工业建筑中单跨框架结构设计分析

第1篇一、工程概述本项目为某公司新建厂房，位于我国某工业园区。

厂房总建筑面积为20000平方米，建筑高度为15米，占地面积为10000平方米。

项目总投资为2000万元，建设周期为6个月。

本方案旨在为该项目提供一套科学、合理、经济、可靠的钢结构工程建设方案。

二、工程特点1. 结构形式：采用单跨钢结构厂房，柱距为6米，跨度为40米。

2. 抗震等级：根据当地抗震设防要求，抗震等级为6度。

3. 跨度大：采用大跨度钢结构，有利于提高厂房空间利用率。

4. 施工速度快：钢结构构件在工厂预制，现场组装，可缩短施工周期。

5. 节能环保：采用节能型门窗、外墙保温材料，降低能耗。

三、工程主要技术指标1. 建筑面积：20000平方米2. 建筑高度：15米3. 占地面积：10000平方米4. 抗震等级：6度5. 结构形式：单跨钢结构厂房6. 跨度：40米7. 柱距：6米8. 施工周期：6个月四、工程实施方案1. 设计阶段（1）设计依据：国家相关设计规范、标准、规程及地方性规定。

（2）设计原则：确保结构安全、可靠、经济、美观。

（3）设计内容：建筑结构、建筑设备、电气、给排水、暖通空调等。

2. 施工阶段（1）施工组织：成立项目部，负责项目的组织、协调、管理。

（2）施工顺序：基础施工、钢结构安装、屋面及墙面施工、室内装修等。

（3）施工方法：1）基础施工：采用钢筋混凝土基础，基础深度为1.5米，基础垫层厚度为0.1米。

2）钢结构安装：采用现场组装，先安装柱子，然后安装屋面梁、吊车梁、支撑等。

3）屋面及墙面施工：采用彩钢夹芯板屋面，外墙采用保温岩棉板。

4）室内装修：采用轻钢龙骨石膏板吊顶，地面铺设地砖。

3. 质量控制（1）原材料：选用符合国家标准的优质钢材、混凝土、保温材料等。

（2）施工过程：严格按照施工规范、工艺要求进行施工，确保施工质量。

（3）验收标准：按照国家相关标准进行验收，确保工程质量。

4. 安全生产（1）建立健全安全生产责任制，加强安全生产教育。

现代工业厂房建筑设计思路及细节问题分析摘要：伴随着国家经济建设的持续发展，国家的城镇化建设水平也在不断提高，随着工业化的发展，以及现代生产工艺的不断升级，过去单一功能的厂房已经不能适应时代的发展需要，正在逐步被多功能的综合厂房所替代。

基于此，本文以现代工业厂房建筑设计为切入点，阐述其设计思路及细节问题，仅供参考。

关键词：工业厂房；设计思路；细节问题引言：为了更好地完成工业生产的任务，才有了工业厂房的出现，它的内部构造和外观与普通的房屋建筑都有很大的区别，它对功能、灵活性以及经济适用性都有很高的要求。

对工业厂房设计而言，好的设计除了要满足安装设备、输送及库存等生产要求之外，还必须为工业生产创造一个良好的劳动环境，而这一切都与工业建筑的结构设计有着很大的关系，所以，对工业建筑的设计要点展开研究就显得十分重要。

一、现代工业厂房的设计思路分析（一）洁净设计思路洁净设计指的是一种在建设工业厂房时，不会产生任何污染物的设计思想，简单来说就是，就是在生产施工和实践过程中，尽量实现零污染，同时也是确保工厂建筑绿色环保的一个重要手段。

基于洁净设计，设计人员可以通过提高资源利用率，并高效使用可循环的环保资源作为建设材料的思路，进行工业厂房的设计，以此明确洁净设计思路，以及现代工业厂房发展方向。

（二）绿色设计思路绿色设计，其设计思路指的是在工厂的建设过程中，所使用的是低碳环保的施工工艺和技术，所使用的各种原材料、产品和设备等，都不会对周围的环境产生不良影响。

绿色设计思路就是要将环保的要求完全地反映出来，在建筑设计中，不能盲目地采用新技术，要在日常的设计中融入绿色环保的设计理念，选择最适合于工业厂房的建筑设计。

确定了提高产品性能，降低能耗，提高产品使用效率的绿色化设计目标。

（三）节能设计思路随着社会的发展，人们越来越重视环境保护，可持续发展的理念也越来越深入人心，节能已成了全社会的共识，所以，在设计现代化的工业厂房的时候，应该把节能设计的思路结合起来，设计思路应着重倾向于，建设过程中厂房建的低能耗，以及后期厂房应用的低能耗两个方面。

钢管混凝土结构及钢结构单层单跨框架力学性能分析王颖;易坤【摘要】为了对比分析方钢管混凝土柱工字钢梁和方空钢管柱工字钢梁两种框架结构的力学性能,运用有限元软件分别对上述两种框架结构进行了全尺寸建模,完成非线性有限元计算分析.结果表明,计算结果与实验数据吻合较好,验证了所建模型的准确性;两种框架结构的滞回曲线均为饱满的梭形,无明显的捏缩现象,且方钢管混凝土柱工字钢梁框架梁端水平极限承载力高于方空钢管柱工字钢梁框架结构.%In order to compare and analyze the mechanical properties of two frame structures including both concrete filled square steel tube column-I beam and hollow square steel tube column-I beam frame structures, the full-scale modeling the above-mentioned two frame structures were carried out with the finite element software, and the nonlinear finite element calculation and analysis were completed. The results show that the calculated results agree well with the experimental data, which verifies the reliability of the established model. In addition, the hysteretic curves of two frame structures are in plump spindle-shape without obvious pinch phenomenon. Furthermore, the horizontal ultimate bearing capacity at the beam ends of concrete filled square steel tube column-I beam frame structure is higher than that of hollow square steel tube column-I beam frame structure.【期刊名称】《沈阳工业大学学报》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】6页(P115-120)【关键词】钢管混凝土柱;空钢管柱;框架;工字钢梁;外加强环;节点;有限元;力学性能【作者】王颖;易坤【作者单位】沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TU398.9方钢管混凝土框架结构具有节点简单、加工方便、施工周期短和便于采取防火板材等优点，在高层、超高层建筑中的应用越来越广泛.到目前为止，国内外针对钢管混凝土单个构件方面进行了较多研究，并对钢管混凝土节点进行了研究，相比之下，对于钢管混凝土框架结构上的研究较少[1-3].工程上复杂的多层多跨框架结构都是由简单的单层单跨结构组合而成，因此，对单层单跨结构整体上进行研究非常必要.在实际试验分析研究过程中，不仅试验费用较高，耗时费力，而且存在诸多试验不确定性因素影响，易造成试验与实际情况存在偏差.拥有强大工程模拟功能的有限元软件ABAQUS带来了一种更加高效、便捷、经济的研究分析方法.本文根据王文达博士的实际试验数据[4]，利用有限元软件ABAQUS对方钢管混凝土柱工字钢梁框架进行低周循环荷载作用下的力学性能分析，并与试验结果进行对比，从而验证所建立的有限元计算模型的准确性.在此基础上，对方空钢管柱工字钢梁框架结构进行低周循环荷载作用下的力学性能分析，并对两种组合结构的梁柱框架结构进行对比分析.在本文中工字钢梁的钢材采用简化的两段线模型，适用于低碳钢，弹性模量为206 GPa，泊松比为0.262，其双直线模型如图1所示.核心区混凝土受到方钢管柱的约束，其塑性能力得到提高，故普通混凝土单轴应力应变曲线无法反映出核心混凝土塑性性能的提升.为了充分考虑方钢管柱对核心区混凝土的约束效应，本文采用刘威[5]提出的核心区混凝土本构模型，如图2所示.刘威在谭清华等[6]提出的混凝土本构模型的基础上对其峰值和下降段进行了修改，使其更加适用于有限元分析，其应力应变关系的函数表达式为单层单跨方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型采用文献[4]中实际试验数据120mm×120 mm×3.46 mm方钢管柱和160 mm×80 mm×3.44 mm×3.44mm(梁高、梁宽、腹板厚度、翼缘厚度)工字钢梁.工字钢梁和外加强环通过焊接连接在方钢管柱上，模型中采用绑定连接.方钢管柱、工字钢梁和加强环板模型采用S4R壳单元，核心混凝土采用C3D8R实体单元建模.定义混凝土和方钢管之间的接触单元[7]时，应该考虑其切向行为和法向行为，切向行为采取罚摩擦公式，摩擦系数为0.6；法向行为定义为“硬”接触.一榀方钢管混凝土框架模型尺寸如图3所示(单位：mm).有限元软件建立的框架模型及单元划分模型如图4所示.本文中钢管混凝土框架试验边界条件和荷载的施加形式明确，柱脚固接，两柱顶施加轴向荷载，工字钢梁端右侧施加水平循环荷载.在有限元计算模拟中，对方钢管柱脚采取嵌固的边界条件，加劲板底部同样采用嵌固边界，由于只有柱顶板和底板限制了核心混凝土的轴向位移，所以核心混凝土的边界仅需约束其轴向位移即可.在荷载施加的过程中，梁端右侧水平循环荷载的加载过程采用位移加载控制，加载历程如图5所示，其中，Δ/Δy为试验过程中模型的位移值与模型屈服位移的比值. 对于方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型有限元计算和试验得到的荷载位移滞回曲线如图6所示.通过滞回曲线得到的骨架曲线如图7所示.本文参考文献[8]中确定钢管混凝土柱屈服点的方法，根据骨架曲线来确定框架结构水平承载力.试件水平承载力计算结果与试验结果的比较如表1所示，其中，Pu2/Pue为钢管混凝土模型极限水平荷载模拟值与试验值的比值.模拟计算得到的滞回曲线为较饱满的梭形形状，表明整个框架结构具有很强的塑性变形性能和抗震耗能能力.有限元分析得出的模型整体刚度、水平极限承载力均大于试验结果，滞回环也相较试验结果更加饱满.分析表明，有限元模拟与试验值基本接近，总体上稍微偏大是由于有限元计算分析中未模拟结构的初始缺陷、安装过程中产生的误差等因素的影响.对比结果显示，运用有限元模拟的方法可以较好地对方钢管混凝土柱工字钢梁平面框架进行数值模拟分析.当遭遇地震荷载作用时，可采用结构吸收能量和耗散能量的多少作为评价结构抗震性能优劣的依据.滞回曲线的荷载位移加载段曲线围成的面积为整体结构吸收的能量.同理，荷载位移卸载段曲线与加载曲线围成的面积为结构耗散的能量.本文利用等效粘滞阻尼系数he和能量耗散系数E当做评价结构耗能能力的参考指标，等效粘滞阻尼系数越大，说明结构的耗能能力越强[9].表2为有限元计算和试验得到的等效粘滞阻尼系数与能量耗散系数的对比.有限元模拟没有考虑钢材在循环荷载作用下的塑性损伤引起的刚度退化，从而使有限元计算出的等效粘滞阻尼系数和能量耗散系数均略大于试验结果.分析表明，方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型有限元计算分析结果与实测试验数据总体吻合较好.采用所建立的有限元计算模型能够简便、快捷、准确地分析实际受力情况.为进一步探明钢管柱内填充混凝土后的作用，本文建立了空钢管柱工字钢梁框架模型，并对其进行有限元计算分析.将两种框架结构的计算结果进行对比分析，从而评价两种框架结构力学性能的优劣[10].通过统一钢管混凝土柱和空钢管柱的轴压承载力，从而计算出空钢管柱的厚度为7.3 mm.方空钢管柱工字钢梁框架模型其他尺寸与方钢管混凝土柱工字钢梁框架结构模型相同.方钢管混凝土柱工字钢梁和方空钢管柱工字钢梁框架结构统一计算到5Δy时对应的应力云图如图8所示.框架结构在受力过程中，首先在靠近梁端加载端的位置形成塑性铰，由于节点区存在加强环板，翼缘屈服区域分布在加强环板之外的钢梁截面上，工字钢梁左端上翼缘与右端下翼缘表面在压应力作用下率先进入塑性状态.方钢管柱脚钢管的屈服略晚于梁端，随着梁端屈服区域的变大，钢管柱脚仅有小部分进入塑性状态.在之后的加载过程中，梁端进入全截面屈服，首先形成塑性铰，并随着水平循环位移的继续增加，柱脚处钢管向外鼓曲，形成塑性铰，框架结构丧失承载能力，发生破坏，结构整体未出现明显的失稳现象.而方空钢管柱柱脚首先因失稳发生破坏，结构整体失稳现象明显.上述框架破坏模式说明，方钢管混凝土柱工字钢梁和方空钢管柱工字钢梁框架采用外加强环板连接的节点形式满足“强柱弱梁”的抗震设防要求，形成了理想的“梁铰”破坏机制.由图8可知，塑性铰只出现在工字钢梁端部环板外侧和柱脚加劲板上方，而节点区钢管柱壁在加载过程中始终处于弹性阶段，表明采用外加强环连接节点的两种框架结构均满足“强节点、弱构件”的抗震设防要求.图9为两种框架结构荷载位移曲线.由图9可知，两种组合结构的滞回曲线都呈饱满的梭形，说明两种结构的塑性变形能力很强，具有良好的抗震耗能能力.相比之下，钢管混凝土柱框架结构的滞回曲线更加圆滑、饱满.在框架结构的受力过程当中，受到方钢管柱约束其轴向位移的混凝土处于三向受压状态，从而提高了混凝土的受压承载力.正因为混凝土的存在，延缓了方钢管柱的局部屈曲变形，进一步提高了钢管混凝土柱的承载力.骨架曲线为每个循环加载过程中荷载峰值点的连线，因此，骨架曲线能够反映出结构在每个循环过程中荷载变形对应的关系，同时有助于研究结构的抗震性能.骨架曲线能清楚地反映出结构承载力的多少，钢管混凝土柱框架结构的承载能力明显高于空钢管柱框架结构.两种框架结构的骨架曲线如图10所示.为了更好地反映结构的强度退化，本文引用荷载强度退化系数其中，为第j级加载时，第i次循环峰值点的荷载值；为第j级加载时，第i-1次循环峰值点的荷载值.图11为两种框架结构的强度退化曲线.刚度退化的定义参照《建筑抗震试验方法规程》(JGJ/T101-2015)，同级变形下的割线刚度表达式为图12为两种框架结构的刚度退化曲线.图12中显示无混凝土的方空钢管柱工字钢梁框架结构的强度退化和刚度退化都更快一些.通过将钢材和混凝土两种材料组合在一起，不但克服了两者各自的缺点，而且还充分地发挥各自的优点，这也正是钢管混凝土结构的优势所在.本文利用有限元软件ABAQUS建立了采用外加强环式节点连接形式的单层单跨方钢管混凝土柱工字钢梁及方空钢管柱工字钢梁平面框架模型进行力学性能分析，并得出以下结论：1) 数值模拟计算得到的方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型的破坏模式、滞回曲线及承载力等数据均与试验结果吻合较好，表明建立的有限元计算模型能够较为准确、简便、快捷地模拟框架实际的受力情况.2) 两种框架结构力学性能对比分析表明，方钢管混凝土柱工字钢梁框架结构在承载能力、耗能能力、强度刚度退化方面均优于方空钢管柱工字钢梁框架结构.3) 有限元模拟分析得到的两种框架结构的滞回曲线、骨架曲线均未出现明显的下降段，这是由于试验中的最终破坏为方钢管柱脚的焊缝开裂导致框架结构的承载力降低.而在有限元计算分析中，方钢管柱作为一整体建立模型，忽略了钢材焊缝的缺陷，故未产生试验分析中明显的下降段曲线.(LIU Lin-lin，TU Yong-qing，YE Ying-hua.Finite element analysis of L-shaped concrete filled steel tubular column based on ABAQUS [J].Journalof Shenyang University of Technology，2011，33(3)：349-354.)(GONG Yong-zhi，NI Ming，DING Fa-xing，et al.Behavior of axially loaded steel-reinforced concrete-filled square stell tubular stub columns[J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：120-124.)(HUANG Yuan，ZHU Zheng-geng，ZHANG Rui，et al.Nonlinear FEA of square concrete-filled steel tubular solumn strengthened with end studs [J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：137-144.)(WANG Wen-da.Study on mechanical properties of concrete filled steel tubular column and steel beam plane frame [D].Fuzhou：Fuzhou University，2006.)(LIU Wei.Study on working mechanism of concrete filled steel tube under local compression [D].Fuzhou：Fuzhou University，2005.)(TAN Qing-hua，HAN Lin-hai.Post-fire and post-strengthening analysis of steel reinforced concrete co-lumns subjected to fire [J].Journal of Tsinghua Uni-versity (Science and Technology)，2013，53(1)：12-17.)(ZHUANG Zhuo.Based on ABAQUS finite element analysis and application [M].Beijing：Tsinghua University Press，2009.)(HAN Lin-hai.Steel tube concrete structure [M].Beijing：Science Press，2016.)(Ministry of Housing and Urban-Rural Deve lopment of the People’s Republic of China.JGJ/T101-2015 Specification for seismic test of buildings [S].Beijing：China Building Industry Press，2016.)(WANG Jing-feng，ZHANG Lin，DAI Yang.Seismic experimental study of end plate connections for semi-rigid concrete-filled steel tubular frames[J].China Civil Engineering Journal，2012，45(11)：13-21.)【相关文献】[1] 刘林林，屠永清，叶英华.基于ABAQUS的钢管混凝土L形柱有限元分析 [J].沈阳工业大学学报，2011，33(3)：349-354.(LIU Lin-lin，TU Yong-qing，YE Ying-hua.Finite element analysis of L-shaped concrete filled steel tubular column based on ABAQUS [J].Journal of Shenyang University of Technology，2011，33(3)：349-354.)[2] 龚永智，倪鸣，丁发兴，等.型钢方钢管混凝土轴压短柱力学性能有限元分析[J].建筑结构学报，2014，35(增刊2)：120-124.(GONG Yong-zhi，NI Ming，DING Fa-xing，et al.Behavior of axially loaded steel-reinforced concrete-filled square stell tubular stub columns [J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：120-124.)[3] 黄远，朱正庚，张锐，等.端部栓钉加强方钢管混凝土柱非线性有限元分析 [J].建筑结构学报，2014，35(增刊2)：137-144.(HUANG Yuan，ZHU Zheng-geng，ZHANG Rui，et al.Nonlinear FEA of square concrete-filled steel tubular solumn strengthened with end studs [J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：137-144.)[4] 王文达.钢管混凝土柱钢梁平面框架的力学性能研究 [D].福州：福州大学，2006.(WANG Wen-da.Study on mechanical properties of concrete filled steel tubular column and steel beam plane frame [D].Fuzhou：Fuzhou University，2006.)[5] 刘威.钢管混凝土局部受压时的工作机理研究 [D].福州：福州大学，2005.(LIU Wei.Study on working mechanism of concrete filled steel tube under local compression [D].Fuzhou：Fuzhou University，2005.)[6] 谭清华，韩林海.火灾后和加固后型钢混凝土柱的力学性能分析 [J].清华大学学报(自然科学版)，2013，53(1)：12-17.(TAN Qing-hua，HAN Lin-hai.Post-fire and post-strengthening analysis of steel reinforced concrete co-lumns subjected to fire [J].Journal of Tsinghua Uni-versity (Science and Technology)，2013，53(1)：12-17.)[7] 庄茁.基于ABAQUS的有限元分析和应用 [M].北京：清华大学出版社，2009.(ZHUANG Zhuo.Based on ABAQUS finite element analysis and application [M].Beijing：Tsinghua University Press，2009.)[8] 韩林海.钢管混凝土结构 [M].北京：科学出版社，2016.(HAN Lin-hai.Steel tube concrete structure [M].Beijing：Science Press，2016.)[9] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ/T101-2015建筑抗震试验方法规程 [S].北京：中国建筑工业出版社，2016.(Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic ofChina.JGJ/T101-2015 Specification for seismic test of buildings [S].Beijing：China Building Industry Press，2016.)[10]王静峰，张琳，戴阳.半刚性钢管混凝土框架梁柱端板连接抗震性能试验研究[J].土木工程学报，2012，45(11)：13-21.(WANG Jing-feng，ZHANG Lin，DAI Yang.Seismic experimental study of end plate connections for semi-rigid concrete-filled steel tubular frames [J].China Civil Engineering Journal，2012，45(11)：13-21.)。

单层单跨工业厂房设计 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】XX大学工程技术学院本科生课程设计题目：单层单跨工业厂房设计专业：学生：指导教师：完成日期：2014年6月16日内容摘要单层厂房指层数仅为一层的工业厂房，适用于生产工艺流程以水平运输为主，有大型起重运输设备及较大动荷载的厂房，如机械制造工业、冶金工业和其他工业等。

单层厂房的骨架结构，由支撑各种竖向的与水平的荷载作用的构件所组成。

厂房依靠各种结构构件合理连接为一整体，组成一个完整的结构空间以保证厂房的坚固、耐久。

我国广泛采用钢筋混凝土排架结构和钢架结构，通常由横向排架、纵向联系构件、支撑系统构件和围护结构等几部分组成。

本文以18m跨度单层单跨的莫实验室进行结构设计，根据相关资料选择合适的构件和确定柱网、基础平面的平面布置和排架柱与牛腿的形状、尺寸。

并进行各种荷载作用下的排架柱内力计算，计算出各控制截面的轴力、弯矩和剪力。

依据内力组合原理得出三个控制截面的内力。

然后对构件进行内力分析、内力组合进而截面设计、进行配筋，并对预制柱的吊装安全进行验算。

最后求出计算书，并根据规范绘制施工图和注写图纸说明。

关键词：单层工业厂房、荷载代表值、内力组合目录引 言单层厂房结构一般由屋盖结构、排架结构、支撑系统、吊车梁、围护结构和基础等组成。

它比较容易组织生产工艺流程和车间内部运输，地面上能够放置较重的机器设备和产品，所以其在工业建筑设计中得到广泛的应用。

近年来，单层厂房的设计越来越重视设备节能,充分利用自然通风,利用自然采光,发展节能省地型工业厂房；运用生态学中的共生与再生原则，结合自然，保护环境，防止污染，发展具有良好生态循环系统的现代工业厂房；利用高科技材料，发展更具灵活性、通用性和多样化的工业厂房。

本文以跨度为18米的实验室单层单跨厂房为例例的进行结构设计计算。

首先依据设计任务书的提供的资料数据，建立排架计算模型。

大跨度厂房结构设计实例分析摘要：以大跨度单层工业厂房的实际工程为例，根据有关技术资料和现行规范要求，运用建筑结构专业设计软件，对该厂房进行排架和屋架结构二维平面分析。

考虑到跨度为60 m的特殊性，采用通用有限元分析方法对该厂房进行三维空间分析，结果表明：大跨度厂房需要考虑空间效应，支撑体系的承载力验算十分必要。

关键词：大跨度结构; 钢桁架; 单层工业厂房; 支撑体系; 构件承载力1 工程概况许多大尺寸零部件产品的制作加工，需要大跨度的厂房。

而大跨度结构的受力模式和结构体系的控制条件可能会有变化，会有一些特殊要求。

为了解大跨度工业建筑的结构特性，本文选用一个典型工程实例，通过分析计算得到了许多具有参考价值的结论。

本工程是单层工业厂房，建筑物总长243.28 m，宽78.74 m，建筑高度(屋面面层最低点至室外地面)14.550 m，总建筑面积20 566.04 m2，主体厂房1层(生活间3层)。

风力发电的叶片生产车间为3跨连续钢结构刚架，跨距为24,30,24 m。

每跨设有100 kN吊车多台，轨顶标高9.000 m；柱距7.5 m。

胶衣腻子车间为单跨钢排架结构，跨度为60 m，屋架宽翼缘H型钢桁架结构；吊车起重量200 kN，轨顶标高9.000 m；柱距6.0 m。

建筑物主体结构设计合理使用年限为50年,室内设计标高±0.000 m对应的绝对标高为834.000 m,车间部分室内外高差150 mm,建筑平面如图1所示。

图1 建筑平面本文以胶衣腻子车间为例，分析大跨度厂房设计问题。

屋面采用单层压型钢板防水保温屋面，坡度为5%，用于主体厂房，做法(由上到下)：1)0.5 mm 厚(基板厚度)镀铝锌压型钢板本色板，360°直立锁缝构造；2)150 mm厚底面贴W38聚丙烯贴面离心玻璃棉；3)钢檩条。

厂房屋面圆拱形采光天窗采光板为不着色聚碳酸酯采光板(阳光板)。

2 荷载取值结构设计荷载条件：屋面恒载0.3 kN/m2；屋面活载0.3 kN/m2；吊车荷载100 kN梁式起重机;基本风压(重现期50年)0.6 kN/m2;基本雪压(重现期50年)0.3 kN/m2;抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。

工业建筑中的单跨框架结构设计分析摘要：为了提高单跨框架在工业建筑设计中的应用效果，文章针对工业建筑的单框框架结构设计，并基于国内的某真实工程案例，进行概念、性能的设计以及抗震设计的研究和分析。

一方面，文章从整体合理、整体结合部分、剪力墙和柱间支撑少量布置三个方面，针对工业建筑中的单框架结构设计的基本原则进行分析。

另一方面，文章结合我国境内的某工业建筑实际案例，对其性能以及抗震设计等进行研究。

关键词：工业建筑；单跨框架；结构设计1、工业建筑单跨框架结构设计的基本原则1.1整体合理原则在工业建筑设计工作正式开始前，要求相关人员对工程建筑结构实际状况全方位进行考察，综合考虑工业建筑结构的刚度和承载能力。

在设计单跨框架结构的过程中，需要设计人员将抗震概念结合其中，确保工业建筑结构能够在面对地质灾害的情况下，从多个角度吸收地震荷载，降低地震外力对建筑结构稳定性产生的负面影响。

设计人员可以串联不同部分的建筑工程，将其作为一个整体，从源头上解决单跨框架结构存在的抗震问题。

实际上，工业建筑单跨框架结构抗震设计是以建筑设计作为基础，工业建筑单跨框架结构设计和抗震设计有效结合，需要设计人员综合考虑工业建筑所属区域的地质、地形、气候等因素，在预测有可能会出现意外状况的基础上，确保单跨框架结构的合理性能够不断提高[1]。

但需要注意的是，这种抗震设计工作却并非对建筑物的外围单纯加固，或者是利用强度更大的材料，而是需要在妥善完成准备工作的前提下，综合考虑各种因素进行设计。

1.2整体部分结合原则对于工业建筑设计工作而言，任何一个环节设计不符合相关标准规范的要求都会引发严重的连锁反应，影响到后续工程的施工进度以及质量。

部分工业建筑的单跨框架结构设计是为了保留较大面积的底部空间，反而对抗震墙的设计有所忽视，或者是为了提高工业建筑自身的美观性，导致上层和下层墙体之间的对接不够紧密，直接影响到工业建筑单跨框架结构自身的稳定性[2]。

现代工业厂房建筑设计思路及细节问题分析摘要：目前，我国的经济发展速度很快，城市化水平也在不断提高。

在这样的大环境下，要使现代工业厂房的整体设计水平得到进一步提高。

根据工厂设计中存在的问题，逐一进行分析，以适应现代经济发展的需要。

与其它行业相比，工业厂房的设计也具有一些特殊性特征，必须引起设计者的注意。

因此，如何将新时期的发展理念与工业厂房规划有机地结合起来，使其能够更好地适应新时期的发展趋势与需要，就成为了有关部门所关心的问题。

基于此，本文首先从四个方面简要介绍了现代工业厂房的设计思路，随后从三个方面讲述了工业生产厂房设计要求，最后从七个方面系统地阐述了现代工业厂房建设设计的细节问题，以此来供相关人士交流沟通。

关键词：现代工业厂房设计思路；环保节能；细节问题引言：近几年，随着中国社会和经济的迅速发展，中国的第三产业也得到了飞速的发展，从过去的传统产业向现代产业进行演变，这不仅是从手工制造到机械制造转变，也是一种工业表现形式的转变。

从传统的钢筋水泥工厂到钢结构工厂，这是工厂建筑质量的一次飞跃，同时也是中国工业发展的一个重要里程碑，对此，这就需要相关部门对现代工业厂房的设计思路和细节进行综合考虑和分析。

一、现代工业厂房的设计思路分析（一）现代工业厂房中的洁净设计从清洁设计观念的内涵出发，并提出了一种无污染的生产工艺。

尤其是现代厂房在整个生产活动利用的过程中，要做到零排放、零污染。

长期以来，人们过于注重经济发展，从而忽略了对产品质量的控制。

在认识到这一问题之后，我国很多优秀的设计师都提出了“绿色发展”、“可持续发展”的理念。

而现代工厂洁净设计的理念，正是在此基础上，进一步提升现代建筑的质量。

在实施过程中，可以对各种类型的废弃资源进行循环和再利用。

这一理念不仅被广泛地运用于建筑业，也被运用于各行各业。

从上个世纪八十年代开始，我国的市场经济发展速度很快。

在这样的大环境下，我国的科技、工业等各个领域都有了相应的发展。

一、工程概况某厂房工程,设计为单跨单层框架钢结构,厂房长41m，柱距6m，共有9个节间，钢屋架。

厂房的平、剖图如图所示。

本项目厂房做法:屋面采用0.5mm厚W750型彩色压型钢板及收边包角,单脊双坡排水。

墙体采用灰砂砖砌筑围护、钢筋混凝土梁、柱。

主要吊装工程量为16.6m钢屋架，钢屋架重61。

4KN，共8个，标高5。

5m。

二、结构安装前的准备工作(1）在厂房施工现场，构件吊装前要运到吊装地点就位，支垫位置要正确，装卸时吊点位置要符合设计要求。

（2）堆放构件的场地应平整坚实。

(3）构件就位时，应根据设计的受力情况搁置在垫木或支架上,并应保持稳定.三、结构吊装方法钢屋架在工厂制作好后，由汽车运到现场吊装.屋盖系统包括屋架、檩条和屋面板。

各构件吊装过程为:绑扎-→吊升-→对位—→临时固定—→校正—→最后固定四、起重机的选择和工作参数的计算结构吊装采用汽车式起重机QY16型，吊装主要构件的工作参数为：屋架采用两点绑扎吊装。

要求起重量 Q=Q1+Q2=（61。

4+3.0）KN=64。

4 KN要求起重高度见图 H=h1+h2+h3+h4=（5.5+0。

3+2。

7+3。

0）m=11.5m因起重机能不受限制地开到吊装位置附近，所以不需验算起重半径R。

钢屋架就位后需要进行多次试吊并及时重新绑扎吊索，试吊时吊车起吊一定要缓慢上升，做到各吊点位置受力均匀并以钢屋架不变形为最佳状态，达到要求后即进行吊升旋转到设计位置,再由人工在地面拉动预先扣在大梁上的控制绳,转动到位后,即可用板钳来定柱梁孔位，同时用高强螺栓固定。

并且第一榀钢屋架应增加四根临时固定揽风绳，第二榀后的大梁则用屋面檀条及连系梁加以临时固定，在固定的同时,用吊锤检查其垂直度，使其符合要求。

钢屋架的检验主要是垂直度，垂直度可用挂线球检验，检验符合要求后的屋架再用高强度螺栓作最后固定。

在吊装钢屋架前还须对柱进行复核，采用葫芦拉钢丝绳缆索进行检查，待大梁安装完后方可松开缆索。

单跨框架加强措施概述单跨框架结构是指建筑结构中的梁或桁架跨越一个单独的空间，常见于工业厂房、仓库、体育馆等建筑中。

单跨框架的设计和施工过程中需要采取一系列的加强措施，以确保结构的安全性和稳定性。

本文将介绍几种常用的单跨框架加强措施。

1. 增加钢材强度一种常见的单跨框架加强措施是增加钢材的强度。

钢材的强度决定了其承受荷载的能力。

在设计单跨框架结构时，可以选择高强度钢材或采用冷轧钢板，以提高结构的整体强度。

此外，还可以通过增加钢材的截面积或采用其他加强措施来提高结构的抗弯承载能力。

2. 采用钢筋混凝土结构另一种常见的单跨框架加强措施是采用钢筋混凝土结构。

相比于纯钢结构，钢筋混凝土结构具有更好的抗震性能和耐久性。

在单跨框架结构的设计中，可以在梁的底部添加钢筋混凝土板，以增加整体结构的刚度和承载能力。

此外，通过在梁的连接处添加钢筋混凝土节点，可以提高整体结构的稳定性。

3. 加固连接节点连接节点是单跨框架结构中最容易发生破坏和失稳的地方。

为了增强连接节点的稳定性，可以采用多种加固措施。

一种常见的加固方法是通过增加连接板的厚度或采用高强度钢材制作连接板来提高连接节点的抗剪强度。

此外，可以采用焊接或螺栓连接来增强连接节点的刚度和承载能力。

4. 增加斜撑支撑为了提高单跨框架结构的整体稳定性，可以增加斜撑支撑。

斜撑支撑可以增加结构的抗侧移能力，降低结构在水平荷载作用下的位移。

斜撑支撑可以采用钢管或钢板等材料，并通过焊接或螺栓连接与梁和柱相连。

5. 使用抗震支撑地震是常见的自然灾害，对于单跨框架结构来说，抗震性能尤为重要。

为了提高结构的抗震性能，可以在单跨框架的柱和基础部分添加抗震支撑。

抗震支撑可以采用加劲板、剪力墙或加固柱脚等形式，以增加结构的整体刚度和抗震能力。

结论单跨框架结构的加强措施对于保证结构的安全和稳定性至关重要。

通过增加钢材强度、采用钢筋混凝土结构、加固连接节点、增加斜撑支撑和使用抗震支撑等措施，可以有效提高单跨框架结构的承载能力和抗震性能。

工业建筑中单跨框架结构设计研究摘要：单跨框架结构是一种抗震能力较差、没有冗余约束的空间结构类型。

在概念设计要点的基础上，利用对结构的优化与调整，提升抗震性能。

基于此，简单分析这一结构的设计方案，并以实例为主进行深入探讨，仅供参考。

关键词：工业建筑；单跨框架结构；设计前言：单跨框架结构会由于冗余约束的缺失，导致抗震能力无法符合相关标准，会在地震发生后造成严重破坏。

因此，需要对其进行概念化设计，利用相关构造措施确保单跨框架结构符合抗震标准，提升结构安全性。

1.设计方案1.遵循设计原则一是整体合理性原则，也就是在设计工作开展之前，对整体结构进行考察，包括刚度、承载能力等要素。

在设计过程中融入抗震概念，确保能够在发生地震等灾害时，实现对荷载的多方面吸收，减少不利影响。

二是将建筑与抗震结合起来设计，比如在设计时考虑地质情况、地形条件、气候变化等因素，对有可能发生的突发情况进行预测，确保设计的科学性、合理性。

但是，二者的结合不是简单组合，而是需要考虑整体，做好周全的准备。

三是整体与部分相结合，这是为了避免设计环节的失误造成连锁反应，影响工程建筑。

例如，为了底部空间富余对抗震墙设计有所忽视，或者是为了美观好看，导致上下层墙体没办法正常连接。

这些问题都会影响建筑稳定。

因此，需要做到整体与部分的相结合，把握每个设计细节，确保关键结构不被忽略[1]。

1.2优化建筑结构建筑结构的优化首先要选择合适的工程材料，从材料方面提升建筑稳定性和工程质量，并且，通过材料的相互组合，利用不同材料性能的差异性，满足不同建筑结构的需求。

因此，在实际建筑中，要以综合性角度为切入点，选择性价比最高的建筑用料。

比如，在采购防火材料时，要注意，不能只注重材料的耐火性，还需要考虑工程建设的混凝土强度与其他影响因素。

1.3建筑细节1.3.1剪力墙在设计阶段，相关人员应该为提高抗震能力尽量设置多道抗震防护线，并且，需要对建设现场环境进行考虑，观察是否为高烈度区，确保抗震防护线的建立完善。

单层单跨工业厂房特点1. 简介单层单跨工业厂房是一种常见的工业建筑形式，特点是只有一个层次和一个跨度，常用于各类制造业、仓储业和物流业等行业。

本文将详细介绍单层单跨工业厂房的特点。

2. 建筑结构单层单跨工业厂房通常采用钢结构或混凝土结构，结构简单、稳定，并能够满足各种工业生产的需求。

该类型的建筑需要考虑地面承重能力、屋面荷载以及跨度和柱间距等因素。

2.1 钢结构钢结构工业厂房具有重量轻、强度高、施工速度快等特点。

可以根据生产需求设计出合适的柱、梁和悬索等结构，以满足厂房内设备和货物的悬挂、支撑和运输需求。

此外，钢结构工业厂房还具备较长的使用寿命和可重复利用的优势。

2.2 混凝土结构混凝土结构工业厂房在承重能力方面更为优越，可以承载更大的荷载。

混凝土在抗震、防火等方面也表现出色。

与钢结构相比，混凝土结构工业厂房的施工周期相对较长，但此类厂房的使用寿命较长，且具备更好的隔热和隔音性能。

3. 屋面和墙面材料3.1 屋面材料单层单跨工业厂房的屋面材料一般采用金属屋面板、彩钢瓦或玻璃钢等。

这些材料具有防水、耐腐蚀、耐候性好等特点，能够有效保护厂房内设备和货物不受外界环境影响。

3.2 墙面材料单层单跨工业厂房的墙面材料一般选择彩钢板、混凝土板或夹芯板等。

这些材料具有隔热、隔音、防火等功能，同时具备较高的强度和稳定性。

应根据厂房使用的需求选择合适的墙面材料，以提供最佳的环境条件。

4. 厂房布局与功能4.1 厂房布局单层单跨工业厂房的布局一般以功能分区为主，在保证生产流程高效进行的基础上，还应充分考虑生产设备的布置、人员流动和物料运输等因素。

通常分为生产区、仓储区、办公区等功能区域，并合理规划出出入口和货物运输通道。

4.2 厂房功能单层单跨工业厂房可根据不同行业的需求，设置不同的功能区域。

例如，生产区域应配备合适的生产线和设备，仓储区域应设有货物存储设备和货架，办公区域应满足员工的办公、休息和会议等需求。

厂房的布局和功能设计应尽量提高生产效率和工作流畅性。

工业建筑中单跨框架结构设计分析摘要：在工业建筑中，单跨框架结构的应用十分普遍，但是抗震性能得不到保障，当发生地质灾害时，很容易对建筑结构的稳定性带来严重影响，出现受力不均等问题。

为了避免出现这种情况，可采取适当的手段改变结构形式，在单跨方向设置少量剪力墙，提升结构竖向刚度分布的均匀性，保证结构楼板的连续性，控制结构的层间形变，采用性能优化设计方法，合理布置楼面次梁，从而充分展现单跨框架结构设计优化的作用。

本文对此进行简要的分析研究。

关键词：工业建筑；单跨框架；结构设计；设计要点一、工程概况本次所研究的是某中学的一栋工业厂房设计，该厂房总建筑高度是21.3m，共5层，总建筑面积在2000m2左右，其抗震设防类别是乙类，所在区域内的设防烈度是7度，基本地震加速度设计值是0.1g，地震设计分组是第三组，框架抗震等级设计为二级。

在本次对该厂房进行改造的过程中，需要对其多层单跨形式的框架结构进行设计。

二、多层单跨框架结构相关理论研究所以在具体的设计中，应按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009中的相关规定，将该项目的抗震设防烈度比其所在区域的设防烈度高一度的标准来进行抗震措施核查，并严格按照该建筑所在地区的设防烈度要求来进行抗震验算。

因本次加固设计之后的设计使用年限需要达到36年，所以可判断出该建筑为B类。

基于此，在具体的设计中，该建筑应按照B类建筑中的抗震鉴定方法来进行抗震鉴定。

同时，因为该项目为多层单跨形式的框架结构，所以其抗震鉴定方法应选择B类钢筋混凝土房屋鉴定法，以此来鉴定其抗震改造措施的合理性，并合理验算其地震承载力。

三、设计方法概述在对该建筑工程项目中的多层单跨框架结构进行设计时，需要将其实际情况作为依据来进行抗震加固方案的合理制定。

为达到良好的抗震加固效果，具体设计中，可通过构件抗震承载力的提升、结构变形能力的增强以及框架结构体系的改善等方式来进行加固设计。

同时应该将本次工程项目的有限元分析鉴定结论作为基础，将当今常用的受力型框架结构加固方法加以合理应用，比如截面增大加固法、型钢外贴加固法以及纤维复合材料外贴加固法等。

新规范体系下既有单跨框架结构的抗震性能分析摘要：《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008明确规定教育建筑中，中小学的教学用房以及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类（即乙类）。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010明确规定乙类建筑不应采用单跨框架结构。

本文选取既有单跨教学楼框架结构为研究对象，采用新旧规范对其进行抗震性能分析，找出相应抗震薄弱位置，为该类结构抗震加固提供参考。

关键词：新规范；单跨框架；抗震性能本工程项目为20世纪末某中学教学楼，位于海南省海口市，建于1999年，为一栋5层混凝土单跨框架结构教学楼，建筑总高度为18.90m，建筑面积1260m2，采用钢筋混凝土灌注桩基础，承台顶标高为-1.20m。

其中外廊悬挑长度为2.3米。

平面布置如图1所示。

教学现状楼无地基不均匀沉降和使用超载现象，无影响结构安全的严重变形与损伤。

本工程有设计图，无竣工图，根据原设计图纸，安全等级为二级，结构抗震设防烈度为8度，抗震设防类别为丙类，抗震等级二级，场地类别Ⅱ类，结构自振周期为1.2848秒（图1）。

图1 既有单跨框架教学楼建筑平面图一、新旧规范体系下既有建筑的抗震性能对比本工程项目为20世纪末设计的海口市某中学教学楼，其规范采用《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)，《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-95）等设计规范；2001年国家更新了抗震规范，即更新为《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)；2008年5.12汶川地震后，国家对结构相应规范进行了调整，即《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001)（2008年版），同时更新《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008）；2010年抗震规范再次更新为《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，随着2015年《中国地震动参数区划图》的更新，新一代《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）提高了地震动参数，相应提高了我国整体抗震设防要求，与之相应更新抗震规范，即《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)（2016年版），2017年更新了《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2017）等。

建筑技术开发Building Technology Development建筑结构Building Structure第48卷第10期2021年5月工业建筑中单跨框架结构设计方案刘昌志(中油（新疆）石油工程有限公司设计分公司，新疆克拉玛依834000 )[摘要]主要介绍设计单跨框架结构的过程中选用的构造方式及计算策略，并通过实际工程案例对其性能、结构方案、抗震设计等方面详细分析，通过优化结构布置、采用性能化设计方法，提高单跨框架结构的抗震性能，从而为工业建筑中单跨框 架结构的应用提供可行的设计方法。

[关键词]单跨框架结构；工业建筑；概念设计[中图分类号]TU 318 ; TU 27 [文献标志码]B [文章编号]1001-523X (2021) 10~0011-02Design Scheme of Single-span Frame Structure in Industrial BuildingsLiu Chang-zhi[Abstract ] The construction method and calculation strategy in the process of designing single-span frame structure are mainly introduced , and its performance , structural scheme , seismic design and other aspects are analyzed in detail through practical engineering cases . Through optimizing the structural layout and adopting performance-based design method , the seismic performance of single-span frame structure is improved , so as to provide feasible design method for application of single-span frame structure in industrial buildings .[Keywords ] single-span frame structure ； industrial building ；单跨框架结构缺乏冗余约束，抗震设防效果欠佳，受地 震作用的影响，易出现受损。

工业建筑中的单跨框架结构设计实践探讨发布时间：2021-04-19T02:53:33.280Z 来源：《新型城镇化》2020年23期作者：林大东[导读] 单跨框架结构由于没有冗余约束，抗震设防起不到多道防线设防的要求，往往在地震作用下破坏严重。

大庆兴谊工程经济咨询事务所有限公司 163000摘要：单框结构稳定较差，在强烈地震的作用下容易发生很大的侧移，导致该建筑易发生倒塌，影响生命财产安全，因此在单跨框架结构在防震设计上就需要采用一些措施来增强防震安全性能。

本文将从以下几个方面就单跨框架结构设计中所采用的一些有效的构造措施和计算方法展开论述。

关键词：单跨框架结构；工业建筑；设计实践1引言单跨框架结构由于没有冗余约束，抗震设防起不到多道防线设防的要求，往往在地震作用下破坏严重。

在工业建筑中，由于工艺条件的限制及使用功能的要求，单跨框架结构的使用不可避免2单跨框架结构的震害特征2.1填充墙被破坏单跨框架结构与多跨框架的区别在于，前者的横向结构是一跨式的，而这样的建筑结构整体的刚度偏小，严重震动时，这种填充结构无法划分空间，承载能力弱，拉应力过大时，会导致填充墙发生坍塌和碎裂。

2.2单跨框架被破坏单跨框架的维持主要靠芯柱的支撑，其破坏机制主要有形成梁铰和柱铰两种。

梁刚的刚性小，承压时脆性强，易发生防震变形，抗坍塌能力和弹塑性低，不利于建筑结构的安全性。

2.3框架节点被破坏框架节点属于结构的设计加强点，在节点处受力较为集中，且受力类型复杂，因此对框架节点箍筋的设置有很高的要求，不仅对建筑结构设计中箍筋数量和间距有特定设置，而且其材料质量也很重要。

而混凝土工程的质量受主观原因和客观原因影响，其质量很难得到保证，除了增强材料性能，建筑工人也应该提高对节点建筑的重视，减少框架节点的质量缺陷。

2.4短柱被破坏建筑规程通常有特定的轴压比限值，与建筑中柱子的横截面积大小相关。

在高层或多层的建筑结构设计中，往往通过增加柱子的截面积来减小剪跨比，但会导致构件的延展性降低，同时在结构底部常常形成短柱甚至超短柱。