鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)

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1、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)　　摘要：隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，耗能低、效率高的新型環(huán)保材料將逐步取代耗能高、效率低、危害環(huán)境的建筑材料，迅速占領(lǐng)建材市場(chǎng)，鋼結(jié)構(gòu)材料在工業(yè)廠房的應(yīng)用中越來越廣泛。但是在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍存在很多問題，如何應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，優(yōu)化工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，更新工藝技術(shù)，提高廠房的安全性、穩(wěn)定性，降低建設(shè)成本以及抗震能力，成為設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐中不斷探索追求的新課題?！　￡P(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)　　在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)還沒有普遍的應(yīng)用于工業(yè)廠房的建設(shè)中，因?yàn)槭褂玫臅r(shí)間不長(zhǎng)，所以有些內(nèi)容還在探索之中。盡管采用這

2、種結(jié)構(gòu)的廠房?jī)?yōu)點(diǎn)很多，比如說它的重量比較輕、施工的速度很快、抗震性能極好，還具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；但是它也存在很多的問題，比如說它比較容易腐蝕、防火性也比較差等。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)這些因素進(jìn)行全面的分析。在設(shè)計(jì)廠房時(shí)，要組織相關(guān)的工作人員對(duì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)的檢查，看看圖紙是不是存在問題。盡量將圖紙中存在的問題都解決了，降低這些因素對(duì)工程質(zhì)量和工程質(zhì)量的影響，防止出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)工作時(shí)，要在工程的制作階段和安裝階段進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。這樣才能夠使各個(gè)工序和各個(gè)部分的質(zhì)量都得到保障。下面針對(duì)工程實(shí)例，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)

3、廠房的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討?！　?工程概況　　某工業(yè)廠房總面積約為1×105，長(zhǎng)和寬分別為350m和300m。廠房由上而下依次為上部鋼結(jié)構(gòu)、中間為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架、基礎(chǔ)部分為承臺(tái)樁結(jié)構(gòu)。廠房采用不等距的柱間距，有8m、10m、12m、26m幾個(gè)主要的間距。在橫向方向上，分為8個(gè)跨段，每個(gè)跨段距離在40m左右。　　工程抗震設(shè)防烈度為7度，考慮到廠房的重要程度，按百年一遇確定基本風(fēng)壓為/。地面粗糙度類別為A類?；狙?，所有吊車均為軟鉤吊車，吊車工作級(jí)別均為A5?！　?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)典型問題分析　　吊車載荷的確定　　《建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范》中關(guān)

4、于吊車數(shù)量的規(guī)定如下表1所示。　　表1吊車數(shù)量規(guī)定　　載荷方向參與組合的吊車數(shù)量　　豎向載荷單跨廠房不多于2臺(tái)　　多跨廠房不多于4臺(tái)　　橫向載荷不多于2臺(tái)　　目前，工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝也在不斷發(fā)展，單就柱間距這一參數(shù)來看，設(shè)計(jì)也在不斷擴(kuò)大其間距值，12m已成為設(shè)計(jì)主流，在本文研究的廠房中，最大的柱間距已達(dá)25m。在不考慮雙層吊車的情況下，如果只考慮不多于4臺(tái)的吊車，同時(shí)還要考慮到載荷的安全系數(shù)，跟實(shí)際的10臺(tái)左右的實(shí)際容量相比，如果這樣設(shè)計(jì)安全漏洞就較為明顯了。對(duì)于本例中多層吊車的廠房設(shè)計(jì)問題，在設(shè)計(jì)上要通過分析吊車數(shù)量

5、，并通過最大可能性設(shè)計(jì)，得出影響線來計(jì)算豎向載荷?！　≡跈M向上的水平載荷的分配，也應(yīng)結(jié)合車輪的實(shí)際情況開判定。若車輪為單櫞形式，則水平載荷將集中于小車的一側(cè)，依靠車輪與軌道之間的摩擦力承擔(dān)水平載荷。依據(jù)公式：Hk=aPkmax吊車的最大水平載荷的計(jì)算，是以最大的豎向載產(chǎn)生的輪壓乘以鋼軌與輪子之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)a來確定的。一般a取值在左右。關(guān)于橫向載荷規(guī)范指出：吊車制動(dòng)時(shí)，能夠產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)足以應(yīng)對(duì)制動(dòng)所需的最大制動(dòng)力。同時(shí)水平載荷應(yīng)等分與小車的兩端，兩邊架橋應(yīng)各承受一半的載荷。但是實(shí)際上，車輪的寬度比車軌的要大，行車時(shí)基本

6、不會(huì)產(chǎn)生卡軌的現(xiàn)象，滑動(dòng)摩擦系數(shù)a已經(jīng)是按照最大的卡軌力來計(jì)算的，其安全性已經(jīng)得到考慮。因此，不區(qū)分吊車的輪緣形式可以簡(jiǎn)化橫向載荷的分配設(shè)計(jì)?！　∷轿灰瓶刂浦笜?biāo)　　《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A中指出，柱頂位移可取H/400。在本工程中，Lmax=H/400=，位移比為1/443。位移比在結(jié)構(gòu)計(jì)算中起核心作用?？紤]風(fēng)載荷和吊車載荷的作用，對(duì)位移進(jìn)行了設(shè)計(jì)核算，將本工程中的柱間距12m、26m兩種情況在的位移計(jì)算結(jié)果列表2如下?！　?duì)于A6級(jí)吊車所做的規(guī)定1/1250為限制。從以上計(jì)算結(jié)果分析，本工程中制作采用A5，遠(yuǎn)小于規(guī)定的

7、限制，由于考慮風(fēng)載荷作用，還是要著重考慮吊車梁頂?shù)奈灰朴?jì)算。其計(jì)算內(nèi)容主要包括：吊車梁頂左右兩側(cè)的位移差，若位移差大于一定的限制，則容易發(fā)生卡規(guī)的現(xiàn)象，規(guī)范中未強(qiáng)調(diào)，設(shè)計(jì)中要予以重視；另一種情況也容易造成卡規(guī)，那就是如果同一側(cè)的吊車梁的高度差大于一定限制，則容易造成吊車梁和軌道的變形，同樣容易卡軌。目前在設(shè)計(jì)中要減小此類位移差帶來的不良后果，通常是通過減少位移值的絕對(duì)量來減少位移差?！　?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)典型問題分析　　排架柱　　在本工程中，廠房采用雙層吊車的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，排架柱由上至下分為3個(gè)不同的截面設(shè)計(jì)，依次為實(shí)腹H型截面、

8、H型截面、H型截面。在下部分中，柱間采用角鋼連接。中柱與下柱采用同種截面，設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)在于減少了截面的改變，從而減少了連接接頭，并且豎向載荷在傳動(dòng)過程中沒有水平轉(zhuǎn)換過程，傳動(dòng)更為直接?！　〉踯嚵骸　≡诠I(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果柱距較小，則可以將吊車梁簡(jiǎn)化視為用于支撐的水平桿。當(dāng)柱距較大時(shí)，就會(huì)因?yàn)榧?xì)長(zhǎng)比的