汽车类工业厂房门式刚架结构设计技术统一措施
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浅谈门式刚架房屋设计技术方案门式刚架房屋设计技术方案是一种新型的建筑设计技术,它采用了新型的结构形式,极大的减少了建筑的整体重量,提高了建筑的抗震性能,并且更加美观、实用。
以下是对门式刚架房屋设计技术方案的浅谈:一、门式刚架房屋的结构类型门式刚架房屋设计技术方案的结构类型有多种,比如说缓坡面刚架、三角刚架、平行四边形刚架等。
其中,缓坡面刚架的结构具有重量轻、刚度高、抗震性优良等特点,平行四边形刚架适合斜面设计,也可以用于旋转式建筑结构设计。
二、门式刚架房屋的特点门式刚架房屋设计技术方案具有下列特点:1、重量轻门式刚架房屋的主体结构采用轻型材料制作,比起传统型的建筑结构重量要轻得多,减轻了建筑物自身的重量。
2、刚度高门式刚架房屋采用了“框架”式的设计结构,使得建筑物的整体刚度大幅度提高,能够有效的抵抗风、雨、震、波等自然灾害的影响。
3、抗震性能优良门式刚架房屋的主体结构采用钢材制作,具有承载能力强、抗震性优良的特点,更能够保障人员和财产的安全。
4、美观实用门式刚架房屋的设计结构可变化性高,可以根据不同的建筑环境和需求灵活变化,使得建筑崭露新面貌,更美观实用。
三、门式刚架房屋的建造流程门式刚架房屋的建造流程主要分为以下几个步骤:1、设计方案:确定建筑风格、功能布局等,并根据实际条件,确定门式刚架房屋的结构类型和建造材料。
2、结构计算:按照门式刚架房屋的设计方案,计算出门式刚架房屋的结构尺寸、材料和设备等。
3、材料采购:购买门式刚架房屋建造所需的主要材料,并制作所需的附件。
4、现场施工:门式刚架房屋的现场施工包括桩基施工、基础制作、框架架设、屋面施工、装修等。
5、验收交付:门式刚架房屋的验收交付包括材料验收、结构验收、安装验收等。
四、门式刚架房屋的应用范围门式刚架房屋设计技术方案的适用范围非常广泛。
例如:1、大型工业厂房或采矿等行业生产厂房;2、城市住宅或公共建筑;3、城市圆顶、运动场馆、舞台等;4、军营、简易住宅和临时办公场所等。
门式刚架钢结构设计要点摘要:随着我国经济的发展,我国的建设发展越来越快,建筑中采用的结构形式也越来越多。
目前,门式刚架轻钢结构房屋广泛应用于工业和物流建筑。
由于工期短、自重轻、拆装方便、布置灵活,在建筑业得到了广泛应用。
为了进一步推动门式刚架轻型建筑结构在我国建筑行业的应用,有必要结合其结构优势,对其结构设计要点进行深入分析,优化设计工作,提高结构合理性。
在此基础上,本文简要分析了门式刚架轻型房屋钢结构设计要点。
关键词:门式刚架:轻型房屋钢结构:设计要点前言门式刚架钢结构是轻钢结构的一个分支。
迄今为止,设计、制造和建筑标准都有既定的制度和标准。
使用门式刚架建造的建筑物具有重量轻、工作时间短、外形美观、标准化程度高、综合建筑成本低等优点。
近年来,随着经济建设的需要,大量门式刚架钢结构被应用于工程建设。
一、门式刚架结构的形式及特点门式刚架结构是梁柱构件的组合,是一个由柱与直、弧形、线形梁刚性连接的承重框架体系。
有多种形式。
单层建筑和仓库广泛采用单层、单跨、双跨或多跨双坡度门式刚架。
根据通风和照明的需要,可以设置天窗、通风屋顶和采光带。
门式刚架的构件截面尺寸小,可有效利用建筑空间,从而降低房屋高度和建筑体积,且建筑造型简单美观。
其次,平面内外刚度好、刚度小,为制造、运输和安装提供了有利条件。
门式刚架有多种结构形式,包含如下:按构件体系分,有实腹式与格构式;根据截面组成,有等边截面和可变截面。
实腹式刚架截面通常为h形,少数为z形;网格横截面为矩形或三角形;根据结构材料的选择,采用普通钢、薄壁钢、钢管或钢板焊接。
与传统单层建筑相比,门式刚架钢结构具有以下特点:(1)便于拆除,可用于临时建筑,这是其显着特点。
(2)屋面板采用轻型压型钢板屋面。
因为屋顶很轻,支撑它的结构也很轻。
在外墙方面,砖墙有利于保温,降低了成本,但结构侧向位移要求严格,外观不佳,因此大部分仍采用彩钢墙板。
(3)刚架可采用变截面,且截面与弯矩成正比。
施工技术方案主要施工工艺流程如下:施工放线→基础混凝土内预埋螺栓→(钢结构加工制作)门式刚架吊装→吊车梁安装→钢梁安装→屋架、屋面板及屋檐板安装→墙面板安装→钢结构涂装.一、施工放线(1)按照设计要求,根据图纸要求,配合土建单位将标高、轴线核实核准。
(2)施工前用经纬仪复核轴线,并用水准仪确定标高,并用墨线在不易损坏的固定物上作好记号,注明标高,并做好记录。
(3)在确定轴线和标高之后,即放好大样之后,再放小样,也就是确定每个钢柱在基础混凝土上的连接面边线及纵横十字轴线,即门式刚架的柱脚位置.(4)在定位刚架时,要尽量避免刚架柱脚与螺栓的碰撞,以避免刚架柱底面的变形,从面减少与基础混凝土的接触面,以及螺栓的弯曲变形,造成螺栓纠直之后给螺栓带来的强度损耗。
二、基础混凝土内预埋螺栓(1)在基础混凝土浇捣之前,再仔细核对螺栓的大小、长度、标高及位置,并固定好预埋螺栓。
(2)在基础混凝土浇捣之前,黄油及塑料薄膜包住预埋螺栓的丝口部分,以避免混凝土浇捣时对螺栓丝口的污染。
(3)在浇捣混凝土之时,派有经验的专人值班,做好混凝土浇捣时对预埋螺栓定位的影响。
以避免预埋累栓的位移及标高的改变。
(4)基础混凝土浇捣之后,及时清理预埋螺栓杆及丝口上的残留混凝土。
三、钢结构加工制作工艺过程:1。
下料图单①此工序为材料检验部分,其内容包括对工程所选用的型号、规格的确认以及材料的质量检查。
②质量检测标准:应符合设计要求及国家现行标准的规定。
③检验方法:检查钢材质量证明书和复试报告,用钢卷尺、卡尺检查型号、规格。
2.放样、号料①放样划线时,应清楚标明装配标记、螺孔标注、加强板的位置方向、倾斜标记及中心线、基准线和检验线,必要时制作样板。
②注意预留制作,安装时的焊接收缩余量;切割、刨边和铣加工余量;安装预留尺寸要求。
③划线前,材料的弯曲和变形应予以矫正。
④放样和样板的允许偏差见下表:项目允许偏差平行线距离和分段尺寸±0.5mm对角线差 1。
门式钢架厂房设计摘要本设计是轻型钢结构厂房,采纳的是轻型门式钢架体系,建筑质量轻,强度高且跨度大,钢结构建筑施工工期较短,相应的降低投资成本,在国内有着较为广泛的应用前景。
轻型钢结构屋面荷载较轻,因此杆件截面较小、较薄。
它除了具有一般钢结构自重较轻、材质平均、加工制造简单、应力运算准确可靠、运输安装方便、工业化程度高等特点外,还具有用料较省、取材方便、自重更轻等优点。
本设计要紧为结构设计。
结构设计部分包括结构选型和布置、荷载运算、吊车梁设计、抗风柱设计、檩条和墙梁设计、门式钢架设计、支撑设计、基础设计、节点设计。
各部分都详细演罢了要紧构件的运算过程。
本次设计图纸部分有:结构设计说明书、厂房平面图、立面剖面、节点详图、刚架施工图、吊车梁施工图、厂房檩条墙梁布置图、支撑布置图、基础平面布置图。
关键词:轻型钢结构厂房;门式刚架;结构设计;门式钢架设计。
AbstractThe design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits. In China it has a more extensive application prospects. Light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. In addition to its ordinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate and reliable stress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, transport and other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter weight .The design specification is structural design.Part of the structural design, including program selection, the design of the crane beam, purlin design, pillar of wind-resistant design, corbel design, rigid frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. Chapters detail the main components of calculus calculation.Foundation programs include ground handling, foundation design. Part of the design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, foundation plan, lime-soil compaction pile layout map .Key Words:Light steel structure plan;Portal frame;Structural design;Rigid frame design目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)2 结构选型及布置 (1)2.1 结构选型 (1)2.2 材料的选择 (1)2.3 柱网布置 (1)2.4 屋面布置 (2)2.5 柱间支撑及布置 (3)2.6 屋盖支撑及布置 (3)2.7 墙面结构布置 (4)3 荷载运算 (4)3.1 永久荷载统计 (4)3.2 活荷载统计 (4)3.2.3 吊车荷载 (5)3.3 整个厂房各部分作用的荷载(标准值与设计值) (6)4 吊车梁的设计 (7)4.1 内力运算 (7)4.2 截面选型 (9)4.3 截面验算 (10)4.4 加劲肋运算 (12)4.5 疲劳强度验算 (13)4.6 挠度验算 (13)4.7 焊缝连接运算 (14)5 抗风柱设计 (14)5.1 荷载运算 (14)5.2 内力分析 (15)5.3 截面选择 (15)5.4 强度验算 (16)5.5 稳固性验算 (16)5.6 挠度验算 (17)6 屋面檩条设计 (17)6.1 荷载 (17)6.1.2 可变荷载 (17)6.2.1 1.2恒载+1.4屋面均布荷载 (18)6.2.2 1.0恒载+1.4风吸力荷载 (18)6.3 析内力分 (18)6.4 截面选择和截面特性 (19)6.4.1 选檩条 (19)6.4.2 应力运算 (20)6.4.3 受压板件的稳固系数 (21)6.4.4 受压板件的有效宽度 (22)6.4.5 有效面积的截面模量 (23)6.5 强度验算 (24)6.6 稳固性运算 (24)6.7 绕度运算 (25)6.8 构造要求 (25)7 墙梁设计 (25)7.1 荷载运算 (25)7.2 内力分析 (26)7.3 截面选型及验算 (28)7.4 强度运算: (32)7.5 稳固运算: (33)7.6 挠度运算: (33)7.7 拉条运算 (33)7.7 构造运算: (34)8 门式刚架设计 (34)8.1 荷载分析 (34)8.2 作用在刚架上的线荷载标准值 (35)8.3 钢架运算简图 (36)8.4预估截面 (37)8.5 内力运算 (38)8.6 荷载组合 (47)8.7截面验算 (47)9 节点设计 (71)9.1 斜梁与边柱的连接节点 (71)9.2 中柱与双边斜梁连接节点 (73)9.3 梁梁端板节点 (75)9.5 边柱和中柱柱脚设计 (77)9.6 牛腿设计 (81)11 支撑构件设计 (84)11.1 屋面横向水平支撑 (84)10.2 柱间支撑 (84)12 基础设计 (88)12.1 基础的选择 (88)11.2 基础埋深 (88)11.3 基础尺寸的确定 (88)11.5 基础截面配筋运算 (92)参考文献 (93)致谢 (94)1 绪论结构体系指的是“结构构件采纳较薄板件,设计时需要考虑板件局部失稳后后继强度的钢结构体系”。
门式刚架轻钢结构厂房设计要点
分别从钢结构厂房结构体系选择、结构体系布置、支撑系统设置、门式刚架荷载取值、结构体系抗震设计、隔热及防火设计几个方面探讨了钢结构厂房设计中应注意的问题,为设计人员提供了参考依据,从而设计出安全经济的工业厂房。
关键词:钢结构厂房设计;结构体系;支撑系统;荷载取值;结构抗震设计
随着钢铁产量增加,建筑钢材市场的各种型钢从产量和品种性能等各个方面上都得到很大的发展。
钢结构厂房因其施工速度快、承载力高、整体刚度和抗震性能好,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用。
但是尽管钢结构厂房有很多优点,而作为一种材料,它也有很多缺点,例如易锈蚀、防火性能差等,所以在做钢结构厂房设计时应根据其特点注意以下几个方面的问题。
1.钢结构厂房结构体系选择
单层钢结构厂房结构体系主要由横向系统和纵向系统两部分组成。
横向系统按结构外形可分为框排架、门市刚架等,也可以按照受力特点分为铰接排架、刚接排架。
结构体系的具体选择需根据厂房刚度要求、工艺要求、材料选用情况、结构受力情况等确定。
纵向系统一般是由钢柱及其支撑、吊车梁及制动梁或制动桁架、墙梁、系杆等构件组成。
2. 结构体系布置
门式刚架结构体系的布置应该遵循以下原则和要求:墙梁及檩条在。
单层厂房门式刚架的设计摘要:钢结构门式刚架结构是典型的轻钢型结构,也是现阶段我国工业厂房结构设计中应用较广泛的结构设计。
本文介绍了门式刚架结构的特点,并对其结构设计及常用体系进行了探讨。
关键词:门式刚架结构设计运用一、门式刚架结构的特点门式刚架结构不仅具有一般刚架结构中的钢材强度高、整体重量轻、高强度的韧性、极强的可塑造性和施工周期短的特点,自己本身还具有用料省、方便制造、造型美观、空间充分利用、快速安装,对环境污染小和综合性能优异的特点。
二、门式刚架结构的设计按照结构类型可以分为单跨钢架和双(多)跨连续刚架等,其截面可以分为等截面和变截面,它们的柱脚可以为铰接和刚接;按照刚架梁、主截面可以分为梁柱采用H型的实腹刚架和采用钢管角钢等复合结构的格构式刚架。
前者具有刚性强,但其用材料比较多,不太利于节省成本;后者是制作比较复杂,但其用材料比较少,多用于较大跨度的复合型钢架。
1、门式刚架结构的连接方式连接采用铰接还是刚接根据综合条件实地确定。
《门式刚架轻型房屋结构技术规程》(CECS 102:2002):门式刚架的柱脚形成多按铰接支撑设计,通常为平板支座,设一对或两对地脚螺栓。
当用于工业厂房且有5T以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。
笔者认为,柱脚采用铰接或者刚接不仅与吊车有关,还与房屋所处的位置有关,如果房屋位置较高,采用柱脚铰接,柱顶移动距离加大,必然要加大柱截面,反而增加钢材的用量,同时还不得不考虑地基等其他因素的影响。
如果采用刚接,由于柱脚要承受更大偏心弯力,则需要采用更大的柱脚,再加上房屋地基的差别,则需要更多钢材。
柱脚选用哪种连接方式不仅要考虑房屋的高度,吊车吨位大小还与房屋地基有关,一切根据实际情况确定采用哪种连接方式。
2、柱间支撑的布置柱间支撑与屋面支撑应布置在同一柱间,使钢架纵向形成稳定体系,便于刚架安装且增加纵向刚度。
支撑应布置在第一柱间或第二柱间,当布置在第二柱间时,第一柱间相应布置刚性系杆,且刚性系杆与抗风柱沿纵向位置一致,使风荷载直接传递。
汽车类工业厂房门式刚架结构设计技术
统一措施
摘要:汽车厂根据生产工艺分为冲压、焊装、涂装、总装等多个车间,每个车间根据不同的工艺需求有其各自特点,门式刚架结构被广泛运用于汽车类厂房中,针对门式刚架结构特点并结合工作中常见问题编写统一技术措施。
从方案选型、计算分析和施工图设计各个环节归纳总结,规范设计标准,统一节点做法,提高设计人员的工作效率和设计质量
关键词:汽车厂房;门式刚架;标准化设计;统一措施;
引言:门式刚架结构被广泛运用于汽车类厂房中,本措施从作用荷载、结构方案、设计指标、设计参数等几个方面对单层门式刚架轻型房屋的钢结构体系进行标准化设计,同时设计中尚应符合国家现行有关规范或规程的规定。
1.作用荷载
1.1 风荷载
刚架及围护结构计算时,根据《工程结构通用规范》规定,基本风压按《建筑结构荷载规范》取值,同时乘以放大系数,计算主刚架时≥1.2,计算檩条时≥1.7。
1.2 雪荷载
基本雪压可按《建筑结构荷载规范》取值,重现期为100年。
注:屋面钢梁、屋面檩条均应规范考虑积雪分布系数,注意地方标准。
1.3 恒荷载
屋面恒荷载按实际取值,根据建筑屋面做法确定。
注:1)双层压型钢板屋面,计算檩条时屋面恒载可取0.2 kN/㎡,计算屋面
钢梁时恒载可取0.3 kN/㎡;
2)卷材屋面保温层厚度小于100mm时,计算檩条时屋面恒载可取0.3 kN/㎡,计算屋面钢梁时恒载可取0.4 kN/㎡;
3)以上2条所给数值仅为参考值,具体工程须按建筑材料容重进行复核。
1.4 活荷载
1.4.1 屋面均布活荷载标准值:0.5 kN/㎡。
注:屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中的较大值。
1.4.2 屋面公用吊挂荷载未注明区域按0.2 kN/㎡取值,局部荷载较大的地方,如冷冻水管吊挂点、沿梁敷设的电气桥架或母线按实际荷载取值。
1.4.3 屋面光伏荷载标准值:0.2~0.3 kN/㎡,具体根据光伏厂家资料确定。
1.4.4 屋面工艺吊挂荷载按具体工艺资料取值。
2.结构方案
2.1 温度区段
横向长度:120~150m;超过150m且不设缝时,需进行温度应力计算,大于180m时应设缝。
纵向长度:按《门刚》时为300m;按《钢规》时为220m;抽柱时,
120~150m。
刚接120m;铰接150m;
2.2 柱截面
边柱:一般为H形截面
不抽中柱:一般为H形截面
抽柱中列:H形截面(无柱间支撑时建议箱形或十字形截面)
2.3 支撑体系
柱间支撑:应采用型钢支撑,无吊车时,间距:30~45m,有吊车时,下部支撑宜设置在温度区段中部,间距不应大于50m。
屋面支撑:一般采用圆钢。
2.4 托梁连接
托梁与柱连接:托梁按连续设计时,宜在柱顶连接,与柱铰接;托梁为简支时,可在柱侧连接。
托梁与刚架连接:在空间允许的条件下,宜采用托梁下沉式连接,托梁与刚架铰接。
2.5 围护结构
2.5.1 屋面檩条宜采用Z型冷弯型钢,按连续檩条设计,
1) 双层压型钢板屋面,檩距宜≤1.5m,单拉条。
2) 雨棚处采用单层压型钢板屋面,檩距宜≤1.5m,设置双拉条。
3) 钢承板防水卷材屋面,檩距宜≤2.5m,设置双拉条。
注:天沟处考虑积水影响,檩条间距加密,有高差处考虑积雪分布系数。
2.5.2 墙面檩条宜采用C型冷弯型钢,按简支檩条设计
1) 当外墙板为竖板时,横向檩条间距宜≤1.5m;
2) 当外墙板为横板时,横向主檩间距可适当加大,一般不大于2.5m,竖檩间距一般不大于3m。
注:竖檩间距一般为墙面横板挠度控制,设计时须根据具体板型进行验算。
2.5.3 拉条和撑杆布置原则
1) 当檩条跨度大于4m时,在檩条跨中位置设置拉条或撑杆。
2) 当檩条跨度大于6m时,在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑杆。
3.设计指标
3.1 挠度限值
3.1.1屋面钢梁挠度限值:
屋面钢梁仅支承屋面钢板和檩条时,挠度限值为L/180;
屋面钢梁下有吊顶或工艺吊挂荷载时,挠度限值为L/250;
屋面钢梁下有悬挂起重机时,挠度限值为L/400;
托梁挠度限值为L/500,应考虑与屋面梁挠度叠加。
3.1.2 抗风柱挠度限值为L/250。
3.1.3 屋面檩条挠度限值:
屋面檩条跨度为6~7.5米时,竖向挠度限值为
L/200;
屋面檩条跨度为8~9米时,竖向挠度限值为L/250;
墙面檩条水平挠度限值为L/150。
注:屋面檩条截面高度不宜小于檩条跨度的1/40。
3.1.4 外板挠度限值:
屋面钢板竖向挠度限值为L/300;
墙面钢板水平挠度限值为L/200。
3.2 柱顶位移
在风荷载标准值作用下刚架柱顶位移:无桥式吊车时1/150,有梁吊或桥式吊车地面操作时1/180,桥式吊车有驾驶室时1/400。
3.3 长细比
刚架柱:1/150~1/180
抗风柱:1/180
系杆(压杆):1/200
柱间支撑:拉杆1/300,压杆1/200
屋面支撑:1/400(圆钢除外)
3.4 局部稳定
3.4.1 宽厚比
1) 柱宽厚比: 15。
2) 托梁宽厚: 15。
3) 刚架梁宽厚比:15。
3.4.2 高厚比
1) 柱高厚比:抽柱时为75。
不抽柱且荷载较小时为100。
2) 托梁高厚:不宜大于150。
3) 刚架梁高厚比:按《门规》时不应大于250,当有工艺吊点时不大于150。
4.计算参数
4.1 结构类型参数
一般情况结构类型选“门式刚架轻型屋面结构”,设计规范选《门刚》。
抽柱或有工艺吊点时,结构类型选“单层钢结构厂房”,设计规范选《钢规》;
注:按钢结构设计时,勾选按“低延性、高弹性承载力“性能化设计2倍地震力作用。
4.2 钢构参数
横向刚架:按有侧移计算。
纵向刚架:有支撑时,按无侧移计算;无支撑时,按有侧移计算。
钢结构主体构件净截面系数一般取0.9,钢檩条净截面系数不应大于0.9。
注:净截面系数可根据截面开孔率调整,但不宜超过上述数值。
4.3 围护结构
檩条计算时应根据板材与檩条的连接方式设置约束条件:
1) 屋面为双层压型钢板时,外板构造不能保证檩条上翼缘稳定性,应将拉条设置在檩条上翼缘附近;屋面底板构造能保证檩条下翼缘稳定性;
2) 屋面为钢承板防水卷材时,外板构造可以保证檩条上翼缘稳定性。
考虑到檩条截面较高,设计时宜设置双拉条约束檩条上下翼缘;
3) 墙面外板为竖板时,内外墙板构造能保证墙梁内外翼缘稳定性;
4) 墙面外板为横板时,外板不能保证横檩外翼缘稳定性,通过竖檩约束横檩外翼缘;墙面内板能保证横檩内翼缘稳定性。
5.基础连接
5.1 杯口基础
杯口深度:取2.5倍截面高度。
杯口宽度:H型柱,杯口底部每侧宽出钢柱50mm,杯口顶部每侧宽出钢柱75mm。
箱型柱,杯口底部每侧宽出钢柱75mm,杯口顶部每侧宽出钢柱100mm。
5.2 锚栓基础
锚栓锚固长度:锚栓Q235,砼C30时,I、II型为20d;III型为15d。
锚栓Q355,砼C30时,I、II型为25d;III型为20d。
结束语:本措施适用于单层门式刚架轻型房屋的钢结构体系,同时结合工作中常见问题并归纳总结,规范设计标准,统一节点做法,提高设计人员的工作效率和设计质量,便于汽车类工业厂房标准化设计。