结构专业05-重庆市建筑工程钢结构设计导则-工业建筑部分、重庆市工业建筑钢结构工程初步设计和施工图设计文件编制技术规定和审查要点-结构专业解析_第1页
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重庆市建筑工程钢结构设计导则(工业建筑部分)、重庆市工业建筑钢结构工程初步设计和施工图设计文件编制技术规定和审查要点(结构专业)解析向渊明2016.06目录一、基本说明二、初步设计文件技术内容解析三、施工图设计文件技术内容解析重庆市建筑工程钢结构设计导则(工业建筑部分)、重庆市工业建筑钢结构工程初步设计和施工图设计文件编制技术规定和审查要点(结构专业)解析1.三本标准的关系:《重庆市工业建筑钢结构工程初步设计和施工图设计文件编制技术规定》(简称《工业建筑编制技术规定》)规定了设计文件做什么内容;《重庆市工业建筑钢结构工程初步设计和施工图设计文件审查要点》(简称《工业建筑审查要点》)规定了设计文件审查什么内容;《重庆市建筑工程钢结构设计导则》规定了怎么做设计。一、基本说明1.三本标准的关系:《工业建筑编制技术规定》《工业建筑审查要点》初步设计文件:初步设计说明书、初设图、计算书施工图设计文件:施工图、计算书《重庆市建筑工程钢结构设计导则》一、基本说明2.适用范围:(1)初步设计部分内容适用于本市行政区域内新建、改建、扩建的工业建筑工程的初步设计。本规定的工业建筑工程指含有钢结构工业建筑(厂房、仓库)、配套公用站房和配套办公生活建筑的厂区建设项目。(2)施工图设计部分内容适用于本市行政区域内新建、改建、扩建的钢结构工业建筑(厂房、仓库)和配套公用站房的施工图设计。一、基本说明3.特别说明的问题:(1)《工业建筑审查要点》明确了国家、行业、重庆市现行规范的强制性条文和对地基基础和主体结构安全性影响较大的部分非强制性条文是审查的重点内容。(2)《工业建筑编制技术规定》、《工业建筑审查要点》明确了多高层混凝土结构单体工程可参考《重庆市建筑工程初步设计文件编制技术规定》(2014年版)《重庆市建筑工程初步设计审查要点》(2010年版),多高层钢结构单体工程可参考《重庆市民用建筑钢结构工程初步设计和施工图设计文件编制技术规定》(2016年版)《重庆市民用建筑钢结构工程初步设计和施工图设计文件审查要点》(2016年版)的相关规定执行。(3)本次解析主要对一些重要内容和有工业建筑特色的内容进行交流,完整内容还请大家认真学习标准。一、基本说明1.初步设计说明书(1)2.5.1工程概况(此部分指和结构相关的内容)2各单体(或分区)建筑的长、宽、高,地上与地下层数,各层层高,主要结构跨度和跨数,特殊结构及造型,工业厂房的吊车吨位等。(2)2.5.5主要荷载(作用)取值2楼(屋)面活荷载(必要时分主结构、次结构进行说明)、主要工艺设备、管道及检修荷载。5

积灰荷载:生产中有大量排灰的厂房及其邻近的建筑应考虑积灰荷载。7

吊车荷载:包括吊车起吊吨位、吊车工作级别、动力系数、横向刹车力系数、纵向刹车力系数等。10

厂房地坪荷载要求。二、初步设计文件技术内容解析1.初步设计说明书(3)2.5.6地基基础及环境设计3车间地坪和场区道路地基。当采用地基处理时,应说明地基处理要求、主要设计参数、承载力和变形控制要求。4工艺设备基础。主要是对地基承载力、变形有较高要求的设备,说明其基础形式及持力层要求。6环境边坡支护(放坡)形式简述,基坑或边坡与主体结构的关系。7必要时应说明对相邻既有和拟建建(构)筑物及市政设施等的影响与保护措施。二、初步设计文件技术内容解析1.初步设计说明书(4)2.5.7上部结构设计2结构选型及结构布置说明。

对于多层和高层建筑应说明主体结构选型,简要说明结构布置情况,包括主要抗侧力体系和楼面系统;对于单层工业厂房,应说明主体结构选型,明确纵、横向结构体系以及围护结构的布置情况。3抗震概念设计的必要说明。

单层工业厂房,应说明厂房平面规则性、特殊情况(如结构抽柱)的情况以及采取的相应处理措施;纵、横向结构体系,柱间支撑,屋盖系统和屋面支撑的布置,刚性平台与主体结构的关系以及围护结构的布置等。4结构重要部位(如柱脚、梁柱连接节点、网架(桁架)支座等)的说明或简图。二、初步设计文件技术内容解析1.初步设计说明书(5)2.5.8结构计算(分析)2计算分析模型的选用:说明结构分析所采用的计算模型及整体计算嵌固部位,说明结构嵌固部位的有效性,是采用空间整体结构模型还是单榀结构模型,必要时附计算模型简图。

4输出的主要计算结果。钢结构建筑主要计算结果包括:刚架、屋架、屋面梁、柱、支撑及吊车梁的强度和稳定计算结果,柱顶位移,吊车梁、托梁、屋面梁(屋架或整体屋盖结构体系)的挠度,柱、压杆和支撑长细比,主要连接和节点(钢柱柱脚节点、梁柱连接节点等)等。二、初步设计文件技术内容解析1.初步设计说明书(6)2.5.9主要结构材料的选用2钢结构建筑主要结构材料1)主体钢结构材料:钢材牌号、材质和质量等级;檩条墙梁等冷弯薄壁构件应提出镀层涂装方式、镀量要求;必要时提出其他要求,如强屈比、Z向性能、碳当量、耐候性能、交货状态等。2)螺栓、锚栓材料:注明螺栓种类、性能等级,高强螺栓的接触面处理方法、摩擦面抗滑移系数,以及各类螺栓对应的产品标准。3)焊接方法及材料:各种钢材的焊接方法及对应采用焊材的要求。4)焊钉种类及对应的产品标准。5)围护结构材料:檩条成形方式(高频焊、冷弯等)、镀层涂装方式、镀量要求、抗风防水要求、强度要求等。二、初步设计文件技术内容解析1.初步设计说明书(7)2.5.10钢结构防腐蚀及防火设计

注明除锈方法、除锈等级以及对应的标准;注明防腐底漆、面漆(中间漆)的种类、干漆膜最小厚度;注明防腐年限及定期维护要求;注明各类钢构件所要求的耐火极限、防火涂料类型。二、初步设计文件技术内容解析2.初步设计图纸(1)3.4.1初步设计阶段需要提供如下图纸:1图纸目录。2基础平面图及主要基础构件的截面尺寸。3结构平面布置图:(钢)柱(钢)梁平面布置图、刚架平面布置图、桁架平面布置图、网架弦杆腹杆平面布置图和材料表。伸缩缝、沉降缝、防震缝的位置和宽度应在相应平面图中表示。4柱间支撑平面布置图、立面布置图、屋面支撑平面布置图和材料表。5刚架立面图,标注主要构件规格及材质;(钢)柱、(钢)屋架的模板图。6天窗架和竖向支撑布置图和材料表。7吊车系统平面布置图和材料表。8屋面檩条、屋面板平面布置图和材料表。二、初步设计文件技术内容解析2.初步设计图纸(1)3.4.1初步设计阶段需要提供如下图纸:9墙梁布置图、墙面结构布置立面图和材料表。10关键节点、支座示意图。11当环境较复杂时,应提供环境挡墙方案设计图。12主要构筑物基础、上部结构的主要初步设计图。二、初步设计文件技术内容解析3.初步设计计算书(1)4.2.1需要提供如下结构计算书:1工程概况及荷载统计;2主体结构受力分析计算书,根据工程具体情况,可提供整体分析计算书或单榀平面框架计算书;3主要支撑、吊车系统、屋面檩条、墙面檩条计算书;4主要基础构件计算书;5关键节点、支座计算书。二、初步设计文件技术内容解析1.一般规定(1)

2.3.1一般规定。1结构专业施工图设计应根据已批准的初步设计进行编制,设计文件应包含图纸目录、设计说明、设计图纸和计算书。2钢结构设计制图一般可划分为设计施工图(或称为“设计图”)和制作详图(或称为“施工详图”)二个阶段,其设计文件(主要指图纸)的名称相应为钢结构设计施工图和钢结构制作详图,设计施工图是编制制作详图的依据,由设计单位完成,制作详图则是设计施工图的深化和补充,一般由加工制作单位完成。设计施工图属于图纸审查范围,制作详图可不用于图纸审查。3钢结构设计施工图的表达深度应满足:1)能据此编制施工图预算和施工招标。2)能据此进行备料。三、施工图设计文件技术内容解析1.文件编制一般规定(1)

2.3.1一般规定。3钢结构设计施工图的表达深度应满足:3)能满足加工制作单位据以完成制作详图的要求。4)能据此进行工程验收。6钢结构制作详图应由设计施工图设计人确认时,需确认的主要内容为:1)结构体系和构件截面是否符合设计施工图要求。2)节点详图的连接形式和方式是否符合设计施工图要求。3)设计施工图设计人认为的结构关键部位是否符合设计施工图要求。三、施工图设计文件技术内容解析2.常用规范(1)

C.0.3结构1《建筑结构可靠度设计规范》GB50068-2001;2《建筑结构荷载规范》GB50009-2012;3《建筑抗震设计规范》GB50011-2010;4《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015);5《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008;6《混凝土结构设计规范》GB50010-2010;7《钢结构设计规范》GB50017-2003;8《砌体结构设计规范》GB50003-2011;9《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015;10《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010;三、施工图设计文件技术内容解析2.常用规范(1)

C.0.3结构11《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008;12《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011;13《建筑地基基础设计规范》DBJ50-047-2016;14《建筑桩基础设计与施工验收规范》DBJ50-200-2014;15《冷湾薄壁型钢结构技术规范》GB5001-2002;16《压型金属板工程应用技术规范》GB50896-2013;17《建筑设计防火规范》GB50016-2014。三、施工图设计文件技术内容解析3.工业建筑的特殊荷载(1)工业建筑楼面活荷载

若建设方或使用方无特殊要求时,工业建筑楼面(包括工作平台)上无设备区域的操作荷载,包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重,可按均布活荷载2.0kN/m2考虑。在设备所占区域内可不考虑操作和堆料荷载。

生产车间的楼梯活荷载,可按实际情况采用,但不宜小于3.5kN/m2。

生产车间的参观走廊活荷载,可采用3.5kN/m2。三、施工图设计文件技术内容解析3.工业建筑的特殊荷载(2)轻型屋面活荷载

当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取0.5kN/m2。

当满足现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》要求,对受荷水平投影面积大于60m2的门式刚架构件,在计算门式刚架构件时屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3kN/m2。

屋面压型钢板、屋面檩条设计时,屋面竖向活荷载的标准值应取0.5kN/m2。三、施工图设计文件技术内容解析3.工业建筑的特殊荷载(3)屋面积灰荷载1)设计生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑时,对于具有一定除尘设施和保证清灰制度的机械、冶金、水泥等的厂房屋面,应按规范考虑积灰荷载。2)对于屋面上易形成灰堆处,当设计屋面板、檩条时,积灰荷载标准值宜乘以下列规定的增大系数:在高地跨处两倍于屋面高差但不大于6.0m的分布宽度内取2.0;在天沟处不大于3.0m的分布宽度内取1.4。3)积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。三、施工图设计文件技术内容解析3.工业建筑的特殊荷载(4)吊车荷载1)多台吊车的组合

计算排架考虑多台吊车竖向荷载时,对单层吊车的单跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不宜多于2台;对单层吊车的多跨厂房的每个排架,不宜多于4台;

计算排架考虑多台吊车竖向荷载时,对双层吊车的多跨厂房宜按上层和下层吊车分别不多于2台进行组合;对双层吊车的多跨厂房宜按上层和下层吊车分别不多于4台进行组合,且当下层吊车满载时,上层吊车应按空载计算;上层吊车满载时,下层吊车不应计入。

计算多台吊车水平荷载时,对单跨或多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不应多于2台。当情况特殊时,应按实际情况考虑。

计算排架时,多台吊车的竖向荷载和水平荷载的标准值,应乘以上表的折减系数。参与组合的吊车台数吊车工作级别A1~A5A6~A820.900.9530.850.9040.800.85三、施工图设计文件技术内容解析3.工业建筑的特殊荷载(4)吊车荷载2)吊车荷载的动力系数

当计算吊车梁及其连接的承载力时,吊车竖向荷载应乘以动力系数。对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1~A5的软钩吊车,动力系数可取1.05;对工作级别为A6~A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车,动力系数可取1.1。3)吊车卡轨力:重级工作制吊车梁及制动结构的强度、稳定以及连接(吊车梁、制动结构、柱相互的连接)的强度时应考虑由吊车摆动时引起的横向水平荷载(不与刹车横向水平荷载同时考虑),作用于每个轮压处的此水平荷载标准值可由下式进行计算:Hk=αPk,max(5.2.2-21)

对于一般软钩吊车α=0.1,抓斗或磁盘吊车宜采用α=0.15,硬钩吊车宜采用α=0.2。三、施工图设计文件技术内容解析3.工业建筑的特殊荷载(5)吊挂荷载

吊挂荷载宜按活荷载考虑。当吊挂荷载(如管道、桥架、屋顶风机等)作用位置固定不变时,也可按恒荷载考虑。屋面设备荷载按实际情况采用。(6)施工及检修集中荷载

屋面板和檩条设计时,应考虑施工及检修荷载,其标准值应取1.0kN且作用在结构最不利位置;当施工荷载有可能超过上述荷载时,应按实际情况采用。三、施工图设计文件技术内容解析4.温度区段长度(伸缩缝间距)(1)单层排架钢结构的温度区段长度(伸缩缝间距)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(沿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220m120m150m热车间和采暖地区的非采暖房屋180m100m125m露天结构120m---------三、施工图设计文件技术内容解析4.温度区段长度(伸缩缝间距)(2)1)门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度(伸缩缝间距);设置伸缩缝的宽度不应小于100mm。2)当纵向温度区段大于300m时,可在刚架间搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔,并使该处屋面板在构造上允许胀缩;也可以设置双柱设置伸缩缝。吊车梁与柱的连接处宜采用长圆孔。长圆孔预留孔洞量应大于结构相对位移量。3)当横向温度区段大于150m时,房屋纵向释放温度应力的措施是采用长圆孔或者设置双柱设置伸缩缝;吊车轨道采用斜切留缝的措施;吊车梁与吊车梁端部连接采用蝶形弹簧。

门式刚架轻型房屋钢结构横向无吊车跨可以在屋面梁支承处采用椭圆孔或可以滑动的支座释放温度应力。纵向温度区段横向温度区段300m150m三、施工图设计文件技术内容解析4.温度区段长度(伸缩缝间距)(2)4)门式刚架轻型房屋钢结构横向刚架设置温度缝的一种构造示意,其要点是:①滑动面要采取措施减小摩擦力。采用滚轴或者聚四氟乙烯板(特氟隆板)摩擦系数为0.04,可以最大限度减小摩擦力,可以在轻型钢结构屋面采用(屋面无额外的设备荷载)。采用滚轴时,应验算梁和牛腿腹板的局部承压强度。②起支承作用的一侧钢柱,宜适当加强。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(1)结构体系1)结构组成:基础、柱子系统、屋盖系统、吊车梁系统、墙架系统

横向平面排架作为基本承重结构,由柱和横梁组成。柱在基础处通常做成固结,横梁与柱的连接可以做成铰接,也可以做成刚接,则构成横向平面刚架。横向平面排架基本上承受厂房结构的全部竖向荷载和横向水平荷载,包括全部建筑物重量(屋盖、墙、结构自重等)、屋面雪荷载和其它活荷载、吊车竖向荷载和横向水平制动力、风荷载、水平地震作用等。

纵向平面排架由纵向柱列、基础、连系梁、吊车梁和柱间支撑等组成,其作用是保证厂房结构的纵向刚度和稳定性,并承受屋盖结构(通过天窗端壁和山墙)传来的纵向风荷载、吊车纵向制动力、纵向地震力以及温度应力等;纵向平面排架中的吊车梁,具有承受吊车荷载和联系纵向柱列的双重作用,也是厂房结构中的重要组成构件。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(1)结构体系:2)根据结构设计的要求,有铰接排架和刚接排架两种。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(1)结构体系:3)变形及构造控制限值

受弯构件的挠度容许值:①吊车梁、楼盖梁、屋盖梁、工作平台梁以及墙架构件的挠度容许值。②冶金工厂或类似车间中设有工作级别为A7、A8级吊车的车间,其跨间每侧吊车梁或吊车桁架的制动结构,由一台最大吊车横向水平荷载(按荷载规范取值)所产生的挠度不宜超过制动结构跨度的1/2200。

水平位移容许值:①在风荷载标准值作用下,排架柱顶水平位移和层间相对位移容许值。②在冶金工厂或类似车间中设有工作级别为A7、A8级吊车的厂房柱和设有中级和重级工作制吊车的露天栈桥柱,在吊车梁或吊车桁架的顶面标高处,由一台最大吊车水平荷载(按荷载规范取值)所产生的计算变形值容许值。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(1)结构体系:3)计算控制限值

受压构件的长细比

受拉构件的长细比项次构件名称容许长细比1柱(轴压比小于0.2)150柱(轴压比不小于0.2)120桁架和天窗架中的杆件150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2支撑(吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外)200用以减小受压构件长细比的杆件项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载的结构一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房1桁架的杆件3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300200--3其他拉杆、支撑、系杆等(张紧的圆钢除外)400350--三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(1)结构体系:3)计算控制限值

板件的宽厚比:重屋盖厂房,7度时板件宽厚比限值可按下表的限值采用

轻屋盖厂房,塑性耗能区板件宽厚比限值可根据其承载力的高低按性能目标确定。塑性耗能区外的板件宽厚比限值,可采用现行《钢结构设计规范》GB50017弹性设计阶段的板件宽厚比限值。

注:腹板的宽厚比,可通过设置纵向加劲肋减小。板件名称宽厚比柱工字形截面翼缘外伸部分工字形截面腹板箱形截面壁板135240梁工字形截面和箱形截面翼缘外伸部分11箱形截面翼缘在两腹板之间部分36工字形截面和箱形截面腹板85-120Nb/(Af)≤75三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(2)抗震设计:

对于重庆地区的建筑物(6、7度)应做好支撑布置、构件构造措施、柱脚设计。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:1)柱的类型:等截面柱、阶形柱、分离式柱三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:2)柱的截面形式:实腹式、格构式

选择柱的截面形式时,应根据柱的高度及其所承受的荷载和所需截面大小,选择构造简单,便于制作和安装的形式。等截面柱和阶形柱的上柱,由于受力较小且截面高度不高(无人孔时h=400~600mm,有人孔时h=900~1000mm),一般采用实腹式焊接H型截面,有时也采用方形或矩形截面。阶形柱的下段柱,除承受上段柱传来的荷载外,还要承受吊车荷载。当下柱截面尺寸不大于1000mm时,可采用实腹式钢柱,当截面超过1000mm时,为节省材料一般均采用格构式柱。

双阶柱的中段柱,可按实际情况采用实腹式或格构式柱。但为简化肩梁构造且有时还要在腹板开设人孔,通常采用实腹式组合截面。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:3)柱的计算长度①柱的平面内计算长度:考虑柱脚、梁柱节点形式,柱和梁的线刚度②柱的平面外计算长度

排架柱在平面外(沿厂房长度方向)的计算长度,应取阻止框架平面外位移的侧向支承点之间的距离,柱间支撑的节点是阻止框架柱在平面外位移的可靠侧向支承点,与此节点相连的纵向构件(如吊车梁、制动结构、辅助桁架、托架梁和纵向系杆等)亦可视为柱侧向支承点。在柱脚和连接节点处平面外一般视为铰接。

具体的取法是:上段柱的计算长度可取制动结构顶面至屋盖纵向水平支撑或托架支座之间柱的高度;下段柱可取柱脚底面至肩梁(牛腿)顶面之间柱的高度。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:4)柱的截面验算①排架柱应进行强度计算、排架平面内和平面外的稳定计算。②格构式柱要计算整体和分肢,缀条。

三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:4)柱的截面验算③牛腿与柱连接处的截面应分别验算抗弯抗剪应力,在计算截面的腹板高度边缘处,还应计算折算应力。

为加强牛腿腹板并减少局部应力的影响,应在集中荷载下设置横向加劲肋。

牛腿上下翼缘与钢柱间一般采用坡口对接焊缝连接,焊缝等级不低于二级,腹板与钢柱采用双面角焊缝连接。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:4)柱的截面验算④排架柱应采用刚接柱脚,常用的柱脚做法有外露整体式、外露分离式、埋入式及插入式柱脚。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:5)柱间支撑1-屋架端部垂直支撑;2-上柱支撑;3-下柱支撑;4-吊车梁或辅助桁架;5-柱;6-屋架端部水平系杆。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:5)柱间支撑

下层柱间支撑一般布置在温度区段的中间,减小温度应力。但短而高的厂房可将下层柱间支撑布置在厂房两端。当温度区段大于120m时,可在温度区段内设置两道柱间支撑,其位置宜布置在温度区段中间三分之一范围内,两道支撑的中心距离不宜大于60m。

上层柱间支撑布置在温度区段的两端,以及有下层支撑的开间中,以传递山墙风力和保证厂房的整体稳定和纵向刚度。

当上柱的截面高度小于800时,一般采用单片支撑,个别情况下,柱截面600~800时也可采用双片支撑。当上柱截面的高度大于等于800时,或柱上设有人孔时,一般采用双片支撑。双片支撑之间应设置缀条,缀条一般采用单角钢,其长细比不大于200。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(3)柱及柱间支撑:5)柱间支撑

上层柱间支撑的形式一般根据支撑杆件的斜度选用十字交叉形、人字形及K形。

下层柱间支撑的形式一般选用单层十字交叉形、双层十字交叉形、人字形及K形。当柱距大于等于12m,或工艺上有特殊要求时,也采用L形、Y形、八字形及单斜杆等。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(4)屋盖系统

钢结构单层排架结构厂房屋盖结构分有檩和无檩两种。前者由小型屋面板或压型钢板、檩条和屋架(包括屋盖支撑)组成;后者由大型屋面板(包括天沟板)、屋面梁或屋架(包括屋盖支撑)组成。有时为采光和通风,屋盖结构中还有天窗架或屋面通风器及其支撑。此外,为满足工艺上抽柱的需要,还设有托架。屋盖结构的主要作用是承受屋面活荷载、雪载、自重以及其他荷载,并将这些荷载传给排架柱,其次还可起围护作用。屋盖结构的组成有:屋面板、天沟板、天窗架、屋架、托架及屋盖支撑。

屋盖系统横梁:实腹式钢结构屋面梁、钢屋架、网架

托架和托梁三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(4)屋盖系统

屋盖支撑系统:

当轻型屋盖采用实腹屋面梁、柱刚性连接的刚架体系时,屋盖水平支撑可布置在屋面梁的上翼缘平面。屋面梁下翼缘应设置隅撑侧向支承,隅撑的另一端可与屋面檩条连接。

当屋盖系统横梁采用钢屋架时,应设置完整的屋盖支撑系统。屋盖支撑按其布置位置分为上、下弦横向水平支撑,下弦纵向水平支撑,垂直支撑和系杆等五种。

屋盖支撑受力较小,一般可不进行内力计算,截面尺寸由杆件的容许长细比和构造要求决定。交叉斜杆和柔性系杆按拉杆〔λ〕=400或350(对重级工作制吊车厂房)设计,常采用单角钢截面;非交叉斜杆、弦杆和横杆以及刚性系杆按压杆〔λ〕=200设计,常采用双角钢组成的T形截面。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统1)吊车梁选型

吊车梁构件主要为型钢梁、焊接H型钢梁和箱形梁等形式;

吊车梁形式选用应根据吊车起重量及跨度大小、吊车梁跨度以及吊车工作制等确定。通常情况下,吊车梁可为焊接H型钢梁;吊车梁一般设计成简支结构。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统2)吊车梁制作

翼缘板和腹板的工厂拼接应采用加引弧板的对接焊缝,对接完毕后应将引弧板割去并打磨平整吊车梁制作应符合要求:

①上下翼缘板的对接焊缝一般要求采用自动焊的直缝对接,并要求焊透。当夏翼缘对接焊缝位于跨中的1/3范围内时,宜采用45°~55°斜缝对接;

②翼缘或腹板的工厂拼接接头不应设在同一截面上,应尽量错开≥200mm,接头位置宜设在距支座约为1/3~1/4梁跨度范围内;

③对接焊缝所选用的引弧板,必须与母材的材质、厚度相同,剖口形式也需与母材相同。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统3)吊车梁连接

吊车梁与制动结构的连接,重级工作制吊车梁应采用高强度螺栓连接,轻、中级工作制吊车梁可采用工地焊接。

吊车梁的受拉翼缘上不得焊接悬挂设备零件,吊车梁的受拉翼缘与水平支撑的连接应采用螺栓连接不得焊接。

吊车梁下翼缘与柱的连接一般采用普通螺栓固定,吊车梁支座可为平板式或凸缘式。

当吊车梁为中级工作制或吊车梁跨度≥12m时宜设置制动结构。特重级工作制吊车梁的制动结构应采用制动梁;起重量≥150t的中级工作制吊车的吊车梁跨度≥12m或制动结构的宽度b在1.2m以下而需设置人行走道时,宜采用制动梁;其他情况下则应优先采用制动桁架。三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统

三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统

三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统

三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统

三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(5)吊车梁系统

三、施工图设计文件技术内容解析5.单层排架钢结构工业建筑(6)墙架系统

纵墙墙架一般由墙架柱、墙架横梁(用于轻质墙)和抗风桁架等构件组成。纵墙墙架构件应根据统一模数、厂房高度、吊车制动结构等的构造要求和门洞位置及尺寸合理布置。根据厂房建筑统一模数化基本规则要求,厂房边列柱距通长采用6m,7.5m,9m或3m的备注,当边列柱距≥12m时,一般宜设置墙架柱,但当采用与柱距等长的墙板或墙架横梁时,可不设置墙架柱。设置墙架柱时,可利用屋架、托架和吊车梁的辅助桁架作为竖向荷载的支撑点以及吊车梁横向水平制动结构和设置在托架处屋架下弦纵向水平支撑作为水平支承点,以减少构件计算长度和截面尺寸。

墙架柱可为实腹式或格构式,其常用截面又焊接H型钢、热轧H型钢、普通工字钢等,其腹板均垂直于墙面。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(1)适用范围

房屋高度不超过18m,房屋高宽比小于1,承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。不适用于按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046规定的对钢结构具有强腐蚀介质作用的房屋。

设计主要依据规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018。

三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(2)结构体系

门式刚架轻型房屋钢结构体系中,屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条,主刚架可采用变截面实腹刚架,外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘平面外的稳定性,应由隅撑保证。主刚架间的交叉支撑可采用张紧的圆钢、钢索或型钢。

门式刚架的单跨跨度宜为12~48m,屋面坡度宜取1/8~1/20,在雨水较多的地区宜取其中的较大值。

三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(2)结构体系

门式刚架柱顶位移值门式刚架受弯构件的挠度与跨度比限值三、施工图设计文件技术内容解析吊车情况其它情况柱顶位移限值无吊车当采用轻型钢墙板时当采用砌体墙时h/60h/240有桥式吊车当吊车有驾驶室时当吊车由地面操作时h/400h/180构件类别构件挠度限值竖向挠度门式刚架斜梁仅支承压型钢板屋面和冷弯型钢檩条尚有吊顶有悬挂起重机L/180L/240L/400夹层

主梁

次梁L/400L/250檩条仅支承压型钢板屋面尚有吊顶L/150L/240压型钢板屋面板L/150水平挠度墙板L/100墙梁仅支承压型钢板墙支承砌体墙L/100L/180且≤50mm6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(2)结构体系

受压构件长细比限值:

注:当地震作用组合的效应控制结构设计时,门式刚架轻型房屋钢结构柱的长细比不应大于150。三、施工图设计文件技术内容解析构件类别长细比限值主要构件180其它构件及支撑2206.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(2)结构体系

受拉构件长细比限值:

注:1对承受静力荷载的结构,可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比;2对直接或间接承受动力荷载的结构,计算单角钢受拉构件的长细比时,应采用角钢的最小回转半径;在计算单角钢交叉受拉杆件平面外长细比时,应采用与角钢肢边平行轴的回转半径;3在永久荷载与风荷载组合作用下受压时,其长细比不宜大于250。三、施工图设计文件技术内容解析构件类别承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载的结构桁架杆件350250吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300--其它支撑(张紧的圆钢或钢索支撑除外)400--6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计

1)计算原则

门式刚架一般不宜考虑蒙皮效应,蒙皮效应仅作为极端荷载作用下(如强风)的安全储备,按平面结构弹性分析方法进行分析计算。

门刚利用屈曲后强度进行设计计算门刚钢柱应进行刚架平面内的稳定计算

门刚钢柱应进行刚架平面外的稳定计算。计算不满足时除加强翼缘外,可沿钢柱平面外设置隅撑或纵向支撑系统,分别验算每段柱的平面外稳定性。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计

1)计算原则

斜梁应按压弯构件分别验算平面内、外的稳定性,设计要点如下:

①斜梁平面外计算长度,应取上下翼缘侧向支承点距离的较大值。

②斜梁下翼缘受压时,必须在受压翼缘的侧面布置隅撑作为斜梁的侧向支承。为保证钢梁的整体稳定性,简支梁也应设置一定数量的隅撑,数量可比连续梁减少。

③隅撑一般宜双侧对称布置,否则应考虑隅撑作为檩条实际支座对斜梁下翼缘的水平力,斜梁在计算强度及稳定性时要计入其影响。隅撑应按轴心受压构件设计,单角钢计算强度、稳定及连接时要按规程考虑强度折减系数。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计2)截面及节点设计

不带吊车且建筑高度不高的刚架柱,一般采用变截面柱。

门式刚架的柱脚宜按铰接支承设计。当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。

门式刚架斜梁与柱的连接及跨中斜梁的拼接,一般均采用端板连接,常见有几种连接方式:端板竖放、端板平放。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计2)截面及节点设计

门式刚架斜梁与柱的连接及跨中斜梁端板的连接:竖放做法(图a)一般用于梁端弯矩较大同时柱截面高度小于边梁截面时。这种做法有一个优点是在钢柱安装完成后即可进行柱顶通长系杆及柱间支撑的安装而不必等到钢梁安装后,保证结构安装过程中的稳定性还可省去部分安装措施。但房屋若设置内天沟则节点加劲板可能导则天沟安装不便。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计2)截面及节点设计

门式刚架斜梁与柱的连接及跨中斜梁的连接:端板平放做法一(图b)由于顶板齐平比较有利于内天沟安装,但钢柱截面较小柱端弯矩又较大时螺栓排列可能过于密集或无法设置螺栓。这时可以采用端板平放做法二(图c),在受拉区多设置一排螺栓,从而增大抗拉螺栓的力臂和数量。但要注意手工复核受拉区加劲板及端板的强度。梁柱端板也可采用斜放的方式,施工稍嫌复杂故用得较少。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计2)截面及节点设计

中柱梁柱节点(图d)为梁柱固结做法。当计算模型中采用铰接时,一般在柱截面高度范围内布置4个螺栓。目前多跨无吊车的门式刚架结构中柱一般采用摇摆柱,采用双向截面惯性矩相同的方钢管可以获得较好的经济效益。方管与斜梁连接时(图e),可在柱顶设置过渡H型钢便于连接。斜梁间的拼接(图f)一般也采用端板拼接做法。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计2)截面及节点设计

斜梁跨度一般较大,中间需分段运输并进行现场拼接。分段原则:一般首先选择内力较小部位进行拼接;其次根据运输条件确定,一般梁段长度不宜超过12米,但运输条件不受限制时,也可做到15米甚至18米以上。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计3)柱脚节点

①门式刚架柱脚节点一般采用平板铰接支座(图a),厂房带吊车或需要增加横向刚度时也可采用平板刚接支座(图b)或带靴梁的固结支座。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计3)柱脚节点

②通常情况下柱脚锚栓不宜抗剪,柱底水平剪力承载力按底板与混凝土基础间的摩擦力取用,摩擦系数可取0.4,计算摩擦力时应考虑屋面风吸力产生的上拔力的影响。特殊情况下柱脚抗剪键若不便设置,且柱脚不带靴梁时,此时柱底承受的水平剪力承载力可按0.6倍的锚栓抗剪承载力取用,但应将螺母、垫板与底板焊接牢靠。当柱底水平剪力大于其承载力时,应设置抗剪键。柱间支撑两侧的钢柱柱脚须设置抗剪键。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计3)柱脚节点

③铰接柱脚锚栓除按计算确定外,构造上一般不小于4M24,当刚架跨度不小于30m时,不宜小于4M30,采用双螺帽固定。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计3)柱脚节点

三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(3)门式刚架设计3)柱脚节点

④柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于50mm),并应使包裹的混凝土高出地面不小于150mm。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(4)支撑系统1)支撑系统设计原则①每个温度区段、结构单元或者是分期建设的区段、结构单元应设置独立的支撑系统,与刚架结构一同构成独立的空间稳定体系。②柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内,形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。支撑桁架的直杆和单斜杆应采用刚性系杆,交叉斜杆可采用柔性构件。刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等,柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(4)支撑系统2)柱间支撑系统①柱间支撑一般应设在侧墙柱列,当房屋宽度大于60m时,在内柱列宜设置柱间支撑。当有吊车时,每个吊车跨两侧柱列均应设置吊车柱间支撑。②同一柱列不宜混用刚度差异大的支撑形式。在同一柱列设置的柱间支撑共同承担该柱列的水平荷载,水平荷载按各支撑的刚度进行分配。③柱间支撑一般采用的形式为:门式框架支撑、圆钢或钢索交叉支撑、型钢交叉支撑、方管(圆管)交叉或人字支撑等。当有吊车时,吊车牛腿以下交叉支撑应选用型钢交叉支撑。④45°的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载,当房屋高度大于柱间距2倍时,柱间支撑宜分层设置。当沿柱高有质量集中点、吊车牛腿或低屋面连接点处应设置相应支撑点。三、施工图设计文件技术内容解析6.门式刚架轻型房屋钢结构工业建筑(4)支撑系统2)柱间支撑系统⑤柱间支撑的设置应根据房屋纵向柱距、受力情况和温度区段等条件确定。当无吊车时,柱间支撑间距宜取30m~45m,端部柱间支撑宜设置在房屋端部第一或第二开间。当有吊车时,吊车牛腿下部支撑宜设置在温度区段中部,如温度区段较长时,宜设置在三分点内,且支撑间距不大于50m。牛腿上部支撑设置原则与无吊车时的柱间支撑设置相同。三、施工图设计文件技术内容解析6.

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