单层房屋钢结构结构设计

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CHINA HOUSING FACILITIES
然的集中应力而受损，导致整个建筑倒塌，居民没有时间逃离建筑[3]。

此外，一些设计者没有充分考虑建筑结构的抗震设计，也不能考虑所有的设计细节，经常忽略某些细节，留下不合理的设计或建筑结构中的薄弱环节，在发生灾害时，会对某些支撑结构造成局部损坏，在失去支撑时会对整个建筑造成损坏直接输入建筑业，一些与抗震密切相关的结构，例如，一座大型建筑的钢结构是整个建筑的主要施工项目。

我国建筑业的快速发展，导致了建筑业对于钢的需求增长和价格的上涨，所欲有些建筑公司正在逐步的减少钢的用量，这种方法从理论上讲，不影响建筑物的正常使用，但它与建筑物的抗震性能密切相关，因此建筑物的抗震性能受到很大的影响，减少了建筑物的抗震性能，一旦发生危机，建筑物会在较短的时间内倒塌。

连接板
橡胶
钢板
[J].建筑技术开发
世界地震工程
建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析
[C]. 中国金属学会
属学会,2019:9-11.
[5]周楫.建筑结构工程抗震设计的作用及其设计关键探究[J].现代物业(中旬刊),2019(07):90.
[6]李晓敏,于周,高新安.基于抗震性的钢结构分析[J].现代物业(中旬刊),2019(05):58-59.
作者简介
焦亚洲(1982.6—），男，汉族，河北省安国市，高级工程师，大学本科，主要研究方向:土木工程。

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2021.05 |。

普通钢屋架设计--------焊接梯形钢屋架设计－、设计资料1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。

2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm，屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。

3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。

4、荷载标准值（按水平投影面计）：（1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2保温层0.5 KN/ m2一毡二油隔气层0.05 KN/ m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2屋架及支撑自重0.384KN/m2（2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2荷载标准值 0.35 K N/ m2积灰荷载标准值 1.3KN/ m25．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。

6、钢材Q235钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C级螺栓可供用。

7、钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大的运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。

二、设计内容一）、屋盖的支撑系统布置（1）屋架上弦支撑系统的具体布置对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。

所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。

上弦支撑具体布置图如下（2）下弦平面支撑系统布置同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。

刚架轻型房屋钢结构设计门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。

门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。

门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国，经历了近百年的发展，目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。

从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也有着特定的历史背景。

轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私人车库等简易房屋。

第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。

门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。

后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。

因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。

上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了很大突破,色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构的发展。

加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。

实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。

目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。

结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。

在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,以商品的形式对外出售。

目录第一章编制依据 (5)1.1甲方资料情况： (5)1.2国家相关规范： (5)1.3我公司情况： (5)1.4相关工程施工验收规定: (5)第二章工程概况 (6)2.1施工地点： (6)2.2工程结构： (6)正面图： (6)侧面图： (7)2.3施工相关施工标准及规定： (7)2.4施工相关材料： (8)2.5工期规定： (9)第三章施工组织机构 (9)3.2主要负责人的责任： (2)(1) 项目经理 (2)(2) 现场负责人 (2)(3) 技术负责人 (3)(4)工程技术部： (4)（5）安质部：................................................................... .. (4)第四章施工前准备 (5)4.1原材料的准备 (5)4.2技术准备： (9)4.3施工器具准备： (9)4.4施工人员准备： (10)4.5项目主要负责人准备： (11)4.6施工场地的准备： (11)第五章施工原材料的加工制作 (11)5.1钢结构加工主意事项 (11)5.2 H型钢的加工制作 (12)5.21原材料进场检验： (13)5.22号料： (13)5.23组立： (14)5.24焊接： (15)5.25构件的矫正： (15)5.3机构连接板件的加工 (16)5.4钢柱、屋架梁和吊车梁制作 (16)5.5屋面檩条和墙面檩条的制作 (18)5.6其他构件的制作 (18)5.7彩板的选型与加工 (19)5.8采用喷砂除锈 (19)5.91涂装注意事项 (19)5.92底漆涂装 (20)5.93面漆涂装 (20)5.84涂层检验与验收 (21)5.10材料的运输 (21)第六章施工管理 (21)6.1、施工区域管理 (22)6.2、人员管理 (22)6.3、消防管理 (23)6.4、用电管理 (23)6.5高空作业的管理 (24)1、安全设施关 (24)2、把好“高空坠落物”防护关 (24)6.6货物堆放管理 (24)第七章钢结构的安装 (25)7.1安装前注意事项 (25)7.2钢立柱的安装 (25)7.3吊车梁的安装 (29)7.4屋面钢梁的安装 (30)7.5屋面及墙面檩条的安装 (31)7.6、其它附件安装 (31)7.7屋面及墙面彩板的安装 (32)7.71墙面彩板的安装 (32)7.72屋面彩板的安装 (32)7.8门窗安装 (33)7.81窗的安装 (33)7.82门的安装 (33)第八章施工质量保证措施 (34)第九章施工安全保证措施 (38)9.1进场前教育 (38)9.2安全措施方案 (38)9.3起吊时的安全保护措施 (40)9.4工程用电安全保障措施 (40)第十章文明施工及工期保证措施 (43)10.1文明施工措施 (43)10.2工期保证措施 (43)第一章编制依据1.1甲方资料情况：根据甲方所提供的招标文件、图纸、以及公司技术人员的现场勘察所的到的信息资源。

简述单层钢结构厂房设计中的问题摘要：本文主要论述了轻型单层钢结构厂房的结构形式与构件设计。

在工程应用中，应从实际出发，选择合理的结构方案和构造措施，在满足其稳定和刚度的要求下，充分利用钢材的强度，减少用钢量。

关键词：单层钢结构排架结构钢架结构设计问题中图分类号：tu391 文献标识码：a 文章编号：正文：轻型单层钢结构厂房内力分析宜按平面结构考虑，即将厂房的空间体系分解为单个平面体系,按纵向和横向两个互相独立的体系分别计算,计算时根据柱网的布置及承受的荷载划分计算单元,并假定同一计算单元中的屋盖为各点侧移相同的刚体，轻型厂房的屋盖结构一般为有檩体系。

目前厂房的平面计算可采用电算，其计算方法可参考相关规范和书籍。

轻型单层钢结构厂房常见的横向结构形式主要有刚架(图 1)和排架结构(图 2)。

刚架按构件体系分有实腹式(图 1:b、c)与格构式(图 1:a)；按截面形式分有等截面(图 1:c)和变截面(图1:b、d)，与等截面相比，变截面更加适应弯矩变化,节省材料。

格构式刚架通常采用角钢﹑钢管等构件组合成刚架的梁与柱，因其加工制作较为复杂,一般的工业厂房则比较少用，本文不再叙述。

实腹式刚架(门式刚架)一般由工字形或 h 形实腹截面构成，可用于无桥式吊车或有起重量不大于 20t 的 a1～a5 工作级别桥式吊车或3t 悬挂式起重机的单层单跨或多跨钢结构厂房 (参考《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》cecs 102:2002)。

当吊车起重量大于 20t 时,刚架柱宜采用格构式阶形柱(图1:d), 吊车梁宜布置在格构式柱的柱肢主轴的形心线上。

门式刚架适用跨度通常为 9～36m，柱高为4.5～12m，横梁与柱一般为钢接；在无吊车的厂房柱与基础宜采用铰接(图 1:1)，反之应为刚接(图1:2)。

在无吊车的厂房多跨厂房的中柱弯矩较小,主要受轴向力时可设为摇摆柱(图 1:3)。

实腹式刚架的横梁通常采用变截面，最小截面处高度 h 可按跨度的 1/30～1/40，变截面处高度可取 1.5～2h，其长度可取跨度的 1/5～1/6;实腹式刚架的柱在无吊车的厂房可用变截面,有吊车时宜用等截面。

单层厂房排架结构设计分析摘要：混凝土结构类型一般用于普通厂房的框架、排架结构。

但由于单层厂房排架结构的特点，单层厂房排架结构的建设需要注意许多问题，因此单层厂房排架结构的设计方案备受关注。

现阶段，我国经济发展处于快速发展时期，各行各业发展趋势如此之快，单层厂房排架结构厂房在各行各业的应用日新月异。

本文以单层厂房排架结构带20t桥式吊车厂房为例，主要阐述了排架厂房的结构和典型节点的生产。

例中，工业厂房主结构为钢筋混凝土柱和变截面钢梁的设计理论。

排架结构屋顶采用复合保温板，是指金属波纹外加玻璃纤维丝保温材料的形式。

关键词：工厂；20t桥式吊车排架结构；结构特征引言近年来，随着工业建筑的蓬勃发展，各类钢结构厂房广泛应用于我国的许多业务范围，其中排架结构厂房应用于各类工业建筑。

排架结构厂房具有耐久性好、使用空间大、工期较快、环保、抗震能力优异等优点。

与传统的钢筋混凝土框架厂房相比，具有高、大、轻三个特点。

随着工业生产制造技术的不断进步，施工技术的不断成熟、模块化。

相信在未来，排架结构厂房在各行业的应用中仍然会越来越广泛，市场前景也会越来越广阔。

1.工业厂房排架结构设计的关键点是普通排列钢屋架上的檩条支撑点是指排架结构各变形缝区间顶部的纵向水平支撑。

其功能是在钢屋架上的檩条平面上形成刚度框，提高屋架的整体弯曲刚度，保证钢屋架上的檩条或屋面梁上翼缘板平面图外的平整度，将抗风柱传递的荷载传递到(垂直)排架柱顶。

檩条屋架系统采用混凝土结构屋面梁时，应在梁的上翼缘板平面上设置横向水平支撑，并设置在顶部第一跨度及其变形缝间隔两侧的第一或第二跨度内。

当使用大型屋面板，连接可靠，可以保证屋面平面稳定，可以传递风荷载时，认为大型屋面板可以作为支撑，上檩条水平支撑不再设置。

对于选用混凝土结构弧形、梯形钢屋架的屋架系统，应在每个变形缝区间顶部的第一或第二个跨度内设置水平支撑。

当排架结构设置天窗时，应根据钢屋架上弦杆部件的稳定标准，在天窗范围内沿排架结构垂直设置连杆。

单层钢结构⼚房围护结构设计流程单层钢结构⼚房围护结构设计流程⼀、轻型门式刚架的结构体系组成Fig. 1 轻钢结构⼚房⼀Fig. 2 轻钢结构⼚房⼆Fig. 3 轻钢结构⼚房三轻型门式刚架的结构体系包括以下组成部分：1、主结构：刚架、吊车梁、⽀撑系统；2、围护结构：屋⾯檩条、墙⾯檩条、屋⾯板和墙板等；3、辅助结构：楼梯、平台、栏杆等；4、基础。

⼆、围护结构的组成轻钢结构的围护系统包括檩条、墙梁、墙⾯及屋⾯彩板、收边系统、采光系统、排⽔系统和通风系统等。

Fig. 5 围护结构⼀Fig. 6 围护结构⼆刚架、⽀撑系统以及吊车梁组成了结构的主要受⼒⾻架，即主结构体系。

屋⾯檩条和屋⾯檩条既是围护材料的⽀承结构，⼜为主结构梁柱提供了部分侧向⽀撑作⽤，构成了建筑的次结构。

外部荷载（风、雪等）直接作⽤在围护结构上，通过围护结构再传递到主结构上。

Fig. 7 冷弯薄壁型钢三、设计流程1. 收集资料；1.1 建筑平⾏作业图：包括平、⽴、剖⾯；门洞、窗户位置、标⾼；⼚房墙⾯、屋⾯做法；⼚房有⽆吊顶；檐⼝⾼度、檐⼝节点。

1.2 公⽤专业（主要是暖通专业和⽔道）所提的资料：屋⾯风机的重量和位置；管道的重量和位置；屋⾯开洞的位置和⼤⼩。

2．墙梁、檩条截⾯计算；使⽤PKPM钢结构模块中的⼯具箱计算3．绘制节点图纸。

要重视节点图纸四、程序计算参数的选取a．檩条计算参数的选取Fig. 8 檩条计算界⾯⼀1、注意不是所有的屋⾯檩条都是5连跨，下列情况就需要考虑檩条的实际跨度：（1）屋顶通⽓器和屋顶天窗在端跨⼀般不设置（有时候第⼆跨也不设置），此时檩条为单跨简⽀（或两跨连续）；（2）屋⾯有横向采光通风天窗或顺坡通⽓器时，檩条可能会被打断，檩条应根据实际情况确定跨数；（3）檩条本⾝的跨数就少于5跨。

2、屋⾯材料选择时，若有吊顶，须选取“有吊顶”选项。

檩条仅⽀承压型钢板屋⾯时，挠度控制为l/200；有吊顶时，挠度控制为l/240。

《冷弯薄壁钢结构技术规范》第8.1.6-2；《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表3.4.2-2。

附1：房屋长度有4组数据：（1）60m；（2）102m；（3）120m；（4）150m；附2：屋盖所承受的竖向均布荷载标准值（恒载），共10组。

(a)、2.25 KN/m²；(b)、2.5 KN/m²；(c)、2.75 KN/m²；（d)、3.0 KN/m²；（e)、3.25 KN/m²；(f)、3.5 KN/m²；（g)、3.75 KN/m²；（h)、4.0 KN/m²（i)、4.25 KN/m²；(l)、4.5KN/m²；附3：屋盖所承受的竖向均布荷载标准值（活载），共4组。

(a)、0.5 KN/m²；(b)、0.6 KN/m²；(c)、0.7 KN/m²；（d)、0.8 KN/m²；（e)、0.9 KN/m²；(f)、1.0 KN/m²；（g)、0.4 KN/m²2、设计内容:1）、作支撑布置图,其中包括上、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、系杆.2）、求屋架杆件内力.必要时应进行内力组合。

3）、选择屋架各杆件的截面形式和尺寸.4）、节点设计,包括支座节点a、屋脊节点I、下弦拼接节点i、上、下弦中间节点E、e、d.5）、绘制屋架的一个运送单元的施工图并作材料表二、普通钢屋架设计指导书1、引言：钢屋架课程设计历年来一直是钢结构课程设计的必做题目，通过钢屋架课程设计的学习，对钢桁架的设计，钢结构节点设计，钢结构支撑体系都会有较深的了解，对钢结构施工图，施工详图的绘制方法也会有较深刻的理解和体会。

近些年来，门式刚架，网架的广泛应用。

致使钢屋架的应用受到了限制。

但是，一方面，仍然有许多情况，如大坡度屋盖、狭长结构屋盖，桁架结构仍是首选结构形式；另一方面，通过对钢屋盖这种最基本的桁架结构设计的学习，对学习其他结构如门式刚架结构（特别是支撑体系），网架结构，其他空间桁架结构也会有很大的帮助。

河南工程学院《钢结构》课程设计36m跨厂房普通钢屋架设计学生姓名：白鹏坤学院：土木工程学院专业班级：土木工程1741班专业课程：钢结构指导教师：韩瑞芳2020年6月25日1《钢结构课程设计》成绩评定标准及成绩评定表姓名：白鹏坤学号 201710810122 专业班级：土木工程1741班成绩评定：2020年6月 25 日2目录一、设计资料 (5)（一）基础资料 (5)（一）荷载 (5)二、钢屋架设计计算 (6)（一）选材 (6)（二）确定屋架形式及几何尺寸 (6)三、荷载计算 (8)（一）荷载组合 (8)四、内力计算 (9)五、杆件截面设计 (11)（一）上弦杆 (11)（二）下弦杆 (12)（三）斜杆 (12)六、节点设计 (18)（一）下弦节点“b” (18)（二）上弦节点“B” (19)（三）屋脊节点“M” (18)（四）支座节点“a” (21)1.底板计算 (21)2.加劲肋与底板连接焊缝计算 (22)3.节点板、加劲肋与底板连接焊缝计算 (22)（五）再分节点“1” (23)七、绘制施工图 (25)八、参考文献 (26)34 一、设计资料（一）基础资料某单跨单层厂房，跨度L=36m ，长度54m ，柱距6m ，厂房内无吊车、无振动设备，屋架采用梯形钢桁架，铰接于混凝土柱上，上柱截面尺寸为400400 ，屋面采用1.5×6.0m 太空轻质大型屋面板。

屋面坡度i=1/12，屋面活荷载为0.50kN/m 2，雪荷载为0.3kN/m 2，钢材采用Q235-BF ，焊条采用E43型，手工焊。

柱网布置如图1所示。

图1 柱网布置图（二）荷载信息（1） 永久荷载（标准值）大型屋面板 0.50 +0.001*122=0.622kN/m 2 防水层 0.10kN/m 2 屋架及支撑自重 0.15kN/m 2 悬挂管道 0.05kN/m 2（2）可变荷载（标准值）基本风压 20.55KN/m 雪荷载 20.30KN/m 屋面活荷载 20.50KN/m5 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置（一）选材根据荷载性质，钢材可采用Q235-B ，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。