某32t吊车门式刚架轻钢厂房的结构设计
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轻钢门式刚架厂房的结构设计文中介绍了门式刚架厂房结构设计,结合具体工程对门式刚架进行了分析并对用钢量进行了分析比较。
标签:门式刚架;轻钢结构;用钢量轻型门式刚架房屋结构在我国的应用始于20世纪80年代初期。
近三十多年来得到迅速的发展,目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程,由于单层轻型门式刚架结构相对于钢筋混凝土结构具有:质量轻,工业化程度高,施工周期短,综合经济效益高,柱网布置比较灵活等特点所以被广泛应用于轻型的厂房、仓库、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。
在目前的工程中,门式刚架的梁、柱多采用焊接H形变截面构件,单跨刚架的梁柱节点采用刚接,多跨者大多刚接和铰接并用;柱脚可与基础刚接或铰接;围护结构多采用压型钢板;保温隔热材料多采用玻璃棉。
现对轻钢门式刚架设计进行简要介绍:1 结构形式和结构布置门式刚架的结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨,按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。
屋面坡度宜取1/8~1/20。
门式刚架的柱脚多按铰接设计,当用于工业厂房且有桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。
门式刚架上可设置起重量不大于3t的悬挂吊车和起重量不大于20t的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式吊车。
2 刚架设计2.1 荷载(1)永久荷载:包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
(2)可变荷载:包括屋面活荷载、屋面雪荷载和积灰荷载、吊车荷载、地震作用、风荷载等。
2.2 荷载组合荷载组合一般应遵从《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2012的规定,针对门式刚架的特点,《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002给出了组合原则。
2.3 内力计算对于变截面门式刚架,应采用弹性分析方法确定各种内力,只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。
2.4 侧移计算变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定,计算时荷载取标准值,不考虑荷载分项系数。
门式刚架轻钢结构设计摘要:从门式刚架的概述,荷载类型,材料,结构设计方法,结构设计原则等几个方面介绍了门式刚架轻钢结构的设计思路和设计原则关键词:门式刚架的设计思路和设计原则1门式刚架结构概述门式刚架是典型的轻型钢结构,造型简洁美观,在房屋建筑中广泛应用于大面积厂房、仓库、体育馆和超市等各类公共建筑。
它具有成本低、工期短,施工方便、预工程化程度高等优点。
轻型门式刚架包括主结构(刚架、支撑体系、抗风柱等)、次结构(屋面和墙面檩条等)、辅助结构(挑檐、雨蓬、吊车梁等)、围护板材、柱脚和基础等。
2作用于门式刚架结构上的荷载类型:(1)恒载(g):结构自重和设备重;(2)活载:包括屋面均布活载、检修集中荷载(m)、积灰荷载(d)、雪荷载等;(3)风载(w)(4)温度(t)(5)吊车(c)(6)地震作用荷载(e)3材料3.1门式刚架结构钢材选用的原则是既使结构安全可靠地满足使用要求,又尽量节约结构钢材和降低造价一般而言,轻型钢结构设计中钢材的选择应考虑以下方面:3.1.1根据结构重要性,用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板,应采用q235钢和q345钢。
门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用q235b或q345a及以上等级的钢。
非焊接的檩条和墙梁等构件可采用q235a钢。
3.1.2根据荷载性质,直接承受动力荷载的结构一般采用q235b 及q345钢。
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构可选用q235b 钢。
3.2螺栓3.2.1高强螺栓应采用符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓大六角螺母垫圈技术条件》中规定的10.9级螺栓(摩擦型高强螺栓)。
3.2.2普通螺栓采用4.8级粗制螺栓(c级),应符合现行国家标准《六角头c级》的规定。
3.3焊条3.3.1手工焊用的碳钢焊条或低合金钢焊条的性能应符合《碳钢焊条》及《低合金钢焊条》的规定。
3.3.2埋弧焊用的碳钢焊丝与焊剂或低合金钢焊丝与焊剂的性能应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》及《低合金钢埋弧焊用焊剂》《熔化焊用钢丝》的规定。
门式钢架轻型钢结构厂房设计摘要:随着我国经济社会的转型升级,工业生产快速发展,生产企业的注册貴大幅增加。
对于企业的生产厂房来说,一般情况下采用钢结构。
这主要是因为钢结构厂房具有施工周期短、强度高和重量轻等优点。
本文主要是对厂房设计的钢结构设计要求进行分析研究,进而提出了以下方面的内容。
关键词:厂房设计;钢结构设计;要点研究1前言随着时代的发展,工业厂房正在朝着重型复杂工业厂房的方向发展,柱距、跨度以及吨位都越来越大。
从上个世纪九十年代开始,我国钢结构厂房经过了突飞猛进的发展,设计人员经过了大量的实践,积累了丰富的经验。
经过实践研究表明,相较于传统的结构形式,钢结构厂房具有很大的优越性。
本文以某设备库的设计为例,分析了钢结构厂房的设计要点。
2钢结构厂房基础简介近年来,随着我国工业的迅速发展,厂房建设的需求量也不断增大,人们对厂房建筑也提出了更高的要求。
在新的工业发展局势下,不仅要满足结构厂房基本的功能,还必须具有足够的安全性和对生产环境的适应性,厂房基础是保证厂房结构安全、满足厂房多方面功能的保障,因此加强对厂房基础的设计研究是非常有价值的。
随着我国经济和技术的进步,我国钢铁产量迅速增加,具有优质性能的钢材也大量出现,钢结构厂房建设具有易操作、省时、高效的特点,在日后的维护过程中,钢结构厂房承重能力较好,可以通过简单的焊接技术进行修复,而且还具有抗震能力强的优势。
钢结构厂房的应用已经渗透到很多大型的工业厂房以及公共建筑等方面,对促进我国经济的迅速增长起到了很大的推动作用。
正是因为钢结构厂房具有这些独特的优势、运用如此广泛,加强厂房的基础建设才显得尤为重要。
钢结构厂房基础是指承受整个厂房建筑、工艺设备、管道、钢结构本身以及地震作用等载荷,并将作用力传给地基的土建结构。
在钢结构厂房建筑规模不断扩大的生产形势下,厂房的基础设计往往会成为整个工程项目能否顺利完成的关键因素。
因此,加强钢结构厂房的基础设计,系统分析基础的受力特征对促进钢结构厂房的安全建设,更好地为工业发展服务具有非常重要的意义。
毕业设计开题报告(含文献综述、外文翻译)题目工业厂房钢结构工程设计姓名学号专业班级所在学院指导教师(职称))二○一年月日毕业设计(论文)开题报告(包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等)1. 选题的背景和意义1.1选题的背景钢结构建筑具有轻质高强、力学性能良好、抗震性能优越、工业化程度高、施工速度快、外形美观、投资回收快、可再次利用及符合可持续发展政策等一系列的优点。
近年来钢结构建筑在我国出现了非常快的发展势头,应用范围不断扩大,目前,我国钢结构建筑的发展处在建国以来最好的一个时期。
但是,与国外的一些发达国家相比,我国在许多方面还存在着明显差距,如美国、日本、德国等国家,在工程建设中广泛采用钢结构,钢结构建筑占整个建筑的40%以上,而目前我国的钢结构建筑所占比重还不到5%。
由此可见,今后我国的钢结构建筑市场有着巨大的发展空间。
[1]1.2选题的意义考虑到门式刚架轻型钢结构房屋具有自重轻,用钢省,造价低,抗震性能好的特点,在抗震设防烈度为7度及以下地区不需要考虑抗震设计。
而且该种结构可跨越较大的跨度,形式美观有现代感,能充分满足使用要求,用途广泛,施工周期短且不需要大型的施工机具,因此本工程采用了门式刚架轻型房屋钢结构。
本工程是实际工程,通过此次的设计过程,可了解实际的操作,掌握具体的流程以及相关软件等工具。
进一步的将理论和实际相结合,对于今后的工作有着决定性的帮助。
另一方面,也锻炼了自己的独立分析,阅读文献(包括外文)的能力,为自身将来的发展做下基础。
2.可行性分析门式刚架轻型房屋以门式刚架为受力体系,外墙采用冷弯薄壁型钢裸条和压型钢板,承重体系和围护体系都很轻,施工速度快整休造价低,具有广阔的发展前景。
一些国外的公司采用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)相结合的一体化生产技术,在国内市场有很大的优势。
随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的实施,国内也相继开发出了一些门式刚架设计软件。
大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计研究发布时间:2022-07-25T02:42:43.551Z 来源:《建筑设计管理》2022年5期作者:付金金[导读] 起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房,付金金广州市弘基市政建筑设计院有限公司 510000摘要:起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房,这导致开展钢结构厂房轻型化设计的难度有所提升。
为保证项目顺利实施,工程项目有必要在普通钢结构设计基础上与轻型钢结构规程相结合,从而进一步针对刚架钢结构厂房的轻型化设计加以分析,本文结合工程实际,分析了相关方案布置以及主钢架结构与吊车梁结构设计的具体过程。
关键词:大吨位吊车;门式刚架;钢结构厂房;轻钢结构;轻型设计引言:在开展建筑工程设计的过程中,最终的建设成效会受到多方面因素的影响,其中就包括结构施工图设计绘制以及施工现场技术服务等多环节。
其中,大跨度钢结构厂房为项目设计的重要组成部分并多采用门式钢结构,设计技术人员需要在此基础上完成结构模型建立、计算设计等环节,这也是本文探讨的主要目的。
一、设计背景随着我国工业生产水平的提升,门式刚架轻型钢结构更多地应用在工业生产当中,同时凭借其造价低、耗材少、节能环保等优势得到了广泛认可。
起重量不超过20t的A1~A5工作级别的桥式吊车或不超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB 51022-2015(下文简称《门刚规范》)指导设计。
然而在实际开展相关工程项目的过程中,往往会涉及到超出以上规定的起重量工作级别桥式吊车、悬挂式起重机以及采用非轻型维护系统的情况,如果仍然采用现行的《钢结构设计标准》进行设计往往会导致用钢量指标居高不下,而一味将设计重点放在减少钢材料使用量上则会导致安全系数的降低。
在这样的情况下,如何开展大吨位吊车门式刚架钢结构厂轻型化设计成为相关人员需要解决的关键问题[1]。
某32t吊车门式刚架轻钢厂房的结构设计摘要:本文重点介绍了某管桩有限公司带32t吊车门式刚架轻钢厂房的刚架和吊车梁的设计,屋面和柱间支撑的设计,檩条及和墙梁的设计。
同时对本工程设计中几个主要问题的处理,也进行了较详细的讨论和介绍,可供同类工程设计时参考。
关键词:门式刚架;抗风柱;吊车梁隅撑;水平撑杆;拉条一工程概况某管桩公司生产车间位于河北,厂房长度为6×23=138m,宽度为24+21=45m,屋面坡度为8%,双屋脊,建筑面积为6400m2,其中:24m跨有32/5t桥式吊车一台,20t/5t桥式吊车二台, 21m跨有10t桥式吊车一台, 5t单梁桥式吊车一台,牛腿标高,柱顶标高,屋面为角驰Ⅱ暗扣式单层压型钢板+75厚吸音保温棉+不锈钢丝网,墙面为单层压型钢板。
本工程建筑结构安全等级为二级,设计使用年限为50年,屋面活荷载对于刚架构件,其受荷水平投影面积大于60m2,取为 kN/m2,雪荷载为 kN/m2,故取较大值为 kN/m2;屋面活荷载对于檁条,屋面板等局部构件取值则为/m2;基本风压为 kN/m2,地面粗糙度类别为B类;抗震设防烈度为6度。
刚架构件材质采用Q345B;吊车梁因其工作较频繁,需要进行疲劳验算,而最低日平均温度为-6℃,要求所选钢材应具有0℃冲击韧性的合格保证,故吊车梁材质采用Q345C,其它檩条,墙梁,支撑材质采用Q235B。
计算软件采用PKPM的STS软件。
二刚架和吊车梁的设计考虑制作安装简便,刚架柱,梁均采用实腹式焊接H型钢,门式刚架用STS软件进行分析计算时,对屋面活荷载考虑其各跨的不利布置,对吊车的竖向及水平荷载,当参于组合的吊车台数为2台时,对其进行折减,折减系数取为。
由于桥式吊车起重量为32t,已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》的适用范围,故刚架柱采用《钢结构设计规范》验算,由于吊车梁可作为柱子的侧向支承点,故下柱平面外计算长度取为即基础面至牛腿面的长度,上柱平面外计算长度取为,即牛腿面至柱顶的长度;而对于屋面变截面梁,由于钢结构规范只能用等效截面来验算,会存在一定误差,所以屋面变截面梁的强度和稳定仍按轻钢规范来验算,其平面外计算长度取为两屋面隅撑之间的距离,对于屋面变截面梁的挠度则按钢结构规范从严控制。
大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计探究作者:童敏来源:《江苏商报·建筑界》2013年第03期摘要:伴随着建筑行业逐渐在目前国内经济浪潮中的地位不断地攀升,人们对生活、生产和居住环境的要求也来越高,从而使新型材料的运用随之越来越广泛,近年来,轻型钢结构的应用在南方以及沿海一些地区发展迅猛,由于具有用钢量低、造价低、施工周期段、应用范围广、节能环保等优点的门式刚架轻型钢结构的应用发展最快。
目前已经被广泛应用到工业厂房建设中。
本文就大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计进行讨论和研究。
关键字:大吨位吊车;门式刚架;轻型钢结构厂房;优化中图分类号:TU391 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)03-(页码)-页数1.大吨位吊车门式刚架轻钢结构的概念根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定:当刚架间距设置为6 m时,这种结构的房屋可以布置起重量不大于30 t的中、轻级工作制桥式吊车。
其中,吊车起重量小于15 t的称为普通门式刚架轻钢结构,而吊车起重量在大于15 t小于30 t之间的门式刚架称为大吨位吊车门式刚架轻钢结构。
2.门式刚架结构形式门式刚架结构一般由主结构系统,(包括屋面梁、内梁、支撑体系等);次结构系统,(主要是屋面和墙壁檩条等);维护机构系统,(墙面体系和屋面板体系);辅助结构系统,(饰面体系和楼梯体系)和一些基础结构系统五个方面组成。
门式刚架结构根据跨度和门式组成结构可以分为:单跨、双跨、多跨以及单层门式刚架和带挑檐或带毗邻的单层门式刚架等几种结构形式。
3.大吨位吊车门式刚架轻钢结构厂房设计方案优选带吊车的厂房总体构造和没有吊车的大致相同,但是有些地方是需要做特殊处理和优化的,具体优化形式主要包括以下几个方面:3.1 大吨位吊车门式刚架钢结构厂房构造上的优化设计(1)跨度上的处理和优化,对于大吨位吊车的门式刚架轻型钢结构厂房设计来说,合理的优化跨度,是可以实现节省钢材和降低总造价的目标的,有资料表明,大吨位吊车厂房的跨度设计在24m到30m之间,设计合理的情况下,可以节省钢材5% ~15%,降低总造价2% ~7%,因此,跨度并不是人们认为的越大越好。
门式刚架钢结构厂房结构设计简介发布时间:2022-03-29T13:17:11.266Z 来源:《福光技术》2022年5期作者:孙宾[导读] 本文主要分析了门式刚架钢结构厂房设计中的一般流程,重点介绍了门式刚架厂房的结构选型和结构布置。
并对门式刚架厂房设计中的一些注意点进行了分析。
空气化工产品(中国)投资有限公司摘要:本文主要分析了门式刚架钢结构厂房设计中的一般流程,重点介绍了门式刚架厂房的结构选型和结构布置。
并对门式刚架厂房设计中的一些注意点进行了分析。
关键词:门式刚架钢结构厂房;结构选型;经济性设计1.门式刚架钢结构工业厂房简介门式刚架钢结构是一种典型的轻型钢结构结构形式,被广泛地应用于各种工业厂房、工业仓库、民用体育场馆、展览中心以及临时用房屋。
门式刚架钢结构厂房,包含以下部分:主结构系统-门式刚架承重结构、支撑系统-屋面水平支撑系统和柱间垂直支撑系统、围护结构-屋面轻型屋盖结构、墙面轻型围护结构、辅助结构-楼梯、平台等。
在工业厂房中,常用的主结构形式是实腹式轧制或焊接H型钢门式刚架承重结构;常用围护结构是由薄壁C型或Z型檩条与彩色压型钢板组成的屋面和墙面围护结构;常用支撑系统一般由圆钢、角钢或钢管等组成。
图二典型门式刚架结构平面布置图3.3结构选型3.3.1结构形式门式刚架厂房的常见结构形式有:(1)按结构体系,分为实腹式与格构式。
除了一些超大厂房外,工业厂房门式刚架一般选用实腹式。
(2)按照刚架跨度,可分为单跨刚架、双跨刚架和多跨刚架。
各跨的最大跨度不宜大于48m。
(3)按照屋面、屋脊形式,可以分为单脊单坡、单脊双坡和多脊多坡。
3.3.2柱脚门式刚架柱脚一般做成铰接与基础连接。
但当厂房高度超大时,为控制风荷载作用下的柱顶位移,当柱脚为铰接时柱截面会偏大,此时也可考虑刚接柱脚;另外,当厂房内布置梁式或桥式起重机时,柱脚宜采用刚接。
3.3.3梁、柱截面形式(1)铰接柱脚的刚架柱一般采用轧制或焊接H型钢。
关于带吊车门式刚架轻型钢结构设计问题的探究摘要:门式刚架结构与钢筋混凝土结构相比,具有质量轻、工业化程度高、施工周期短、综合经济效益高、柱网布置比较灵活等特点,主要用于轻型厂房、仓库、建材交易市场等。
本文我们将针对5t吊车轻型门式刚架的设计问题加以阐述与分析,确保其结构设计的可行性及经济性。
关键词:吊车;门式钢架;设计;结构一、工程概况某材料库跨度22 m、长96 m、柱距8m、柱顶标高12 m。
内设2台5t吊钩桥式吊车,均为A5工作制,吊车轨顶标高为9m、跨度为22.5 m。
二、结构形式门式刚架结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨,按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊双坡。
对于多跨刚架而言,在相同跨度条件下,多脊多坡与单脊双坡的刚架用钢量大致相当。
因为单脊双坡具有屋面排水形式简单,而多脊双坡刚架的内天沟易产生渗透及堆雪现象,因而常做成一个屋脊的大双坡屋面。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架起重量不大于20 t的A1一A5工作制级别桥式吊车。
门式刚架的柱脚多按铰接支承设计,通长为平板支座,设一对或两对地脚螺栓。
当用于工业厂房且有桥式吊车时,宜将柱脚设计为刚接。
因此,本工程的厂房采用单跨双坡屋面,柱脚采用刚接形式。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取为1/20~1/8,在雨水较多的地区取其中的较大值。
结合本工程实际,屋面坡度取值为1/15。
三、结构平面布置温度区段的长度可按《钢结构设计手册》表2~17设置,当门式刚架轻型房屋的屋面和外墙均采用压型钢板时,其温度区段长度可适当放宽。
本工程厂房跨度为22 m、长度为96 m,分别小于规范规定的120 m、220 m,因此不需设置温度伸缩缝。
凛条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、凛条规格等因素按计算确定,一般应等间距布置,但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道,在天沟附近布置一道。
门式刚架轻型钢结构设计摘要:轻型钢结构以其施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势,越来越受国内外建筑商所青睐。
而门式刚架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式,伴随着我国经济的高速发展,广泛应用于工业、居住和公共建筑,其发展是相当迅速的。
在以往的工程项目设计中通过比选方案,该结构形式经常被选择采用。
关键词:门式刚架;荷载;钢梁;檩条1 工程概况以某工程成品仓库门式刚架为例,简要阐述轻型门式刚架结构设计的一些基本步骤和注意事项。
该工程基本设计条件为抗震设防裂度为7度(设计基本地震加速度0.1g),Ⅳ类场地,基本风压0.55kN/m2 ,地面粗糙度为B类。
刚架抗震能力很强,7度设防时一般不需做抗震验算。
成品仓库全长105m,双坡双跨,单坡跨度27m,双跨总跨度54m,柱距7.5m,无吊车,檐口高度10.5m。
门式刚架变形能力强可以有效的抵御地震作用,但在使用荷载作用下产生的位移较大,因此不适宜安装起重量过大的吊车,通常采用重量不大于3t的悬挂式吊车起。
本项目无吊车,所以柱脚采用铰接,斜梁坡度1/15。
2 结构体系为防止出入仓库的叉车撞击钢柱和预防雨水侵入仓库,沿厂房设置了 1.2m 高矮墙。
钢柱下设置1.2m高,与墙等高的混凝土短柱。
注意在考虑基础及短柱定位时,应事先计算上部门式刚架的钢柱尺寸,保证钢柱柱脚中心与混凝土短柱中心、基础中心重合。
混凝土短柱外皮应与墙外皮对齐,同时还应考虑到轻型钢墙板的布置。
在本次成品仓库设计中,成品库建筑面积较大,超出国家防火要求,而且近期有事故表明,如果成品仓库的防火分区设置不当,当发生火灾时火情串联,难以保证人身和财产的安全,故建筑专业要求在成品库内设置防火墙,保证防火分区。
考虑到门式刚架结构在受到风荷载等外部荷载时变形比较大,如把防火墙置于钢柱间,则墙体将大大阻碍门式刚架的整体变形,对整个结构不利,所以在设计时应考虑把防火墙置于钢柱外皮布置,且与钢柱间距50mm左右的距离以确保门式刚架的变形要求。
门式刚架轻钢厂房屋盖托架与吊车桁架的连体设计陈 晟 陈学秉 潘家清(福州经济技术开发区建筑设计院)(福建省晋江市平盛钢结构工程有限公司)[提 要] 介绍门式刚架轻钢厂房有抽柱的工程中,将屋盖托架和吊车桁架进行连体设计的思路及计算和构造要领。
[关键词] 门式刚架 托架 吊车桁架一、工程概况福建省晋江市平盛钢结构公司为扩大生产,调整厂区布局,新建一幢(21m+21m+26.44m )三跨门式刚架轻钢厂房。
新厂房的第一、二跨纵长24⨯6m=144m ,第三跨纵长11⨯6m=66m ,总建筑面积7878m 2(见图1),每跨各设两台5t 单梁吊车。
为了不影响生产,工程分两期进行:第一期,先建成第一、二跨,待其投产后拆除旧厂房;第二期,利用旧厂房的部分基础和上部构件加建第三跨。
工艺要求在新厂房的两端第一个开间各抽去一个中柱,加大开间为12m 。
初步设计按常规作法把此跨吊车梁由6m 改为12m ,屋盖另加12m 跨度托梁,两者分离设置。
厂家也已加工好吊车梁。
由于吊车梁下有2m 的高度空间可利用,而吊车梁的H 钢是按12m 长度供货,正好是托梁的跨度。
由此启发笔者,将屋盖托架和吊车桁架进行连体设计,组成跨度为12m 高度为2m 的双壁式箱形桁架(见图4,以下简称双壁桁架),可同时兼作吊车梁和托架。
由于结构优化,构件断面能做得较小,节省了用钢量,还加大了刚度,受力性能更好了。
注1:一期边柱落地,二期柱下段切除。
图1 厂房平面及工况位置示意图二、结构计算主要验算以下三部分内容:1.门式刚架不同工况的计算计算采用同济大学编制的MTSteel v5.0软件。
按厂房不同的部位及施工分步过程中可能出现的结构五种工况形式(见图1、2),对各种最不利内力组合情况进行强度、刚度、稳定性等验算。
工况Ⅰ两跨刚架工况Ⅲ三跨刚架工况Ⅱ两跨刚架抽中柱工况Ⅳ三跨刚架抽中柱工况Ⅴ两跨刚架抽中柱和边柱图2 门式刚架五种工况的计算简图在计算模型中,双壁桁架作为上段柱的弹簧支座。
门式钢架轻型钢结构工业厂房的结构设计与研究摘要:在进行工业厂房的建设时,一种较为常见的结构形式便是门式钢架轻型钢结构,该结构具有较好的稳定性,从而提高工业厂房的质量和使用寿命。
为保障该结构的使用功能可以充分发挥,在进行设计时,应充分保障其合理性和可行性。
关键词:结构构件;墙架设置;支撑设置一、门式钢架结构平面布置1.温度区段长度在门式钢架轻型钢结构的厂房中,通常选择压型钢板作为屋面、外墙,因此在设计温度区段的长度即伸缩缝间距时,应将其距离适当放宽。
通常在进行门式钢架轻型钢结构厂房的设计时,其纵向的伸缩缝距离应小于300米,横向的伸缩缝间距则应小于150米。
并且在进行伸缩缝的设置时,可选择长圆孔用在搭接檩条螺栓的连接处。
处于该位置的屋面板其构造上应可胀缩,也可进行双柱的设置,还可在柱和吊车梁相连接的地方按照纵向方向使用长圆孔。
2.结构构件布置在多跨钢架中将局部的边柱、中间柱抽掉,此时可进行托架、架梁的布置。
在进行屋面檩条的布置时,应对天窗、采光带、屋脊和屋面的材料、以及檩条自身的各项参数等进行综合考虑。
并且檩条的间距、屋面的荷载受屋面的压型钢板版型与厚度的影响,因此应进行相应的计算,并保障计算结果的准确性。
可将抗风柱、墙梁、斜梁等设置在山墙处,也可选择门式钢架。
3.墙架布置在进行门式钢架轻型钢结构中侧墙的设计时,可选择压型钢板作为围护面。
在刚架柱外侧进行墙梁的布置,并结合墙板的版型、规格确定墙梁的间距,但该间距应小于计算结果。
抗震的设防烈度小于6时,则可选择轻质钢板墙、砌体作为房屋外墙。
而当抗震设防烈度在7度8度时,则应避免选择嵌砌砌体。
而当抗震设防烈度为9度时,则可选择轻质的钢板墙、和柱进行柔性相连的轻质墙板。
4.支撑布置在门式钢架轻型钢结构中,通常需要较多的支撑结构,从而使整体结构的稳定性得到保障,并且保障局部的稳定性,使力可以有效传递。
通常将横向的水平支撑设置在横梁的顶面位置,将柱间支撑设置在钢架的柱间位置。
某32t吊车门式刚架轻钢厂房的结构设计
作者:彭继芳
来源:《现代装饰·理论》2012年第07期
摘要:本文重点介绍了某管桩有限公司带32t吊车门式刚架轻钢厂房的刚架和吊车梁的设计,屋面和柱间支撑的设计,檩条及和墙梁的设计。
同时对本工程设计中几个主要问题的处理,也进行了较详细的讨论和介绍,可供同类工程设计时参考。
关键词:门式刚架;抗风柱;吊车梁隅撑;水平撑杆;拉条
一工程概况
某管桩公司生产车间位于河北,厂房长度为6×23=138m,宽度为24+21=45m,屋面坡度为8%,双屋脊,建筑面积为6400m2,其中:24m跨有32/5t桥式吊车一台,20t/5t桥式吊车二台, 21m跨有10t桥式吊车一台, 5t单梁桥式吊车一台(以上吊车工作级别均为A5),牛腿标高6.900,柱顶标高11.500,屋面为角驰Ⅱ暗扣式单层压型钢板+75厚吸音保温棉+不锈钢丝网,墙面为单层压型钢板。
本工程建筑结构安全等级为二级,设计使用年限为50年,屋面活荷载对于刚架构件,其受荷水平投影面积大于60m2,取为0.3 kN/m2,雪荷载为0.45 kN/m2,故取较大值为0.45
kN/m2;屋面活荷载对于檁条,屋面板等局部构件取值则为0.5kN/m2;基本风压为0.45
kN/m2,地面粗糙度类别为B类;抗震设防烈度为6度。
刚架构件材质采用Q345B;吊车梁因其工作较频繁,需要进行疲劳验算,而最低日平均温度为-6℃,要求所选钢材应具有0℃冲击韧性的合格保证,故吊车梁材质采用Q345C,其它檩条,墙梁,支撑材质采用Q235B。
计算软件采用PKPM的STS软件。
二刚架和吊车梁的设计
考虑制作安装简便,刚架柱,梁均采用实腹式焊接H型钢,门式刚架用STS软件进行分析计算时,对屋面活荷载考虑其各跨的不利布置,对吊车的竖向及水平荷载,当参于组合的吊车台数为2台时,对其进行折减,折减系数取为0.9。
由于桥式吊车起重量为32t,已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(下称轻钢规范)的适用范围,故刚架柱采用《钢结构设计规范》(下称钢结构规范)验算,由于吊车梁可作为柱子的侧向支承点,故下柱平面外计算长度取为7.5m即基础面至牛腿面的长度,上柱平面外计算长度取为4.6,即牛腿面至柱顶的长度;而对于屋面变截面梁,由于钢结构规范只能用等效截面来验算,会存在一定误差,所以屋面变截面梁的强度和稳定仍按轻钢规范来验算,其平面外计算长度取为两屋面隅撑之间的距离,对于屋面变截面梁的挠度则按钢结构规范从严控制。
对门式刚架进行人工干预的优化调整后,单榀刚架采用的截面见图1,经计算,刚架柱的强度、稳定、长细比及翼缘的宽厚比均满足钢结构规范的规定要求;腹板的高厚比虽超过限值,但根据钢结构规范5.4.6条规定,按腹板计算高度边缘范围内两侧各20tw(235/fy)0.5的有效截面计算,其强度、稳定仍满足规范要求,故腹板不采取纵向加劲肋加强,另根据钢结构规范8.4.2条规定,h0/tw>80(235/fy)0.5,腹板采取横向加劲肋加强,间距<2m。
对于屋面变截面梁,由于腹板高度变化率为150/8.15=18.4mm/m≤60mm/m,腹板的受剪板幅考虑屈曲后强度利用,屋面变截面梁按压弯构件计算的强度、稳定及翼缘的宽厚比均满足轻钢规范的规定要求。
对于刚架构件的变形,24m跨屋面梁在恒载标准值+活载标准值作用下,其挠度
VT=71mm<[VT]=24000/250=96mm;21m跨屋面梁在恒载标准值+活载标准值作用下,其挠度VT=53mm<[VT]=21000/250=84mm;在风荷载标准值作用下,刚架柱顶最大水平位移
δ=12.7mm<[δ]=(11500+600)/400=30mm;故结构构件的变形均满足钢结构规范的规定要求。
钢柱柱脚采用双腹壁靴梁式整体柱脚,靴梁高400mm,柱身底端(包括靴板和肋板)铣平支承于底板并用双面角焊缝连接,柱翼缘与底板采用部分熔透焊缝,熔深不小于t/3,双面贴角焊缝厚度为10mm。
刚架构件采用摩擦型高强度螺栓连接,其翼缘与端板采用全熔透对接焊缝,焊缝质量等级为二级;腹板与端板则采用双面角焊缝,按照二级焊缝标准做外观检查。
抗风柱截面为H400X240X6/10,按上下两端铰接的压弯构件计算,在山墙面设置2道隅撑作为其侧向支承点,上端与屋面梁下翼缘用弹簧板连接,连接节点见图2,考虑到屋面梁翼缘和腹板均较薄,侧向刚度很差,容易扭转失稳,故调整檩条的布置,使距抗风柱轴线位置100处有一檩条并设置隅撑,通过该隅撑把抗风柱上端的集中风荷载直接而有效地传到屋面梁上翼缘处,然后再传到端部横向水平支撑。
吊车梁不设制动结构,其中:32t吊车梁采用H900×(380/250)×10×(16/10),10t吊车梁采用H700×(280/200)×8×(12/8),翼缘与腹板间的连接焊缝采用双面角焊缝,按照二级焊缝标准做外观检查,在腹板两侧每隔1m设一道横向加劲肋,其上端与梁上翼缘刨平顶紧。
吊车梁通过突缘式支座支承于钢牛腿上,其上翼缘与钢柱的侧向连接见图3,设置此吊车梁隅撑既能克服柱子在吊车的纵向水平力作用下的扭转,减少吊车梁在吊车行驶过程中的晃动,又能使吊车梁更符合纵向系杆的受力条件。
三屋面和柱间支撑的设计
由于24m跨间设有32t吊车,考虑到吊车吨位较大,房屋在吊车运行时容易出现扭转和晃动,为了加强房屋的整体刚度,24m跨间的屋面除设置角钢的横向水平支撑外,同时在屋盖边缘两侧设置角钢的纵向水平支撑,以形成一封闭的支撑体系;21m跨间仅设有10t和5t吊车各一台,故在其屋面仅设置张紧圆钢的横向水平支撑,不设置纵向水平支撑。
屋面及柱间支撑布置见图4。
屋面支撑体系的内力计算按以下2点考虑:1.山墙面传来的风荷载考虑仅由两端支撑桁架承受;2.屋面交叉支撑仅考虑一根杆件受拉,另一杆件则退出工作。
24m跨间的纵横向水平支撑截面的选用主要由受拉构件的长细比[λ]=400控制,采用单角钢L63×5;21m跨间的圆钢的横向水平支撑则只验算其强度即可,采用圆钢φ20;刚性系杆则按两端铰接的轴压杆件
计算,除验算强度、稳定性外,还需验算其长细比不超出受压构件的容许长细比
[λ]=200,经计算,除D轴线位置通长系杆采用焊接圆管φ127×3,其余位置系杆均采用焊接圆管φ102×3,在屋脊处考虑所受轴力较小,由双檩条兼作通长刚性系杆。
柱间支撑体系的内力计算按以下2点考虑:1.对于上柱柱间支撑,山墙面传来的风荷载考虑仅由两端交叉支撑承受。
而对于下柱柱间支撑,风荷载、吊车纵向水平力则由2道柱间支撑均匀分布承担;2柱间交叉支撑仅考虑一根杆件受拉,另一杆件则退出工作。
上柱柱间支撑截面的选用主要由受拉构件的长细比[λ]=400控制,同时考虑最小构造截面要求,采用单角钢
L75×6;下柱柱间支撑截面采用角钢2L75×6的双片支撑,双片支撑之间设角钢L56×5的斜缀条;吊车梁兼作通长刚性系杆,在设下柱柱间支撑的开间,考虑柱有伸出牛腿,而吊车梁又无制动结构,纵向水平力将通过吊车梁传至下柱柱间支撑,两者存在较大偏心,将引起此开间柱子的扭转,故在此柱子开间牛腿标高处设置水平撑杆作为柱间支撑体系的组成部分,此水平撑杆按受压杆件控制其长细比不超出容许值[λ]=200,采用2L125×70×7的双片撑杆,长肢向下,双片撑杆之间设角钢L56×5的斜缀条。
四檩条和墙梁的设计
考虑柱距较小,为安装简便起见,檩条采用冷弯C型钢,按单跨简支构件设计,截面为C160×70×20×2.3;在跨中位置设置一道圆钢φ12的拉条;在每个跨间距檐口位置最近的两檩条间设置圆钢φ12的斜拉条,同时在此檩条间设置的直拉条外套φ33.5X2.5的圆管作为刚性撑杆;屋脊位置处的两檩条间设置的直拉条也外套φ33.5X2.5的圆管作为檩条的侧向支撑,使其符合刚性系杆的条件,拉条设置见图5。
由于屋面采用的是暗扣式的压型钢板,其对檩条上翼缘约束很弱,不能阻止檩条上翼缘的侧向失稳,同时在风吸力作用下,檩条下翼缘受压,将产生侧向弯扭失稳,故在靠近檩条上、下翼缘处均设置此拉条系统。
考虑各墙面均有较大条形窗,需较平整的窗洞,墙梁也采用冷弯C型钢,按单跨简支构件设计,纵向墙面6m柱距的墙梁截面为C160×70×20×2.3,在跨中位置设置一道圆钢φ12的拉条,山墙面7m、8m柱距的墙梁截面分别为C200X70X20X2.0、C200X70X20X2.5,在跨间三分点处各设置一道圆钢φ12的拉条,斜拉条及刚性撑杆做法同檩条,拉条设置见图6,由于窗口位置处的墙板自重必须由墙梁来承受,会使墙梁发生下挠,同时在风吸力作用下,墙梁内翼缘受压,经计算其受压稳定性不能满足要求,故同檩条一样,在靠近墙梁内、外翼缘处均设置此拉条系统。
五结束语
本工程桥式吊车起重量32t,已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(下称轻钢规范)的适用范围,对于变截面屋面梁,其力学计算特征符合轻钢规范,仍按轻钢规范进行设计,同时对檩条和墙梁等围护系统也按轻钢规范进行设计,但对于钢柱则应按《钢结构设计规范》(下称钢结构规范)的要求设计,对于刚架的变形也按钢结构规范作了控制。
屋面和柱间支撑作一定的加强,并按钢结构规范的要求设计。
参考文献:
[1] 门式刚架轻型钢结构技术规程 CECS102:2002.
[2] 钢结构设计规范 GB50017-2003.
[3] 魏潮文,弓晓芸,陈友泉轻型房屋钢结构应用技术手册中国建筑工业出版社2004.。