混凝土柱轻钢屋面厂房的设计

浅谈混凝土排架柱H型钢屋面梁厂房结构设计随着现代社会的不断发展，为了满足厂房的抗震和功能要求，轻钢结构在工业厂房中被越来越多采用。

H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、结构重量轻、施工简单、节约成本等优点，因此其作为屋面梁的结构形式成为目前一种重要的轻钢结构形式。

本文针对混凝土排架柱H型钢屋面梁厂房结构设计进行相关论述。

标签：混凝土排架柱；H型钢屋面梁；结构设计目前轻钢厂房经常采用混凝土柱和H型钢屋面梁的结构形式，即混凝土排架柱H型钢屋面梁厂房，本文主要是指人字型H型钢屋面梁。

一、概述H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，其具有以下优点：翼缘宽，侧向刚度大；抗弯能力强，比工字钢大约5%-10%；与焊接工字钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需昂贵的焊接材料和焊缝检测，节约钢结构制作成本30%左右；相同截面负荷下，比传统钢结构重量减轻15%—20%；翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便；与砼结构相比，可增大6%的使用面积，而结构自重减轻20%—30%。

H型钢屋面梁就是采用H 型钢作为厂房屋面梁的结构形式，他是在屋面结构中承受来自檩条、屋面板压力的主要结构构件，主要承受弯矩和剪力。

混凝土排架柱是指由屋架（或屋面梁）、混凝土柱和基础组成的，柱与屋架铰接，与基础刚接的基本结构形式，它是厂房的主要承重体系。

其中两边的柱子是一排一排的，屋架支撑在柱子上。

排架柱结构体系的主要特点是刚度和质量分布较不均匀，在地震的作用下扭转效应非常显著。

混凝土排架柱H型钢屋面梁厂房是由H型钢屋面梁、混凝土柱和基础构成横向平面排架，再通过屋面板、吊车梁、支撑等纵向构件将平面排架联结起来，构成整体的空间结构。

其不仅具有排架柱结构体系良好的抗震特点，又具有轻钢结构质量轻的特点，因此被广泛应用于厂房结构中。

二、厂房结构设计特点1.排架结构结构布置的原则是：尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简捷、规则、传力明确。

混凝土柱轻钢屋面的大跨度厂房结构设计摘要：混凝土柱轻钢屋面结构作为一种新型的大跨度厂房结构，具有轻便、经济、可靠、美观等优点，已经逐渐得到广泛应用。

本文主要探讨该结构的设计原则、施工工艺以及结构性能等方面，并结合相关文献进行分析和探讨。

研究结果表明，该结构具有较好的承载能力和稳定性，是一种适用于大跨度厂房的有效结构设计方案。

关键词：混凝土柱；轻钢屋面；大跨度厂房；结构设计；施工工艺引言：随着工业化进程的加速，大跨度厂房建设越来越受到重视。

大跨度厂房一般指跨度在30米以上的建筑物，其结构设计必须考虑多种因素，如承载能力、稳定性、抗震性等。

混凝土柱轻钢屋面结构是一种常用的大跨度厂房结构设计方案，其结构性能较好，适用于各种工业建筑。

本文将以混凝土柱轻钢屋面的大跨度厂房结构设计为研究对象，探讨该结构的设计原则、施工工艺以及结构性能等方面，并结合相关文献进行分析和探讨。

一、混凝土柱和轻钢屋面的基本特性及其应用（一）混凝土柱混凝土柱是一种重要的结构构件，具有强度高、耐久性好、施工简单等优点，广泛应用于各种建筑和桥梁工程中。

它们通常由混凝土和钢筋构成，可以承受各种荷载和力学效应，具有很好的耐震性和抗风性能[1]。

（二）轻钢屋面轻钢屋面是一种轻质、高强度的建筑材料，通常由薄钢板、保温材料和防水层构成。

它们具有重量轻、安装方便、耐腐蚀、抗风、隔热等优点，被广泛应用于各种大跨度建筑和厂房结构中。

二、凝土柱轻钢屋面结构设计原则混凝土柱轻钢屋面结构设计原则如下：（一）合理选择结构形式混凝土柱轻钢屋面结构可以采用钢筋混凝土框架结构、桁架结构或悬链结构等形式，应根据实际情况进行选择。

一般情况下，钢筋混凝土框架结构是一种经济实用的结构形式，具有较好的承载能力和稳定性。

（二）合理选择结构材料混凝土柱轻钢屋面结构中，混凝土柱的选择应满足强度、稳定性和耐久性的要求；轻钢屋面的选择应考虑材料的质量和施工方便性等因素。

同时，需要注意两种材料的连接方式，以保证结构的整体性和稳定性。

轻钢结构厂房设计中细节分析作者：胡志弘来源：《科技传播》2013年第02期摘要目前，在一些发达国家钢结构的建筑已经被应用于各个领域。

本文所阐述了钢结构建筑有哪些优点以及在厂房的设计、应用的过程中在考虑细节上会给整个厂房带来哪些好处，使得整个设计更加完善。

关键词钢结构；细节；完善中图分类号TU3 文献标识码A 文章编号1674-6708（2013）83-0073-021轻钢结构厂房的优缺点轻钢结构厂房在我国还尚属起步阶段，相比传统的砖混和混凝土结构建筑钢结构建筑的优点如下：1）钢结构抗震性能非常好，钢材有良好的抗拉，抗压，抗剪性，能承受较大的弯曲，是延展性极好的材料。

其重量比较轻，对比其它结构的建筑物大约可以轻百分之三十左右，尤其是厂房在地震设防裂度相对较高的地点，它的综合经济性是比钢筋混凝土结构要具有一定的优势的；2）在空间的布置上相对灵活，而且开间也相对较大，这样就提高了整个建筑物的实用面积可以提升3～5个百分点；3）钢结构在生产方面可以实现在工厂里的成批次生产，而且施工上相对简单，安装起来也比较方便，这就将施工的周期很大程度的缩短了；4）钢结构建筑是一种绿色的环保型建筑，同时钢材本身它的特点是高效能高强的材质，并且可以实现循环使用，施工也不用去制模；5）但是钢结也有一些缺点例如容易被腐蚀、在防火的性能上相对较差，技术人员在设计的过程中应根据钢结构自身的特点“取其精华去其糟粕”这才能将钢结构的作用发挥到最好，2在设计的过程中需要注意的问题1）整个厂房在平面的设计取决于工艺布置，同时要尽力做到统一和简单。

立面上的设计，主要要把握线条、规模、变化、色彩这四个方面的特征。

轻钢结构厂房可以做成彩色的这相比传统的钢筋混凝土结构就显得丰富的多。

在轻钢厂房的设计中可以用不同的色彩来代表主要的出入口、不同功能的车间等等，既区分了功能同时增强了立面的效果。

传统的混凝土墙面在采光效果上无法达到要求，所以只能在墙面上设计一下采光的窗户。

混凝土柱上轻钢屋盖单层房屋结构节点设计与施工要点作者：唐祁来源：《城市建设理论研究》2013年第35期摘要：本文主要对混凝土柱上轻钢屋盖单层房屋结构的节点设计进行分析，并根据相关规程对施工中的要点进行补充，以此来为今后提升轻钢屋盖的施工质量提供一定的参考依据。

关键词：混凝土柱上轻钢屋盖；房屋结构；施工要点中图分类号：TU758.1文献标识码：A所谓轻钢屋盖，主要指的是采用轻型屋面和轻型钢屋架而形成的屋盖结构。

本文结合工程实践经验对这类工程结构的节点设计与施工要点进行分析，以此来供相关部门参考。

一、混凝土柱上轻钢屋盖单层房屋结构的主要形式就我国目前混凝土柱上轻钢屋盖单层房屋结构的主要形式来看，主要包括两种类型，即混合排架结构和门式刚架结构。

1.1混合排架结构所谓混合排架结构，主要指的是混凝土柱上采用钢两铰直线拱的排架结构。

在混合排架结构的设计中，为了进一步将拱的作用发挥出来，要尽可能将屋面的坡度提高。

从我目前混合排架结构的应用现状来看，主要应用于单跨结构的房屋建设。

1.2门式刚架结构所谓门式刚架结构，主要指的是斜梁采用钢构件的刚架结构。

一般来说，这类结构在受力方面与全钢门式刚架结构基本相同。

因此，在对这种类型结构进行设计的时候，设计人员需要考虑的就是确保设计中涉及到的连接部位满足工程的施工需求。

除此之外，根据工程的施工要求不同，对钢屋盖和混凝土结构设置温度缝的要求也不尽相同，一些工程对二者温度缝的要求是前者的间距可以远大于后者，但是有些工程却严格要求，二者温度缝的间距不可以相差过多。

因此，设计人员必须要根据工程的实际情况将这一问题进行有效协调。

二、轻钢屋盖单层房屋结构的节点设计2.1混合排架柱顶节点设计对于混合排架柱顶节点的设计主要有两种方法，即单排锚栓做法和双排锚栓做法。

前者主要应用于排架跨度较小或带拉杆的两铰直线拱，后者则完全相反，主要适用于排架跨度较大或不带拉杆的两铰直线拱。

具体设计图如图1所示：图1：混合排架柱顶铰接节点为了能够有效提升拱脚的水平剪力作用，应该设置相应的抗剪键。

混凝土柱-实腹钢梁结构形式的计算和设计1.引言自"门式刚架轻型房屋钢结构技术规程"CECS 102：98公布实施以来，门式刚架结构在我国迅速发展，得到越来越广泛的应用，逐渐成为建筑结构中发展最快的结构类型之一。

它以结构简洁、刚度良好、用钢量省、建设周期短及制作安装方便等一系列优点，深受欢迎。

但出于节约钢结构防火、防腐费用或满足建筑功能方面的考虑，慢慢产生了采用混凝土柱-实腹钢梁这种结构形式的工业厂房。

对于此种结构形式，外形类似门式刚架，但其受力又完全不同于门式刚架。

由于目前尚无相应的规范规定，所以设计者对它的争议很多，实际工程中造成的问题和隐患也不少。

本文通过对混凝土柱-钢梁结构形式的分析，谈谈此种结构设计中容易被忽视的问题及实用的设计方法，供设计人员参考。

2.混凝土柱-实腹钢梁结构的分析2.1结构形式和体系混凝土柱-钢梁结构的形式应用最多是双坡单跨或双坡多跨的形式，如图1所示。

横梁为实腹式焊接工字形钢，一般采用变截面。

计算模型混凝土柱脚刚接，混凝土柱与钢梁可采用铰接，也可采用刚接。

混凝土柱-钢梁这种结构形式规范并没有明文规定，严格的来说，它并不是真正意义的门式刚架。

它更像排架，类似于单层工业厂房混凝土柱加梯形钢屋架或轻型钢屋架的做法。

但它又不同于排架结构，排架结构的计算模型假定屋盖是刚性的，受力后横梁的轴向变形忽略不计。

而混凝土柱-钢梁体系中，横梁轴向变形不能忽略，且梁始终对柱有水平力作用。

2.2 设计时规范的选用由于材料及连接形式的不同，致使这种结构形式的单榀刚架受力截然不同与一般的门式刚架，这类结构已经超出了门规的适用范围，故不能直接采用"门式刚架轻型房屋钢结构技术规程"进行设计。

在进行工程设计时，混凝土部分的计算及构造应采用"混凝土结构设计规范"，钢梁部分根据文献[5]的研究，对于具有轻型屋盖或吊车起重量不大的结构，该部分结构的设计、制作和安装可参照轻钢规程执行，但应进行整体分析，包括抗震分析，以考虑混凝土、钢两部分结构之间内力和位移的影响。

混凝土柱-钢梁门式刚架结构设计探讨张锐【摘要】钢筋混凝土柱实腹钢梁的结构形式在厂房结构设计中得到了广泛的应用,这种结构形式不同于已有成熟结构体系,兼具轻钢门式刚架跨度大、施工方便和混凝土结构经济性好等特点.本文以实际工程为背景,介绍了此类结构的荷载取值、关键构造、模型建立等问题,并对一些关键控制指标给出具体建议.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2018(000)037【总页数】2页(P72-73)【关键词】门式刚架;混凝土柱-钢梁;厂房结构;挠度限值【作者】张锐【作者单位】广州博厦建筑设计研究院有限公司合巢分公司安徽合肥 230041【正文语种】中文【中图分类】TU398.9序言近年涌现出大量类似门式刚架的混凝土柱加钢梁的单层厂房，门式刚架一般用于大跨度单层厂房，平面布置灵活多变，外表美观、施工方便、易维护、安装简单。

但由于钢材价格的上扬，且各类防火涂料价格昂贵，导致不少业主要求将门式刚架中用量较多的钢柱改为混凝土柱。

类似门式刚架的混凝土柱加钢梁是一种新型结构，现行国家规范、规程[1～4]均未明确指出其设计方法和构造要求，如变形限值、节点连接构造等，使得设计方案各异，尤其因工程承包价的进一步降低，使得此类结构在使用过程中出现许多问题，如钢梁挠度过大、柱头混凝土松动破坏等，甚至发生厂房倒塌事故。

在相关结构论坛以及实际工程设计中也出现了不少针对混凝土柱加钢梁这种组合结构设计的争议[5～6]，表明此类结构形式引起了不少结构设计工程师的关注与讨论。

本文以一实际工程为背景，详细讨论了此类结构的荷载取值、关键构造、建模计算及控制标准等问题，其讨论及分析可为类似工程提供借鉴。

1 工程概况1.1 工程背景某工业园主要由1栋办公楼和10栋工业厂房组成。

厂房均采用框架结构体系，竖向构件采用混凝土柱，屋顶纵向采用变腹板高度连续钢梁，屋顶沿柱网长跨方向为混凝土框架梁。

厂房内布置吊车，吊车梁采用实腹式钢吊车梁。

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。

混凝土柱上轻钢屋盖房屋结构概念设计混凝土柱上轻钢屋盖房屋结构是一种混合结构体系，也可以上说是一种新的结构体系，现行规范还没对其有明确的条文规定，这让众多设计师很迷茫，甚至给设计带来安全隐患。

笔者根据多年的设计经验，写此文愿与众多同行分享和共同探讨。

标签混凝土柱上钢梁的混合结构；计算方法；细节设计1 概述近年来，采用砖墙维护的混凝土柱配轻钢屋盖的房屋设计越来越多了。

这种混凝土框排架加轻钢屋盖的混合结构体系兼顾了两者的诸多优点。

1.1 耐久性：砼梁柱结构，加上砖墙做维护，比纯粹的轻钢结构耐久性更好，这无用质疑；1.2 功能性：轻钢屋顶的参与使得采用本结构形式的房屋在功能使用上更灵活多变。

比如最为普及的此类大跨度单层或多层厂房，让业主使用起来很舒心；还有甲、乙类仓库、超市等此类房屋设计上有泄压要求，采用轻钢屋顶泄压合适不过。

1.3 经济性：轻钢屋顶的采用是砼柱竖向荷重减轻，基础负荷相应减小，造价相应降低；还有轻钢屋盖结构本身造价就比砼低。

1.4 时间性：轻钢屋顶的参与使得施工进度加快，节约工期。

类似门式刚架的混凝土柱加钢梁是一种新型结构，现行所有规范中均未明确指出其设计方法和构造要求，使得完成的设计方案各异，尤其在市场经济环境下工程承包价钱的进一步降低，使得类似门式刚架的混凝土柱加钢梁的设计中也出现了许多问题，如钢梁挠度过大、柱头混凝土松动破坏等，甚至发生厂房倒塌事故。

在亲历此特殊结构体系的设计及其校核工作的过程中，积累了惯用的或者是周围大家共同认可的设计思路及其方法，现笔者写此文愿与众多同行分享和共同探讨。

2 概念设计2.1 伸缩缝设置这种结构布局，在设计方案时经常会遇到设置伸缩缝的问题，究竟如何来进行设置？对于设置伸缩缝的间距，GB50010-2002《钢结构设计规范》已有定论，具体见规范第8.1.5的注明：“厂房柱为其他材料时，伸缩缝间距按相应规范规定”。

所以尽管屋面为轻钢屋面，但伸缩缝的设置还是应按混凝土柱设置，即采用GB50010-2002《混凝土结构设计规范》上的有关规定，仅轻钢屋盖部分缝的设置根据钢结构GB50010-2002《钢结构设计规范》中第8.1.5条。

探讨钢筋混凝土单层工业厂房排架结构设计作者：王家琪张宏丽史沙妹来源：《建筑建材装饰》2014年第01期摘要：本文通过对某工业厂房进行分析介绍，重点讲解钢筋混凝土单层工业厂房排架结构设计过程中的设计重点和技术措施。

希望通过本文的叙述能给钢筋混凝土单层工业厂房排架结构设计工作人员带来一定的参考。

关键词：工业厂房；钢筋混凝土；排架结构设计前言钢筋混凝土单层工业厂房排架结构是一种常见的结构形式，其结构构件采用材料：工业厂房柱、柱基、基础梁为混凝土，屋盖系统结构构件为钢筋混凝土或轻型钢结构，吊车梁可采用混凝土或钢结构。

上世纪五十代到九十年代末，由于钢材产量低，价格高品种少，屋盖系统构件多采用梯形预应力钢筋混凝土屋架或角钢梯形钢屋架、面铺预应力钢筋混凝土大型屋面板。

1 钢筋混凝土单层工业厂房排架结构设计的概述筋混凝土屋架由于自重大，屋架下弦支承在排架柱顶上，从柱顶到屋架上弦还有将近2米高的空间，荷载支承在屋架上弦，稳定性差，重心高不利于抗震，施工困难周期长，往往由于施工组织设计不周，吊装过程造成屋架腹杆断裂常有发生，多跨屋面不利于排水等很多问题；角钢梯形钢屋架由于杆件多采用双肢角钢焊接而成，双肢角钢缝不易涂涂料，防锈性能差维护难等不良性能被现代新型屋盖结构取代。

现代新型屋盖结构多采用H型钢梁、钢管屋架，特别是梭型空间钢管屋架，薄壁钢檩条，屋面围护采用压型彩色钢板。

由此可见，此种结构能充分利用钢所具有的优越抗拉性能和混凝土所具有的优越抗压性能，从而使材料性能得到充分的合理利用，因而钢筋混凝土组合排架结构与純钢结构、純混凝土结构相比具有很多优越性，其主要具有如下四点优越性：（1）工业厂房柱、柱基、基础梁采用混凝土材料，具有良好的抗压、耐火、耐腐蚀、稳定性好、后期不用维护等性能，一般混凝土耐火时限2.5小时以上。

混凝土柱可捣制可预制，施工方便。

可以不需防火材料。

（2）屋盖系统构件为钢结构，具有良好的抗拉、构件轻易加工安装、屋面占空间小、自重轻抗震性能好、易涂装防锈性能好等性能。

浅谈混凝土结构屋顶加建轻钢结构设计摘要：混凝土结构顶层实施轻钢筋结构的加建，也就是在原有混凝土结构体系的基础之上，使用竖向传递构建的顶端，并通过对化学植筋方式的应用，使锚栓根能够与原有结构内部进行根植，同时将新建的轻型钢结构体系与原有的混凝土体系进行有效连接，从而形成一个结构整体。

从建筑功能的角度来看，经过加建轻钢结构的建筑物，其具有更加灵活的布置空间，能够对居民的生活需求进行更加有效的满足；从结构的角度来看，通过加建轻钢结构，建筑原有的受力性能发生了一定程度的变化，一般来说，该结构的竖向作用计算以及水平方向的地震作用计算变化相对较为明显。

关键词：混凝土结构；屋顶；轻钢结构；设计根据当前我国多高层建筑的情况来看，其主要应用的结构为钢筋混凝土结构，并且其具有良好的抗震性能，所以应用范围越来越广泛。

与此同时，随着我国经济水平的不断提升，建筑功能越来越多元化和人性化，所以对于当前所具有的混凝土建筑功能，也就提出了越来越高的要求。

需要以原有建筑屋面为基础进行相应的加层工作，特别是在既有混凝土结构屋面上对轻钢结构进行加建。

这一类建筑能够对混凝土结构存在的不足之处进行有效弥补，并能够对室内风格要求进行更加灵活的落实，从而能够更加有效的对现代化的建筑物设计标准进行满足，不仅能够实现建筑物使用效率的提升，还能够强化其安全性，可见混凝土结构屋顶加建轻钢结构设计工作对于我国建筑行业的发展能够起到重要的推动作用。

一、混凝土结构屋面加建轻钢结构设计现状当前建筑顶层加建轻钢结构，对于建筑受力性能已经产生了一定程度的改变，属于超限结构的范围之内，所以在开展设计工作的过程中，不仅应该针对新建轻钢结构自身开展新型的计算工作，还应针对原有结构树立性能进行计算，所以总体计算难度相对较大。

当前可用的设计方法主要以新建轻钢结构设计计算结果为基础，同时对设计经验进行应用，以能够对原有结构进行相应的把控或是处理，以促使加建轻钢结构的需求能够做到良好满足。