廠房設(shè)計(jì)心得

1、元?jiǎng)?chuàng)廠房設(shè)計(jì)心得,門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分享,一、概述和受力體系,1）概述 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，近幾年單層房屋采用鋼結(jié)構(gòu)呈逐步增加趨勢，尤其是單層工業(yè)房屋采用門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)較多，門式剛架具有獨(dú)特的受力形式，它比以往排架結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟(jì)合理，為了適應(yīng)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，促進(jìn)其合理的設(shè)計(jì)，必須正確的應(yīng)用 STS 計(jì)算軟件，做到設(shè)計(jì)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。 和屋架結(jié)構(gòu)相比，整個(gè)構(gòu)件的橫截面尺寸較小，可以有效

2、地利用建筑空間，降低房屋的高度，減小建筑體積，在建筑造型上也較簡潔美觀。,2）結(jié)構(gòu)受力體系門式剛架鋼結(jié)構(gòu)房屋主要是由橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成，橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是門式剛架，它是單層房屋的基本承重結(jié)構(gòu)，承受屋面荷載，橫向風(fēng)荷載和地震作用，在有吊車的工業(yè)房屋中還要承受吊車的豎向荷載和橫向水平荷載?？v向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是由抗風(fēng)柱，屋面水平支撐，剛性系桿，柱間支撐等構(gòu)件組成，縱向結(jié)構(gòu)主要承受縱向水閏荷載，工業(yè)房屋內(nèi)除上述構(gòu)件外，還有吊車梁及吊車制動桁架等

3、構(gòu)件，此外還有屋面檁條外圍墻梁共同組成空結(jié)構(gòu)。,,2）結(jié)構(gòu)受力體系 門式剛架鋼結(jié)構(gòu)房屋主要是由橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成，橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是門式剛架，它是單層房屋的基本承重結(jié)構(gòu)，承受屋面荷載，橫向風(fēng)荷載和地震作用，在有吊車的工業(yè)房屋中還要承受吊車的豎向荷載和橫向水平荷載。縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是由抗風(fēng)柱，屋面水平支撐，剛

4、性系桿，柱間支撐等構(gòu)件組成，縱向結(jié)構(gòu)主要承受縱向水平荷載，工業(yè)房屋內(nèi)除上述構(gòu)件外，還有吊車梁及吊車制動桁架等構(gòu)件，此外還有屋面檁條外圍墻梁共同組成空結(jié)構(gòu)。 橫向水平風(fēng)荷載通過墻板傳結(jié)墻梁，最終由門式剛架承受，縱向水平風(fēng)荷載是通過山墻板傳至墻架，再傳給抗風(fēng)柱傳至基礎(chǔ)及屋面水平支撐最終由柱間支撐承受。 外墻除采用以壓型鋼板等作圍護(hù)面的輕質(zhì)墻體外 ，尚可采用砌體外墻或底部為砌體上部為輕質(zhì)材料的外墻 。,3）門式剛架結(jié)

5、構(gòu)形式 根據(jù)建筑功能的要求 ，有單跨和多跨、帶毗屋剛架，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求 ，與基礎(chǔ)連接有鉸接和剛接和剛接兩種剛架，一般情況采用鉸接 ，當(dāng)用于工業(yè)廠房且有5t以上橋式吊車時(shí) ，宜將柱腳設(shè)計(jì)成剛接。屋面坡度宜到1/8～1/20,4、剛架幾何尺寸 一般情況由建筑師根據(jù)建筑物功能的需要而定，門式剛架的跨度宜采用12～48m，門式剛架的平均高度宜采用4.5～18m；當(dāng)有橋式吊車時(shí)不宜大于12M ；剛

6、架的開間宜采用6～9m。 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的縱向溫度區(qū)段不宜大于300m；橫向溫度區(qū)段不宜大于150m，當(dāng)橫向溫度區(qū)段大于150m時(shí)，應(yīng)考慮溫度的影響； 對于有吊車的工業(yè)廠房須滿足吊車安裝要求，構(gòu)造按下圖要求：,5 、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)適用范圍,門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB51022-2015執(zhí)行，適用范圍見此規(guī)范1·0·2條。1.0.2 本規(guī)程適用房屋高度不

7、大于18m，房屋高寬比小于1，承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實(shí)腹門式剛架、具有輕型屋蓋、無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1~A5工作級別橋式吊車或3t懸掛式起重機(jī)的單層鋼結(jié)構(gòu)房屋。本規(guī)范不適用于強(qiáng)侵蝕介質(zhì)環(huán)境中的房屋。門式剛架輕型房屋的外墻亦可采用砌體，此時(shí)應(yīng)符合本規(guī)范第5·3·3條的規(guī)定。5·3·3門式剛架輕型房屋的外墻，當(dāng)抗震設(shè)防烈度在8度及以下時(shí)，宜采用輕型金屬板或非嵌砌砌體；當(dāng)抗震設(shè)防烈

8、度為9度時(shí)，應(yīng)采用輕型金屬板或與柱柔性連接的輕質(zhì)墻板。,1）計(jì)算軟件中國建筑科學(xué)研究院研制的PKPM系列鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件STS。 門式剛架設(shè)計(jì)的主界面如下圖所示 ，主要包括 ：三維模型輸入，屋面墻面設(shè)計(jì)及報(bào)價(jià)，二維模型輸入，門式剛架優(yōu)化，二維計(jì)算及門式剛架施工圖等。,二、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2）門式剛

9、架設(shè)計(jì)流程應(yīng)用STS軟件進(jìn)行門式剛架設(shè)計(jì)的基本流程見下圖?？梢韵炔捎萌S建模方法然后形成PK文件，進(jìn)入二維分析，再進(jìn)入三維建模修改參數(shù)，也可以直接建立二維模型，進(jìn)行二維分析后再進(jìn)入三維建模，屋面，墻面設(shè)計(jì)及報(bào)價(jià)斜梁的定義：斜梁定義可通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，即通過設(shè)置兩端相對于本層的高差和設(shè)置上節(jié)點(diǎn)高。設(shè)置上節(jié)點(diǎn)高的方法較簡單。導(dǎo)荷方式：對門式剛架結(jié)構(gòu)導(dǎo)荷方式應(yīng)為單向?qū)Ш伞?3）荷載及主要規(guī)定GB51022-2015規(guī)范規(guī)定：4&#

10、183;1·1 門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)采用的設(shè)計(jì)荷載應(yīng)包括永久荷載、豎向可變荷載、風(fēng)荷載、溫度作用和地震作用。4·1·3 當(dāng)采用壓型鋼板輕型屋面時(shí)，屋面豎向均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（按水平投影面積計(jì)算）應(yīng)取0.5kN/㎡。對受荷水平投影面積大于60m²的剛架構(gòu)件，屋面豎向均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值可取不小于0.3kN/m²。,垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按本規(guī)范的4·2條規(guī)定計(jì)算。

11、4·5·1·1 屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，應(yīng)取兩者中的較大值；4·5·1·2 積灰荷載與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時(shí)考慮；4·5·1·3 施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以為的其他荷載同時(shí)考慮；4·5·1·4 風(fēng)荷載不與地震作用同時(shí)考慮。4·3·1 基本雪壓kN/m

12、²，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009規(guī)定的100年重現(xiàn)期的雪壓采用。,舟山元?jiǎng)?chuàng)車間設(shè)計(jì),平面尺寸，橫向109米，縱向130米，無需設(shè)溫度縫舟山風(fēng)荷載0.85kN/m²，風(fēng)速約37米/秒，相當(dāng)于13級臺風(fēng)。屋頂設(shè)太陽能光伏發(fā)電板，綜合考慮開間選擇6米，檁條250，墻梁280；業(yè)主要求提升高度7米，牛腿高度=起吊高度+馬達(dá)高度－軌道高度－吊車梁高度，7+1.65－0.17－0.46=8.02，取8米

13、廠房高度=牛腿高度＋吊車梁高度＋軌道高度＋行車梁高度＋安全高度＋鋼梁高度，8+0.46+0.17+1.01+0.2+0.55=10.39,柱間支撐（1）無吊車時(shí)柱間支撐的間距宜取30～45m；當(dāng)有吊車時(shí)宜設(shè)設(shè)在溫度區(qū)段中部，或當(dāng)溫度區(qū)段較長時(shí)宜設(shè)在三分點(diǎn)處，且間距不宜大于50m；,（2）當(dāng)建筑物寬度大于60m時(shí)，內(nèi)柱列宜適當(dāng)增加柱間支撐；（3）支撐與構(gòu)件的夾角應(yīng)在30°～60°范圍內(nèi)，宜接近45°；

14、（4）柱間支撐可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐，當(dāng)橋式吊車起重量大于5ｔ時(shí)，宜采用型鋼支撐；（5）柱間支撐的內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)該柱列所受縱向荷載（如風(fēng)、吊車制動力）按支承于柱腳基礎(chǔ)上的豎向懸臂桁架計(jì)算；（6）對于交叉支撐可不計(jì)壓桿的受力。當(dāng)同一柱列設(shè)有多道柱間支撐時(shí)，縱向力在支撐間可按均勻分布考慮；（7）在每一伸縮縫區(qū)段，沿每一縱向柱列均應(yīng)設(shè)置柱間垂直支撐。,屋面水平支撐（1）屋蓋橫向支撐宜設(shè)在溫度區(qū)間端部的第一個(gè)或第二個(gè)開間；（

15、2）在剛架轉(zhuǎn)折處（柱頂和屋脊）應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿；（3）柱間支撐和屋面支撐必須布置在同一開間內(nèi)，形成抵抗縱向荷載的支撐桁架；（4）屋面交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設(shè)計(jì)，非交叉支撐中的受壓桿件及剛性系桿應(yīng)按壓桿設(shè)計(jì)；（5）剛性系桿可由檁條兼作，此時(shí)檁條應(yīng)滿足對壓彎構(gòu)件的剛度和承載力要求；（6）屋蓋橫向水平支撐可僅設(shè)在靠近上翼緣處；（7）交叉支撐可采用圓鋼，按拉桿設(shè)計(jì)；（8）屋面橫向水平支撐內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)縱向風(fēng)荷載按支承于柱頂

16、的水平桁架計(jì)算，對于交叉支撐可不計(jì)壓桿的受力。,為保證剛架梁下翼緣和柱內(nèi)翼緣的平面外穩(wěn)定性，可在梁與檁條或柱與墻梁之間增設(shè)隅撐。,隅撐布置,檁條布置和連接,檁條一般設(shè)計(jì)成單跨簡支構(gòu)件，有實(shí)腹式和桁架式兩大類，實(shí)腹式檁條也可以設(shè)計(jì)成連續(xù)構(gòu)件。,（a） （b） （c） （d） （e） （f）實(shí)腹式檁條,桁架式檁條,（1）檁條承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的共同作用；（2）C形和Z形檁條，宜將上翼緣肢尖（或卷邊）朝向屋脊方向；（3）屋

17、脊檁條應(yīng)采用雙檁條方案，并應(yīng)在高度1/3處用圓鋼或鋼管相互拉結(jié)；（4）檁條跨度由主剛架柱距決定；（5）檁條間距應(yīng)綜合考慮天窗、通風(fēng)屋脊、采光帶、天溝、屋面材料、檁條規(guī)格等因素，一般應(yīng)等間距布置，但在屋脊和檐口處，為便于屋脊蓋板和天溝收邊，檁條布置應(yīng)做局部調(diào)整。,拉條與撐桿,拉條（圖（a）～（c））和撐桿（圖（d））是提高檁條側(cè)向穩(wěn)定性的重要構(gòu)造措施，拉條僅傳遞拉力，撐桿主要承受壓力，和拉條共同作用，將檁條沿屋面坡度方向的分力傳給梁或

18、柱?！±瓧l和撐桿的截面應(yīng)按計(jì)算確定，拉條一般采用直徑8～16mm的圓鋼，撐桿可采用鋼管、方管或角鋼做成，也可采用鋼管內(nèi)設(shè)拉條的做法，其長細(xì)比按壓桿要求不能大于200。,（a）直拉條 　　 　 　?。╞）斜拉條,（c）剪刀拉條 　　（d）撐桿,拉條和撐桿的布置原則：（1）當(dāng)檁條跨度l≤4m時(shí)，可按計(jì)算要求確定是否需要設(shè)置拉條；（2）當(dāng)屋面坡度i≥1/10或檁條跨度l＞4m時(shí)，應(yīng)在檁條跨中受壓翼緣設(shè)置一道拉條；當(dāng)跨度大于

19、6m時(shí)，宜在檁條三分點(diǎn)處各設(shè)一道拉條（圖3-13）；,（3）當(dāng)屋蓋有天窗時(shí)，應(yīng)在天窗兩側(cè)檁條之間設(shè)置斜拉條和直撐桿；撐桿處應(yīng)同時(shí)設(shè)置斜拉條，將檁條沿屋面坡度方向的分力傳到鋼梁或鋼柱上。,（4）拉條一般設(shè)置在離檁條上翼緣1/3高度處，當(dāng)檁條在風(fēng)吸力作用下，受力反號且平面外穩(wěn)定不滿足要求時(shí)，宜在檁條的上下翼緣1/3腹板高度處設(shè)剪刀式拉條。,屋面和墻面板屋面常見做法：一種采用夾芯鋼板作為屋面的保溫防水層；一種采用壓型鋼板防水并承受屋面荷載

20、，鋼板下鋪設(shè)超細(xì)玻璃纖維棉保溫。墻面常見做法：一種為壓型鋼板內(nèi)加玻璃纖維棉保溫，如對外觀要求較高，可在玻璃棉內(nèi)側(cè)增設(shè)彩鋼平板；一種情況為采用具有保溫功能的夾芯板。按構(gòu)造做法屋面和墻面板可分為三大類即螺釘外露式、暗扣式和鎖縫式。,屋面構(gòu)造作法,（a）壓型鋼板 （b）夾芯板屋面板作法,選型，板寬有360、600、750、760、820、840、900壓型鋼板厚度一般0.5mm~1.0mm涂層一般為兩涂兩烘環(huán)氧樹脂

21、防銹底漆和樹脂面漆還要考慮開間，風(fēng)荷載，檁條間距,墻梁一般采用C型和Z型冷彎薄壁型鋼，最大剛度平面在水平方向。（1）墻梁的間距取決于墻板的材料強(qiáng)度、尺寸、所受荷載的大小、門窗洞口等（一般不大于2.5m）；（2）墻梁跨度為4～6m時(shí)，宜在跨中設(shè)一道拉條；當(dāng)墻梁跨度大于6m時(shí)，宜在跨間三分點(diǎn)處各設(shè)一道拉條。 當(dāng)墻粱單側(cè)掛墻板時(shí)，拉條應(yīng)連接在墻梁掛墻板的一側(cè)1/3處；當(dāng)墻梁兩側(cè)均掛有墻板時(shí)，拉條宜連接在墻梁重心點(diǎn)處。（3）在最上層墻

22、梁處宜設(shè)拉條將拉力傳至承重柱或墻架柱。,縱墻結(jié)構(gòu)布置,山墻結(jié)構(gòu)布置,先布置橫向墻梁，在墻梁外側(cè)再布置豎向墻梁需要考慮板的長度，每開間設(shè)置線條,柱腳（1）多用平板式鉸接柱腳或剛接柱腳；（2）水平剪力由底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力和錨栓承擔(dān)；,鉸接柱腳,剛接柱腳,,,,,鋼天溝,天溝截面形式可采用矩形或梯形。外天溝可用彩色金屬鍍層鋼板制作，鋼板厚度不應(yīng)小于0.45mm。內(nèi)天溝宜用不銹鋼材料制作，鋼板厚度不宜小于1.0mm。采用其他材料

23、時(shí)應(yīng)做可靠防腐處理，普通鋼板天溝的鋼板厚度不應(yīng)小于3.0mm。、 1).屋面的伸縮縫或沉降縫處的天溝應(yīng)對應(yīng)設(shè)置變形縫。 2).屋面板應(yīng)延伸入天溝。當(dāng)采用內(nèi)天溝時(shí)，屋面板與天溝連接應(yīng)采取密封措施。 3).內(nèi)天溝應(yīng)設(shè)置溢流口，溢流口頂?shù)陀谔鞙仙祥?0mm~100mm。當(dāng)無法設(shè)置溢流口時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加落水管數(shù)量。,,,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖分為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖和鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖兩階段，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖由設(shè)計(jì)單位完成，鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖通常由

24、鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制，有時(shí)也會由設(shè)計(jì)單位代為編制。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù)、深度及內(nèi)容應(yīng)完整。在設(shè)計(jì)圖中,對于設(shè)計(jì)依據(jù)、荷載資料（包括地震作用）、技術(shù)數(shù)據(jù)、材料選用及材質(zhì)要求、設(shè)計(jì)要求（包括制造和安裝、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的等級、涂裝、防火及運(yùn)輸?shù)龋?、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面選用以及結(jié)構(gòu)的主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等均應(yīng)表示清楚，以利于施工詳圖的順利編制，并能正確體現(xiàn)設(shè)計(jì)的意圖。主要材料應(yīng)列表表示。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制圖深度和表示方法應(yīng)達(dá)到國標(biāo)0