带吊车门式刚架钢结构厂房设计要点浅谈

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1、带吊车门式刚架钢结构厂房设计要点浅谈　　[摘要]结合工程实例，针对带吊车门式刚架结构厂房的设计，从相关规范的要求出发，分析了结构计算、钢柱基础、水平支撑和柱间支撑等支撑系统的设置、重要节点、隅撑、檩条和墙梁等设计要点，为类似厂房的设计提供借鉴与参考。[关键词]门式刚架；柱间支撑；水平支撑；刚性系杆；长细比；钢柱基础中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1引言门式刚架结构自上世纪80年代由国外引进我国后，尤其在1998年《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的正式发布后，在我国各地、各个行业均得到了广泛应用。本

2、文结合实际的工程实例，对带吊车的门式刚架结构设计中的要点进行了归纳分析。2工程概况9山东潍坊某民营企业投资的100万吨/年凝析油生产化工原料项目，位于山东潍坊滨海经济开发区临港工业园南区，其全厂性仓库主要用于存储工厂生产和维护所用的机电设备、钢材、化工设备等，生产类别为丁类，建筑耐火等级为二级。仓库主体为单层双跨双坡门式刚架钢结构，仓库长97.5米、宽48米，单坡跨度为24米，刚架柱距7.5米，跨中设中柱，檐口高度12.3米、牛腿面高度7.3米，每跨内均设20/5吨的桥式吊车一台，屋面坡度i=0.07。地面上1

3、米以下的外墙为砖砌体结构，其余屋面和墙面均为保温夹芯钢板围护结构。本工程的抗震类别为丙类，抗震设防烈度为7度，工程场地土类别为Ⅲ类，主体结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，抗震等级为三级。3结构计算全厂性仓库为带吊车工业厂房，吊车起重量Q=20t，柱高在13米以内，刚架柱、梁为H形等截面、梁为I形变截面，柱脚为刚接。在设计指标的控制上，鉴于本厂房吊车起重量大、厂房高大的特点，设计中主要采用《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010，简称《抗震规范》）、《钢结构设计规范》(G

4、B50017-2003，简称《钢规》），以利于整体结构的安全。3.1刚架主体结构的计算9刚架主体结构即刚架柱、梁采用PKPM的STS模块进行平面建模、平面导荷。也可以进行刚架的空间三维建模，并采用平面的切榀形成横向平面刚架或纵向平面刚架，但最终采用平面刚架的计算结果。厂房刚架柱在吊车梁处采用上、下变阶型式的焊接H形截面，梁为焊接I形变截面，在跨度1/4处设加腋，柱脚为刚接，具体的刚架型式和计算简图见图1。图1刚架型式和计算简图新版2012版的STS软件已考虑了《抗震规范》中的钢结构低延性、高弹性承载力的性能特点

5、，同时考虑钢构件制作、施工的不利因素，对于主平面刚架梁的应力比宜控制在0.90内，钢柱的应力比宜在0.95以内。对于带吊车的工业厂房，往往不是以构件的应力比起控制作用，而是以构件的长细比控制。由于本工程吊车起重量20t已为《门式结构规程》的界限值，应以《抗震规范》的指标控制，故刚架柱长细比以120控制，刚架梁以200控制，对于吊车吨位较大的门刚应特别注意。现将全厂性仓库，根据所适用的规范、标准等在设计中主要应控制的指标总结成表一如下：表1仓库设计主要控制指标3.2刚架梁柱宽厚比、高厚比的计算9对于工业厂房，柱、

6、梁钢结构H形截面，STS会提示柱、梁腹板的高厚比h0/tw和翼缘的宽厚比b/t，若不满足《抗规》9.2.14条条文说明表6的限制时，软件会提示超限，应通过加大板厚或减小板高来使之满足。有些设计单位为了迎合业主的要求，一味地追求低用钢量，尽量采用薄钢板，高厚比和宽厚比指标就是对其加以限制。3.3风荷载体型系数对于工业厂房刚架的风荷载体型系数μs，本工程分别考虑了《荷载规范》和《门式结构规程》两本规范的取值，在运用STS软件计算风荷载实际计算发现，风荷载按《荷载规范》取值较按《门式结构规程》的取值大，弯矩组合值也大

7、，故实际工程按《荷载规范》取值，使结构偏于安全。4结构设计4.1支撑系统的设计门式刚架平面内稳定通过刚架柱、梁平面内的刚度作为保证，而刚架平面外的稳定必须通过水平支撑和柱间支撑等支撑系统的设置作为保证。本工程厂房内设有20t吊车，必须考虑其横向与纵向刹车力的影响，同时考虑7.0度的抗震设防，屋面支撑、柱间支撑采用角钢，不得采用张拉钢筋，并参照图集04SG518-3进行设置并适当加强。9本厂房的长度97.5米小于规范对于一个温度区段220米的限制，考虑在厂房纵向中部设置上、下柱支撑（如遇建筑的大门处可设置下柱门式

8、支撑），在厂房的纵向两端设置上柱支撑。由于厂房两端为温度区段的自由伸缩区，为保证厂房温度应力的释放和传递，不宜在此处设置下柱支撑。上柱支撑采用双角钢，下柱支撑采用双片角钢，本工程的纵向柱间支撑见图2。山墙跨度较大，为保证抗风柱的平面外稳定和山墙的整体稳定，在山墙抗风柱间适当位置设置上、下柱支撑和刚性系杆，本工程的山墙结构布置见图3。本工程的抗震设防烈度为7度，工程场地土类别为Ⅲ类，根据