淺談鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中注意要點(diǎn)

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1、淺談鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中注意要點(diǎn)摘要：結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房特點(diǎn)普遍是荷載較重,柱距大，柱網(wǎng)不規(guī)則，隔墻少，層高高，結(jié)構(gòu)空曠，且樓面開(kāi)孔多，廠房?jī)?nèi)設(shè)備的布置對(duì)結(jié)構(gòu)影響很大，因此，在設(shè)計(jì)初期綜合考慮并選擇安全經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案極其關(guān)健。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);框架;分析1鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)隨著近年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，和普通鋼筋混凝土廠房相比,鋼結(jié)構(gòu)廠房?jī)?yōu)勢(shì)越發(fā)突出：1）自重輕，可減輕建筑物質(zhì)量的30%,特別在地質(zhì)承載力低和地震烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟(jì)小于優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。2）布置靈活，開(kāi)間大，可提高建筑實(shí)用面積3%~

2、5%。3）可以工廠化批量生產(chǎn)，施工簡(jiǎn)單，安裝快捷，大大縮短施工周期。4）據(jù)研究，多層鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，其節(jié)能指標(biāo)可達(dá)50%。以上特點(diǎn)使鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，在多層工業(yè)廠房中的應(yīng)用也日記增多。現(xiàn)在就以一個(gè)兩層紡織廠房為例談一些粗淺的看法。2工程特點(diǎn)該兩層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，柱網(wǎng)為12mX8.3?m,層高7?m,結(jié)構(gòu)空曠，層，基本無(wú)隔墻，樓面開(kāi)孔很多，部分樓層沒(méi)有鋪板,為全房間洞口，樓面活荷載8.0?kpa,部分樓面還需考慮檢修設(shè)備的堆載。在二層樓面上布置了幾臺(tái)大型設(shè)備，比較重，其余樓面上也有很多中小型設(shè)備，設(shè)備間以管道連

3、接。整個(gè)廠房?jī)?nèi)設(shè)備和管道數(shù)量眾多，樓面上需預(yù)留的孔洞相當(dāng)多,給樓層平面布置造成了很多困難。該廠房柱子的豎向荷載很大，最大的達(dá)到3000?kN,柱子全部采用焊接H型鋼制作，框架梁與次梁大部分采用軋制H型鋼，僅二層支撐大型設(shè)備的幾根框架梁采用焊接H型鋼制作。樓面采用在壓型鋼板上澆筑混凝土形成的組合樓板。3設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題3.1大型設(shè)備的布置廠房?jī)?nèi)大型設(shè)備的布置對(duì)確定柱網(wǎng)起著決定性的作用,同時(shí)也限制了支承梁的翼緣寬度。由于大型設(shè)備荷載大，重心高，而支撐點(diǎn)接近設(shè)備的底部，位于二層樓面，地震時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的傾覆力矩,對(duì)支承梁的受力非常不利。因此

4、需要在設(shè)備的外圍設(shè)置四根柱子，讓四根柱子的中心線與設(shè)備的中心線重合，并盡量使支承梁與柱子直接連接成框架梁。這樣布置傳力直接，對(duì)于承受豎向荷載也非常有利。為了支承梁能有效地抵抗扭矩，應(yīng)將設(shè)備的固定螺栓布置在梁腹板外側(cè),這就要求支承梁的翼緣寬度不能太大，否則無(wú)法保證預(yù)留洞的尺寸。另外,在輸入設(shè)備的荷載時(shí)，應(yīng)該考慮由于地震產(chǎn)生的傾覆力矩而增加的荷載。這部分荷載是計(jì)算機(jī)程序無(wú)法考慮的，需要人工加以干預(yù)。其他中小型設(shè)備也影響著結(jié)構(gòu)布置，必須全面加以考慮?？傊谠O(shè)計(jì)初期應(yīng)該同工藝設(shè)備專業(yè)密切配合把柱網(wǎng)確定好。必要時(shí)請(qǐng)工藝專業(yè)適當(dāng)調(diào)整設(shè)備的位置

5、，以滿足結(jié)構(gòu)布置的需要。3.2結(jié)構(gòu)類型的選擇對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，通常采用的結(jié)構(gòu)形式有三種。第一種為框架-支撐體系。即橫向設(shè)計(jì)成剛接框架，柱子與框架梁為剛接;縱向設(shè)計(jì)成柱-支撐體系，柱子與框架梁為較接，用柱間支撐抵抗水平荷載。第二種為純框架體系。把廠房縱橫兩個(gè)方向都設(shè)計(jì)成剛接框架，不設(shè)置柱間支撐。第三種結(jié)構(gòu)形式為鋼架加支撐的混合體系，在工業(yè)廠房中用的也較多。它綜合了前兩種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點(diǎn)，把縱向設(shè)計(jì)成鋼架和支撐混合的型式,僅在廠房外側(cè)設(shè)置柱間支撐，靠?jī)烧吖餐挚顾搅?。由于柱間支撐抵抗水平力的效果很好,減少了柱子的縱向彎矩,可采用工字型

6、截面柱，但截面寬度較大。采用這種結(jié)構(gòu)型式，需要有較大的樓層剛度，最好是采用鋼筋混凝土樓面，以保證整體空間剛度，否則柱子間的變形不協(xié)調(diào)，無(wú)法充分發(fā)揮柱間支撐的作用。本廠房就采用了第三種結(jié)構(gòu)型式，即鋼架加支撐的混合體系，為了增加樓層剛度，在廠房的每個(gè)樓層內(nèi)均因地制宜地設(shè)置了橫向和縱向的水平支撐。3.3組合樓板對(duì)次梁的影響樓層平面梁格的布置主要受設(shè)備影響，并受到組合板跨高比限制，以防止板撓度過(guò)大而影響正常使用，讓人產(chǎn)生不安全感。在考慮組合板對(duì)于梁的作用時(shí)，因組合板只是覆蓋在梁上，對(duì)梁沒(méi)有形成效的側(cè)向支撐,這樣應(yīng)按跨中無(wú)側(cè)向支撐的情況來(lái)驗(yàn)算

7、梁的平面外穩(wěn)定。所以，即使是受荷較小的次梁也宜采用平面外穩(wěn)定性好的軋制H型鋼，而不宜采用穩(wěn)定性很差的普通槽鋼。3.4結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的注意事項(xiàng)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，設(shè)計(jì)手段已經(jīng)發(fā)生變化,應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性大大提高，繪制施工圖的工作量降低，設(shè)計(jì)人員可以把大部分的精力投入到制定方案和受力分析中，使設(shè)計(jì)出的構(gòu)件經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)計(jì)該廠房時(shí)，采用了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件STS,配合SATWE程序，完成建立結(jié)構(gòu)模型,輸入荷載到空間整體受力分析和桿件截面驗(yàn)算。①在內(nèi)力分析時(shí)主要注意以下幾點(diǎn)：網(wǎng)格生成平面簡(jiǎn)化。由于工業(yè)廠房的梁格布置復(fù)雜，在應(yīng)用軟件時(shí)完

8、全按實(shí)際情況建立模型會(huì)產(chǎn)生大量的近節(jié)點(diǎn)，對(duì)分析結(jié)果不利。需要采用一些簡(jiǎn)化手段，但是不能與實(shí)際出入太大，否則就失去了計(jì)算的價(jià)值；②利用柱間支撐簡(jiǎn)化立面網(wǎng)格。對(duì)于柱間支撐的作用,不能簡(jiǎn)單地看成是一種構(gòu)造措施，必須把它作為一種受力桿件輸入到