重型单层工业厂房钢结构设计二

3.1结构形式和结构布置3.2计算原理3.3钢屋架设计3.4吊车梁设计第三章重型单层工业厂房钢结构设计5/17/20231

一般说明

屋架外形及腹杆形式

屋盖支撑

3.1结构形式和结构布置一般说明重型厂房的组成：

柱、屋架、吊车梁、天窗架、支撑。屋盖结构体系：钢屋架—大型屋面板结构体系钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系横梁—檩条—轻型屋面板结构体系吊车的工作制等级与工作级别的对应关系工作制等级轻级中级重级特重级工作级别A1～A3A4,A5A6,A7A8（按照吊车使用的频繁程度）1.影响柱网布置因素：1）生产工艺流程要求：2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以利施工。

3）经济要求：4）模数要求：柱距L的取值:一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时，柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取大柱距15m，18m及24m较适宜。3.1.1.1柱网布置和计算单元图3-2柱网布置计算单元

2.温度收缩缝:超出表3-2中数值时,应考虑温度应力和温度变形的影响

结构情况

纵向温度区段(垂直屋架或构架跨度方向)横向温度区段(屋架或构架跨度方向)柱顶为刚接柱顶为铰接采暖房屋和非采暖地区的房屋热车间和采暖地区的非采暖房屋露天结构

220120150180100125120----

温度区段长度表(m)表3-2拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时需要将柱距局部加大。如图3．2中，在纵向轴线B与横向轴线L相交处不设柱子，因而导致轴线k和m之间的柱距增大，这种情形有时形象地称为拔柱。托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。托架与屋架的连接叠接：构造简单，便于施工，但托架（托梁）受扭。

平接：可以有效地减轻托架（托梁）受扭的不利影响，较常用。托梁与屋架的连接3.1.1.2横向框架及其截面选择

横向框架梁与柱的连接形式：刚接框架：（a)、（b）横梁与柱子的刚接连接铰接框架：（c）横梁与柱子的铰接连接。（a）（b）（c）柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值，增大横向框架的刚度。铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起重量不很大的轻型维护结构。

刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有双层吊车，装备硬钩吊车等的单跨重型厂房。阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。下段柱：缀条格构式。分离式柱：吊车肢,屋盖肢

优点：减小两肢在框架平面内的计算长度,两肢分别单独承担荷载。阶梯形下柱的常见截面形式：图3-6双肢格构式柱阶形柱的上柱起重量较小的边柱起重量≤50t的中柱起重量＞50t的中柱起重量较大的边柱特大型厂房的下柱A6一A8级吊车的单跨厂房

柱子与基础刚性连接

纵向刚度

横向刚度

柱间支撑

屋架与柱子刚性连接

双臂肩梁：刚度大，整体性好，适宜用于柱截面宽度较大（不小于900mm)的情形。肩梁：将各阶柱段连在一起。肩梁

单臂肩梁

双臂肩梁构造要求：肩梁惯性矩宜大于上柱的惯性矩，其线刚度与下柱单肢线刚度之比一般宜不小于25，其高跨比可控制在0.35～0.5之间。下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑3.1.1.3柱间支撑上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑刚性系杆刚性系杆下层柱间支撑上层柱间支撑垂直支撑1.柱间支撑的布置：1）每列柱都要设柱间支撑。2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间。3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少纵向温度应力的影响。

4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。5）每列柱顶均要布置刚性系杆。

吊车梁工程实例格构柱吊车梁格构柱吊车梁吊车梁2.柱间支撑偷的作舞用：1）承受晶并传递纷纵向水脏平荷载辛：作用于送山墙上鞠的风荷丹载、吊拌车纵向如水平荷贞载、纵向地大震力等浊。2）减少蓬柱在平做面外的坑计算长联度。3)保证活厂房盾的纵冤向刚妹度。3.柱间倘支撑捷的形役式：(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形;(d)双层十字形下层柱间支撑的形式(a)十字形；(b)人字形；(c)V字形上层柱间支撑的形式桁架改是指住由直亮杆在味端部期相互榆连接禁而组容成的锐格子投式结诊构。桁架霉中的决杆件涝大部表分情滋况下严只受终轴线糖拉力炕或压测力。追应力所在截棉面上责均匀骨分布纷，桁爱架用下料经谊济，见结构的自竭重小茂，易搞于构尝成各鹅种外洋形以哈适应连不同狱的用郑途答。在工娃业与妻民用歼房屋咬建筑猾中，往当跨或度比冷较大蝇时用峰梁作现屋盖胃的承阁重结浅构是马不经歌济的轿，这溪时都织要用异桁架益。屋架剂外形级及腹龄杆形肤式桁架的巨应用桁架的毕外形及雹腹杆形仇式芬克式腹杆人字式腹杆豪式腹杆人字式腹杆再分式腹杆人字式腹杆交叉式腹杆三角形屋架梯形屋架平行弦屋架3.1室.2.走3.确若定桁架经形式的柏原则三角煎形屋它架：适合于晓波形石改棉瓦、慨瓦楞铁金皮,坡度一嫩般在1孕/3～形1/2梯形屋度架：压型钢攀板和大预型钢筋肆混凝土馅屋面板就，坡度一小般在1评/2～炒1/81.满足辟使用库要求乡丰：2.受力合艺理：1）弦杆累：使各节屯间弦杆管的内力鸽相差不侨太大洋。简支戏屋架什外形敌与均瓦布荷铁载下劳的抛劈燕物线形弯矩播图接近钢时，各笑处弦杆绵内力才绸比较接近桨。2）腹阁杆：应使长肌杆受拉季短杆受斧压，且猴腹杆数量宜少羞，腹杆托总长度咐也应较油小。单向斜念杆式：斜腹扒杆受趁拉竖腹杆疗受压合理斜腹信杆受说压竖腹杆馒受拉不合理再分凶式腹翅杆∶减少朵受压两上弦渣节间席尺寸耻，避免节藏间的泰附加贼弯矩疑也减眠少了王上弦杆在于屋架平敞面内的愧长比盗。交叉蹲式腹漠杆∶主要用竿于可能汇从不同替方向受口力的支撑关体系。再分式兽腹杆交叉处式腹极杆3.制造简胸单及运削输与安清装方便杆件数淋量少，狂节点少驾，杆件眉尺寸划呢一及节点构造染形式划竿一。平志行弦桁辰架最容狭易符合上述要前求。4.综合技我术经济惜效果好三角竭形屋喝架下颈弦下呆沉，怀弦杆咳交角摇增大束，方拘便制丽造，刷屋架支重心沉降低牵，提衣高了亲稳定倦性。可有垒效降丑低屋拥架对冬支撑拘结构浩的推呆力。根据不纷同的条墙件桁架境形式可粱以有很质多变化跨度L—工艺对及使用搅要求高度H—经济冤、刚度桑、运输萝、坡度待等各种屋柿架中部膀高度：三角形拒屋架：中部高怖度H≈晕(1/6灶～1/穴4)L梯形屋扯架：中部高顷度H≈匹(1/冒10套～1四/6)L端部性高度坊H0≈(1.8拦～2.饭1m)3.1毙.2.育4桁担架主要赏尺寸的窑确定屋盖暑支撑屋盖上蛙弦横向大水平支饲撑屋盖瓣下弦皮横向欢水平那支撑屋盖羞下弦工纵向牧水平效支撑竖向支贞撑系杆图3．迟16屋裁盖支撑择作用示志意图1.保证屋倍盖结构到的几何捕稳定性咐。几何速可变交体系屋架镜侧倾几何胖不变垒体系屋架凤稳定屋盖支回撑的作伯用2.保证屋拳盖的刚僚度和空拦间整体验性横向水怕平支撑是一震个水名平放刷置(或接近循水平放置)的桁励架,支座是绵柱或垂川直支撑课。纵向水杨平支撑湿：提高屋缓架平面陕内（横梢向）抗弯刚绩度，盈使框提架协找同工她作，绝形成盏空间井整体寨性，减少膛横向歇水平至荷载狮作用厅下的较变形刘。3.为弦阿杆提诉供适躁当的舱侧向歌支承梦点支撑雕可作养为屋蛾架弦店杆的腥侧向死支承烤点，误减小却弦杆在屋架罢平面外使的计算舱长度，肺保证受姥压上弦妙杆的侧向剧稳定贫，并旧使受口拉下申弦保低持足题够的贱侧向佛刚度松。4.承担并搏传递水胸平荷载如传沸递风木荷载匙、悬钱挂吊碑车水干平荷抖载和术地震阅荷载赚。5.保证锐结构萌安装车时的顶稳定究与方轧便屋盖断支撑航的布巾置1.上弦横饶向水平丧支撑布剑置原则:在有檩出条或只派采用大剩型屋面彻板的屋超盖中都旧应设置后屋架上剥弦横向鄙水平支抓撑，当量有天窗乱架时，泻天窗架航上弦也疤应设置饼横向水椒平支撑鞋。设置值在房弯屋的童两端,一般设辛在第一降个柱间贷或设在葡第二个摩柱间,间距L0≤6闯0m。上弦盾横向伴水平抓支撑伐布置饿图2.下弦横蚂向水平央支撑布顶置原则慌：当跨度L≥18雕m；设有悬齐挂式吊每车起重聪量大于5吨；厂房逐内设泽有较仁大的炒振动膛设备盆。与上弦乱横向水掉平支撑婆布置在兰同一柱课间。3.纵向灯水平皇支撑置布置盆原则煌：厂房内等设有托驰架，或蒸有较大填吨位的本重级、妄中级工作葛制的丸桥式悄吊车三；或有抖壁行食吊车攀，或票有锻杂锤等励大型籍振动戏设备退；以及当恋房屋较占高，跨苦度较大尝，空间淡刚度要晌求高时含。下弦水仿平支撑金布置图4.垂直支句撑布置骆原则闻：所有房须屋中均野应设置竟垂直支墓撑。梯形财屋架际在跨览度L≤3秧0m，三角城形屋给架在端跨度L≤2屑4m时，辞仅在咱跨度全中央奴设置叠一道娱。晕当跨欲度大于上腐述数忍值时显宜在未跨度1／3附近或以天窗架角侧柱外设置条两道买。梯形舱屋架局不分少跨度肚大小摆，其勇两端闪还应膏各设沫置一道味，当厨有托犯架时扛则由址托架历代替袄。垂直紧支撑货与上副、下撑弦横渐向水取平支赛撑布圣置在摆同一柱鉴间。屋盖报支撑呆布置促图屋架的别垂直支弓撑布置5.系杆刚性秤系杆扁：能承受宪拉力也黎能承受似压力的碰系杆。柔性畏系杆阅：只能承雄受拉力榴的系杆担。作用