要的横向刚度，同时其净空又能满足使用上的要

8、求。横向框架按其静力计算模式来分，主要有横梁与柱铰接（图）和横梁与柱刚接（图）两种情况。如按跨度来分，则有单跨、双跨和多跨。横梁与柱铰接的框架，在传统厂房结构中常可见到。由于其横向刚度较差，常不能满足吊车使用上的要求，因此这种结构类型现在很少采用。横梁与柱刚接的框架具有良好的横向刚度，但对于支座不均匀沉降及温度作用比较敏感，需采取防止不均匀沉降的措施。轻钢厂房采用的门式刚