單層廠房鋼結(jié)構(gòu)

.,建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),天津大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)教研室,單層廠房鋼結(jié)構(gòu),.,本章主要內(nèi)容：,吊車梁結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置,普通鋼屋架設(shè)計(jì),橫向框架及框架柱設(shè)計(jì),.,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,(1)框架柱(2)鋼屋架支撐構(gòu)件吊車梁制動(dòng)梁天窗架托架墻架抗風(fēng)柱,.,.,結(jié)構(gòu)體系,吊車梁結(jié)構(gòu)體系,橫向平面框架,縱向平面框架,屋蓋結(jié)構(gòu),支撐系統(tǒng),墻架結(jié)構(gòu),1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,.,由框架柱和橫梁/鋼屋架構(gòu)成承受全部豎向荷載和橫向水平荷載,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,橫向平面框架,由框架柱、柱間支撐、吊車梁等構(gòu)成承受全部縱向水平荷載,縱向平面框架,.,由橫梁/鋼屋架、屋蓋支撐、天窗架、天窗支撐、托架和檁條等構(gòu)成承受屋蓋豎向荷載,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,吊車梁結(jié)構(gòu)體系,屋蓋結(jié)構(gòu),由吊車梁和制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成承受吊車豎向荷載和吊車水平荷載,.,由屋蓋支撐、柱間支撐和天窗支撐等構(gòu)成保證結(jié)構(gòu)空間剛度和穩(wěn)定性,支撐系統(tǒng),由墻架/抗風(fēng)柱等構(gòu)成承受山墻墻體重量和墻面風(fēng)荷載,墻架結(jié)構(gòu),1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,.,單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量,廠房類型（吊車起重量/軌頂標(biāo)高）輕型3580kg/m2中型75170kg/m2重型200400kg/m2主要構(gòu)件用鋼量百分比框架柱30%50%鋼屋架10%40%吊車梁15%35%,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,.,結(jié)構(gòu)形式與布置,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,柱網(wǎng)布置,橫向框架形式,屋蓋結(jié)構(gòu)型式,支撐體系,墻架布置,吊車梁系統(tǒng)布置,.,橫向框架和縱向框架的柱形成柱網(wǎng),柱網(wǎng)布置,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,工藝要求地上設(shè)備/地下設(shè)備/功能變動(dòng)結(jié)構(gòu)要求所有柱列采用相等柱間距/設(shè)置托架(標(biāo)準(zhǔn)化)經(jīng)濟(jì)要求縱向柱距6m/方案比選,考慮因素,.,.,結(jié)構(gòu)溫度變形,溫度變形受到約束產(chǎn)生溫度應(yīng)力設(shè)置溫度縫（橫向/縱向）釋放溫度變形減小溫度應(yīng)力,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,柱網(wǎng)布置,溫度縫設(shè)置,.,溫度區(qū)段長(zhǎng)度限值表,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,.,.,橫向溫度縫在溫度縫兩側(cè)設(shè)置兩榀橫向框架軸線定位縱向溫度縫板鉸支座/活動(dòng)支座,柱網(wǎng)布置,溫度縫做法,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,.,.,.,.,按連接方式鉸接框架/剛接框架/上剛接下懸臂框架按框架跨數(shù)單跨/雙跨/多跨,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,橫向框架形式,橫向框架種類,框架柱和橫梁、鋼屋架構(gòu)成橫向框架,.,.,.,.,鉸接框架柱腳彎矩大；橫向剛度差；受力明確，計(jì)算簡(jiǎn)單；安裝方便；對(duì)基礎(chǔ)沉降適應(yīng)性強(qiáng)剛接框架柱腳彎矩?。粰M向剛度好；受力復(fù)雜；構(gòu)造麻煩；對(duì)基礎(chǔ)沉降適應(yīng)性差,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,橫向框架形式,鉸接框架和剛接框架,.,在屋架上直接設(shè)置大型鋼筋混凝土屋面板屋架間距=屋面板跨度（6m/12m）橫向剛度大/整體性好/構(gòu)造簡(jiǎn)單/耐久性好/構(gòu)件種類少/工期短屋面自重大，結(jié)構(gòu)用鋼量大，抗震不利,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,屋蓋結(jié)構(gòu)形式,無檁體系,.,屋架上設(shè)置檁條，檁條上鋪設(shè)輕型屋面材料屋架間距=檁條跨度檁條間距=屋面板跨度結(jié)構(gòu)用鋼量省/運(yùn)輸安裝方便屋蓋體系構(gòu)件較多/構(gòu)造復(fù)雜/剛度較差,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,屋蓋結(jié)構(gòu)形式,有檁體系,.,.,.,應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝/建筑造型/材料供應(yīng)/施工能力/生產(chǎn)維修等屋架間距根據(jù)屋面材料確定，屋架結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量統(tǒng)一，可設(shè)托架/中間屋架屋架/托架應(yīng)采用桁架式，檁條一般為實(shí)腹式屋蓋應(yīng)設(shè)置支撐，保證結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性考慮施工要求，方便施工，縮短工期屋蓋結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸/安裝中采取臨時(shí)加固措施,結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,屋蓋結(jié)構(gòu)形式,屋蓋結(jié)構(gòu)選型與布置,.,屋蓋支撐和柱間支撐等構(gòu)成支撐體系,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,支撐體系,支撐的作用,增大結(jié)構(gòu)縱向剛度，承擔(dān)縱向水平荷載增大結(jié)構(gòu)橫向剛度，協(xié)調(diào)橫向框架受力減小屋架弦桿/框架柱的平面外計(jì)算長(zhǎng)度維持托架及中間屋架的穩(wěn)定性保證安裝過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止傾倒增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,.,.,平面屋架+檁條+屋面板+屋蓋支撐構(gòu)成具有空間剛度的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系兩端相鄰兩榀屋架間設(shè)置支撐，其余屋架通過系桿或檁條與之相連，縱向長(zhǎng)度較大時(shí)，中間應(yīng)加設(shè)支撐,結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,支撐體系,屋蓋支撐,.,上弦橫向支撐下弦橫向支撐下弦縱向支撐豎向支撐（垂直支撐）系桿天窗支撐,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,支撐體系,屋蓋支撐種類,.,廠房?jī)啥嗽O(shè)置上、下弦橫向支撐和豎向支撐屋架兩邊布置下弦縱向支撐，形成封閉體系橫向及豎向支撐間距不應(yīng)超過60m豎向支撐一般布置在屋架跨中和端豎桿平面,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,支撐體系,屋蓋支撐布置原則,.,.,.,廠房較高時(shí)可分別設(shè)置上柱支撐/下柱支撐溫度區(qū)段不很長(zhǎng)時(shí)，設(shè)置在溫度區(qū)段中部溫度區(qū)段較長(zhǎng)時(shí)，在溫度區(qū)段中部1/3范圍內(nèi)設(shè)置兩道柱間支撐溫度區(qū)段兩端設(shè)置上柱支撐傳遞山墻風(fēng)荷,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,支撐體系,柱間支撐布置,.,.,屋蓋支撐一般按簡(jiǎn)支平行弦桁架計(jì)算柱間支撐可按懸臂平行弦桁架計(jì)算支撐受力一般較小，可按剛度要求確定構(gòu)件截面交叉支撐按拉桿設(shè)計(jì)常用截面形式：角鋼/圓鋼（張緊裝置）斜腹桿與弦桿夾角3060度,1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)布置,支撐體系,支撐構(gòu)件的設(shè)計(jì),.,.,.,.,承受墻體自重/墻面風(fēng)荷載柱距24m時(shí)可改變截面一次（等肢厚，變肢寬）屋架中內(nèi)力較小的桿件一般可按剛度要求選擇截面。,普通鋼屋架桿件設(shè)計(jì),截面規(guī)格,2.普通鋼屋架設(shè)計(jì),.,軸心拉桿：強(qiáng)度,剛度=250400,普通鋼屋架桿件設(shè)計(jì),桿件截面驗(yàn)算,2.普通鋼屋架設(shè)計(jì),.,軸心壓桿：,穩(wěn)定性,剛度=150200,凈截面強(qiáng)度,普通鋼屋架桿件設(shè)計(jì),桿件截面驗(yàn)算,2.普通鋼屋架設(shè)計(jì),.,偏心壓桿：,強(qiáng)度,剛度=24m的吊車梁或桁架，制作時(shí)宜按跨度的1/1000起拱；分段制作、工地地面拼裝、整根吊裝。,一般設(shè)計(jì)規(guī)定,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,吊車荷載為動(dòng)荷載；首先應(yīng)確定對(duì)應(yīng)各內(nèi)力的吊車荷載的最不利位置，再計(jì)算吊車梁的最大彎矩和對(duì)應(yīng)剪力、支座最大剪力以及橫向荷載作用下的最大彎矩（制動(dòng)梁）或吊車梁上翼緣的局部彎矩（制動(dòng)桁架）等,吊車梁內(nèi)力計(jì)算,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,對(duì)簡(jiǎn)支吊車梁，最不利荷載位置及對(duì)應(yīng)內(nèi)力最大值：最大彎矩：兩個(gè)輪子作用在梁上最不利位置a2=a1/4最大彎矩Mcmax=P(L/2-a2)2/L對(duì)應(yīng)剪力Vc=P(L/2-a2)/L,吊車梁內(nèi)力計(jì)算,.,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,對(duì)簡(jiǎn)支吊車梁，最不利荷載位置及對(duì)應(yīng)內(nèi)力最大值：最大彎矩：三個(gè)輪子作用在梁上最不利位置a3=(a2-a1)/6最大彎矩Mcmax=P(L/2-a3)2/LPa1對(duì)應(yīng)剪力Vc=P(L/2-a3)/LP四個(gè)輪子/六個(gè)輪子,吊車梁內(nèi)力計(jì)算,.,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,對(duì)簡(jiǎn)支吊車梁，最不利荷載位置及對(duì)應(yīng)內(nèi)力最大值：最大剪力-梁端支座處吊車豎向荷載應(yīng)盡量靠近支座布置最大剪力Vcmax=biP/L+P,吊車梁內(nèi)力計(jì)算,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,對(duì)簡(jiǎn)支吊車梁，最不利荷載位置及對(duì)應(yīng)內(nèi)力最大值：吊車橫向水平荷載吊車梁最大水平彎矩：MT=TMcmaxT/P采用制動(dòng)桁架時(shí)吊車梁上翼緣局部彎矩：MT=TTa/3；MT=TTa/4,吊車梁內(nèi)力計(jì)算,.,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,焊接工字形吊車梁：變高度梁/變寬度梁加強(qiáng)上翼緣：厚度/寬度截面初選（組合梁設(shè)計(jì)）梁高/腹板厚度/翼緣寬度/翼緣厚度,吊車梁截面選擇,.,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,最大彎矩截面的正應(yīng)力上翼緣的正應(yīng)力計(jì)算,吊車梁強(qiáng)度驗(yàn)算,.,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,最大彎矩截面的正應(yīng)力下翼緣的正應(yīng)力計(jì)算,吊車梁強(qiáng)度驗(yàn)算,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,支座截面的剪應(yīng)力,吊車梁強(qiáng)度驗(yàn)算,平板式支座：,突緣式支座：,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,腹板計(jì)算高度上邊緣局部壓應(yīng)力,吊車梁強(qiáng)度驗(yàn)算,腹板計(jì)算高度上邊緣折算應(yīng)力,.,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,整體穩(wěn)定設(shè)有制動(dòng)結(jié)構(gòu)不用驗(yàn)算整體穩(wěn)定性,吊車梁穩(wěn)定性驗(yàn)算,局部穩(wěn)定翼緣寬厚比腹板高厚比/加勁肋設(shè)置,.,吊車梁設(shè)計(jì),4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,撓度計(jì)算v=v疲勞計(jì)算吊車梁應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，可按常幅疲勞考慮,吊車梁剛度及疲勞驗(yàn)算,.,吊車梁連接與構(gòu)造,4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,對(duì)接焊縫，質(zhì)量等級(jí)二級(jí)，與母材等強(qiáng)，不必驗(yàn)算角焊縫：上翼緣和腹板的連接,翼緣與腹板的連接,下翼緣和腹板的連接,.,吊車梁連接與構(gòu)造,4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,支座加勁肋與梁腹板,突緣式支座：,平板式支座：,.,吊車梁連接與構(gòu)造,4.吊車梁結(jié)構(gòu)體系,橫向加勁肋與上翼緣連接處應(yīng)切角；橫向加勁肋上端應(yīng)與上翼緣刨平頂緊后焊接，下端宜在距受拉翼緣50-100mm處斷開，不與受拉翼緣焊接，焊縫應(yīng)采用連續(xù)的圍焊或回焊，避免起、落弧；橫向加勁肋與腹板連接焊縫不宜在加勁肋下