365娱乐登录网址-bet亚洲官网手机版-登录


您好,欢迎访问东莞市宏冶钢结构有限企业官方网站!
东莞市宏冶钢结构有限企业企业标语
咨询热线

15322877859
18024626189

高级搜索:

联系大家

联系大家

东莞市宏冶钢结构有限企业

手机:李先生 15322877859

手机:杜小姐 18024626189

电话:0769-81928852

传真:0769-81928862

邮箱:364322010@qq.com

网址:www.hy-steel.cn

地址:东莞市企石镇黄金积工业区

365娱乐登录网址-bet亚洲官网手机版-登录
复杂钢结构厂房结构设计探讨

编辑:陈磊 来源:中国知网 时间:2017-04-28 10:03:56 次数:

摘要:有生产工艺的厂房,需要厂房跨度大,层高高,室内有特殊要求布置,有各种生产工艺水池、反应釜处理设备钢框架平台、垃极焚烧处理生产线,立面有高低跨的钢结构。本文结合实际工程对此类复杂钢结构厂房进行研究分析,从实际设计理论方面进行论述,总结分析轻型门式刚架结构计算分析需要注意的问题,探讨在钢结构中知何进行科学合理的设计。

1概述

    本工业钢结构厂房为环保项目一焚烧车间工程及物化车间,其中焚烧车间地上单层,建筑物总长度98.00m,总宽度48.50m,檐口处结构标高为15.0m。抗震设防烈度:7((0.10g);设计地震分组第二组;建筑场地类别:Ⅱ类;焚烧车间厂房室内有体积高大的设备处理生产线,需要较高的室内净空,立面有高低跨;物化车间置有处理化学物的反应釜设备平台,体积、重量都较大,平面布置复杂,节点连接有特殊要求,是带有生产工艺流程的项目。


2刚架设计

    从结构形式上来讲,由于本工程的高度为15m,根据本工程的特点定义为单层工业钢结构厂房,梁截面用变截面工字钢,计算采用CECS 102-2002《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程(2012年版)》,这样可以解决《钢结构规范》无法计算变截面构件的问题;柱截面用等截面工字钢,计算采用《钢结构规范》总体计算结果按《门规》控制,可以有效的控制梁柱截面尺寸,降低造价。

    本工程无吊车,采用门式刚架形式,双跨双坡,设置中间柱,一般情况此类厂房边柱采用变截面柱,下端铰接,上端刚接的形式;中间柱设置为只承受竖向力,上下端铰接的摇摆柱较为合理。但是本工程室内有较多的毗邻结构,又因为层高超高;通过计算分析,按常规的布置无法满足承载力及稳定性的要求,最后采用中间柱及边柱均采用等截面柱、上下端刚接连接,才能通过承载力及稳定性的计算。


钢结构厂房内部


3支撑设计

    因为焚烧车间层高高,刚柱在弱轴方向计算长度过大,稳定性不满足计算要求,单纯的增加截面会造成很大的材料浪费,故采用双层柱间支撑,支撑用双角钢十字交叉形,双层支撑间设刚性系杆,这样可减小刚柱的平面外计算长度,有效的控制柱平面外稳定性,节约钢材。屋面水平支撑横向在设置柱间支撑的柱距间设置,纵向在两端跨间设置,屋脊与檐口设置刚性系杆,形成平面稳定体系;水平支撑采用圆钢,减小支撑自重,防止自重引起的过大挠度影响支撑实际受力性能。


4高低跨双梁刚架设计

   本钢结构厂房存在高低跨,一般工程会采用变形缝的方式设置两福一高一低刚架来实现屋面高低跨。但是本工程不允许有变形缝,这就造成了实现的难度。最后提出了设里双层梁的方案,在此两梁间设置小抗风柱来传递此墙面的风荷载。这样布置在风荷载作用下,风荷载的水平力会对上下梁产生一定的不利影响,因为此位置的低梁只有一侧有刚性系杆,为了使水平力的传递不在高低跨转换位置的梁产生不利影响,针对此情况采用了如下的支撑连接,高跨由高跨间的柱间支撑和水平系杆传力水平力,低跨也有自己的柱间支撑系统和水平传力系统,水平系杆在高低跨结合位置设置长椭圆孔来消除低跨传递过来的水平荷载对双层梁产生的不利影响。


标准钢结构厂房


5抗风柱连接设计

    山墙墙架柱的布置受建筑功能使用的要求,端部有水池和毗邻结构。如果抗风柱采用通常退轴线6oo}n的做法会影响建筑功能,所以最后方案没有采用轴线退600的做法,采用抗风柱同端刚架同轴线的布里,,采用这种方式又带来的新的问题,就是抗风柱与顶钢梁连接的问题,退轴线600mm的抗风柱产生的水平力会直接传给梁上的刚性系杆,不会对梁产生影响。抗风柱设计一般按照受弯构件考虑,由山墙面檩条提供出平面支承以提高受弯构件的稳定性能。在抗风柱跨中弯矩最大处需要设置墙檩隅撑以保证受压情况下内翼缘的稳定。


6檩条设计优化

    (1)檩条构件采用C型冷弯卷边槽钢。初始方案采用了BC250x75x20x2.5材质Q235条,截面比较大,稳定性不易得到满足,最后采用}BC220x75x20x2.0材质Q345条,Q345Q235的材质目前的市场行情,价格差异不大,采用Q345的钢会节省材料,檩条的承载力和稳定性均有提高,也是一个比较好的优化方案。檩条的设计首先应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、及檩条供货规格的影响,以确定檩条间距,并根据主刚架的间距确定檩条的跨度。随着跨度的增大,主刚架及檩条的用量势必加大。但主刚架棍数的减少可以降低用钢量,檩条间距的加大也可以减少檩条的用量。

    (2)由于檩条截面高,截面承载力满足,稳定性不易满足。提高檩条稳定性的重要构措施是采用拉条或撑杆从檐口一端通长连接到另一端,连接每一根檩条。对于带卷边的C型截面棋条,因在风吸力作用下自由翼缘将向屋脊变形,因此宜采用角钢截面或方管截面作撑杆。风吸力引起侧向无支撑擦条和墙梁内翼缘失稳,是造成檩条和墙梁破坏的主要原因。所以,设置合理的支撑布置形式是非常重要的。屋脊处的支撑起着将两侧的支撑联系起来的作用,以防止所有檩条向一个方向失稳。一般情况下檩条上翼缘受压,所以拉条设置在檩条上翼缘1/3高的腹板范围内;由于需要考虑檩条在风吸力作用下的翼缘受压,需要把拉条设置在上下翼缘附近,所以本工程在檩条上下翼缘附近设置双层拉条,来保证檩条承载力和稳定性都能得到合理的满足。


7檩优化设计

    墙面檩条计算上,由于本钢结构厂房面效果特别,门窗洞口比较多而且都较大,如采用单檩条会使截面过大,平面外稳定性难以保证,造成材料浪费,故在窗洞上下位置采用双扣檩条,截面减小,承载力提高。在外侧冀缘附近设置拉条,在檐口处设置斜拉条,牢固地与檐口檩条在刚架处的节点连接。墙檩承受的荷载与其布里有关。一般与墙檩连接的墙面板都做成自承重体系,墙檩只承受少量自身重量和风荷载,当开有门窗时,门窗以上的坡面板荷载由墙檩承受,那么它的受荷要大一些。经过比较,选择双檩抱扣经济合理。


轻钢结构厂房


8结语

    钢结构的应用给当代工业的发展带来了极大的便利,能实现大跨度、结构轻、施工快捷的要求,但是钢结构厂房设计需要进行一些技术手段来保证它的稳定和强度,这就需要大家通过对钢结构的研究和应用,总结钢结构的经验,在保证它的安全前提下实现经济性和实用性。

今考文献:

[1] CECS 102:2002.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程度[s].

[2] GB 50017-2003.钢结构设计规范[S].

[3]陈绍蕃.钢结构设计原理(第三版)[M].北京:科学出版社,2005.

 

 

365娱乐登录网址|bet亚洲官网手机版

XML 地图 | Sitemap 地图