国家级课程-钢结构设计第23讲重型单层工业厂房支撑体系

国家级课程—钢结构设计第23讲重型单层工业厂房支撑体系汇报人：AA2024-01-31目录CONTENTS课程背景与目标重型单层工业厂房结构概述支撑体系组成与分类支撑体系设计方法与步骤支撑体系施工流程及注意事项案例分析：典型重型单层工业厂房支撑体系设计实例01课程背景与目标CHAPTER钢结构具有轻质、高强、施工速度快等优点，在现代工业厂房中得到广泛应用。钢结构设计是确保建筑安全、经济、适用的重要环节，对于提高建筑质量和使用寿命具有重要意义。随着工业化的快速发展，对钢结构设计的要求也越来越高，需要掌握先进的设计理论和方法。钢结构设计重要性重型单层工业厂房具有跨度大、高度高、荷载重等特点，对结构设计提出了更高要求。厂房内通常布置有大型设备和生产线，需要考虑设备荷载和工艺流程对结构的影响。厂房使用环境较为恶劣，需要考虑温度、湿度、腐蚀等因素对结构的影响。重型单层工业厂房特点支撑体系能够有效地传递和分配荷载，减小结构变形和振动，提高结构的安全性和舒适度。合理的支撑体系设计能够优化结构受力性能，降低用钢量，提高经济效益。支撑体系是钢结构中的重要组成部分，对于保证结构整体稳定性和承载能力具有重要作用。支撑体系作用及意义010204本讲课程目标与要求掌握重型单层工业厂房支撑体系的设计原则和方法。了解不同类型支撑体系的适用条件和优缺点。能够根据具体工程要求进行支撑体系的设计和优化。熟悉相关规范和标准，确保设计的安全性和经济性。0302重型单层工业厂房结构概述CHAPTER重型单层工业厂房通常采用钢框架结构、钢排架结构或钢网架结构等，以满足大跨度、重荷载和高效能的要求。结构类型根据厂房使用功能、生产工艺要求、材料供应和施工条件等因素，综合考虑结构的安全性、经济性和适用性进行选型。选型原则结构类型及选型原则重型单层工业厂房的荷载主要通过屋盖、吊车梁、柱子和基础等构件传递。其中，屋盖荷载通过屋面板、檩条和屋架传递给柱子；吊车荷载通过吊车梁传递给柱子；柱子则将所有荷载传递给基础。荷载传递路径为保证厂房结构的整体稳定性和空间刚度，需合理布置支撑系统。通常包括屋盖水平支撑、柱间支撑和垂直支撑等。支撑布置荷载传递路径与支撑布置重型单层工业厂房的关键构件包括柱子、吊车梁、屋架和基础等。这些构件需承受较大的荷载和变形，因此需进行详细的计算和设计。节点设计应遵循构造简单、传力明确、便于施工和节约材料等原则。同时，应考虑节点的承载能力、刚度和延性等性能指标。关键构件与节点设计要求节点设计要求关键构件结构整体稳定性重型单层工业厂房的整体稳定性分析至关重要，需考虑结构在荷载作用下的变形、内力分布和失稳形态等因素。分析方法可采用有限元法、有限差分法等数值分析方法进行整体稳定性分析。同时，也可结合工程经验和试验数据进行综合判断。结构整体稳定性分析03支撑体系组成与分类CHAPTER下部柱间支撑保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，抵抗山墙传来的风力或吊车纵向制动力。上部屋盖支撑包括上弦横向支撑、下弦横向支撑和垂直支撑，以保证屋盖结构的整体性和纵向刚度，并将纵向水平力传递给排架柱。横向支撑系统纵向支撑系统纵向柱间支撑用于保证厂房结构的横向刚度和稳定性，同时传递风荷载等纵向水平力。屋盖纵向支撑与横向支撑相配合，保证屋盖结构在纵向平面内的刚度和稳定性。垂直支撑系统用于保证厂房结构在垂直平面内的刚度和稳定性，防止结构在垂直平面内发生过大变形。垂直支撑当厂房内设有吊车时，需设置吊车梁垂直支撑，以保证吊车梁在垂直平面内的稳定性。吊车梁垂直支撑VS根据厂房的跨度、高度、荷载大小以及使用环境等因素，选择适当的钢材型号和规格。规格确定根据支撑体系的受力特点和稳定性要求，确定各支撑构件的截面尺寸、壁厚等参数。同时，需考虑构件之间的连接方式和节点设计，确保支撑体系的整体性和稳定性。材料选择支撑体系材料选择及规格确定04支撑体系设计方法与步骤CHAPTER确保结构安全、经济合理、技术先进，满足使用功能和施工要求。设计原则规范要求结构选型遵循国家现行钢结构设计规范，如《钢结构设计标准》、《建筑抗震设计规范》等。根据厂房跨度、高度、荷载大小和工艺要求等因素，选择合适的支撑体系类型。030201设计原则与规范要求包括恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用等。荷载类型根据荷载规范，计算各种荷载的标准值和设计值。荷载计算按照最不利原则，进行荷载组合，确定控制截面和控制内力。荷载组合荷载计算与组合规则采用有限元法、力矩分配法等方法进行内力分析。内力分析方法在满足承载力和稳定性的前提下，优化截面尺寸，降低用钢量。截面优化对受压构件和压弯构件进行稳定性验算，确保结构安全。稳定性验算构件内力分析及截面优化03施工要求制定详细的施工方案和工艺流程，确保施工质量符合设计要求。01连接节点类型包括焊接连接、螺栓连接、铆钉连接等。02节点设计根据受力特点、制造工艺和施工条件等因素，进行节点设计。连接节点设计与施工要求05支撑体系施工流程及注意事项CHAPTERABCD施工前准备工作安排审查施工图纸仔细核对施工图纸，确保理解设计意图和支撑体系的结构特点。材料设备采购与检验按照施工方案要求，采购合格的材料和设备，并进行严格的检验，确保其符合设计要求。制定施工方案根据工程实际情况，制定详细的施工方案，包括施工流程、材料设备需求、人员组织等。施工现场准备清理施工现场，确保场地平整、无障碍，搭设必要的临时设施。确保基础施工符合设计要求，包括基础的定位、标高、尺寸等，严格控制基础的施工质量。基础施工钢构件的制作应符合设计要求，安装过程中应严格控制其位置、垂直度、水平度等，确保支撑体系的稳定性和安全性。钢构件制作与安装焊接是支撑体系施工中的关键环节，应严格控制焊接工艺和质量，确保焊缝质量符合设计要求。焊接质量控制按照设计要求对钢构件进行防腐和防火处理，提高其耐久性和安全性。防腐与防火处理关键施工环节质量控制根据工程实际情况，制定详细的安全生产方案，包括安全生产责任制、安全防护措施、应急预案等。制定安全生产方案安全设施搭设人员安全培训与教育定期检查与整改在施工现场搭设必要的安全设施，如安全网、防护栏杆、警示标志等，确保施工过程中的安全。对施工人员进行安全培训和教育，提高其安全意识和自我保护能力。定期对施工现场进行安全检查，及时发现和整改安全隐患，确保施工过程中的安全。安全生产防护措施落实定期检查定期对支撑体系进行检查，包括钢构件的锈蚀、变形、裂缝等情况，以及连接件的松动、脱落等情况。维修与加固对于损坏严重的支撑体系，应及时进行维修和加固，确保其能够继续承载和传递荷载。维护管理根据检查结果，及时对支撑体系进行维护和管理，包括防腐、防火、紧固等处理，确保其稳定性和安全性。档案资料管理建立完善的档案资料管理制度，对支撑体系的设计、施工、检查、维护等全过程进行记录和管理，为后期管理提供便利。后期检查与维护管理建议06案例分析：典型重型单层工业厂房支撑体系设计实例CHAPTER厂房用途与规模用于重型机械制造，占地面积约10000平方米，高度约15米。地质条件与基础要求地处软土地基，需进行基础加固处理，满足承载力和稳定性要求。设计标准与规范遵循国家相关钢结构设计规范及行业标准，确保结构安全可靠。案例背景介绍

结构选型及布局优化分析结构形式选择采用钢框架结构，具有强度高、自重轻、施工速度快等优点。布局优化措施通过合理布置柱网、调整梁高和跨度等参数，实现结构受力均衡，降低用钢量。支撑体系设置针对厂房特点，设置纵向和横向支撑体系，提高结构整体稳定性和抗侧力能力。节点连接方式采用焊接或高强度螺栓连接节点，保证节点传力可靠、施工方便。支撑布置方案根据厂房跨度、高度及荷载情况，制定详细的支撑布置方案，确保支撑体系发挥最大效用。支撑构件选型选用高强度钢材制作支撑构件，确保其承载力和稳定性满足要求。支撑体系详细设计方案