单层厂房钢结构

1、建筑钢结构设计,单层厂房钢结构,本章主要内容：,吊车梁结构体系,结构体系与结构布置,普通钢屋架设计,横向框架及框架柱设计,1.结构体系及结构布置,主要结构构件,(1)框架柱 (2)钢屋架 支撑构件 吊车梁 制动梁 天窗架 托架 墙架 抗风柱 ,结构体系,吊车梁结构体系,横向平面框架,纵向平面框架,屋盖结构,支撑系统,墙架结构,1.结构体系及结构布置,由框架柱和横梁/钢屋架构成 承受全部竖向荷载和横向水平荷载,1.结构体系及结构布置,横向平面框架,由框架柱、柱间支撑、吊车梁等构成 承受全部纵向水平荷载,纵向平面框架,由横梁/钢屋架、屋盖支撑、天窗架、 天窗支撑、托架和檩条等构成 承受屋盖竖向荷载

2、,1.结构体系及结构布置,吊车梁结构体系,屋盖结构,由吊车梁和制动系统构成 承受吊车竖向荷载和吊车水平荷载,由屋盖支撑、柱间支撑和天窗支撑等构成 保证结构空间刚度和稳定性,支撑系统,由墙架/抗风柱等构成 承受山墙墙体重量和墙面风荷载,墙架结构,1.结构体系及结构布置,单层厂房钢结构用钢量,厂房类型（吊车起重量/轨顶标高） 轻型 3580kg/m2 中型 75170kg/m2 重型 200400kg/m2 主要构件用钢量百分比 框架柱 30%50% 钢屋架 10%40% 吊车梁 15%35%,1.结构体系及结构布置,结构形式与布置,1.结构体系及结构布置,柱网布置,横向框架形式,屋盖结构型式,支

3、撑体系,墙架布置,吊车梁系统布置,横向框架和纵向框架的柱形成柱网,柱网布置,1.结构体系及结构布置,工艺要求 地上设备/地下设备/功能变动 结构要求 所有柱列采用相等柱间距/设置托架(标准化) 经济要求 纵向柱距6m/方案比选,考虑因素,结构温度变形,温度变形受到约束产生温度应力 设置温度缝（横向/纵向） 释放温度变形 减小温度应力,1.结构体系及结构布置,柱网布置,温度缝设置,温度区段长度限值表,1.结构体系及结构布置,横向温度缝 在温度缝两侧设置两榀横向框架 轴线定位 纵向温度缝 板铰支座/活动支座,柱网布置,温度缝做法,1.结构体系及结构布置,按连接方式 铰接框架/刚接框架/上刚接下悬臂

4、框架 按框架跨数 单跨/双跨/多跨,1.结构体系及结构布置,横向框架形式,横向框架种类,框架柱和横梁、钢屋架构成横向框架,铰接框架 柱脚弯矩大；横向刚度差；受力明确，计算简单；安装方便；对基础沉降适应性强 刚接框架 柱脚弯矩小；横向刚度好；受力复杂；构造麻烦；对基础沉降适应性差,1.结构体系及结构布置,横向框架形式,铰接框架和刚接框架,在屋架上直接设置大型钢筋混凝土屋面板 屋架间距=屋面板跨度（6m/12m） 横向刚度大/整体性好/构造简单/耐久性好/构件种类少/工期短 屋面自重大，结构用钢量大，抗震不利,1.结构体系及结构布置,屋盖结构形式,无檩体系,屋架上设置檩条，檩条上铺设轻型屋面材料

5、屋架间距=檩条跨度 檩条间距=屋面板跨度 结构用钢量省/运输安装方便 屋盖体系构件较多/构造复杂/刚度较差,1.结构体系及结构布置,屋盖结构形式,有檩体系,应综合考虑生产工艺/建筑造型/材料供应/施工能力/生产维修等 屋架间距根据屋面材料确定，屋架结构形式应尽量统一，可设托架/中间屋架 屋架/托架应采用桁架式，檩条一般为实腹式 屋盖应设置支撑，保证结构刚度和稳定性 考虑施工要求，方便施工，缩短工期 屋盖结构在运输/安装中采取临时加固措施,结构体系及结构布置,屋盖结构形式,屋盖结构选型与布置,屋盖支撑和柱间支撑等构成支撑体系,1.结构体系及结构布置,支撑体系,支撑的作用,增大结构纵向刚度，承担纵

6、向水平荷载 增大结构横向刚度，协调横向框架受力 减小屋架弦杆/框架柱的平面外计算长度 维持托架及中间屋架的稳定性 保证安装过程中结构稳定性，防止倾倒 增大结构的抗扭刚度,平面屋架+檩条+屋面板+屋盖支撑构成具有空间刚度的稳定结构体系 两端相邻两榀屋架间设置支撑，其余屋架通过系杆或檩条与之相连，纵向长度较大时，中间应加设支撑,结构体系及结构布置,支撑体系,屋盖支撑,上弦横向支撑 下弦横向支撑 下弦纵向支撑 竖向支撑（垂直支撑） 系杆 天窗支撑,1.结构体系及结构布置,支撑体系,屋盖支撑种类,厂房两端设置上、下弦横向支撑和竖向支撑 屋架两边布置下弦纵向支撑，形成封闭体系 横向及竖向支撑间距不应超过

7、60m 竖向支撑一般布置在屋架跨中和端竖杆平面,1.结构体系及结构布置,支撑体系,屋盖支撑布置原则,厂房较高时可分别设置上柱支撑/下柱支撑 温度区段不很长时，设置在温度区段中部 温度区段较长时，在温度区段中部1/3范围内设置两道柱间支撑 温度区段两端设置上柱支撑传递山墙风荷,1.结构体系及结构布置,支撑体系,柱间支撑布置,屋盖支撑一般按简支平行弦桁架计算 柱间支撑可按悬臂平行弦桁架计算 支撑受力一般较小，可按刚度要求确定构件截面 交叉支撑按拉杆设计 常用截面形式：角钢/圆钢（张紧装置） 斜腹杆与弦杆夹角3060度,1.结构体系及结构布置,支撑体系,支撑构件的设计,承受墙体自重/墙面风荷载 柱距

8、8m时，可不设墙架柱 墙架柱设置应与横向支撑节点对应，否则设分布梁 端墙墙架不承受屋面竖向荷载，应采用板铰等柔性连接,1.结构体系及结构布置,墙架布置,墙架梁/墙架柱/水平抗风桁架等构成墙架体系,普通钢屋架为平面桁架，适用跨度1836m 构件一般为双角钢组成的t形截面，采用节点板连接 优点：取材容易/构造简单/制造安装方便/刚度好 缺点：型钢板件较厚，屋架用钢量较大,2.普通钢屋架设计,普通钢屋架,2.普通钢屋架设计,普通钢屋架的形式,选型原则,使用要求 屋架外形与排水坡度相适应 经济要求 屋架外形与弯矩图一致，弦杆内力均匀 杆件长拉短压 腹杆：数量少/总长度短/夹角3060度 制作安装要求

9、节点少/构造简单/便于分段,平行弦屋架 三角形屋架 梯形屋架 曲拱形屋架 梭形屋架 ,2.普通钢屋架设计,普通钢屋架的形式,屋架外形,腹杆等长/杆件类型少/节点构造相同/标准化/工业化 排水困难/桁架高度未随弯矩变化/弦杆内力不均匀,2.普通钢屋架设计,普通钢屋架的形式,平行弦屋架,普通钢屋架的形式,三角形屋架,2.普通钢屋架设计,腹杆受力小/排水坡度大 弦杆内力不均匀/与柱铰接，刚度差 中小跨度、轻型屋面,受力性能好/腹杆较短/可与柱刚接 排水坡度小,普通钢屋架的形式,梯形屋架,2.普通钢屋架设计,受力性能好 制作加工不方便/可改进为折线形,普通钢屋架的形式,梯形屋架,2.普通钢屋架设计,平

10、行弦屋架： 单斜式/菱形/k形/十字交叉形 三角形屋架：芬克式/单斜式 梯形屋架：人字式/再分式 曲拱形屋架：新月式,普通钢屋架的形式,腹杆布置,2.普通钢屋架设计,根据工艺/使用要求确定 考虑屋面板宽度模数 常用跨度： 12m/15m/18m/21m/24m/27m/30m/36m,普通钢屋架主要尺寸,屋架跨度,2.普通钢屋架设计,根据经济/刚度/建筑/屋面坡度/运输条件等条件确定 三角形屋架：（1/61/4）l 梯形屋架： 跨中（1/101/6）l； 端部1.62.2m（铰接）/1.82.4m（刚接） 运输高度：3.85m,普通钢屋架主要尺寸,屋架高度,2.普通钢屋架设计,上弦节间尺寸根据

11、屋面做法确定 无檩体系：大型屋面板 1.51.8m 有檩体系：檩条间距 0.83.0m 屋面荷载尽量直接作用在上弦节点上,普通钢屋架主要尺寸,节间尺寸,2.普通钢屋架设计,钢屋架的节点为铰接 节点刚度引起次应力（弯曲应力） 杆件轴线在同一平面内，汇交于节点中心 杆件偏心 荷载作用在屋架节点上，且在屋架平面内 节间荷载,普通钢屋架计算分析,计算假定,2.普通钢屋架设计,永久荷载： 结构及屋面自重 可变荷载： 屋面活荷/积灰/雪荷/风荷/悬挂吊车荷载,普通钢屋架计算分析,荷载类型,2.普通钢屋架设计,普通钢屋架计算分析,荷载组合,2.普通钢屋架设计,永久荷载+可变荷载 永久荷载+半跨可变荷载 钢结

12、构自重+半跨屋面板+半跨屋面活荷,屋面荷载汇集到上弦节点，可按下式计算,屋架结构自重（kn/m2）按经验公式估算并作用在上弦节点：,普通钢屋架计算分析,荷载计算,2.普通钢屋架设计,吊顶荷载汇集作用在钢屋架下弦节点 屋面坡度小于30度时，屋盖承受风吸力的作用，对结构有利，一般可不考虑，风荷载很大时或采用对风荷载较为敏感的轻型屋面时，应按荷载规范计算风荷载,普通钢屋架计算分析,荷载计算,2.普通钢屋架设计,悬挂吊车荷载根据其与屋架的连接方式具体计算 地震烈度大于9度时，按抗震规范采用附加竖向荷载的方式考虑地震荷载。,普通钢屋架计算分析,荷载计算,2.普通钢屋架设计,按平面桁架计算杆件轴向力： 静

13、定结构； 数解法（节点法，截面法）/图解法。,普通钢屋架计算分析,内力分析,2.普通钢屋架设计,上弦杆受节间荷载时，计算局部弯矩：简支梁m0，端节间正弯矩0.8m0，其它节间正、负弯矩0.6m0 屋架与柱刚接时，还应计算屋架端弯矩引起的屋架杆件内力,普通钢屋架计算分析,内力分析,2.普通钢屋架设计,屋架平面内： 根据节点中心距离确定， 考虑节点刚度：压杆失稳时将受到拉杆的约束（弹性嵌固），拉杆越多，拉力越大，拉杆线刚度越大，约束作用越强 屋架平面外 侧向支撑点间距,普通钢屋架杆件设计,杆件计算长度,2.普通钢屋架设计,屋架平面内 受压（上）弦杆/支座竖杆/端斜杆 l0 x=l； 其它腹杆 l0

14、 x=0.8l；（与下弦连接的节点嵌固作用较大） 下弦杆 l0 x=l；,普通钢屋架杆件设计,杆件计算长度,2.普通钢屋架设计,屋架平面外 上弦杆 有檩体系 檩条与支撑不连接 l0y=l1； 檩条与支撑连接 l0y=l1/2（檩条间距）； 无檩体系 屋面板与屋架3点可靠连接时，l0y=2b且3m；否则，l0y=l1 下弦杆 l0y=l1 腹杆 l0y=l （杆件几何长度）,普通钢屋架杆件设计,杆件计算长度,2.普通钢屋架设计,侧向支撑点间距为杆件节间长度的2倍时，取杆件内力为此二节间内力较大值，杆件计算长度： l0y= l1(0.75+0.25n2/n1) 且l0y=0.5 l1 对双角钢十字

15、形截面和单角钢截面的腹杆，斜平面屈曲，l0 x=0.9l；,普通钢屋架杆件设计,杆件计算长度,2.普通钢屋架设计,截面形式选择的原则是与杆件两个方向的计算长度相配合，使杆件两个方向的长细比接近相等，即达到等稳定。,普通钢屋架杆件设计,杆件截面形式,2.普通钢屋架设计,等边角钢 t型截面 iy(1.3-1.5)ix，适用于 钢屋架腹杆； 不等边角钢 t型截面 短肢相连 iy(2.6-2.9)ix，适用于 钢屋架上下弦杆，平面外支撑间距为节间长度的2-3倍；,普通钢屋架杆件设计,杆件截面形式,2.普通钢屋架设计,不等边角钢 t型截面 长肢相连 iy(0.75-1.0)ix，适用于 钢屋架端竖杆、端

16、斜杆及有局部弯矩作用的上弦杆； 等边角钢 十字截面 iyix，适用于 有竖向支撑连接的竖腹杆；,普通钢屋架杆件设计,杆件截面形式,2.普通钢屋架设计,为使两个角钢成为整体，应在两肢间设置垫板，垫板长应伸出角钢肢15-20mm，宽60mm，与节点板等厚，间距不大于40i（压杆）和80i（拉杆），且每根杆件至少两块，十字型截面垫板沿两个方向交错布置。,普通钢屋架杆件设计,垫板设置,2.普通钢屋架设计,角钢规格不宜小于l454/l56364； 角钢规格一般选用5-6种。 弦杆尽量采用一种规格，跨度24m时可改变截面一次（等肢厚，变肢宽） 屋架中内力较小的杆件一般可按刚度要求选择截面。,普通钢屋架杆件

17、设计,截面规格,2.普通钢屋架设计,轴心拉杆： 强度,刚度 =250400,普通钢屋架杆件设计,杆件截面验算,2.普通钢屋架设计,轴心压杆：,稳定性,刚度 =150200,净截面强度,普通钢屋架杆件设计,杆件截面验算,2.普通钢屋架设计,偏心压杆：,强度,刚度 =150200,稳定性,普通钢屋架杆件设计,杆件截面验算,2.普通钢屋架设计,普通钢屋架节点设计,节点设计原则,2.普通钢屋架设计,a.杆件形心线应与钢屋架几何轴线重合，并汇交于节点中心,避免偏心引起弯矩；弦杆截面变化时，轴线与杆件形心线中线重合。偏心小于5%截面高度时，可忽略；偏心较大时，应计算弯矩，并按汇交杆件线刚度分配,普通钢屋架

18、节点设计,节点设计原则,2.普通钢屋架设计,b.直接支承大型钢筋混凝土屋面板的上弦角钢应予加强； c.节点板的外形应尽量简单，矩形/梯形/平行四边形等； d.角钢端部切割一般垂直于轴线，可切去部分肢，但不允许完全切去垂直肢；,普通钢屋架节点设计,节点设计原则,2.普通钢屋架设计,e.节点中杆件边缘间距：焊接10-20mm，螺栓5-10mm； f.单斜杆与弦杆连接，注意避免偏心弯矩； g.节点板应有足够的强度和刚度，保证弦杆和腹杆的内力传递，同一榀屋架节点板厚度相同，厚度6-20mm，支座节点板+2mm。,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,根据杆件内力确定杆件与节点板连接焊

19、缝的焊缝高度和长度，根据连接焊缝在节点板上的焊缝布置确定节点板大小。,普通钢屋架节点设计,2.普通钢屋架设计,*无节点荷载的下弦节点 腹杆与节点板连接焊缝：承受腹杆轴力 弦杆与节点板连接焊缝：承受弦杆轴力差（内力较小，可按构造设置焊缝）,节点构造与计算,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*有集中荷载的上弦节点（无檩体系） 腹杆与节点板连接焊缝：承受腹杆轴力 上弦杆与节点板连接焊缝：承受弦杆轴力差及集中荷载（坡度较小，集中力对焊缝偏心忽略）,集中力：,焊缝验算：,弦杆轴力差：,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*有集中荷载的上弦节点（有檩体系） 腹杆与

20、节点板连接焊缝：承受腹杆轴力 上弦杆与节点板连接焊缝：承受弦杆轴力差、集中荷载及荷载偏心一起的附加弯矩（坡度较大，集中力对焊缝偏心不能忽略）,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*有集中荷载的上弦节点（有檩体系）,集中力p由肢背塞焊缝承受,弦杆轴力差及附加弯矩由肢尖焊缝承受,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*弦杆拼接节点 传递内力，保证刚度 工厂拼接：轴力较小节间； 工地拼接：设在节点； 采用拼接角钢，一般为同号角钢, 焊接拼接前采用定位螺栓定位；,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*弦杆拼接节点 拼接角钢切肢切棱角以保证焊缝质

21、量及角钢密贴，切肢尺寸：,为减小应力集中，如弦杆肢宽130mm，应斜切拼接角钢两肢； 拼接角钢需弯角时，可热弯或切肢后冷弯； 拼接角钢长度由所需焊缝长度确定，且不小于40-60mm，被拼接角钢间应留10mm间隙；,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*弦杆拼接节点 角钢之间焊缝承受所连接弦杆最大轴力，4条焊缝均分； 下弦杆与节点板间焊缝承受15%弦杆最大轴力，肢尖、肢背焊缝分配； 上弦杆与节点板间焊缝(屋脊)承受集中荷载p或p-2n1sin,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*支座节点 支座节点由节点板、加劲肋、支座底板及锚栓构成。 加劲肋：增强支座节

22、点侧向刚度和支座底板刚度，以便更均匀地传递支座反力，轴线应与支座反力作用线重合。,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*支座节点 为便于施焊，下弦杆与支座底板间距离h，应不小于下弦水平肢宽及130mm。 锚栓按构造选用，m20-m25，为便于安装，底板开大孔，加垫板。,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*支座节点 底板可采用方形或矩形，净截面积,短边尺寸200mm；底板的厚度根据底板承受的弯矩确定，且t14mm,（两邻边支承）,普通钢屋架节点设计,节点构造与计算,2.普通钢屋架设计,*支座节点 肋板厚度取节点板厚度，肋板与节点板之间的焊缝按受剪力和弯矩

23、共同作用计算,节点板、加劲肋与底板焊缝按均匀传递支座反力计算 （加劲肋切角以便焊缝通过）,横向框架的结构体系,框架形式,3.横向框架和框架柱,*单层单跨厂房的横向框架 铰接框架：横向刚度差/无吊车或有轻型吊车/地基不均匀沉降影响小/三角形屋架 刚接框架：横向刚度好/有吊车/对地基不均匀沉降敏感/梯形屋架 跨度较大框架/高度较大框架,横向框架的结构体系,框架形式,3.横向框架和框架柱,*单层多跨厂房的横向框架 等高多跨/不等高多跨 *锯齿形厂房的横向框架 采光、通风的玻璃窗+屋面板/框架式和桁架式 *带有横向天窗的横向框架： 天窗-采光通风/天窗架、屋架与柱形成横向框架,横向框架的结构体系,框架

24、尺寸,3.横向框架和框架柱,横向框架的跨度： 厂房纵向定位轴线间的距离，一般采用6m的倍数，12m/18m/24m/30m/36m l = lk +1+2 其中lk为吊车梁的跨度；为柱轴线到吊车轨道中心的距离= a + b + c,横向框架的结构体系,框架尺寸,3.横向框架和框架柱,横向框架的高度： 厂房室内地坪至屋架下弦的净空尺寸， he = hu + hr + (200300mm),横向框架的计算,平面框架假定,3.横向框架和框架柱,横向框架承受结构的竖向力和横向水平力，一般情况下，各榀横向框架受力及位移情况基本相同，结构空间作用不明显，因此，为计算方便，以平面框架为横向框架计算的基本单元

25、，忽略结构的空间作用。有必要时，才对结构进行空间分析。,横向框架的计算,计算简图,3.横向框架和框架柱,纵向柱距相等时，仅需取一榀框架计算 钢屋架可简化为实腹梁，等效惯性矩为 ib = ( a1y12 + a2y22 ) k 格构式框架柱可等效为实腹柱。等效惯性矩为 ic =0.9ic0,横向框架的计算,荷载种类,3.横向框架和框架柱,屋面荷载：汇集为线荷载均布在框架横梁上 永久荷载（屋架、支撑、天窗、檩条、悬挂吊车等自重/屋面板/设备管道等）； 可变荷载（悬挂吊车/积灰/施工） 下部荷载： 永久荷载（柱、吊车梁系统、墙架等结构自重/墙板）,横向框架的计算,荷载种类,3.横向框架和框架柱,风荷

26、载 墙面风荷载折算为均布荷载作用在框架柱上； 屋架及天窗风荷载按集中力作用在框架柱顶,横向框架的计算,荷载种类,3.横向框架和框架柱,吊车荷载 竖向荷载/横向水平制动荷载/纵向水平制动荷载（由支撑系统承受） 一般按两台满载吊车并排运行的最不利情况考虑,横向框架的计算,荷载种类,3.横向框架和框架柱,吊车荷载 竖向荷载： 最大最小轮压pkmax/pkmin：n1(pkmax+pkmin) = q+g 横向水平制动荷载： tk=k(q+g)/n,横向框架的计算,荷载种类,3.横向框架和框架柱,吊车荷载 吊车梁一般简支于框架柱上，作用在框架柱上的最大、最小竖向吊车荷载及横向水平力设计值可根据吊车梁支

27、反力影响线计算： dmax=1.4pkmaxyi；mmax=dmaxe dmin=1.4pkminyi；mmin=dmine t = 1.4 tkyi,横向框架的计算,横向框架构件刚度比,3.横向框架和框架柱,超静定体系内力分布与各构件刚度比有关。设计时一般可假定： 上、下柱截面惯性矩之比为：边柱i1:i3=4.515；中柱i2:i4=825； 中柱、边柱下柱惯性矩之比：i2:i1=1.212； 横梁与边柱下柱惯性矩之比：ib:i1=1.212； 最终选定截面若与初选截面相差较大，应按最终选定截面重新进行内力分析,横向框架的计算,内力分析,3.横向框架和框架柱,可采用力学方法：力法/位移法/弯

28、矩分配法/矩阵位移法/有限元法/简化计算方法 为便于组合，应对各种荷载作用分别进行内力分析,横向框架的计算,内力组合,3.横向框架和框架柱,内力组合的目的是确定各构件截面及连接可能的最不利内力。 框架柱设计：考虑控制截面的 最大正弯矩及相应的轴力和剪力； 最大负弯矩及相应的轴力和剪力； 最大轴力及相应的负弯矩和剪力； 最大轴力及相应的正弯矩和剪力； 上下柱连接设计：上柱柱底截面,横向框架的计算,内力组合,3.横向框架和框架柱,锚拴设计： 锚拴最大拉力/柱底截面的小轴力、大弯矩及相应的剪力组合 柱与屋架刚接时，屋架杆件及屋架与柱连接设计： 屋架上弦最大拉力、下弦最大压力； 屋架上弦最大压力、下弦

29、最大拉力； 屋架腹杆最大拉力或压力,横向框架的计算,内力组合,3.横向框架和框架柱,可变荷载组合应按规范选用组合系数； 两台或以上吊车荷载参与组合时应根据吊车台数和吊车工作制，乘以折减系数，如两台，轻、中，0.9；重，0.95； 任何组合应包括永久荷载，其它荷载当其对所设计构件或连接不利时才加以考虑,横向框架的框架柱,框架柱形式,3.横向框架和框架柱,等截面柱：构造简单，无吊车或吊车起重量20t 阶形柱：根据吊车层数分为单阶柱和双阶柱，吊车梁支承在截面改变处，偏心小，构造合理，应用广泛； 分离式柱：由屋盖肢和吊车肢构成，前者和横梁形成框架，后者仅承受吊车竖向荷载，按轴心受压构件设计，构造、制作

30、及安装简单方便，但刚度较差，用钢量大，通常在扩建厂房中采用。,横向框架的框架柱,框架柱形式,3.横向框架和框架柱,框架柱截面应根据所承受荷载大小确定： 等截面柱/阶形柱上柱：h型钢截面 阶形柱下柱：组合截面，实腹或格构式 边柱外侧平齐便于铺设墙面板 吊车荷载较大时，可采用箱形截面。,横向框架的框架柱,框架柱构造,3.横向框架和框架柱,等截面柱牛腿连接构造： 实腹柱/格构柱； 阶形柱上下柱连接：实腹柱/格构柱； 阶形柱与吊车梁的连接：平台板 分离式柱：屋盖肢与等截面柱相同；吊车肢平台构造与阶形柱相同,横向框架的框架柱,框架柱验算,3.横向框架和框架柱,框架柱一般按双向受弯的压弯构件设计 强度、刚

31、度和稳定性 框架柱平面内计算长度 等截面柱：h0=h 有侧移框架柱平面内计算长度系数，根据横梁与框架柱线刚度之比（k1=ib/l:ic/h）及柱脚刚度（铰接/刚接k2）查表确定,横向框架的框架柱,框架柱验算,3.横向框架和框架柱,框架柱平面内计算长度 单阶柱：上段柱h01=1h1/下段柱h02=2h2； 1/2为上/下段柱计算长度系数，1=2/1，2=s；s阶形柱考虑空间作用计算长度折减系数；上端自由（梁柱铰接）或可移动但不转动（梁柱刚接）单阶柱平面内计算长度系数，根据上下段柱线刚度之比（k1=i1/h1:i2/h2）及参数1查表确定,横向框架的框架柱,框架柱验算,3.横向框架和框架柱,框架柱

32、平面内计算长度 双阶柱： 框架柱平面外计算长度： 侧（纵）向支撑点间的距离，柱脚/吊车梁/托梁/支撑等,横向框架的框架柱,框架柱验算,3.横向框架和框架柱,吊车梁与框架柱连接节点不能保证沿柱轴线传递反力时，应考虑可能的平面外弯矩 对格构式构件，应对吊车肢按轴心受压构件进行补充验算，偏于安全地认为吊车竖向荷载完全由吊车肢承担，吊车肢受到的总压力为,横向框架的框架柱,框架柱柱脚,3.横向框架和框架柱,厂房框架柱一般设计为刚接柱脚，传递轴力、弯矩和剪力。 实腹柱柱脚： 单臂式靴梁/靴梁上顶板/锚栓/柱腹板水平加劲肋/肋板或隔板 格构柱柱脚： 双臂式靴梁/靴梁上角钢/锚栓/加劲肋/隔板 剪力由摩擦力或

33、抗剪件传递,吊车的基本知识,吊车利用等级,4.吊车梁结构体系,利用等级（u0u9） 0-3: 不经常使用； 4：经常清闲地使用； 5：经常中等地使用； 6：不经常繁忙地使用； 7-9：繁忙地使用,吊车的基本知识,吊车荷载状态,4.吊车梁结构体系,荷载状态（q1-q4） q1轻：很少起升额定荷载； q2中：有时起升额定荷载； q3重：经常起升额定荷载； q4特重：频繁起升额定荷载；,吊车的基本知识,吊车工作级别,4.吊车梁结构体系,吊车工作级别（a1a8） 1-4：轻级工作制； 4-6：中级工作制； 6-7：重级； 8：特重级,吊车的基本知识,吊车规格,4.吊车梁结构体系,100t及以下吊车规格

34、： 5t；10t；16/3t；20/5t；32/5t；50/10t；75/20t；100/20t *副钩起重量/主钩起重量,吊车梁结构体系,结构体系,4.吊车梁结构体系,吊车梁体系由吊车梁（或吊车桁架）、制动结构、辅助桁架及支撑等构件组成。 吊车梁或吊车桁架一般设计为简支结构， 一般采用焊接结构，也可采用栓焊结构；,吊车梁结构体系,吊车梁/桁架的形式,4.吊车梁结构体系,吊车梁： 型钢梁、组合梁、y形梁和箱形梁； 焊接工字梁最常用 吊车桁架： 桁架式、撑杆式和托架吊车梁合一式,吊车梁的荷载,4.吊车梁结构体系,吊车竖向荷载标准值为吊车最大轮压； 吊车横向水平荷载可按小车重量和额定最大起重量百分

35、数确定（软钩/硬钩4-10 %），计算重级或特重级工作制吊车梁或桁架及其制动结构的强度、稳定性以及连接的强度时，应乘以增大系数t； 吊车纵向水平荷载按一侧轨道所有刹车轮的最大轮压之和的10%采用；,主要荷载,吊车梁的荷载,4.吊车梁结构体系,吊车梁或桁架走道板活荷载2.kn/m2/积灰荷载0.3-1.0kn/m2； 结构自重(吊车梁或桁架/轨道/制动系统/连接件等)的影响可通过采用弯矩和剪力的放大系数w近似地考虑； 吊车梁承受的其它荷载，如悬挂其它设备、隔热板、露天栈桥的风、雪荷载及设备振动引起的荷载动力效应等。,次要荷载,吊车梁的荷载,4.吊车梁结构体系,计算吊车梁或桁架的强度、稳定性或连接

36、的强度时，应采用荷载设计值并乘以动力系数（1.05/1.1）；变形和疲劳计算采用荷载标准值，且不乘动力系数,荷载动力系数,4.吊车梁结构体系,一般按两台吊车的最大起重量进行设计，有可靠根据时按实际情况设计； 设计应根据工艺提供的资料确定吊车工作级别； 吊车梁或桁架的形式应根据吊车起重量大小、吊车梁或桁架跨度及吊车工作级别确定，对重级工作制吊车宜设置制动结构；,吊车梁设计,一般设计规定,吊车梁设计,4.吊车梁结构体系,重级和特重级工作制吊车的吊车梁与制动结构及柱的连接、大跨度吊车梁现场拼接应优先采用高强螺栓； 跨度=24m的吊车梁或桁架，制作时宜按跨度的1/1000起拱；分段制作、工地地面拼装、整根吊装。,一般设计规定,吊车梁设计,4.吊车梁结构体系,吊车荷载为动荷载； 首先应确定对应各内力的吊车荷载的最不利位置，再计算吊车梁的最大弯矩和对应剪力、支座最大剪力以及横向荷载作用下的最大弯矩（制动梁）或吊车梁上翼缘的局部弯矩（制动桁架）等,吊车梁内力计算,吊车梁设计,4.吊车梁结构体系,对简支吊车梁，最不利荷载位置及对应内力最大值： 最大弯矩： 两个轮子作用在梁上 最不利位置 a2=a1/4 最大弯矩 mcmax=p(l/2-a2