第二章 重型厂房结构设计

第二章重型厂房结构设计
思考题：
2.1 简述屋盖支撑的作用，以及屋盖支撑的布置原则。

2.2 钢屋架上所受的荷载有哪些？
2.3 简述吊车梁的工作性能。

2.4吊车梁的截面验算有哪些？
习题
2.1 肩梁计算
一单壁式肩梁构造如下图所示 , 钢材为 Q235, 焊条 E43 型。

上柱为焊接工字形、下柱为格构式截面 , 其截面如图所示。

上柱荷载为:.
，
M KN m
650
N=500KN。

吊车最大轮压标准值为 Dmax=1600KN。

试验算此肩梁截面强度并设计连接焊缝。

习题2.1图
2.2 吊车梁计算
一简支吊车梁跨度为 12m, 钢材为 Q345, 焊条 E50 型。

采用制动梁结构 , 制动板选用 -860 × 8 的厚花纹钢板,制动梁外翼缘选用 2×L100×10 的角钢。

初选吊车梁截面如下图所示。

厂房内设有两台750/200 KN 重级工作制 (A7 级)桥式吊车,吊车跨度 31.5m,吊车宽度及轮距如图所示,小车重量G=235KN, 吊车最大轮压标准值为Fmax=324KN。

轨道型号QU100(轨高150mm) 。

试验算此吊车梁截面强度及疲劳强度是否满足要求?
习题2.2图。

《建筑钢结构设计》复习思考题2016.11.24第1章轻型门式刚架结构1.单层门式刚架结构有哪些特点？（1）质量轻（2）工业化程度高，施工周期短（3）综合经济效益高（4）柱网布置比较灵活2.轻型门式刚架的适用范围及截面形式？柱脚形式？(1).屋面荷载较小，横向跨度为12～48m(2).没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。

(3).当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时，屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。

当厂房横向跨度大于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面刚架形式。

门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。

当吊车起重量≥5吨时应考虑设置刚性柱脚。

当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时为刚接柱脚。

3.什么是摇摆住？摇摆柱：梁柱节点铰接连接4.门式刚架柱间支撑的布置原则是什么？柱间支撑的间距应根据房屋柱距、纵向受力情况、温度以及安装条件确定，无吊车时宜取30m-45m，端部柱间支撑宜设置在第一或第二柱间。

●当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；有吊车时，下层柱间支撑宜设置在温度区中部。

柱间支撑间距不大于50m。

●端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第二柱间。

5.门式刚架所受的荷载有哪些？风荷载在规范中是怎么考虑的，风荷载标准值如何计算？风荷载系数是什么？风荷载系数 w考虑了结构内、外风压最大值组合。

风可以从任意方向吹来，需要考虑“鼓风效应”（+i）和“吸风效应”（-i）分别与外部压力系数组合的两种工况。

设计时，两种工况均需要考虑，取最不利工况。

6.荷载效应组合的原则是什么？（1）屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大者（2）积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大者同时考虑（3）施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑（4）多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定（5）当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑7.刚架侧移计算的原则是什么？（1）变截面门式刚架柱顶侧移应采用弹性分析方法确定。

第2章中、重型厂房结构设计中工招商网在冶金,造船,机械制造等行业、有许多重型厂房,它们的显著特点就是跨度大、高度大、吨位大。

例如冶金工业的转炉车间,装配一个容积3400m的转炉时,共跨度可达30m,多层部分的高度可达80m,整个厂房占地面积达230000m,吊车的起重量可达450t。

在机械制造行业,有高度60m,吊车起重量高达1200t的重型厂房。

综合分析可靠性,耐久性与经济性表明,这种重型工业厂房最适宜采用全钢结构建造。

随着我国钢产量的增加,一些中型厂房也会采用全钢结构或钢屋盖结构。

本章内容以重型厂房为主要对象,同时也论及中型厂房结构与一般钢桁架。

2、1 结构形式与结构布置2、1、1 一般说明在房屋建筑学中,已经学习了厂房的类别及平面、剖面与立面建筑设计的基本知识。

重型厂房一般取单层刚(框)架结构形式,但也有一部分为多层刚架者。

图2—1就是典型单层单跨厂房构造简图,其屋顶既可采用钢屋架—大型屋面板结构体系,亦可采用钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系,或横梁—檩条—轻型屋面板结构体系。

图2—1 单层厂房构造简图1—柱;2—屋架;3—吊车梁;4—天窗架;5—柱间支撑吊车就是厂房中常见的起重设备,按照吊车使用的繁重程度(亦即吊车的利用次数与荷载大小),国家标准《起重机设计规范》(GB3811)将其分为八个工作级别,称为A1—A8。

吊车的工作制等级与工作级别的对应关系表2—1工作制等级轻级中级重级特重级工作级别A1—A3 A4,A5 A6,A7 A82、1、1、1 柱网布置与计算单元厂房的柱网布置要综合考虑工艺、结构与经济等诸多因素来确定,同时还应注意符合标准化模数的要求。

一般地,在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时,柱距取12m较为经济;参数较小的厂房取6m柱距较为合适。

如果采用轻型围护结构,则取大柱距15m,18m及24m较适宜。

位于软弱地基上的重型厂房,应采用较大柱距。

重型厂房结构设计--钢屋架设计重型厂房结构设计--钢屋架设计一、设计概述由于重型厂房要承载大量设备和负荷，因此其结构设计极为重要。

本设计采用钢屋架结构来满足建筑的要求。

钢屋架结构具有自重轻、强度高、刚度好、施工周期短等优点，非常适合用于重型厂房的设计。

二、结构选型钢屋架结构主要由柱、梁和屋面系统组成。

柱和梁采用矩形钢管作为主要构件，选用Q345钢材，具有优良的强度和耐腐蚀性。

屋面系统采用彩钢板作为覆盖材料，具有防水、防火、耐腐蚀等特点。

三、结构设计1. 主悬挂梁的设计主悬挂梁是承载屋面系统和顶墙板的关键构件。

根据厂房的平面布置和荷载计算结果，确定主悬挂梁的位置和尺寸。

为了提高刚度，悬挂梁采用双T剖面型钢。

根据荷载计算和构造要求，确定主悬挂梁的截面尺寸和材料规格。

2. 柱的设计柱是厂房结构的主要承载构件，承受来自屋面荷载和其他附属设备的力。

根据实际设计要求和荷载计算结果，确定柱的尺寸和材料规格。

为了提高抗震性能，柱采用矩形钢管，并在柱的底部设置地震支座。

3. 屋面系统的设计屋面系统主要由钢梁、彩钢板和防水层组成。

钢梁用于支撑彩钢板和屋面荷载，彩钢板作为覆盖材料，防水层用于保证建筑不受外部湿气影响。

根据建筑布置和屋面系统的荷载计算结果，确定钢梁和彩钢板的尺寸和材料规格。

四、结构分析与验算根据上述设计结果，进行结构分析与验算。

主要包括静力荷载、动力荷载和抗震性能的计算。

通过对设计结构进行静力和动力分析，验证其满足规范要求和安全性能。

五、结构施工方案根据结构设计结果，制定施工方案。

包括施工工艺、施工周期、材料选用、焊接工艺等。

确保施工过程中的质量与安全。

六、结构优化和改进根据施工实践和使用反馈，对结构进行优化和改进。

包括减少材料使用、提高结构性能等。

以满足客户的实际需求和经济效益。

七、结论本设计采用钢屋架结构满足重型厂房的设计要求，具有自重轻、强度高、刚度好等优点。

通过结构分析与验算，证明了设计的合理性和安全性。

第6 次课的教学整体安排
填表说明：1. 每项页面大小可自行添减；
2. 教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。

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第11 次课的教学整体安排
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第2章中、重型厂房结构设计在冶金，造船，机械制造等行业、有许多重型厂房，它们的显著特点是跨度大、高度大、吨位大。

例如冶金工业的转炉车间，装配一个容积3400m的转炉时，共跨度可达30m，多层部分的高度可达80m，整个厂房占地面积达230000m，吊车的起重量可达450t。

在机械制造行业，有高度60m，吊车起重量高达1200t的重型厂房。

综合分析可靠性，耐久性和经济性表明，这种重型工业厂房最适宜采用全钢结构建造。

随着我国钢产量的增加，一些中型厂房也会采用全钢结构或钢屋盖结构。

本章内容以重型厂房为主要对象，同时也论及中型厂房结构和一般钢桁架。

2.1 结构形式和结构布置2.1.1 一般说明在房屋建筑学中，已经学习了厂房的类别及平面、剖面和立面建筑设计的基本知识。

重型厂房一般取单层刚(框)架结构形式，但也有一部分为多层刚架者。

图2—1是典型单层单跨厂房构造简图，其屋顶既可采用钢屋架—大型屋面板结构体系，亦可采用钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系，或横梁—檩条—轻型屋面板结构体系。

图2—1 单层厂房构造简图1—柱；2—屋架；3—吊车梁；4—天窗架；5—柱间支撑吊车是厂房中常见的起重设备，按照吊车使用的繁重程度(亦即吊车的利用次数和荷载大小)，国家标准《起重机设计规范》(GB3811)将其分为八个工作级别，称为A1—A8。

吊车的工作制等级与工作级别的对应关系表2—12.1.1.1 柱网布置和计算单元厂房的柱网布置要综合考虑工艺、结构和经济等诸多因素来确定，同时还应注意符合标准化模数的要求。

一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时，柱距取12m较为经济；参数较小的厂房取6m柱距较为合适。

如果采用轻型围护结构，则取大柱距15m，18m及24m较适宜。

位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。

在一些工业部门．为了满足工艺要求，厂房亦可呈多跨形式(如图2—2所示)。

图2—2 柱网布置国家规范要求，在厂房的纵向或横向的尺度较大时，一般应按表2—2在平面布置中设置温度收缩缝，以避免结构中衍生过大的温度应力。