淺談某鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談某鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘要】：通過具體工程實(shí)例，介紹了鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)，詳細(xì)地介紹了該廠房的結(jié)構(gòu)布置，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算，指出對于長度比較長和跨數(shù)較多的廠房，只要合理的選擇結(jié)構(gòu)布置形式，合理的設(shè)置伸縮縫，是可以很好地滿足結(jié)構(gòu)要求的。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】：鋼結(jié)構(gòu)，廠房，設(shè)計(jì)，計(jì)算 </p><p>　　中圖分類

2、號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　0.引言 </b></p><p>　　在一些地區(qū)，由于生產(chǎn)工藝的需要以及建設(shè)用地的允許，建造大跨度和大面積的鋼結(jié)構(gòu)廠房越來越多，而隨著我國鋼產(chǎn)量的增加和建筑設(shè)計(jì)、施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，這種需求得到滿足也變得越來越容易。 </p><p><b>　　1.項(xiàng)目簡介

3、 </b></p><p>　　某鋼結(jié)構(gòu)廠房，建筑平面尺寸為324m(長)×150m(寬)，檐口高度17.0m，采用5連跨雙坡內(nèi)天溝排水。不考慮保溫，所以屋面和墻面均采用單層彩鋼板圍護(hù)。 </p><p>　　在建筑的中部設(shè)有兩扇10m(高)×15m(寬)的大門，在東面38軸線的山墻上面有10m(高)×27m(寬)的大門五扇。 </p>

4、<p>　　建筑的內(nèi)部設(shè)有工作級(jí)別為A5的32t橋式吊車和10t的半門式吊車若干臺(tái)，在建筑的北面設(shè)有露天的工作級(jí)別為A5的32t橋式吊車兩臺(tái)，在建筑的西面設(shè)有工作級(jí)別A5的10t半門式吊車兩臺(tái)，如圖1所示。 </p><p>　　圖1廠房吊車布置圈(單位：m) </p><p>　　橋式吊車的牛腿高度11.0m，半門式吊車的牛腿高度7.0m。整個(gè)建筑場地比較平整，無不良地質(zhì)，

5、持力層土層變化均勻。 </p><p><b>　　2.結(jié)構(gòu)布置 </b></p><p>　　根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.1.5條，要求在不考慮溫度應(yīng)力的情況下，結(jié)構(gòu)的縱向溫度區(qū)段長度不大于220m，橫向溫度區(qū)段長度不大于120m；而該結(jié)構(gòu)的長度是324m，超過允許長度很多，橫向?qū)挾?50m，同樣也超過允許寬度限值；另根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》4.3.1條

6、規(guī)定，如果建筑的縱向長度不大于300m，建筑的橫向?qū)挾炔怀^150m時(shí)，可以不設(shè)伸縮縫；如果按照《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求，可以考慮不設(shè)置伸縮縫，而該規(guī)程的1.O.2條對結(jié)構(gòu)的吊車荷載進(jìn)行了限制，即吊車的額定起吊量不大于20t，而該建筑的吊車起重量為32t，超過了限制值。 </p><p>　　結(jié)合兩本規(guī)范的具體要求和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及當(dāng)?shù)匾呀ǔ傻匿摻Y(jié)構(gòu)廠房的成功經(jīng)驗(yàn)，決定在建筑的縱向設(shè)置一道伸縮縫

7、，即324m，分成兩部分；橫向不設(shè)伸縮縫；柱距9m，西面的半門式吊車?yán)梦魃綁Φ目癸L(fēng)柱支撐。 </p><p>　　屋面支撐的布置：橫向支撐按照常規(guī)的布置要求在每個(gè)伸縮縫的區(qū)間內(nèi)共設(shè)置四道，第一道和第四道支撐布置在建筑的兩端；中間間隔4個(gè)～5個(gè)開間設(shè)一道；縱向支撐設(shè)置在剛架柱左右兩邊的第一個(gè)抗風(fēng)柱間，通長設(shè)置；設(shè)置縱向支撐的目的是考慮到建筑的橫向超過伸縮縫的允許限值，防止產(chǎn)生橫向裂縫。所有支撐都是采用圓鋼制成的柔

8、性支撐。柱問支撐的布置：由于該結(jié)構(gòu)有兩層吊車梁，所以柱間支撐要分成三段布置，第三層(即最上面的)支撐的布置位置和間距同屋面橫向支撐對應(yīng)，第二層和第一層布置在靠近每個(gè)伸縮單元的中間，即和屋面橫向支撐中間位置的兩道支撐對應(yīng)布置。 </p><p>　　東面山墻因?yàn)樾枰_設(shè)很大的門洞，所以不能設(shè)置從下到上的抗風(fēng)柱，而只能夠在門洞的上口設(shè)抗風(fēng)桁架后再布置抗風(fēng)柱。A軸線上的大門需要抽掉一根剛架柱后布置兩道桁架，一道放置在柱

9、頂作為屋面鋼梁的托架，另一道利用吊車梁平面外的支撐桁架作為墻面柱的下支撐點(diǎn)。 </p><p><b>　　3.結(jié)構(gòu)計(jì)算 </b></p><p>　　經(jīng)過上面的結(jié)構(gòu)布置后，結(jié)構(gòu)完全簡化為平面形式，可以利用平面結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。本項(xiàng)目采用PKPM系列中的鋼結(jié)構(gòu)排架設(shè)計(jì)程序。 </p><p>　　屋面活荷載的取值：根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10、規(guī)范》3.2.1條和《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》3.2.2條的規(guī)定，可以取0.3kN／m2屋面恒荷載的取值：屋面采用連續(xù)XZ型檁條支撐單層屋面彩鋼板，計(jì)算屋面檁條后，取0.5kN／m2。 </p><p>　　吊車荷載的取值：32t吊車可以直接采用PK程序里面的數(shù)據(jù)，10t半門式吊車的荷載數(shù)值采用建設(shè)單位推薦的廠家設(shè)備數(shù)值。風(fēng)荷載按照荷載規(guī)范要求取值；地震荷載根據(jù)抗震荷載規(guī)范要求采用。 </p>

11、<p>　　因?yàn)槭请p層吊車，吊車的荷載大，于是在二層吊車牛腿下部采用2根憶73鋼管組合而成的格構(gòu)式組合柱，并且在鋼管里面澆筑C40的混凝土，形成組合格構(gòu)式鋼管混凝土柱。邊柱的截面高度1050，管壁厚度11mm，中柱截面高度1500，管壁厚度8mm，露天鋼柱的截面高度l500，管壁厚度11mm；二層吊車牛腿的上部采用焊接H形截面，截面尺寸為H650×250×8×16；屋面鋼梁采用變截面焊接H形鋼

12、梁，根據(jù)屋面鋼梁受力的特點(diǎn)先把每個(gè)跨度內(nèi)的鋼梁分成五段，在彎矩和剪力相對小的位置設(shè)置拼接節(jié)點(diǎn)，鋼梁的截面尺寸高度變化從邊柱到中柱再到邊柱的變化過程為H900(×250×8×10)→450→750→750→450→850→850→450→750→750→450→850。 </p><p><b>　　計(jì)算簡圖見圖2。 </b></p><p&g

13、t;　　圈2剛架平面計(jì)算筒田 </p><p>　　經(jīng)過計(jì)算得到剛架柱頂?shù)奈灰圃陲L(fēng)荷載和吊車荷載單獨(dú)作用下的最大位移值分別為1／1172和1／2663，皆滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。屋面鋼梁平面外的計(jì)算長度在沒有按照《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》6.1.6條的規(guī)定取值時(shí)，其平面外的應(yīng)力比超過允許值1.0很多；當(dāng)按照6.1.6條的要求設(shè)定平面外的計(jì)算長度時(shí)，平面外的應(yīng)力比不超過1.0，滿足要求。此時(shí)需要特別注

14、意在繪圖紙時(shí)每間隔一根檁條必須布置一道檁條隅撐，這樣才和計(jì)算的假定條件吻合。牛腿的構(gòu)造采用肩梁式，柱腳結(jié)構(gòu)采用整體式柱腳。 </p><p><b>　　4.結(jié)語 </b></p><p>　　本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》這兩本規(guī)范各自允許的設(shè)計(jì)假定，特別是現(xiàn)在許多的鋼結(jié)構(gòu)廠房都是采用輕型的屋面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，如果屋面鋼梁不按照

15、輕鋼結(jié)構(gòu)的假定要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，則會(huì)因?yàn)槲菝驿摿浩矫嫱獾姆€(wěn)定要求導(dǎo)致增大鋼粱的截面寬度，使結(jié)構(gòu)變得很不經(jīng)濟(jì)。 </p><p>　　該項(xiàng)目竣工投入生產(chǎn)，經(jīng)過使用，沒有發(fā)現(xiàn)超出設(shè)計(jì)允許的異常情況，沉降和變形與相鄰建筑相比皆在正常的控制值內(nèi)。對于長度比較長和跨數(shù)較多的廠房，只要合理的選擇結(jié)構(gòu)布置形式，合理的設(shè)置伸縮縫，結(jié)構(gòu)是可以很好的滿足工藝要求的。 </p><p><b>　　【參考