【工厂管理】第4章重型单层工业厂房钢结构设计

关于单层钢结构工业厂房结构设计【摘要】近些年来，世界各地频繁发生地震，带来的房屋倒塌、人员伤亡、财产损失，让我们深刻体会到了建筑物在设计时充分考虑抗震的重要性，作为一名结构设计工程师更是如此。

但是，由于地震有着复杂性和不确定性的特点，以目前的科技手段还很难完全掌握地震的发生规律。

因此，通过对单层工业厂房在地震中的破坏现象，分析其破坏的原因，对震后的恢复重建具有重要的现实意义和指导价值，并可作为今后结构设计的参考依据。

下面就从结构体系、构件连接方面来分析单层钢结构厂房的设计原则和所须注意的问题。

【关键词】钢结构；工业厂房；抗震设计一、结构体系一般单层钢结构厂房采用框架支撑体系，即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱间支撑体系，这种体系经济节约，但柱间支撑可能会影响使用功能。

这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的单层工业厂房。

1、截面设计钢结构厂房与钢筋混凝土房屋一样，同样应遵守强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的抗震设计基本原则。

1.1 强柱弱粱。

指在粱柱连接节点处柱端实际受弯承载力要大于梁端实际受弯承载力。

一般采用增大柱端弯矩的做法。

也就是使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求，用以提高结构的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。

“强柱弱梁”不仅是手段，也是目的，其手段表现在人们认为对柱的设计弯矩放大，对梁不放大。

其目的表现在调整后，柱的抗弯能力比之前强了，而梁不变。

即柱的能力提高程度比梁大。

这样梁柱一起受力时，梁端可以先于柱屈服。

1.2 强剪弱弯。

指避免构件（梁、柱、墙）剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏，即控制脆性破坏形式的发生。

也就是说结构（框架梁、柱）的抗剪承载力要大于抗弯承载力，目的是控制构件发生弯曲破坏，而不是剪切破坏，避免脆性破坏，充分发挥塑性铰的能力。

1.3 强节点若构件。

以下为在设计中加强节点的措施：（1）构造保证。

①增加连接强度，如增加焊缝厚度和螺栓大小。

②梁端加腋或加隅撑。

单层工业厂房钢结构设计内容
单层工业厂房钢结构设计通常包括以下内容：
1. 结构布局：确定工业厂房的总体布局，包括建筑尺寸、形状和内部分隔等。

要考虑到生产流程和设备布置的需要。

2. 荷载计算：根据相关标准和规范，对工业厂房的荷载进行计算，包括自重、雪荷载、风荷载、地震荷载等。

还需要考虑不同区域的荷载分布情况。

3. 结构材料选择：选择适合工业厂房钢结构的材料，包括钢材的强度、刚度和耐腐蚀性能等。

常用的材料有普通碳素结构钢和高强度低合金结构钢。

4. 结构形式设计：根据工业厂房的功能和荷载要求，确定合适的结构形式，例如桁架结构、刚架结构或组合结构等。

要考虑到结构的稳定性、刚度和变形限制。

5. 连接设计：设计适合工业厂房的连接方法和连接件，包括焊接、螺栓连接、铆接等。

要保证连接的强度和刚度，以及便于施工和维护。

6. 抗震设计：根据地震区划和相关规范，进行抗震设计。

包括选择适当的抗震措施和结构形式，以保证工业厂房在地震中的安全性。

7. 防火设计：考虑到工业厂房的防火要求，进行防火设计。

采用防火涂料、防火板等材料保护结构，确保在火灾发生时能够提供足够的安全时间。

8. 施工图设计：根据上述设计内容，绘制详细的施工图纸，包括构件尺寸、连接方式、材料规格等。

施工图纸是施工过程中的重要参考文件。

以上是单层工业厂房钢结构设计的一般内容，具体设计还需要考虑工业厂房的特殊要求和使用环境，以及国家和地方的相关建筑规范和标准。

钢结构单层工业厂房课程设计指导教师：曹现雷班级：土133班姓名：杨骏学号：139044535日期：2016.4.24目录一、设计资料 (1)二、屋架形式及几何尺寸 (1)三、支撑的布置 (2)四、檩条的布置 (3)五、材料自重及荷载 (4)六、荷载计算 (4)七、杆件截面选择 (5)八、各腹杆的焊缝尺寸计算 (10)九、节点板的设计 (11)一、设计资料：某厂房车间设有两台10吨中级工作制吊车。

车间无腐蚀性介质。

该车间为单跨双坡封闭式厂房，屋架采用梯形桁架式钢屋架，屋架下弦标高9m，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，柱截面尺寸为400㎜×400㎜，混凝土强度等级为C30。

屋面采用压型钢板屋面，C型檩条，檩距为1.2m~2.6m。

屋面恒荷载（包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等）取值参考教材2.2.1中规定。

活荷载标准值取0.5kN/mm2；雪荷载标准值取0.2，不考虑积灰荷载和积雪不均匀分布情况。

结构重要性系数为γ0=1.0。

屋架采用Q235B钢，焊条采用E43型。

设计时，荷载按以下情况组合：a. 恒载+全跨活荷载（或雪荷载）b. 恒载+半跨活荷载（或雪荷载）二、屋架形式及几何尺寸屋架及几何尺寸如图1所示，檩条支承于屋架上弦节点。

檩距为2267.5mm，水平投影距离为2250mm。

屋架坡度为α= arctan = 7.13°。

图1 屋架形式和几何尺寸三、支撑的布置依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，支撑布置图如图2所示，上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置竖直支撑，在其余开间的屋架下弦跨中设置一道通长的刚性细杆，上弦通过水平支撑在节点处设置通长的刚性细杆。

下弦两端设纵向水平支撑。

故上弦杆在屋架平面外的计算长度等于横向支撑的节距。

支撑的布置见图2。

上弦水平支撑布置图下弦水平支撑布置图1-1中部垂直支撑布置图2-2 端部垂直支撑布置图图2 支撑的布置图四、檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距2267.5mm。

浅谈重型钢结构厂房的结构设计[摘要] 本文根据已完成的不同类型重型钢结构厂房，就吊车吨位≥50吨、轨高≥8m、跨度≥24m的大中型普钢厂房进行了结构选型的综合分析，总结了重型钢结构厂房的结构设计基本要则。

设计时应以满足平面工艺布局、建筑物使用功能、室内外综合公用管道空间布设为前提，根据各地不同的自然条件，如风雪荷载、抗震设防等进行方案对比分析。

此篇关于重型钢结构厂房结构设计的分析总结，对类似项目设计具有一定的参考作用。

[关键词]工业厂房重型钢结构吊车工艺布局风、雪荷载结构选型前言随着我国经济的高速发展，工业项目结构形式也发生了很大变化，由最初的高大、浑厚的混凝土排架或框架形式转换成了钢结构形式。

钢结构结构形式能充分利用钢材强度高、延展性好的优点，此类项目由专业厂家加工制作，施工吊装安装快捷，施工现场整洁干净，施工周期短，于是在各行各业涌现出了一批批钢结构厂房。

由于钢结构能更好地实现大跨度、大柱距、大吊车的结构布局，所以能满足多样化的工艺平面布局要求，加上钢结构厂房质轻的围护结构，故而此类结构受到了更多用户的青睐，被更广泛地推广到各行各业。

本文主要就典型重型厂房的进行设计例证，总结此类项目的基本设计要则，以更好地缩短设计周期，降低设计人为成本，在结构方案上合理化控制工程造价，实现工业项目的人性化设计。

一、结构平面布局选型经济合理的结构布局往往以合理的结构单元划分为前提。

结构单元的划分基本考虑因素有如下几项：工艺布局、吊车设置、建筑物平面投影尺寸等。

1、结构单元平面尺寸基本要求：在满足生产工艺布局、人流入口、货流入口、参观通道等要求前提下，重型钢结构厂房结构单元经济控制尺寸基本为长度方向总尺寸不超过220米，跨度方向不超过150m。

2、能归并为一个结构单元的吊车使用要求：尽量使轨高差异不大，檐口高度或刚架端部下沿高度在12m以上的合并为一个单元进行计算。

因为，鉴于轻钢规程（CECS 102：2002）的使用范围，没有必要将轻重吊车合并为一个单元进行计算。

关于单层钢结构工业厂房结构设计单层钢结构工业厂房是一种常见的工业建筑类型，其结构设计需要考虑多个方面，包括结构的稳定性、刚度和可靠性等。

本文将详细介绍单层钢结构工业厂房的结构设计要点。

首先，单层钢结构工业厂房的结构设计要考虑其受力特点。

一般来说，工业厂房的受力主要由重力荷载和水平荷载组成。

重力荷载主要包括自重和活荷载，而水平荷载主要由风荷载和地震荷载构成。

因此，在结构设计中需要合理分析和计算这些荷载的作用，并确保结构能够承受荷载引起的应力和变形。

其次，单层钢结构工业厂房的结构设计要考虑材料的选择和使用。

钢结构具有重量轻、强度高和施工周期短等优点，因此在工业厂房中得到广泛应用。

在选择钢材时，需要考虑到其抗拉、抗压和抗弯等性能，并合理计算受力构件的尺寸和截面形状。

同时，在钢结构设计中还需要考虑构件的连接方式。

合理的构件连接可以提高结构的整体性能和可靠性。

在单层钢结构工业厂房中，常用的连接方式包括螺栓连接、焊接连接和铆接连接等。

不同的连接方式具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。

此外，单层钢结构工业厂房的结构设计还需要考虑结构的刚度和稳定性。

刚度是指结构在受力作用下的变形程度，而稳定性则是指结构在受力作用下的稳定性能。

为了提高结构的刚度和稳定性，可以采用增加梁柱截面尺寸、设置支撑和加强节点等方法。

最后，单层钢结构工业厂房的结构设计还需要考虑建筑的使用功能和施工要求。

在结构设计中应根据厂房的功能需求合理布置不同的功能区域，并严格按照施工要求进行设计和施工。

此外，还需要考虑到可能的扩展和改造需求，为后续的施工和使用提供便利。

综上所述，单层钢结构工业厂房的结构设计是一个综合性的工作，需要考虑多个方面的因素。

只有在合理分析和计算荷载的基础上，选择适合的材料和构件连接方式，并兼顾刚度、稳定性和使用要求，才能设计出安全可靠的工业厂房结构。

重型单层钢结构厂房结构设计浅论（广西工业建筑设计研究院 530000）摘要：在各行业工业厂房中，重型单层钢结构工业厂房占有一定的比重。

本文作者通过了在设计工作实践中的体会，总结了重型厂房结构设计一些特点。

依据相关规范及设计方法，浅论述重型单层钢结构厂房的设计要点，间述设计经验与方法在实际工程中应用，供读者参考。

关键词：重型单层厂房；钢框架；桁架；刚性系杆；梭行空间檩条重型单层厂房的定义：车间内设置100t以上中重级吊车设备，或者设置硬钩、夹钳、刚性料耙的吊车，这一类型按重型工业厂房设计。

重型单层钢结构工业厂房不同于轻、中型钢结构工业厂房，它的特点是吊车荷载大，厂房空间高大，开间尺寸比较大。

一、重型单层钢结构厂房的结构设计要点1.柱网尺寸厂房柱网尺寸的确定，主要是以下几点为考量：（1）满足生产工艺流程布置要求。

（2）厂房建筑统一模数制的规定。

一般厂房边柱距为6m，需要时中间可以抽柱，形成12m、18m、24m、30m等（3）工程地质条件和柱基础方案。

（4）减少构件规格，使构件标准化定型化，以利构件工厂制作。

（5）制作、运输、吊装条件。

一般来说，根据国内设计经验，重型厂房钢结构框架跨度设计为24m到36m这个区间内比较合理。

当跨度超过30m以上，厂方高度超过15m以上，吊车吨位超过100t以上，边柱柱距以6.0m，中间柱距以12m设计较为经济。

当然如果工艺需要，而屋面、墙面采用轻型围护结构，则重型厂房外围柱距可以采用7.5m、9m、12m、18m，如是多跨相应中间柱距可布置成15m、18m、24m、36m等。

需要说明，柱距加大后，屋面、墙面檩条、托架、吊车梁随着跨度增大，如果按实腹h 型钢梁设计或选用，则用钢量随之增加很多，特别是9m柱距以上，以常规6m柱距为例，在荷载、材料、檩距相同条件下，屋面薄壁实腹c型钢檩条用钢量约4kg每平方米，9m则用到约8kg每平方米，是前者的2倍。

用轻型h钢则是1.3倍，如果用钢管梭行空间檩条，则每平方米用钢量约3.6kg，因此，9m以上檩条最好是设计成空间桁架檩条。

工业厂房结构设计中钢结构设计要点分析工业工厂是生产和加工产品的重要场所，而工业厂房的结构设计对于工厂运营和生产效率有着至关重要的影响。

在工业厂房的结构设计中，钢结构设计是其中一个重要的环节，它承担着支撑和连接工厂各个部分的重要任务。

本文将就工业厂房结构设计中的钢结构设计要点进行分析，以便更好地指导和规划工业厂房的结构设计。

1. 承重能力和稳定性工业厂房是一个巨大的空间，它需要承载大量的设备和货物，因此钢结构的承重能力是设计中的重中之重。

结构设计师需要充分考虑到工厂中各个区域的承重要求，从而设计出能够稳定支撑整个工厂的钢结构框架。

除了承重能力外，钢结构的稳定性也是至关重要的，结构设计师需要考虑工厂所处的地理环境和气候条件，确保钢结构在各种情况下都能够稳定地支撑工厂的运营。

2. 建筑布局和空间利用钢结构设计应当根据工厂的实际需要进行布局，合理利用空间，实现最佳的布局效果。

在设计中需要充分考虑到工厂的功能分区，如生产车间、仓储区、办公区等，确保每个区域都能够得到充分的支撑和连接。

钢结构设计还需要考虑到设备和流程的布局，以便确保工厂内部的通道畅通，为生产和物流提供便利。

3. 防火和安全工业厂房是一个极易发生火灾的场所，因此在钢结构设计中需要考虑防火和安全。

结构设计师需要选择符合防火要求的材料，设计出具有良好防火性能的钢结构，并合理布局消防设施，以便在发生火灾时能够及时有效地进行应对。

钢结构设计还需要考虑到工人的安全，确保工厂内部的通道和设备能够符合安全要求，减少工人在工作中发生意外的概率。

4. 节能和环保在当今社会，节能和环保已成为工业厂房结构设计中不可忽视的重要要素。

钢结构设计师需要考虑到如何降低工厂的能耗，提高工厂的能源利用率。

在设计中可以采用节能材料，设计出有利于能源节约的钢结构布局，从而达到节能和环保的目标。

钢结构设计还需要考虑到对环境的影响，选择符合环保标准的材料和工艺，确保工厂的运营对环境产生最小的影响。