钢结构厂房结构设计分析

钢结构厂房结构设计分析

【摘要】随着经济的发展与社会的进步，传统的建筑技术已经慢慢被淘汰了，取而代之的是新型建筑技术的兴起。在现实中，我们常常会看到这样的现象：许多商人投资建厂，用的建筑材料不是传统的红砖绿瓦，取而代之的是钢结构，而且这种建房的思想越来越普及了。为什么投资商们愿意建造钢结构厂房，而不愿意建造砖结构的厂房呢？我认为钢结构的厂房抗震能力好，利于企业发展。除此之外，它还有自己独特的优势。笔者经过近几年的观察与思考并参考了大量的资料，了解到了钢结构的普及程度及具体表现，并对钢结构厂房的结构进行了设计与分析。

关键词：钢结构厂房的普及、钢结构厂房结构设计与分析

中图分类号：tu391 文献标识码：a 文章编号：

钢结构厂房的普及及原因

钢结构厂房的普及

走在大街小巷，穿行于城市之间，越来越多的钢结构厂房会映入眼帘，传统的砖瓦结构厂房数量越来越少，这些足以说明钢结构厂房的普及度之大，它已经成为了投资建厂的首选。

钢结构厂房受欢迎的原因

钢结构厂房抗震能力强

在现在这个社会，地震频发，企业要想永葆生机，首先要未雨绸缪，预防地震的袭击。而建设钢结构厂房就是首选。汶川地震期间，一些土砖结构的瓦房经不住地震的破坏，基本都坍塌了，而钢结构

的厂房完好无损，这足以说明钢结构厂房抗震能力之强。

钢结构厂房容易拆卸，节省人力物力，非常方便

当企业不能维持发展时，钢结构厂房容易拆除，节省人力物力，能更好的支持企业转型。

钢结构厂房建造方便

传统的建造方式既麻烦又费力耗时，而钢结构厂房的建造非常方便，节省人力物力与时间，成为了建厂的首选。

二、钢结构厂房的结构设计分析

撑体系是钢结构厂房的重要组成部分。

该支撑体系包括刚性系杆、屋盖支撑、柱间支撑和隅撑。

刚性系杆在刚架转折处。

众所周知，钢架转折处对整栋建筑物的支撑起着至关重要的作用。因此刚性系秆应设置在钢架转折处。而刚性系杆的设置原则是：沿房屋全长设置刚性系杆。

（2屋盖支撑应设置在柱间支撑的开间

使用设有驾驶室且起重量大于一定标准的桥式吊车，在屋盖边缘设纵向支撑，屋盖支撑用符合要求的的圆钢。

（3柱间支撑一般做成交叉支撑。

下柱有门洞时，最好不要设交叉支撑，取而代之的是设立人字撑，柱间支撑夹角应控制在十度到五十度之间。有吊车时，下柱支撑用双角钢，上柱支撑用单角钢；无吊车时柱间支撑用符合一定要求的圆钢

张紧。这样才能均衡各部分的压力，使钢架结构的厂房稳固。

柱脚的设计

一般说来，钢结构柱脚分露出式柱脚和埋入式柱脚。刚接的为埋入式，其内力（包括竖向力、水平力和弯矩）均由钢筋混凝土基础直接承受，钢柱底脚埋入深度需满足锚固长度要求，露出式柱脚具有维修安装方便、建设速度快等优点，因此在轻钢结构中常被采用。露出式柱脚分铰接柱脚和刚接柱脚两种。本设计中无吊车的刚架柱和抗风柱采用平板式铰接柱脚，有桥式吊车的刚架柱采用带加劲

肋的刚接柱脚。柱脚底板的厚度和面积大小由计算确定。柱脚锚栓承受刚架柱弯矩在柱脚底板与基础间的拉力，同时作为安装过程中的临时固定之用。锚栓的直径由计算确定，同时按构造不宜小于-# %% 。计算柱脚锚栓的受拉承载力时，应该采用螺纹处的有效截面面积。

钢架的结点设计分析

（1）柱脚的设计要求

钢结构基础型式的选择应根据建筑物所在地的工程地质情况和

建筑物上部结构型式等几个方面综合考虑。由于柱网尺寸较大，上部结构传至柱脚的内力较小，一般以独证基础为主。若地质条件较差，考虑采用条形基础，遇到不良地质情况，可考虑采用桩基础。一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。

（2）钢结构柱脚刚接、铰接的实现是柱脚根据能否抵抗弯矩

在实际工程中，绝对刚接或绝对铰接都应该是一种半刚接半铰接

状态。刚接和铰接柱脚关键在于锚栓布置，铰接柱脚一般采用两个锚栓，刚接柱脚一般采用四个或四个以卜．锚栓连接。如果结构对侧移控制较严，则采用刚接柱脚。例如有吊车荷载的情况，吊车荷载是动力倚载，对侧移比较敏感，而且侧移过人会造成吊车卡轨现象，此时应将桂脚没计成刚接柱脚；

（3）钢结构柱脚的计算与构造刚接柱脚和铰接柱脚的传力

杵脚的基础上增加了弯矩的作用效果。柱脚锚栓在钢结构中作用非常重要，在施丁中应严格控制其预埋质量。只有这样，才能保证安装的顺序和安装质量。

3 梁柱连接节点的设计要求

节点的刚度要求和延性要求

如果发生强烈地震，它们将进入弹塑性阶段。与节点相连接的构件节点域及附近的梁端和柱端将产生弹塑性变形，节点刚度明显降低，艰载能力也有所减小。在此情况下，为使节点仍具有较好的性能，必须控制节点的刚度。防止节点出现过大的变形。如果一个结构或构件，屈服后的弹塑性变形能力很大，则延性好，不易发生脆性破坏；反之，如果屈服后的弹龌性变形能力小，则延性差。容易发牛脆性破坏。对于节点的延性要求，主要是对临近节力；对于节点核心ⅸ并不要求很大的延性，而要求有很大的强度和刚度。以保证在梁端塑性铰出现之前不发生节点核心区的弯曲破坏和剪切破坏。

）节点设计中的端板设计

钢架的梁梓连接一般都做成刚性的，通常通过端板和高强度螺栓将梁、柱结合成整体。刚架斜梁与柱的连接，可采用端板竖放、端板横放和端板斜放三种形式。端板竖放适用于局部等截面柱；当怪向衙载起控制作用时，将端板横放可减少节点的设计剪力，同时充分利用柱的压力对节点受力的有利作用。如果节点弯矩很大，可采用端板斜放形式。端板，眵放比端板平放有更高的承载力和节点刚度，但端板竖放对螺栓受力不利，其破坏形式往往是螺栓先破坏，螺栓直径不宜小于端板厚度。使靠近受拉翼缘两侧的螺栓受力均匀，接近一致，提高节点的抗剪能力，有效减少节点板的变形。不同端板厚度节点承载力差别较大，端板越厚。节点承载力越大。（3）应注意的问题

我们知道，节点构造连接形式对螺栓的受力状态影响也较大，因此要用不同的设计模型来计算，而且随着技术的进步，传统的方法已不适合了，我们必须不断的创新。

钢结构厂房中的节点设计

钢结构梁柱节点域是指弯剪共同作用下应力情况比较复杂的节

点区域，在水平倚载作用下，侧移将会产生，这将导致节点的变动。刚架轻型房屋钢结构梁柱腹板的宽厚比较大，节点域剪切变形明硅，当端板厚度能满足强度设计要求时，整个加载过程巾端板的相对张开变形很小，端板和螺栓的变形对节点转角贡献较小，节点的转角主要由节点域的剪切变形引起。从节点刚度这点考虑，有必要在节点域设置斜向加劲肋，有利于提高节点刚度，减小节点剪切变