钢结构厂房设计若干问题

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 钢结构厂房设计若干问题 摘要： 结合实际工程经验及对 规范的理解，探讨钢结构设计中需要注 意的事项，并就这些事项作了阐述。 中国论文网 /2/view-12867510.htm 关键词 钢结构； 排架； 挠度； 失稳 Abstract: combining the practical engineering experience and understanding of the norms of the, this paper discusses the steel structure design of the need for attention to matters, and these matters are described. Keywords steel structure; Bent; Deflection; instability -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：TU391 文献标识码： A 文章编号： 1 概述 现在，大多数的工业厂房都是排 架结构，以钢结构为主。排架结构：主 要用于单层厂房，由屋架、柱子和基础 构成横向平面排架，是厂房的主要承重 体系，再通过屋面板、吊车梁、支撑等 纵向构件将平面排架联结起来，构成整 体的空间结构。 2 钢结构厂房设计需注意的事项 每种结构都有其特别之处，各种 功能的建筑有其自身的需求。工业厂房 就是一种特定功能建筑，它需要大空间 大跨度，同时配置各种相应的设备，一 般其上部采用钢结构等。现在选取几项 钢结构设计的注意事项，谈谈我的看法。 1）单件屋面板长度不宜过长。 屋面漏水大致有两种：采用屋面钉板 时，钉孔孔位可能出现渗水屋面板横 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 向搭接处渗水，主要原因是面板过长， 雨水漫过波峰，导致搭接处大面积渗水。 因此要根据面板材料特性，及当地降雨 量来合理选取单坡长度。 2）钢结构构件验算时，如何合 理选取对应的截面（净截面、有效净截 面、有效截面、毛截面） 。毛截面： 不扣除孔洞的截面面积，不考虑孔洞对 截面的削弱。验算构件整体稳定性时， 可采用毛截面面积进行计算；净截面： 扣除孔洞的截面面积，考虑孔洞对截面 的削弱，主要用于强度验算。比如受拉 构件的强度验算应采用净截面面积进行 计算；有效截面：考虑屈曲后强度但 并不扣除孔洞的截面有效面积。一般对 于宽厚比较大的冷成型钢，采用有效面 积来考虑局部的屈曲后强度问题；考虑 到板太薄，受压时会发生局部屈曲，从 而不能全截面都用来承载。故对这种薄 壁构件认为其中的一部分截面（有效截 面）正常受力，而其他部分不考虑它的 作用。有效净截面：考虑屈曲后强度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 并且扣除孔洞的截面有效面积。构件受 压强度既要考虑孔洞对截面强度的削弱， 也要考虑局部的屈曲后强度，一般采用 有效净截面计算。构件受拉时不用考虑 局部屈曲，所以仍采用净截面。 综上所述：对于普通钢结构构件， 验算强度时采用净截面，验算稳定性时 采用毛截面；对于薄壁钢结构构件，验 算受拉强度时采用净截面，验算受压强 度时采用有效净截面，验算稳定性时采 用有效截面。 3）受弯工字梁失稳及解决方法： 施加荷载不大时，梁基本上在其最大刚 度平面内弯曲；当施加荷载达到一定数 值后，梁将同时产生较大的侧向弯曲和 扭转变形，最后很快的丧失继续承载的 能力。此时梁的整体失稳必然是侧向弯 扭弯曲。解决方法有三种：增加梁的 侧向支撑点（如屋面梁设置隅撑作为侧 向支撑点） 。调整梁的截面，增加梁 侧向惯性矩或增加受压翼缘宽度（如吊 车梁上翼缘） 。调整梁端支座对截面 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的约束，支座如能提供转动约束，梁的 整体稳定性将有较大的提高。 4）次梁与主梁连接一般设计为 铰接：如果次梁与主梁刚接，在主梁同 一截面处两侧都有相同荷载时，对主梁 影响不大。如果只是单边有刚接的次梁， 对于主梁来说平面外受扭，需要计算抗 扭。梁的整体失稳主要表现为侧向弯扭 弯曲，因此应尽量避免梁平面外受扭。 另外，若次梁与主梁采用刚接节点，现 场焊接工作量将大大增加。 5）当梁的挠度过大时，可以通 过起拱加于控制，起拱的大小一般为恒 载标准值加 1/2 活荷载标准值所产生的 挠度值。对于钢结构来说，挠度过大会 影响屋面排水，同时使人感觉不安全； 对于混凝土结构来说，挠度过大会造成 耐久性的局部破坏（包括混凝土裂缝） 。 以挠度为主要控制因素的钢梁，采用起 拱办法能减低结构的用钢量。 6）对于门式钢架风荷载取值， 全国民用建筑工程设计技术措施有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 相关的规定：跨高比 lh 小于等于 4 的 门式刚架应按建筑结构荷载规范 GB50009-2001 计算风荷载标准值 Wk 及风荷载体形系数 s，不考虑风振系数 j，但当跨高比 1h 大于 4 的门式刚架 及房屋所有围护结构的风荷载标准值 Wk 宜按门式刚架轻型房屋钢结构技 术规程CECSl02 ：2002 取用。 另外，还有 3 个事项与风荷载有 关，设计时需要注意的： 敞开式建筑：指外墙面至少有 80敞开的建筑。部分封闭式建筑：受 外部正风力的墙面上孔口总面积超过该 建筑物其余外包面（墙面和屋面）上孔 口面积的总和，并超过该墙面毛面积的 5%，且建筑物其余外包面的开孔率不 超过 20%的建筑。他们对应着不同的体 形系数。 边缘带：确定围护结构构件和 面板上风荷载体形系数时，在外墙和屋 面上划分的位于建筑物端部和边缘的区 域。凡不属边缘带的均为中间区。端区： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 确定主刚架上风荷载体型系数时，在外 墙和屋面上划分的位于建筑物端部和边 缘的区域。凡不属端区的均为中间区。 在门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 附录 A 中有详细的说明。 各个构件根据其特点，选取不 用的体型系数。面板、墙面檩条、屋面 檩条、刚架等，他们有各自的体型系数 选取标准，不能混为一谈，见门式刚 架轻型房屋钢结构技术规程附录 A。 7）门式刚架的抗震设计原则： 采用底部剪力法。门架以剪切变形为 主，质量刚度分布均匀，两个振型周期 相差太大，以第一振型为主，所以采用 底部剪力法计算。7 度及其以下不需 要地震计算，但仍需要采取抗震措施。 门架抗震措施主要是加强节点：构 件之间尽量采用螺栓连接；梁柱节点， 在梁下翼加掖板；梁柱连接点处宽厚 比适当减小；柱间支撑与构件连接处 节点按 1.2 倍杆件承载力设计；柱间 支撑和柱连接处的柱脚锚栓要做抗拔验 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 算，并防止锚栓抗剪，设置抗剪键。附 带引出，一般柱脚都应该设置抗剪键。 在门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 中，柱脚的水平剪力可以由柱底板与混 凝土的摩擦力或设置抗剪键承受。如果 由柱底板与混凝土的摩擦力来承受，二 次浇筑施工质量需要得到保证，浇筑要 密实，并采用膨胀剂混凝土或无收缩混 凝土。 8）混凝土柱加变截面钢梁的单 层工业厂房可以按排架结构设计。此时 轻钢屋面梁可以按门式刚架规范进行设 计；对于混凝土柱按混凝土规范进行设 计。对于这种结构形式，关键是混凝土 柱和钢梁的节点设计，连接方式一般应 该采用铰接（混凝土是一种脆性材料， 虽然可以通过配筋承受弯矩和剪力，但 在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能 很差，在外力作用下很容易松动和破坏。 ） 。在钢梁下部设置一根拉杆，能减少 钢梁对柱顶产生的较大水平力，从而大 大降低混凝土柱脚的弯矩。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 9）吊车梁的设计：吊车在吊车 梁上运动产生三个方向的动力荷载：竖 向荷载、横向水平荷载和沿吊车梁纵向 的水平荷载。纵向水平荷载是指吊车刹 车力，其沿轨道方向由吊车梁传给柱间 支撑，计算吊车梁截面时不予考虑。横 向水平荷载应等分于桥架的两端，分别 由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向 与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹 车情况。计算重级工作制吊车梁及其制 动结构的强度、稳定性以及连接（吊车 梁、制动结构、柱相互间的连接）的强 度时，应考虑吊车摆动引起的横向水平 力。竖向荷载在吊车梁垂直方向产生弯 矩和剪力，水平荷载在吊车梁上翼缘平 面产生水平方向的弯矩和剪力。吊车梁 一般设计成简支梁。若按连续梁设计固 然可节省材料，但连续梁对支座沉降比 较敏感，因此对基础要求较高。需要注 意：中间横向加劲肋的下端宜在距受拉 翼缘 50100mm 处断开，与其腹板的连 接焊缝不宜在肋下端起落弧。主要也是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料