重型单层工业厂房钢结构设计

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8/27/20231

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.温度干收缩干缝:超出干表3-干2中数干值时,应考干虑温干度应干力和干温度干变形干的影干响

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----温度干区段干长度干表(干m)干表3干-2拔柱干：由于干工艺干要求干或其干它原干因，干有时干需要干将柱干距局干部加干大。干如图3．2中，干在纵干向轴干线B与横干向轴干线L相交干处不干设柱干子，干因而干导致干轴线k和m之间干的柱干距增干大，干这种干情形干有时干形象干地称干为拔干柱。托架干（托干梁）干：上承干屋架干，下干传柱干子。托架干与屋干架的干连接叠接干：构造干简单干，便干于施干工，干但托干架（干托梁）干受扭干。平接干：可以干有效干地减干轻托干架（干托梁干）受干扭的不利干影响干，较干常用干。托梁干与屋干架的干连接3.干1.干1.干2干横干向框干架及干其截干面选干择横向干框架干梁与干柱的干连接干形式干：刚接干框架干：（干a)干、（干b）干横梁干与柱干子的干刚接干连接铰接干框架干：（干c）干横梁干与柱干子的干铰接干连接干。（a）（b）（c）柱脚干刚接干：可以干削减干上柱干柱顶干的弯干矩值干，增大干横向干框架干的刚干度。铰接干框架干：横梁干与柱干子铰干接，干适用干于吊干车起重量干不很干大的干轻型干维护干结构干。刚接干框架干：横梁干与柱干子刚干接。干适用干于设干有双层干吊车干，装干备硬干钩吊干车等干的单跨干重型干厂房干。阶梯干形柱干：上段干柱：干实腹式,格构干式。下段干柱：干缀条干格构干式。分离干式柱干：吊车干肢,屋盖干肢优点干：减干小两干肢在干框架干平面干内的干计算干长度干,两肢干分别干单独干承担干荷载干。阶梯干形下干柱的干常见干截面干形式干：图3干-6干双干肢格干构式干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级吊干车的干单跨干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

双臂干肩梁干：刚度干大，干整体干性好干，适干宜用干于柱干截面宽干度较干大（干不小干于90干0m干m)的情干形。肩梁干：将各干阶柱干段连干在一干起。肩梁单臂干肩梁双臂干肩梁构造干要求干：肩梁干惯性干矩宜干大于干上柱干的惯干性矩干，其干线刚干度与干下柱干单肢干线刚干度之干比一干般宜干不小干于2干5，干其高干跨比干可控干制在干0.干35干～0干.5干之间干。下层干柱间干支撑干：吊车干梁下干部的干柱间干支撑3.干1.干1.干3干柱间干支撑上层干柱间干支撑干：吊车干梁上干部的干柱间干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.柱间干支撑干的布干置：1）每干列柱干都要干设柱间干支撑。2）多干跨厂干房的干中列干柱的干柱间干支撑干要与干边列干柱的干柱间支干撑布干置在干同一干柱间干。3）下干层柱干间支干撑一干般宜干布置干在温干度区干段的干中部干，以减干少纵干向温干度应干力的干影响干。4）上层干柱间干支撑干除了干要在干下层干柱间干支撑干布置干的柱间设干置外,还应干当在干每个干温度干区段干的两干端设干置。5）每干列柱干顶均干要布干置刚性干系杆。吊车干梁工干程实干例格构柱吊车梁格构柱吊车梁吊车梁2.柱间支撑干的作干用：1）承干受并干传递干纵向干水平干荷载干：作用干于山干墙上干的风干荷载干、吊干车纵干向水干平荷干载、纵向干地震干力等干。2）减干少柱干在平干面外干的计干算长干度。3)保证干厂房干的纵干向刚干度。3.柱间干支撑干的形干式：(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干是指干由直干杆在干端部干相互干连接干而组干成的干格子干式结干构。桁架干中的干杆件干大部干分情干况下干只受干轴线干拉力干或压干力。干应力干在截干面上干均匀干分布干，桁干架用干料经干济，干结构的自干重小干，易干于构干成各干种外干形以干适应干不同干的用干途干。在工干业与干民用干房屋干建筑干中，干当跨干度比干较大干时用干梁作干屋盖干的承干重结干构是干不经干济的干，这干时都干要用干桁架干。屋架干外形干及腹干杆形干式桁架干的应干用桁架干的外干形及干腹杆干形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.干1.干2.干3.干确定干桁架干形式干的原干则三角干形屋干架：适合干于波干形石干棉瓦干、瓦干楞铁干皮,坡度干一般干在1干/3干～1干/2梯形干屋架干：压型干钢板干和大干型钢干筋混干凝土干屋面干板，坡度干一般干在1干/2干～1干/81.满足干使用干要求干：2.受力干合理干：1）弦干杆：使各干节间干弦杆干的内干力相干差不干太大干。简支干屋架干外形干与均干布荷干载下干的抛干物线形弯干矩图干接近干时，干各处干弦杆干内力干才比较接干近。2）干腹杆干：应使干长杆干受拉干短杆干受压干，且干腹杆干数量宜干少，干腹杆干总长干度也干应较干小。单向干斜杆干式：斜腹干杆受干拉竖腹干杆受干压合理斜腹干杆受干压竖腹干杆受干拉不合干理再分干式腹干杆∶减少干受压干上弦干节间干尺寸干，避免节干间的干附加干弯矩干也减干少了干上弦杆干在屋干架平干面内干的长干比干。交叉干式腹干杆∶主要干用于干可能干从不干同方干向受干力的支干撑体干系。再分干式腹干杆交叉干式腹干杆3干.制造干简单干及运干输与干安装干方便杆件干数量干少，干节点干少，干杆件干尺寸干划一干及节点构干造形干式划干一。干平行干弦桁干架最干容易干符合上述干要求干。4.综合干技术干经济干效果干好三角干形屋干架下干弦下干沉，干弦杆干交角干增大干，方干便制干造，干屋架干重心干降低干，提干高了干稳定干性。可有干效降干低屋干架对干支撑干结构干的推干力。根据干不同干的条干件桁干架形干式可干以有干很多干变化跨度L—工干艺及干使用干要求高度H—经干济、干刚度干、运干输、干坡度干等各种干屋架干中部干高度干：三角干形屋干架：中部干高度干H≈干(1/干6～干1/干4)L梯形干屋架干：中部干高度干H≈干(1/干10干～1干/6)L端部干高度干H0≈(1.干8～干2.干1m)3.干1.干2.干4干桁架干主要干尺寸干的确干定屋盖干支撑屋盖干上弦干横向干水平干支撑屋盖干下弦干横向干水平干支撑屋盖干下弦干纵向干水平干支撑竖向干支撑系杆图3干．1干6屋干盖支干撑作干用示干意图1.保证干屋盖干结构干的几干何稳干定性干。几何干可变干体系屋干架侧干倾几何干不变干体系屋干架稳干定屋盖干支撑干的作干用2.保证干屋盖干的刚干度和干空间干整体干性横向干水平干支撑是一干个水干平放干置(或接干近水干平放置)的桁干架,支座干是柱干或垂干直支干撑干。纵向干水平干支撑干：提高干屋架干平面干内（干横向干）抗弯刚干度，干使框干架协干同工干作，干形成干空间干整体干性，减少干横向干水平干荷载干作用干下的干变形干。3.为弦干杆提干供适干当的干侧向干支承干点支撑干可作干为屋干架弦干杆的干侧向干支承干点，干减小干弦杆在屋干架平干面外干的计干算长干度，干保证干受压干上弦干杆的侧向干稳定干，并干使受干拉下干弦保干持足干够的干侧向干刚度干。4.承担干并传干递水干平荷干载如传干递风干荷载干、悬干挂吊干车水干平荷干载和干地震干荷载干。5.保证干结构干安装干时的干稳定干与方干便屋盖干支撑干的布干置1.上弦干横向干水平干支撑干布置干原则:在有干檩条干或只干采用干大型干屋面干板的干屋盖干中都干应设干置屋干架上干弦横干向水干平支干撑，干当有干天窗干架时干，天干窗架干上弦干也应干设置干横向干水平干支撑干。设置干在房干屋的干两端,一般干设在干第一干个柱干间或干设在干第二干个柱干间,间距L0≤6干0m。上弦干横向干水平干支撑干布置干图2.下弦干横向干水平干支撑干布置干原则干：当跨干度L≥18干m；设有干悬挂干式吊干车起干重量干大于5吨；厂房干内设干有较干大的干振动干设备干。与上干弦横干向水干平支干撑布干置在干同一干柱间干。3.纵向干水平干支撑干布置干原则干：厂房干内设干有托干架，干或有干较大干吨位干的重干级、干中级工作干制的干桥式干吊车干；或有干壁行干吊车干，或干有锻干锤等干大型干振动干设备干；以及干当房干屋较干高，干跨度干较大干，空干间刚干度要干求高干时干。下弦干水平干支撑干布置干图4.垂直干支撑干布置干原则干：所有干房屋干中均干应设干置垂干直支干撑。梯形干屋架干在跨干度L≤3干0m，三角干形屋干架在干跨度L≤干24干m时，干仅在干跨度干中央干设置干一道干。干当跨干度大于上干述数干值时干宜在干跨度1／3附近干或天干窗架干侧柱外设干置两干道干。梯形干屋架干不分干跨度干大小干，其干两端干还应干各设干置一道干，当干有托干架时干则由干托架干代替干。垂直干支撑干与上干、下干弦横干向水干平支干撑布干置在干同一柱干间。屋盖干支撑干布置干图屋架干的垂干直支干撑布干置5.系杆刚性干系杆干：能承干