廠房設(shè)計心得

1、元創(chuàng)廠房設(shè)計心得門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計分享一、概述和受力體系 1）概述 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，近幾年單層房屋采用鋼結(jié)構(gòu)呈逐步增加趨勢，尤其是單層工業(yè)房屋采用門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)較多，門式剛架具有獨特的受力形式，它比以往排架結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟合理，為了適應(yīng)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，促進其合理的設(shè)計，必須正確的應(yīng)用 STS 計算軟件，做到設(shè)計安全可靠，經(jīng)濟合理。 和屋架結(jié)構(gòu)相比，整個構(gòu)件的橫截面尺寸較小，可以有效地利用建筑空間，降低房屋的高度，減小建筑體積，在建筑造型上也較簡潔美觀。門式剛架結(jié)構(gòu)房屋透視圖門式剛架柱間支撐門框立柱墻梁抗風柱屋面橫向水平支撐屋面檁條剛性系桿 2）結(jié)構(gòu)受力體系 門式剛架

2、鋼結(jié)構(gòu)房屋主要是由橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成，橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是門式剛架，它是單層房屋的基本承重結(jié)構(gòu)，承受屋面荷載，橫向風荷載和地震作用，在有吊車的工業(yè)房屋中還要承受吊車的豎向荷載和橫向水平荷載。縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是由抗風柱，屋面水平支撐，剛性系桿，柱間支撐等構(gòu)件組成，縱向結(jié)構(gòu)主要承受縱向水平荷載，工業(yè)房屋內(nèi)除上述構(gòu)件外，還有吊車梁及吊車制動桁架等構(gòu)件，此外還有屋面檁條外圍墻梁共同組成空結(jié)構(gòu)。 橫向水平風荷載通過墻板傳結(jié)墻梁，最終由門式剛架承受，縱向水平風荷載是通過山墻板傳至墻架，再傳給抗風柱傳至基礎(chǔ)及屋面水平支撐最終由柱間支撐承受。 外墻除采用以壓型鋼板等作圍護面的輕質(zhì)墻體外 ，尚可采用砌體外墻或底部

3、為砌體上部為輕質(zhì)材料的外墻 。3）門式剛架結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)建筑功能的要求 ，有單跨和多跨、帶毗屋剛架，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求 ，與基礎(chǔ)連接有鉸接和剛接和剛接兩種剛架，一般情況采用鉸接 ，當用于工業(yè)廠房且有5t以上橋式吊車時 ，宜將柱腳設(shè)計成剛接。屋面坡度宜到1/81/20 4、剛架幾何尺寸 一般情況由建筑師根據(jù)建筑物功能的需要而定，門式剛架的跨度宜采用1248m，門式剛架的平均高度宜采用4.518m；當有橋式吊車時不宜大于12M ；剛架的開間宜采用69m。 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的縱向溫度區(qū)段不宜大于300m；橫向溫度區(qū)段不宜大于150m，當橫向溫度區(qū)段大于150m時，應(yīng)考慮溫度的影響； 對于有吊車

4、的工業(yè)廠房須滿足吊車安裝要求，構(gòu)造按下圖要求：S 為吊車跨度B 為吊車輪臺中心至橋架端部長度 D 為自軌道頂標高至吊車最高頂點的距離S B D 尺寸由吊車生產(chǎn)廠提供C 為吊車橋架端部外邊和上端柱內(nèi)邊邊緣之間的凈空尺寸當?shù)踯嚵喉斣O(shè)置人行安全通道時，C400mm，不設(shè)時80h 為吊車活動部分頂面和梁下弦底面之間 的凈空尺寸，一般取 250350mmDHdhBA1SeL+0.000設(shè)有吊車時，柱宜采用等截面5 、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)適用范圍 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB51022-2015執(zhí)行，適用范圍見此規(guī)范102條。1.0.2 本規(guī)程適用房屋高度不大于18m

5、，房屋高寬比小于1，承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實腹門式剛架、具有輕型屋蓋、無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1A5工作級別橋式吊車或3t懸掛式起重機的單層鋼結(jié)構(gòu)房屋。本規(guī)范不適用于強侵蝕介質(zhì)環(huán)境中的房屋。門式剛架輕型房屋的外墻亦可采用砌體，此時應(yīng)符合本規(guī)范第533條的規(guī)定。533門式剛架輕型房屋的外墻，當抗震設(shè)防烈度在8度及以下時，宜采用輕型金屬板或非嵌砌砌體；當抗震設(shè)防烈度為9度時，應(yīng)采用輕型金屬板或與柱柔性連接的輕質(zhì)墻板。1）計算軟件中國建筑科學研究院研制的PKPM系列鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件STS。 門式剛架設(shè)計的主界面如下圖所示 ，主要包括 ：三維模型輸入，屋面墻面設(shè)計及報價，二維模型輸入，門式剛

6、架優(yōu)化，二維計算及門式剛架施工圖等。二、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計2）門式剛架設(shè)計流程應(yīng)用STS軟件進行門式剛架設(shè)計的基本流程見下圖?？梢韵炔捎萌S建模方法然后形成PK文件，進入二維分析，再進入三維建模修改參數(shù)，也可以直接建立二維模型，進行二維分析后再進入三維建模，屋面，墻面設(shè)計及報價斜梁的定義：斜梁定義可通過兩種方式實現(xiàn)，即通過設(shè)置兩端相對于本層的高差和設(shè)置上節(jié)點高。設(shè)置上節(jié)點高的方法較簡單。導荷方式：對門式剛架結(jié)構(gòu)導荷方式應(yīng)為單向?qū)Ш?。開始是否采用三維建模三維模型輸入PK模型輸入與修改輸入次梁樓板是否優(yōu)化截面門式剛架截面優(yōu)化輸入荷載數(shù)據(jù)屋面 墻面設(shè)計及報價形成PK文件門式剛架二維計算查看結(jié)

7、果是否滿足門式剛架施工圖結(jié)束三維建模二維建模是否門式剛架設(shè)計流程圖3）荷載及主要規(guī)定GB51022-2015規(guī)范規(guī)定：411 門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)采用的設(shè)計荷載應(yīng)包括永久荷載、豎向可變荷載、風荷載、溫度作用和地震作用。413 當采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標準值（按水平投影面積計算）應(yīng)取0.5kN/。對受荷水平投影面積大于60m的剛架構(gòu)件，屋面豎向均布活荷載的標準值可取不小于0.3kN/m。 垂直于建筑物表面的風荷載標準值，應(yīng)按本規(guī)范的42條規(guī)定計算。4511 屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應(yīng)取兩者中的較大值；4512 積灰荷載與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時考慮；

8、4513 施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以為的其他荷載同時考慮；4514 風荷載不與地震作用同時考慮。431 基本雪壓kN/m，按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009規(guī)定的100年重現(xiàn)期的雪壓采用。舟山元創(chuàng)車間設(shè)計 平面尺寸，橫向109米，縱向130米，無需設(shè)溫度縫 舟山風荷載0.85kN/m，風速約37米/秒，相當于13級臺風。屋頂設(shè)太陽能光伏發(fā)電板，綜合考慮開間選擇6米，檁條250，墻梁280； 業(yè)主要求提升高度7米，牛腿高度=起吊高度+馬達高度軌道高度吊車梁高度，7+1.650.170.46=8.02，取8米 廠房高度=牛腿高度吊車梁高度軌道高度行車梁高度安全高度鋼梁高度

9、，8+0.46+0.17+1.01+0.2+0.55=10.39柱間支撐（1）無吊車時柱間支撐的間距宜取3045m；當有吊車時宜設(shè)設(shè)在溫度區(qū)段中部，或當溫度區(qū)段較長時宜設(shè)在三分點處，且間距不宜大于50m；（2）當建筑物寬度大于60m時，內(nèi)柱列宜適當增加柱間支撐；（3）支撐與構(gòu)件的夾角應(yīng)在3060范圍內(nèi)，宜接近45；（4）柱間支撐可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐，當橋式吊車起重量大于5時，宜采用型鋼支撐；（5）柱間支撐的內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)該柱列所受縱向荷載（如風、吊車制動力）按支承于柱腳基礎(chǔ)上的豎向懸臂桁架計算；（6）對于交叉支撐可不計壓桿的受力。當同一柱列設(shè)有多道柱間支撐時，縱向力在支撐間可按均勻

10、分布考慮；（7）在每一伸縮縫區(qū)段，沿每一縱向柱列均應(yīng)設(shè)置柱間垂直支撐。屋面水平支撐（1）屋蓋橫向支撐宜設(shè)在溫度區(qū)間端部的第一個或第二個開間；（2）在剛架轉(zhuǎn)折處（柱頂和屋脊）應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿；（3）柱間支撐和屋面支撐必須布置在同一開間內(nèi)，形成抵抗縱向荷載的支撐桁架；（4）屋面交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設(shè)計，非交叉支撐中的受壓桿件及剛性系桿應(yīng)按壓桿設(shè)計；（5）剛性系桿可由檁條兼作，此時檁條應(yīng)滿足對壓彎構(gòu)件的剛度和承載力要求；（6）屋蓋橫向水平支撐可僅設(shè)在靠近上翼緣處；（7）交叉支撐可采用圓鋼，按拉桿設(shè)計；（8）屋面橫向水平支撐內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)縱向風荷載按支承于柱頂?shù)乃借旒苡嬎?，對于交叉支撐?/p>

11、不計壓桿的受力。 為保證剛架梁下翼緣和柱內(nèi)翼緣的平面外穩(wěn)定性，可在梁與檁條或柱與墻梁之間增設(shè)隅撐。隅撐布置檁條檁托屋架上弦檁托檁條檁條檁托檁托檁條屋架上弦檁條布置和連接檁條一般設(shè)計成單跨簡支構(gòu)件，有實腹式和桁架式兩大類，實腹式檁條也可以設(shè)計成連續(xù)構(gòu)件。（a） （b） （c） （d） （e） （f）實腹式檁條桁架式檁條（1）檁條承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的共同作用；（2）C形和Z形檁條，宜將上翼緣肢尖（或卷邊）朝向屋脊方向；（3）屋脊檁條應(yīng)采用雙檁條方案，并應(yīng)在高度1/3處用圓鋼或鋼管相互拉結(jié)；（4）檁條跨度由主剛架柱距決定；（5）檁條間距應(yīng)綜合考慮天窗、通風屋脊、采光帶、天溝、屋面材料、檁條規(guī)格等因素，一

12、般應(yīng)等間距布置，但在屋脊和檐口處，為便于屋脊蓋板和天溝收邊，檁條布置應(yīng)做局部調(diào)整。拉條與撐桿拉條（圖（a）（c）和撐桿（圖（d）是提高檁條側(cè)向穩(wěn)定性的重要構(gòu)造措施，拉條僅傳遞拉力，撐桿主要承受壓力，和拉條共同作用，將檁條沿屋面坡度方向的分力傳給梁或柱。拉條和撐桿的截面應(yīng)按計算確定，拉條一般采用直徑816mm的圓鋼，撐桿可采用鋼管、方管或角鋼做成，也可采用鋼管內(nèi)設(shè)拉條的做法，其長細比按壓桿要求不能大于200。檁條間距圓鋼檁條間距圓鋼檁條間距檁條1/3h1/3hh圓管圓鋼拉條（a）直拉條 （b）斜拉條（c）剪刀拉條 （d）撐桿拉條和撐桿的布置原則：（1）當檁條跨度l4m時，可按計算要求確定是否需要

13、設(shè)置拉條；（2）當屋面坡度i1/10或檁條跨度l4m時，應(yīng)在檁條跨中受壓翼緣設(shè)置一道拉條；當跨度大于6m時，宜在檁條三分點處各設(shè)一道拉條（圖3-13）；（3）當屋蓋有天窗時，應(yīng)在天窗兩側(cè)檁條之間設(shè)置斜拉條和直撐桿；撐桿處應(yīng)同時設(shè)置斜拉條，將檁條沿屋面坡度方向的分力傳到鋼梁或鋼柱上。（4）拉條一般設(shè)置在離檁條上翼緣1/3高度處，當檁條在風吸力作用下，受力反號且平面外穩(wěn)定不滿足要求時，宜在檁條的上下翼緣1/3腹板高度處設(shè)剪刀式拉條。 屋面和墻面板屋面常見做法：一種采用夾芯鋼板作為屋面的保溫防水層；一種采用壓型鋼板防水并承受屋面荷載，鋼板下鋪設(shè)超細玻璃纖維棉保溫。墻面常見做法：一種為壓型鋼板內(nèi)加玻璃

14、纖維棉保溫，如對外觀要求較高，可在玻璃棉內(nèi)側(cè)增設(shè)彩鋼平板；一種情況為采用具有保溫功能的夾芯板。按構(gòu)造做法屋面和墻面板可分為三大類即螺釘外露式、暗扣式和鎖縫式。屋面構(gòu)造作法（a）壓型鋼板 （b）夾芯板屋面板作法選型，板寬有360、600、750、760、820、840、900壓型鋼板厚度一般0.5mm1.0mm涂層一般為兩涂兩烘環(huán)氧樹脂防銹底漆和樹脂面漆還要考慮開間，風荷載，檁條間距墻梁一般采用C型和Z型冷彎薄壁型鋼，最大剛度平面在水平方向。（1）墻梁的間距取決于墻板的材料強度、尺寸、所受荷載的大小、門窗洞口等（一般不大于2.5m）；（2）墻梁跨度為46m時，宜在跨中設(shè)一道拉條；當墻梁跨度大于6

15、m時，宜在跨間三分點處各設(shè)一道拉條。 當墻粱單側(cè)掛墻板時，拉條應(yīng)連接在墻梁掛墻板的一側(cè)1/3處；當墻梁兩側(cè)均掛有墻板時，拉條宜連接在墻梁重心點處。（3）在最上層墻梁處宜設(shè)拉條將拉力傳至承重柱或墻架柱。撐桿斜拉條墻梁剛架柱剛架柱門框直拉條111-1兼做窗框窗框縱墻結(jié)構(gòu)布置墻梁焊于屋面檁條下墻面檁條剛架梁門框22剛架柱2-2直拉條撐桿斜拉條剛架柱抗風柱山墻結(jié)構(gòu)布置先布置橫向墻梁，在墻梁外側(cè)再布置豎向墻梁需要考慮板的長度，每開間設(shè)置線條 柱腳（1）多用平板式鉸接柱腳或剛接柱腳；（2）水平剪力由底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力和錨栓承擔；a)錨栓錨栓底板雙螺母及墊板柱b)底板雙螺母及墊板柱鉸接柱腳剛接柱腳鋼天溝 天溝截面形式可采用矩形或梯形。外天溝可用彩色金屬鍍層鋼板制作，鋼板厚度不應(yīng)小于0.45mm。內(nèi)天溝宜用不銹鋼材料制作，鋼板厚度不宜小于1.0mm。采用其他材料時應(yīng)做可靠防腐處理，普通鋼板天溝的鋼板厚度不應(yīng)小于3.0mm。、 1).屋面的伸縮縫或沉降縫處的天溝應(yīng)對應(yīng)設(shè)置變形縫。 2).屋面板應(yīng)延伸入天溝。當采用內(nèi)天溝時，屋面板與天溝連接應(yīng)采取密封措施。 3).內(nèi)天溝應(yīng)設(shè)置溢流口，溢流口頂?shù)陀谔鞙仙祥?0mm100mm。當無法設(shè)置溢流口時，應(yīng)適當增加落水管數(shù)量。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖分為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖和鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖兩階段，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖由