单层钢结构厂房

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1、1 1 单层厂房钢结构设计单层厂房钢结构设计 单层厂房钢结构设计1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置3.3.钢屋架设计钢屋架设计2.2.计算原理计算原理4.4.轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构结构形式和结构布置结构形式和结构布置1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置柱柱屋架屋架吊车梁吊车梁天窗架天窗架柱间支撑柱间支撑q 屋屋盖结构体系：盖结构体系：钢屋架钢屋架大型屋面板结构体系大型屋面板结构体系钢屋架钢屋架檩条檩条轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系横梁横梁檩条檩条轻型屋面板结构体系轻型屋面板结构体系q吊车的工作制等级与工作级别的对应关系吊车的工作制等级与工作级别的对应关系工作制

2、等级 轻级 中级 重级 特重级 工作级别 A1A3 A4,A5 A6,A7 A8（按照吊车使用的频繁程度）（按照吊车使用的频繁程度）1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置柱网布置和计算单元柱网布置和计算单元1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置1.影响柱网布置因素：影响柱网布置因素： 1）生产工艺流程要求：）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）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强度和强 度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以以 利施工。利施工。 3）经济要求）经济要求 4）模数要求：柱距）模数要求：柱距L的

3、取值的取值: 一般地，在跨度一般地，在跨度不小于不小于 30m、高度不小于、高度不小于14m、吊车额定起重量不、吊车额定起重量不小于小于 50t时，柱距取时，柱距取12m较为经济；参数较小的厂较为经济；参数较小的厂房取房取 6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取则取 大柱距大柱距15m，18m及及24m较适宜。较适宜。柱网布置柱网布置计算单元计算单元1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置横向框架及其截面选择 横向框架梁与柱的连接形式：横向框架梁与柱的连接形式：刚接框架：（刚接框架：（a)a)、（、（b b）横梁与柱子的刚接连接）横梁与柱子的刚接连

4、接铰接框架：（铰接框架：（c c）横梁与柱子的铰接连接）横梁与柱子的铰接连接。（a a）（b b）（c c）1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置 柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值， 增大横向框架的刚度。 铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起 重量不很大的轻型维护结构。 刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有 双层吊车，装备硬钩吊车等的 单跨重型厂房。1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。 下段柱：缀条格构式。分离式柱：吊车肢,屋盖肢 优点：减小两肢在框架平面内的计算优点：减小两肢在框架平面内的计算长度长度, ,两肢分别单独承担荷载两肢分别单独承

5、担荷载 。1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置阶梯形柱的常见截面形式：双肢格构式柱双肢格构式柱阶形柱的上柱阶形柱的上柱起重量较小的边柱起重量较小的边柱起重量起重量50t50t的中柱的中柱起重量起重量50t50t的中柱的中柱起重量较大的边柱起重量较大的边柱特大型厂房的下柱特大型厂房的下柱1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置 A6一A8级吊车的单跨厂房 柱子与基础柱子与基础刚性连接刚性连接 纵向刚度纵向刚度 横向刚度横向刚度 柱间柱间支撑支撑 屋架与柱子屋架与柱子刚性连接刚性连接 1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置下层柱间支撑：柱间支撑柱间支撑q上层柱间支撑：上层柱间支撑

6、：吊车梁上部的柱间支撑吊车梁上部的柱间支撑刚性系杆刚性系杆刚性系杆刚性系杆下层柱间支撑下层柱间支撑上层柱间支撑上层柱间支撑垂直垂直支撑支撑1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置柱间支撑的布置： 1）每列柱都要设柱间支撑。 2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱 间支撑布置在同一柱间。 3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部， 以减少纵向温度应力的影响。 4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱 间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。 5）每列柱顶均要布置刚性系杆。 1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置 柱间支撑的作用： 1）承受并传递纵向水平荷载： 作用于山墙上

7、的风荷载、吊车纵向水平荷载、 纵向地震力等。 2）减少柱在平面外的计算长度。 3) 保证厂房的纵向刚度。1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置 柱间支撑的形式：柱间支撑的形式：(a)(a)单层十字形；单层十字形；(b)(b)人字形；人字形；(c)(c)门形门形; (d); (d)双层十字形双层十字形下层柱间下层柱间 支撑的形式支撑的形式(a)(a)十字形；十字形； (b)(b)人字形；人字形； (c)V(c)V字形字形上层柱间上层柱间 支撑的形式支撑的形式1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力

8、。应力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途 。在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架 。屋架外形及腹杆形式屋架外形及腹杆形式1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置芬克式腹杆芬克式腹杆人字式腹杆人字式腹杆豪式腹杆豪式腹杆人字式腹杆人字式腹杆再分式腹杆再分式腹杆人字式腹杆人字式腹杆交叉式腹杆交叉式腹杆三角形屋架三角形屋架梯形屋架梯形屋架平行弦屋架平行弦屋架1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置确定桁架形式的原则 三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮, , 坡度

9、一般在坡度一般在1/31/31/21/2 梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，坡度一般在坡度一般在1/21/21/81/8 满足使用要求：满足使用要求： 1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置受力合理： 1）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大 。 简支屋架外形与均布荷载下的抛物线 形弯矩图接近时，各处弦杆内力才比 较接近。2 2）腹杆：应使长杆受拉短杆受压，且腹杆数）腹杆：应使长杆受拉短杆受压，且腹杆数 量宜少，腹杆总长度也应较小。量宜少，腹杆总长度也应较小。1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置再分式腹杆减少受压上弦节间尺寸，避 免

10、节间的附加弯矩,也减少了上 弦杆在屋架平面内的长细比 。交叉式腹杆主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。 再分式腹杆再分式腹杆交叉式腹杆交叉式腹杆 1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置 制造简单及运输与安装方便制造简单及运输与安装方便 杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节 点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合 上述要求。上述要求。 综合技术经济效果好综合技术经济效果好 1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置 跨度 L工艺及使用要求 高度 H经济、刚度、运输、坡度等 各种屋架中部高度： 三角形屋架： 中部高度

11、H(1/61/4)L 梯形屋架 ： 中部高度H(1/101/6)L 端部高度H0(1.82.4m) 桁架主要尺寸的确定桁架主要尺寸的确定 1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置屋盖支撑屋盖支撑 屋盖上弦横向水平支撑屋盖上弦横向水平支撑 屋盖下弦横向水平支撑屋盖下弦横向水平支撑 屋盖下弦纵向水平支撑屋盖下弦纵向水平支撑 竖向支撑竖向支撑 系杆系杆1.1.结构形式和结构布置结构形式和结构布置屋盖支撑作用示意图屋盖支撑作用示意图 1 1）保证屋盖结构的几何稳定性。）保证屋盖结构的几何稳定性。 几何可变体几何可变体系屋架侧倾系屋架侧倾几何不变体几何不变体系屋架稳定系屋架稳定屋盖支撑的作用屋盖支撑