钢结构单层厂房结构(图片很好

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K AB 4 K AC
式中 KAB ——横梁在远端固定使近端A点转动单位角时在 A点所需施加的力矩值;
KAC ——柱在A点转动单位角时在A点所需施加的力 矩值。
框架的计算跨度L(或L1、L2)取为两上柱轴线之间的距离。
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设计
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第七章 单层厂房结构
横向框架的计算高度H:柱顶刚接时,可取为柱脚底面至框架下 弦轴线的距离(横梁假定为无限刚性),或柱脚底面至横梁端部形 心的距离(横梁为有限刚性);柱顶铰接时,应取为柱脚底面至横 梁主要支承节点间距离。对阶形柱应以肩梁上表面作分界线将H 划分为上部柱高度H1和下部柱高度H2。
可变荷载:风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊 车荷载等。可由荷载规范和吊车规格查得。
施工荷载:考虑在施工中采取临时性措施。
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第七章 单层厂房结构
7.2.2.2 内力组合分析
框架内力分析可按结构力学的方法进行,也可利用计算图 表或计算机程序。
对于单跨刚架,分别以荷载标准值分析以下情况: ◆永久荷载; ◆屋面活荷载; ◆左(或右)风荷载; ◆吊车左(或右) 刹车力; ◆吊车小车靠近左(或右)时的重力。 然后,按照承载能力极限状态或正常使用极限状态组合。
柱间支撑的作用为: ◆组成坚强的纵向构架,保证厂房的纵向刚度; ◆承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及 温度应力等,在地震区尚应承受厂房纵向的地震力,并 传至基础。 ◆可作为框架柱在框架平面外的支点,减少柱在框架 平面外的计算长度。
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第七章 单层厂房结构
柱间支撑由两部分组成:在吊车梁以上的部分称为上 层支撑。吊车梁以下部分称为下层支撑,下层柱间支撑与 柱、吊车梁在纵向组成刚性很大的悬臂桁架。为了使纵向 构件在温度发生变化时能较自由地伸缩,下层支撑应该设 在温度区段中部。只有当吊车位置高而车间总长度又很短 (如混铁炉车间)时,下层支撑设在两端才是合理的。
当厂房宽度较大时,也应该按规范规定布置纵向温度伸缩 缝。
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第七章 单层厂房结构
第7.2节 厂房结构的框架形式
本节目录
1.横向框架主要尺寸和计算简图 2.横向框架的荷载和内力 3.框架柱的类型 4.纵向框架的柱间支撑
基本要求
1.了解厂房框架柱的类型及柱间支撑 2.掌握横向框架的计算
H1
H H2
H1
H H2
H1 H
H2
长圆孔相连 H1 H H2
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(a)
(b)
(c)
图7.2.4 横向框架的高度取值方法
(d)
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第七章 单层厂房结构
7.2.2 横向框架的荷载和内力
7.2.2.1 荷载
作用在横向框架上的荷载有永久荷载、可变荷载、施工 荷载。
永久荷载:屋盖系统、柱、吊车梁系统、墙架、墙板及设 备管道等的自重。可参考有关资料、表格、公式进行估计。
框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离:
式中:
H h1 h2 h3
h3—地面至柱脚底面的距离。中型车间约为0.8-1.0,重 型车间为1.0~1.2;
h2—地面至吊车轨顶的高度,由工艺要求定;
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第七章 单层厂房结构
h1——吊车轨顶至屋架下弦底面的距离:
h1 A 100 150 ~ 200mm
其构件按作用可分为:
◆横向框架 由柱和屋架组成,是厂房的主要承重体系。
◆屋盖结构 承担屋盖荷载,包括横向框架的横梁、托架、 中间屋架、天窗架、檩条等。
◆支撑体系 包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等,作用有二: 承担纵向水平荷载;把主要承重体系连成空间的整体结构, 保证厂房结构必需的刚度和稳定。
◆吊车梁和制动梁(或制动衔架)主要承受吊车竖向及水平荷 载。
柱顶为刚接
柱顶为铰接
220
120
150
180
100
125
120


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第七章 单层厂房结构
温度伸缩缝最普通的做法是设置双柱。即在缝的两旁布置 两个无任何纵向构件联系的横向框架,使温度伸缩缝的中线 和定位轴线重合;在设备布置条件不允许时,可采用“插入 距”的方式。
为节约钢材也可采用单柱温度伸缩缝,即在纵向构件(如 托架、吊车梁等)支座处设置滑动支座,但构造复杂。
◆墙架 承受墙体的自重和风荷载。
次要的构件:梯子、走道、门窗等。在某些厂房中,还 钢结构 有工作平台。
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第七章 单层厂房结构
7.1.2 厂房结构的设计步骤
(1)规划厂房的建筑和结构 (2)静力计算 (3)构件及连接设计 (4)绘制施工图
7.1.3 柱网和温度伸缩缝的布置
7.1.3.1 柱网布置
M
M
M
M
H
(a)
H
H
(b)
H
M
M
M
M
H
(c)
H
H
(d)
H
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设计
图7.2.5
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第七章 单层厂房结构
7.2.3 框架柱的类型
框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式 柱三大类。
等截面柱有实腹式和格构式两种,通常采用实腹式。等 截面柱将吊车梁支于牛腿上,构造简单,但吊车竖向荷 载偏心大,只适用于吊车起重量Q<150kN,或无吊车且 厂房高度较小的轻型厂房中。
阶形柱用钢量比等截面柱节省。也分为实腹式和格构 式两种。
框架柱形式见图7.2.6 。
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第七章 单层厂房结构
H
H
室内地面标高
柱底标高
(a)
(b)
(c)
H2 H1
H3
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室内地面标高
柱角底面标高
(d)
(e)
(f)
图7.2.6 框架柱的形式
(a)等截面实腹柱;(b)等截面格构柱; (c)阶形实腹柱;(d)阶形格构柱;
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第七章 单层厂房结构
最不利的内力组合
①受弯构件最多只需四种内力组合:
Ⅰ:
M
max
,
NⅡ:
M
max
,
N
Ⅲ :
V max
,
MⅣ:
V max
,
M
②压弯构件最多只需四种内力组合:
Ⅰ:
M max
,
NⅡ
:
Ⅲ :
N max
,
MⅣ:
M
max
,
N
N max
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第七章 单层厂房结构
7.2.1 横向框架主要尺寸和计算简图
7.2.1.1 主要尺寸
L0
框架的主要尺寸见图 7.2.1。框架的跨度,一般
S
h1
Lx
H1
取为上部柱中心线间的横 H
h2
向距离,可由下式定出:
H2
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L0 Lk 2S
h3
式中
图7计步骤及柱网伸缩缝的布置
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第七章 单层厂房结构
7.1.1 厂房结构的组成
(a)无檩屋盖
大型屋面板
上弦横向支撑
垂直支撑
(b)有檩屋盖
柱间支撑
上弦横向支撑
柱间支撑
檩条 拉条
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柱间支撑
图7.1.1 厂房结构的组成
天窗架
屋架
屋架 4
第七章 单层厂房结构
Lk ——桥式吊车的跨度;
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第七章 单层厂房结构
S——由吊车梁轴线至上段柱轴
L0
线的距离,应满足下式要求
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S B D b1 / 2
b1
B——吊车桥架悬伸长度,可由 b1/2 行车样本查得;
DB S
Lx h1
D ——车外缘和柱内边缘之间的
必要空隙:当吊车起重量不大于
500kN时,不宜小于80mm;当吊
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第七章 单层厂房结构
s
计算单元
2a
计算单元
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c a
a
a
(a)
cc a
c aaaaaaa
(b)
c aa
插入距
图7.1.2 柱网布置和温度伸缩缝
(a)各列柱距相等(b)中间柱有拔柱
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第七章 单层厂房结构
7.1.3.2 温度伸缩缝
设置温度伸缩缝是为了避免产生过大的温度变形和和 温度应力。
计算。
2. 了解轻型门式刚架的构造和设计。
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3. 了解吊车梁的构造与设计。 4. 掌握框架柱的设计。
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第七章 单层厂房结构
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第7.1节 厂房结构的形式和布置
本节目录
1. 厂房结构的组成 2. 厂房结构的设计步骤 3. 柱网和温度伸缩缝的布置
基本要求
式中: A为吊车轨道顶面至起重小车顶面之间的距离;
100mm是为制造、安装误差留出的空隙; (150~200)mm则是考虑屋架的挠度和下弦水平支撑角 钢的下伸等所留的空隙。 吊车梁的高度可按(1/5~1/12)L选用,L为吊车梁的跨 度,吊车轨道高度可根据吊车起重量决定。
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第七章 单层厂房结构
7.2.1.2 计算简图 通常简化为平面框架计算。 框架计算单元应使纵向每列柱至少有一根柱参加框
架工作,同时将受力最不利的柱划入计算单元中。 对于各列柱距均相等的厂房,只计算一个框架。对
有拔柱的计算单元,一般以最大柱距作为划分计算单 元的标准,其界限可以采用柱距的中心线,也可以采 用柱的轴线,如采用后者,则对计算单元的边柱只应 计入柱的一半刚度,作用于该柱的荷载也只计入一半。
在纵向,常采用温度伸缩缝将厂房分成伸缩时互不影响 的温度区段。按规范规定,当温度区段长度不超过表7.1时, 可不计算温度应力。
表7.1 温度区段长度值
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结构情况
采暖房屋和非采暖地区的房屋 热车间和采暖地区的非采暖房屋
露天结构
温度区段长度(m)
纵向温度区段
横向温度区段(沿屋架或构架跨度方向)
(垂直于屋架或构架跨度方向)
h2
车起重量大于或等于750kN时,
不宜小于100mm;当在吊车和柱
之间需要设置安全走道时,则D 不得小于400mm;
图7.2.2 柱与吊车梁轴线 的净距

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第七章 单层厂房结构
b1——上段柱宽度。 S的取值:对于中型厂房一般采用0.75m或1m,重型
厂房则为1.25m甚至达2.0m。
(e)双阶柱;(f)分离式柱
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第七章 单层厂房结构
分离式柱:由支承屋盖结构的屋盖肢和支承吊车梁或吊车桁 架的吊车肢所组成,两柱肢之间用水平板相连接。
屋盖肢承受屋面荷载、风荷载及吊车水平荷载,按压弯构件 设计;吊车肢在框架平面内的稳定性依靠连在屋盖肢上的水平 连系板保证。吊车肢仅承受吊车的竖向荷载,当吊车梁采用突 缘支座时,按轴心受压构件设计,当采用平板支座时,仍按压 弯构件设计。
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第七章 单层厂房结构
H1
H H2
H1
H H2
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L
L1
L2
(a)
(b)
图7.2.3 横向框架的计算简图
(a)柱顶刚接(b)柱顶铰接
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第七章 单层厂房结构
对于由格构式横梁和阶形柱(下部柱为格构柱)所组成的横 向框架,需要将惯性矩(对高度有变化的桁架式横梁按平均 高度计算)乘以折减系数0.9简化成实腹式横梁和实腹式柱。 对柱顶刚接的横向框架,当满足下式的条件时,可近似认 为横梁刚度为无穷大:
进行柱网布置时,应注意以下几方面的问题:
◆满足生产工艺的要求
◆满足结构的要求 尽可能将柱布置在同一的横向轴线
钢结构
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上。
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第七章 单层厂房结构
◆符合经济合理的要求 确定方案时应进行综合比较。
◆符合柱距规定要求 对厂房横向,当跨度L≤18m时,其 跨度宜采用3m的倍数;当厂房跨度L≥18m时,其跨度宜 采用6m的倍数。对厂房纵向,以前基本柱距一般采用6m 或12m,现在采用压型钢板作屋面和墙面材料的厂房日 益广泛,常以18m甚至24m作为基本柱距。多跨厂房的中 列柱,常因工艺要求需要“拔柱”。其柱距为基本柱距 的倍数,最大可达48m。
第七章 单层厂房结构
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第七章 单层厂房结构
本章目录
7.1 厂房结构的形式和布置 7.2 厂房结构的框架形式 7.3 屋盖结构 7.4 框架柱设计特点 7.5 轻型门式刚架结构 7.6 吊车梁设计特点 7.7 墙架体系
基本要求
1. 熟悉单层厂房结构形式及布置,钢屋盖结构构造和设计
,
M
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第七章 单层厂房结构
柱与屋架刚接时,应对横梁的端弯矩和相应的剪力进行组 合。最不利组合可分为四组:
◆使屋架下弦杆产生最大压力; ◆使屋架上弦杆产生最大压力,同时也使下弦杆产生最大拉 力; ◆使腹杆产生最大拉力 ◆使腹杆产生最大压力 组合时考虑施工情况,只考虑屋面恒载所产生的支座端弯矩 和水平力的不利作用,不考虑它的有利作用。
分离式柱构造简单,制作和安装比较方便,但用钢量比阶形 柱多,且刚度较差,只宜用于吊车轨顶标高低于10m、且吊车 起重量Q≥750kN,或者相邻两跨吊车的轨顶标高相差很悬殊, 而低跨吊车起重量Q≥500kN。
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第七章 单层厂房结构
7.2.4 纵向框架的柱间支撑
7.2.4.1 柱间支撑的作用和布置
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