基于大跨度单层厂房钢结构设计
厂房钢结构工程建设方案(3篇)
第1篇一、工程概述本项目为某公司新建厂房,位于我国某工业园区。
厂房总建筑面积为20000平方米,建筑高度为15米,占地面积为10000平方米。
项目总投资为2000万元,建设周期为6个月。
本方案旨在为该项目提供一套科学、合理、经济、可靠的钢结构工程建设方案。
二、工程特点1. 结构形式:采用单跨钢结构厂房,柱距为6米,跨度为40米。
2. 抗震等级:根据当地抗震设防要求,抗震等级为6度。
3. 跨度大:采用大跨度钢结构,有利于提高厂房空间利用率。
4. 施工速度快:钢结构构件在工厂预制,现场组装,可缩短施工周期。
5. 节能环保:采用节能型门窗、外墙保温材料,降低能耗。
三、工程主要技术指标1. 建筑面积:20000平方米2. 建筑高度:15米3. 占地面积:10000平方米4. 抗震等级:6度5. 结构形式:单跨钢结构厂房6. 跨度:40米7. 柱距:6米8. 施工周期:6个月四、工程实施方案1. 设计阶段(1)设计依据:国家相关设计规范、标准、规程及地方性规定。
(2)设计原则:确保结构安全、可靠、经济、美观。
(3)设计内容:建筑结构、建筑设备、电气、给排水、暖通空调等。
2. 施工阶段(1)施工组织:成立项目部,负责项目的组织、协调、管理。
(2)施工顺序:基础施工、钢结构安装、屋面及墙面施工、室内装修等。
(3)施工方法:1)基础施工:采用钢筋混凝土基础,基础深度为1.5米,基础垫层厚度为0.1米。
2)钢结构安装:采用现场组装,先安装柱子,然后安装屋面梁、吊车梁、支撑等。
3)屋面及墙面施工:采用彩钢夹芯板屋面,外墙采用保温岩棉板。
4)室内装修:采用轻钢龙骨石膏板吊顶,地面铺设地砖。
3. 质量控制(1)原材料:选用符合国家标准的优质钢材、混凝土、保温材料等。
(2)施工过程:严格按照施工规范、工艺要求进行施工,确保施工质量。
(3)验收标准:按照国家相关标准进行验收,确保工程质量。
4. 安全生产(1)建立健全安全生产责任制,加强安全生产教育。
钢结构屋架设计
普通钢屋架设计--------焊接梯形钢屋架设计-、设计资料1、某一单层单跨工业厂房,总长度为102m,跨度为24m。
2、厂房柱距6m,钢筋混凝土柱,混凝土的强度等级C20,柱头截面为400mm×400mm,屋架采用梯形钢屋架,其两端铰支于钢劲混凝土柱上。
3、车间设有两台中级工作制桥式吊车,一台150T,一台30T,吊车平台标高+12.000m。
4、荷载标准值(按水平投影面计):(1)永久荷载:二毡三油(上铺绿豆砂)防水层0.4 KN/ m水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2保温层0.5 KN/ m2一毡二油隔气层0.05 KN/ m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2屋架及支撑自重0.384KN/m2(2)可变荷载:屋面活荷载标准值0.7KN/ m2荷载标准值 0.35 K N/ m2积灰荷载标准值 1.3KN/ m25.屋架计算跨度,几何尺寸及屋面坡度如图所示由上图可知:屋架的计算跨度:Lo=24000-2×150=23700mm,端部高度:h=1990mm(轴线处)。
6、钢材Q235钢、角钢、钢板各种规格齐全;有各种类型的焊条和C级螺栓可供用。
7、钢屋架的制造、运输和安装条件:在金属结构厂制造,运往工地安装,最大的运输长度16m,运输高度3.85m,工地有足够的起重安装条件。
二、设计内容一)、屋盖的支撑系统布置(1)屋架上弦支撑系统的具体布置对上弦平面,横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内,为了增加屋盖的刚性,两道横向支撑的间距不宜超过60m。
所以在屋盖中间应设置一道横向支撑,由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑,无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。
上弦支撑具体布置图如下(2)下弦平面支撑系统布置同上弦平面支撑一样,设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆,加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处,仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备,因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之,对梯形屋架一般设置在下弦平面。
钢结构单层工业厂房设计(工字钢)
钢结构单层工业厂房设计(工字钢)1.1整体布置选型1.1.1 建筑平面的选择工业建筑中生产工艺要求是其设计主要依据,本厂房的生产工艺流程为直线型,生产工艺流程较简单。
充分考虑到生产流程及建筑和结构的简单及合理性,平面采用矩形平面形式,本厂房采用单跨结构。
①柱网的选择本厂房所承受荷载较小,故选择质量较轻,工业化程度较高,施工周期短,结构形式选钢筋混凝土排架结构。
为便于机械化生产,减少造价,横向选择柱距6m,纵向选择柱距6m。
②定位轴线的划分横向定位轴线:从左向右依次编号为1,2,3,4,5……,10。
横向定位轴线一般通过柱截面的几何中心,在厂房纵向尽端处,横向定位轴线位于山墙内边缘,并把端柱中心线内移600mm。
厂房的纵向结构构件如屋面板,吊车梁,连系梁的标志长度皆以横向定位轴线为界。
纵向定位轴线:由下向上依次编号为A,B,……,E。
1.1.2厂房天然采光设计根据我国《建筑采光设计标准》(GB/T50033—2001)规定可知,本厂房的采光等级为Ⅲ级。
本厂房拟采用双侧采光,因此根据《建筑采光设计标准》应大于1/7。
(GB/T50033—2001)的规定,窗地面积比为Ac/Ad由于侧面采光的效果较好,应用较多。
又由于单侧采光光线衰减幅度较大,光线不均匀,工作面上近窗点光线强,远光点光线弱,所以本厂房采用双侧采光。
为了满足采光面积又不使窗高过大,本厂房将侧窗开为上下两层。
门窗明细表见表2-1所示。
表2-1 门窗明细表1.1.3厂房屋面排水设计为了减少室内排水设施,避免排水管道对生产工艺的影响,本厂房采用有组织外排水方式。
本厂房采用卷材防水,厂房屋面排水坡度取2%,天沟纵向坡度取1%。
1.1.4 结构选型及排架计算简图确定根据厂房的跨度、吊车起重量的大小、轨顶标高,吊车的运行空间等初步确定出排架结构的剖面如图3-1所示。
为了保证屋盖的整体性,屋盖采用无檩体系。
图3-1 厂房剖面图1.1.5屋面板采用1.5m×6m预应力混凝土屋面板,根据屋面做法求得屋面荷载,采用标准图集04G410-1中的Y—WB—2,屋面板自重标准值为1.4KN/m2(包括灌缝自重)。
单层多跨钢结构厂房的结构设计及地震作用分析 李坡
单层多跨钢结构厂房的结构设计及地震作用分析李坡摘要:在工业化的大规模发展下,厂房结构愈加复杂化,其跨度也越来越大。
在工业生产过程中,钢结构厂房具有结构安全性高、经济性及周期短等特点,已被广泛应用在工业化建设中。
但为了保证钢结构具有较好的韧性以及塑性,能够很好的吸收地震能量,进一步研究单层多跨钢结构厂房的结构设计及地震作用是非常有必要的。
基于此,本文主要分析了单层钢结构厂房结构设计,并探讨了单层多跨钢结构厂房地震作用,以期提供有力的帮助,优化单层多跨钢结构的厂房结构设计。
关键词:单层多跨钢结构厂房;结构设计;地震;分析前言:工业厂房的设计对厂房的结构布局、经济性以及进度等指标要求比较高,要求厂房的布局需要同生产工艺相一致,能保证厂房结构安全的同时获得利润的最大化,并且施工进度对工业早日投产也有着较大的影响。
单层钢结构厂房相比传统混凝土结构来说,自重小,跨度大,施工周期比较短,对环境影响小,也有利于回收,在工业生产中具有较好的应用前景。
此外,钢结构具有较好的韧性以及塑性,能够很好的吸收地震能量,进行单层钢结构厂房的设计过程中,还需要充分考虑到地震对结构的影响,地震作用会对钢结构厂房的柱底以及柱顶造成不小的影响,设计人员必须要进行充分的抗震验算,确保结构安全。
在单层钢结构厂房的设计中,设计人员必须要根据生产企业的需求开展厂房的设计,对厂房结构柱网及跨度等进行分析,确保结构能够满足客户的需求。
本文结合某工程对单层多跨钢结构厂房的结构设计进行研究。
1单层钢结构厂房结构设计分析1.1工程概况本工程为5连跨的单层钢结构厂房,长度为362m,宽度为132m,建筑面积47784㎡。
抗震设防烈度为8度,基本地震加速度值为0.2g;基本风压为0.6kN/㎡;设计年限为50年,结构安全等级设计为二级。
1.2钢结构厂房柱网的设计对于钢结构厂房柱网的设计来说,必须要保证生产工艺以及厂房结构安全、经济性等指标。
单层钢结构厂房的柱网设计包括横向柱网、纵向柱网以及伸缩缝的设计。
某大跨度单层厂房的钢结构设计
李纪印, 蔡诚 , 徐如华
( 机械工业第一设计研究 院, 安徽 蚌埠 2 3 1 ) 3 0 7
L i i, IJ- n CAI e gXURu h a y n, Ch ・u
( h Fr s n fMahn r d sy ReerhIstt, n b 3 0 7C ia T e it i o c ieyI ut sac tueBegu2 3 1,hn ) sDe g n r ni
若采用钢屋 架体系 , 单榀刚架用钢 量约为 2 0 gm, 5k / 因此屋 面
通过试算并经调整 , 排架几何计算高度取值如 下 : 排架柱 底部 , 取至基础顶 部 ; 架顶部 , 排 取至屋面梁 端部高度 的形 心
线处 ; 变阶点 : 取至肩梁的顶面。排架横向计 算跨 度取柱形 心 线之间距离。 在初步选择柱截面时 , 在使吊车梁 中心线与吊车
制动体系为吊车梁上翼缘 、 制动板和辅助梁组成 。中列柱吊车 梁 制动体 系为相邻 吊车梁上缘和上弦制动板 和下层水平支 撑 及 中间二道垂直支撑组成的制动体系。 按 委托方要求 , 屋面采用双面镀锌 彩钢板 , 鉴于屋面板 自 重较小 , 约为 2k ; 5 g 屋面钢梁跨度为 4 m, 0 经过试算 , 若屋面梁 部分采用实 腹式 工字形钢梁 ,单榀刚架用钢量约为 10 g 5k/ m;
下 面就 这类结构的设计作一下简单的介绍 ,以供大家 讨
影响 系数最大值取 0 4建筑结构阻尼比取 0 5特征 周期为 .; 0 .; 0
03 s 0 一遇 的基本风压  ̄- . k m2 . 。5 a 5 o -3 N/ ,地面粗 糙度 为 B 00 5 类 。根据 5 a 0 一遇的基本雪压 t= . k / , o 04 N m2 , 0 屋面活荷载取值
钢结构单层厂房施工组织设计
钢结构单层厂房施工组织设计钢结构单层厂房施工组织设计一、项目概述钢结构单层厂房是一种广泛应用于工业领域的建筑形式,它具有结构强度高、施工周期短、耐用性强等优点。
本文将针对一座钢结构单层厂房的施工组织设计进行详细分析。
二、施工组织设计目标施工组织设计的目标是合理安排施工流程,提高施工效率,并确保工期和质量的达到预期要求。
本项目施工组织设计的主要目标包括:1. 确定合理的施工顺序和施工方法,尽量减少施工过程中的重复工作。
2. 合理安排施工人员,确保人员的合理利用和施工质量的控制。
3. 确定合理的材料供应计划,避免材料短缺或过剩的情况发生。
4. 确定合理的施工机械的使用计划,提高施工效率和质量。
三、施工流程安排1. 地基处理:首先进行地面的平整和压实,然后进行基坑的开挖和基础的浇筑。
2. 钢结构制作:选择合适的施工方法对钢结构进行制作,包括材料采购、切割、焊接、试装等。
3. 预制构件安装:预制构件包括柱子、梁等,在钢结构制作完成后,开始进行预制构件的安装。
4. 屋面施工:先进行屋面防水处理,然后进行屋面的镶板或涂料的安装。
5. 门窗安装:钢结构厂房一般需要安装门窗,包括安装车间门、办公室门等。
6. 地面铺装:对厂房内部的地面进行铺装,包括水泥地面、瓷砖地面等。
7. 配套设施安装:安装厂房内的供水、排水、电力等设施。
8. 环境整治:整理施工现场,清理杂物,确保厂房整洁。
四、施工人员安排钢结构单层厂房的施工主要涉及的人员包括:1. 项目经理:负责组织、协调、管理全过程的施工工作。
2. 技术负责人:负责解决施工中的技术问题和调剂资源。
3. 施工队长:负责组织、指导施工人员进行具体施工操作。
4. 焊工:负责钢结构的焊接工作。
5. 钢筋工:负责钢筋的切割、弯曲、焊接等工作。
6. 起重机操作人员:负责起重机的操作,提供高空作业所需的支持。
7. 装修工:负责室内装修工作,如屋面、地面的铺装。
8. 维修人员:负责设施的维护和保养。
单层钢结构厂房钢结构施工组织设计
施工组织设计第一章目标管理一、质量目标达到钢结构国家验收要求的合格标准。
二、工期目标总工期 60 天(含因向其它施工单位提供配合及各施工单位交叉作业所影响的工期)。
三、安全目标杜绝重大人员伤亡和重大机械安全事故,轻伤率控制在1.5‰以下。
第二章主要施工方法及技术措施钢结构施工方案本工程主要钢结构柱为H型钢柱,屋架为梯形钢屋架,制造质量与精度要求比较高,应当加强技术力量的配套,保证钢结构制作安装的质量达到优质,确保工期。
一、材料管理1、钢材(1)、本工程所使用的钢材须符合设计图说明外,同时须符合国家标准规范要求。
(2)钢材使用应符合下表:(3)钢材检查(含试验)1)每批入库钢材无论国产品或进口品,均应有制造厂商出具的产品合格证;2)核对材质、规格、批号或炉号,与产品合格证相符,材质应与设计图说相符;3)钢材外形尺寸应满足相关标准规定;4)钢材是否弯曲、变形、锈蚀及裂纹;(4)钢材保管要点1)钢材放置在支垫上,不得与地面接触,造成生锈;2)钢材水平堆放,避免发生变形和损伤;3)使用正确吊具或夹具,避免发生损伤;4)不同材质分类堆放整齐,并防止污染;2、基础螺栓(1)基础螺栓检查1)核对材质、规格,须符合设计图要求;2)螺纹尺寸、螺栓直径等检验项目上须符合规定值;(2)基础螺栓保管1)基础螺栓须成批堆放,贴上标签,并注明数量、规格、材质;2)基础螺栓须放置于垫板或料架上,不得与地面直接接触,保持通风与干燥;3)螺纹须抹上黄油,防止生锈。
(3)高强螺栓及螺帽1)核对品名、规格、批号与质保书相同,并符合设计要求2)高强螺栓连接副预拉力试验及高强度力螺栓连接抗滑移系数试验送有资质的检测单位检验;3、焊接材料(1)焊接材料检查1)核对品名批号,数量与质保书相同;2)核对化学成份机械性能是否符合规定值;3)检查包装不得有破损;4)首次采用的焊接材料需做工艺评定试验。
(2)焊接材料保管1)焊接材料分类放置于栈板或料架上,栈板或料架离地面和墙面距离不小于300mm,保持通风与干燥;2)焊接材料妥善保管不得破坏作好防潮;3)先进先出法,避免时间过久失效。
最新18米跨度钢结构课程设计-示例
18米跨度钢结构课程设计-示例钢结构课程设计示例附录A 梯形钢屋架设计示例-、设计资料某一单层单跨工业长房。
厂房总长度为120m,柱距6m,跨度为18m。
车间内设有两台中级工作制桥式吊车。
该地区冬季最低温度为-20℃。
屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10。
上铺120mm厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。
屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡,雪荷载标准值为0.5kN/㎡,积灰荷载标准值为0.75kN/㎡。
屋架采用梯形钢屋架,其两端铰支于钢劲混凝土柱上。
柱头截面为400mm×400mm,所用混凝土强度等级为C20。
根据该地区的温度及荷载性质,钢材采用Q235B,其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型,手工焊接。
构件采用钢板及热轧钢劲,构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度:Lo=18000-2×150=17700mm,端部高度:h=2000mm(轴线处),h=2015mm(计算跨度处),中部高度2900mm。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图A-1所示。
图A-1 屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置见图B-2所示。
符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑); CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆)图A-2 屋架支撑布置图三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较大的活荷载计算。
永久荷载标准值防水层(三毡四油上铺小石子) 0.35kN/㎡找平层(20mm厚水泥砂浆) 0.02×20=0.40kN/㎡保温层(120mm厚泡沫混凝土) 0.12×6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18=0.318kN/㎡管道设备自重 0.10 kN/㎡总计 3.068kN/㎡可变荷载标准值雪荷载 0.75kN/㎡积灰荷载 0.50kN/㎡总计 1.25kN/㎡永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡(由可变荷载控制)可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡2.荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.0644×1.5×6=36.59 kN1P=1.75×1.5×6=15.75 kN2组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN3P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN43.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表A-1。
大跨度厂房结构设计实例分析
大跨度厂房结构设计实例分析摘要:以大跨度单层工业厂房的实际工程为例,根据有关技术资料和现行规范要求,运用建筑结构专业设计软件,对该厂房进行排架和屋架结构二维平面分析。
考虑到跨度为60 m的特殊性,采用通用有限元分析方法对该厂房进行三维空间分析,结果表明:大跨度厂房需要考虑空间效应,支撑体系的承载力验算十分必要。
关键词:大跨度结构; 钢桁架; 单层工业厂房; 支撑体系; 构件承载力1 工程概况许多大尺寸零部件产品的制作加工,需要大跨度的厂房。
而大跨度结构的受力模式和结构体系的控制条件可能会有变化,会有一些特殊要求。
为了解大跨度工业建筑的结构特性,本文选用一个典型工程实例,通过分析计算得到了许多具有参考价值的结论。
本工程是单层工业厂房,建筑物总长243.28 m,宽78.74 m,建筑高度(屋面面层最低点至室外地面)14.550 m,总建筑面积20 566.04 m2,主体厂房1层(生活间3层)。
风力发电的叶片生产车间为3跨连续钢结构刚架,跨距为24,30,24 m。
每跨设有100 kN吊车多台,轨顶标高9.000 m;柱距7.5 m。
胶衣腻子车间为单跨钢排架结构,跨度为60 m,屋架宽翼缘H型钢桁架结构;吊车起重量200 kN,轨顶标高9.000 m;柱距6.0 m。
建筑物主体结构设计合理使用年限为50年,室内设计标高±0.000 m对应的绝对标高为834.000 m,车间部分室内外高差150 mm,建筑平面如图1所示。
图1 建筑平面本文以胶衣腻子车间为例,分析大跨度厂房设计问题。
屋面采用单层压型钢板防水保温屋面,坡度为5%,用于主体厂房,做法(由上到下):1)0.5 mm 厚(基板厚度)镀铝锌压型钢板本色板,360°直立锁缝构造;2)150 mm厚底面贴W38聚丙烯贴面离心玻璃棉;3)钢檩条。
厂房屋面圆拱形采光天窗采光板为不着色聚碳酸酯采光板(阳光板)。
2 荷载取值结构设计荷载条件:屋面恒载0.3 kN/m2;屋面活载0.3 kN/m2;吊车荷载100 kN梁式起重机;基本风压(重现期50年)0.6 kN/m2;基本雪压(重现期50年)0.3 kN/m2;抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g。
某45米单层多跨轻型钢结构厂房设计图
单层双跨重型钢结构厂房设计单层双跨钢结构厂房设计计算书正文
一.建筑设计说明一、工程概况1.工程名称:青岛市某重型工业厂房;2.工程总面积:3344㎡3.结构形式:钢结构排架二、建筑功能及特点1.该拟建的建筑位于青岛市室内,设计内容:重型钢结构厂房,此建筑占地面积3344㎡。
2.平面设计建筑物朝向为南北向,双跨厂房,每跨跨度为21m,柱距为6m,采用柱网为21m×6m,纵向定位轴线采用封闭式结合方式。
3.立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求,设置了大面积的玻璃窗。
4.剖面设计吊车梁轨顶标高为,柱子高度H=++=,取柱子高度为。
5.防火防火等级为二级丁类,设一个防火分区,安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。
室内消火栓设在两侧纵墙处,两侧及中间各设两个消火栓,满足间距小于50m的要求。
6.抗震建筑的平面布置规则,建筑的质量分布和刚度变化均匀,满足抗震要求。
7.屋面屋面形式为坡屋顶:坡屋顶排水坡度为10%,排水方式为有组织内排水。
屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。
8.采光采光等级为Ⅳ级,窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡,地面面积为3344平方米,窗地比满足要求,不需开设天窗。
9.排水排水形式为有组织内排水,排水管数目为21个。
三、设计资料1.自然条件2.1工程地质条件:场区地质简单,无不利工程地质现象,条件良好,地基承载力标准值1000Kpa,为强风化花岗岩,场区内无地下水。
冻土深度为。
2.2抗震设防:6度2.3防火等级:二级2.4建筑物类型:丙类2.5基本风压:W=㎡,主导风向:东南风2.6基本雪压:㎡(50年)㎡(100年)2.7冻土深度:—2.8气象条件:年平均气温:℃最高温度:℃最低温度:-℃年总降雨量:。
2.工程做法2.1散水做法:混凝土散水2.2.150厚C15混凝土撒1:1水泥沙子,压实赶光2.2.2150厚3:7灰土垫层2.2.3素土夯实向外坡4%2.2地面做法:混凝土地面2.2.1100厚C15混凝土随打随抹上撒1:1水泥沙子,压实抹光2.2.2150厚3:7灰土(灰土垫层)2.2.3素土夯实2.3屋面做法:夹芯屋面板(JxB42-333-1000)工程做法见国家标准图集01J925-12.4墙面做法:200厚夹芯墙面板(JxB-Qy-1000)工程做法见国家标准图集01J925-1二.结构构件选型及布置一、柱网和变形缝的布置1、柱网的布置厂房纵向柱距为6米,双跨厂房,每跨跨度为21米。
30米大型单层厂房轻钢结构施工cad设计方案图(屋墙面压型彩色钢板)
钢结构课程设计(单层工业厂房)
钢结构单层工业厂房课程设计指导教师:曹现雷班级:土133班姓名:杨骏学号:139044535日期:2016.4.24目录一、设计资料 (1)二、屋架形式及几何尺寸 (1)三、支撑的布置 (2)四、檩条的布置 (3)五、材料自重及荷载 (4)六、荷载计算 (4)七、杆件截面选择 (5)八、各腹杆的焊缝尺寸计算 (10)九、节点板的设计 (11)一、设计资料:某厂房车间设有两台10吨中级工作制吊车。
车间无腐蚀性介质。
该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用梯形桁架式钢屋架,屋架下弦标高9m,其两端铰支于钢筋混凝土柱上,柱截面尺寸为400㎜×400㎜,混凝土强度等级为C30。
屋面采用压型钢板屋面,C型檩条,檩距为1.2m~2.6m。
屋面恒荷载(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)取值参考教材2.2.1中规定。
活荷载标准值取0.5kN/mm2;雪荷载标准值取0.2,不考虑积灰荷载和积雪不均匀分布情况。
结构重要性系数为γ0=1.0。
屋架采用Q235B钢,焊条采用E43型。
设计时,荷载按以下情况组合:a. 恒载+全跨活荷载(或雪荷载)b. 恒载+半跨活荷载(或雪荷载)二、屋架形式及几何尺寸屋架及几何尺寸如图1所示,檩条支承于屋架上弦节点。
檩距为2267.5mm,水平投影距离为2250mm。
屋架坡度为α= arctan = 7.13°。
图1 屋架形式和几何尺寸三、支撑的布置依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001,支撑布置图如图2所示,上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间,并在相应开间的屋架跨中设置竖直支撑,在其余开间的屋架下弦跨中设置一道通长的刚性细杆,上弦通过水平支撑在节点处设置通长的刚性细杆。
下弦两端设纵向水平支撑。
故上弦杆在屋架平面外的计算长度等于横向支撑的节距。
支撑的布置见图2。
上弦水平支撑布置图下弦水平支撑布置图1-1中部垂直支撑布置图2-2 端部垂直支撑布置图图2 支撑的布置图四、檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上,间距2267.5mm。
单层钢结构厂房钢结构施工组织设计
单层钢结构厂房钢结构施工组织设计一、工程概述本工程为单层钢结构厂房,建筑面积为_____平方米,厂房跨度为_____米,柱距为_____米,檐口高度为_____米。
钢结构主体包括钢柱、钢梁、支撑系统等。
屋面采用彩钢板,墙面采用夹心彩钢板。
二、施工准备(一)技术准备1、熟悉施工图纸,进行图纸会审,提出施工图纸中的疑问和问题,由设计单位进行解答和修改。
2、编制施工组织设计和专项施工方案,明确施工工艺和施工方法,制定质量控制措施和安全保证措施。
3、进行技术交底,将施工组织设计和专项施工方案的内容向施工人员进行详细的交底,确保施工人员了解施工工艺和施工方法,掌握质量控制要点和安全注意事项。
(二)材料准备1、根据施工图纸和施工进度计划,编制材料采购计划,明确材料的品种、规格、数量和质量要求。
2、选择合格的材料供应商,进行材料的采购和订货。
3、对进场的材料进行检验和验收,检查材料的质量证明文件和检验报告,对材料的外观、尺寸、性能等进行检验,确保材料符合设计要求和质量标准。
(三)施工机具准备1、根据施工工艺和施工方法,选择合适的施工机具,如起重机、电焊机、切割机、钻孔机等。
2、对施工机具进行检查和维护,确保施工机具的性能良好,能够正常运行。
3、配备足够的施工机具,满足施工进度的要求。
(四)现场准备1、平整施工场地,修筑施工道路,确保施工车辆和施工机具能够通行顺畅。
2、布置施工临时设施,如办公室、仓库、休息室等。
3、接通施工用水、用电,确保施工用水、用电的供应。
三、施工工艺流程(一)钢柱安装1、基础复测对基础的轴线、标高、地脚螺栓的位置和露出长度等进行复测,确保基础符合设计要求和施工规范的规定。
2、钢柱吊装采用起重机将钢柱吊起,缓慢就位,对准基础上的地脚螺栓,将钢柱插入地脚螺栓孔内,调整钢柱的垂直度和标高,拧紧地脚螺栓的螺母。
3、钢柱校正采用经纬仪和水准仪对钢柱的垂直度和标高进行校正,确保钢柱的垂直度和标高符合设计要求和施工规范的规定。
大跨度房屋钢结构设计与分析
大跨度房屋钢结构设计与分析摘要:当今社会经济飞速发展,人民生活水平日益提高,世界各国纷纷筹划建造更大、更高、更长的各种超大型复杂结构物。
来满足人们对生活空间的追求。
大跨度房屋钢结构设计是经济和社会发展的需要。
本文介绍了大跨度钢结构设计的现状和大跨度房屋主要的钢结构划分,分析了大跨度房屋钢结构的设计要点。
关键词:大跨度,房屋,钢结构,设计要点引言与其他材料的结构相比,钢结构具有材料强度高、结构重量轻;结构的塑性韧性较好;钢结构的制造简单施工周期短等优点。
我们在进行钢结构设计时,应当从工程实际出发,合理选用钢材,选择高强度、具有较好经济指标的钢材;在结构方案选择上,应尽可能采用标准化、模数化的结构布置;在连接设计中,应选用构造简单、传力直接的节点形式,并应满足构造要求;另外,在钢结构设计中,还应保证钢结构在加工、运输、安装和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求,并应针对钢结构的实际,满足防火、防腐的要求。
宜优先选用通用的和标准化的结构和构件,减少制作、安装工作量。
一、大跨度钢结构设计的现状与设计其他形式的钢结构一样,大跨度钢结构设计主要解决结构体系设计、构件设计及连接节点设计等方面的内容。
与其他形式钢结构不一样的是,大跨度钢结构体系几何与材料非线性影响突出,延性性能成为其体系、构件、节点的安全控制因素。
在工程实践中,设计技术人员迫切需要设计规范提供明确的大跨度钢结构计算分析理论与设计方法、与现代计算技术相应的工程实用计算软件以及明确的结构承载力与变形能力安全控制指标。
我国现行钢结构及相关设计规范( 程) 对体系、构件及连接节点等三个层次设计的现状可简单总结如下:1、在计算理论与设计方法方面,现行钢结构及相关设计规范( 程) 对计算理论与方法的规定,相当程度是基于手算或平面简化计算技术,对于空间受力的大跨度钢结构体系缺乏适应性。
此外现行钢结构及相关设计规范( 程) 对连接设计有计算公式,对节点设计缺乏明确的计算理论和方法。
钢结构单层工业厂房课程设计
重屋面钢屋架设计一、设计资料1、工程地点:XX邯郸,设计使用年限:50 年。
2、工程规模:单层单跨封闭式工业厂房,长度90m,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,屋架跨度24m,柱距6m,屋面离地20m,吊车起重量为20t,工作制为A5,无较大的振动设备。
3、屋面作法:预应力混凝土屋面板(卷材防水),无檩体系,屋面坡度为1/10,无天窗。
4、自然条件:基本风压为0.35kN/m2,基本雪压为0.25kN /m2,积灰荷载标准值为0.5kN /m2地震设防烈度为7度。
地面粗糙度类别为B类,场地类别Ⅲ类5、材料选用:(1)屋架钢材采用《碳素钢结构》GB/T700-2006规定的Q235B镇静钢(2)焊条采用《碳钢焊条》GB/T5117-1995中规定的E43 型焊条(3)普通螺栓采用等级为 4.6级的C级螺栓,锚栓采用Q235 级钢制成(4)角钢型号按《热轧型钢》GB/T706-2008选用,(5)混凝土强度等级为C256、结构与各组成构件形式:(1)钢屋架:梯形钢屋架(2)屋面板:卷材防水的 1.5x6m2预应力钢筋混凝土屋面板,可按图集《 1.5x6m2预应力钢筋混凝土屋面板》04G410-1~2选用(3)屋盖支撑:可从相关标准图集中选用7、主要建筑构造做法与建筑设计要求重物面(预应力混凝土屋面板)做法:二毡三油防水层上铺小豆石(0.35kN/m 2);20mm 厚水泥砂浆找平层(0.4 kN/m 2);100mm 厚加气混凝土保温层(0.6kN/m 2);冷底子油一道、热沥青二道(0.05kN/m 2);二、屋架形式的选定和结构平面布置1、屋架形势和几何尺寸由于采用 1.5x6m 2大型屋面板加卷材防水屋面,i=1/10,故采用缓坡梯形屋架屋架计算跨度:l 0=l -300=24000-300=23700 屋架端部高度取h 0=2000mm跨中高度:h=h 0+i l 02=2000+0.1x 237002=3185mm屋架高跨比h/l 0=3.185/23.7=0.134,在屋架常用的高度范围内屋架起拱度f=l/500=24000/500=48mm ,取50mm为使屋架上弦节点受荷,腹杆采用人字式,上弦节点水平间距取1500mm ,屋架各杆件尺寸见下图2、根据车间长度、跨度与荷载情况,设置三道上、下弦横向水平支撑,屋脊处与檐口位置上、下弦处分别各设一道竖向系杆。
关于单层钢结构厂房设计的方法探讨
关于单层 钢结构厂 房设计的方法探讨
摘要: 单层钢结构厂房多见于大型机械设备或有重型起重运输设备的工厂, 是一种非常常见的工业建筑。本文着眼于厂房的设
计方法, 着 重从 厂房柱 的设计 和 抗震 设计 两 方面 , 浅谈 单 层钢 结构 厂房 的设 计。 关键词 : 钢 结构 ; 单层 ; 厂房设 计 单层 钢 结构 工业 厂 房是 工程 中较 为 常见 的一 种工 业 建筑 。 钢 结构 具有 强 度 高 、自重 小 , 制作 简 便 , 施 工 工期 短 、 环 保 节 能等 优 点 。但 钢 结构 厂 房也 因 跨度 大 、 施 工 工艺 复杂 、 施工 过 程中 易存 在多 发性 的质 量 问题 。所 以 , 单层 钢 结 构厂 房 的建设 , 想要 做 到技 术先 进 、 经 济合 理 、 安 全 适用 、 确 保 质量 。 就必 须 预 先选 择正 确 合理 的设 计方 案 选择 合理 的方 案 。
三、 抗震 设计
我 国是 地 震 多发 国 , 建 筑结 构 的 抗震 设 计 就 显 得尤 为 重 要 , 所 以要 加 强 单 层钢 结 构厂 房 的抗 震能 力 , 使 厂房 具 备较 高 的结构厂房在结构方面 , 厂房的跨度 、 高度 , 及 ( 一) 抗震 设 计的 现状 承载 能力 , 相对 于普 厂 房来 说都 比较大 , 这 就 决定 单层 钢 结构 厂房 用料 多 。 目前 我 国单层 钢 结构 厂房 的设计 仍存 在诸 多 不 足 。 地 震所 带来 的破 坏多 ( 四) 单层钢结构厂房常采用 的配件具有标准化 、 系列化 、 通用化 、 等特 表 现 如下 : 破 坏 多发 生 于构 件 与 构件 的 连 接 处 ; 螺 栓 连 接 比焊 接 连 接 的 破坏 点, 厂 房建设 便 于定 型设 计 。 情况严重; 支 撑结 构 一 旦有 局 部 破坏 ; 就 会 对 整体 的安 全稳 定 造 成 极 大 的影 ( 五) 单层 钢结 构 厂房 荷载 形式 多 样 , 多 为动 力 荷 载和 移 动荷 载 。 柱是 承 响 ; 围 护墙 大多 出 现十 字交 叉 的裂 缝 , 倒 塌情 况 严重 , 带来 巨 大 的损失 。 受荷载以及地震作用的主要构件。 1 、 柱 问 支撑 。柱 间支 撑是 保证 厂 房结 构 稳定 的重 要 构件 。 地 震会 导 致支 撑 斜 杆扭 曲 的现 象 , 引 起支 撑 与钢 柱连 接 节点 的破 坏 。
单层门式刚架厂房钢结构设计
单层门式刚架厂房钢结构设计摘要:近年来,单层门式刚架以其自重轻、跨度大、工业化程度高、安装方便快捷以及可拆卸重复使用等优点被广泛应用于厂房设计中。
对单层门式刚架厂房的设计经验与注意事项进行了分析总结,并结合理论和实例分析对厂房优化设计进行了初步探讨。
关键词:钢结构设计;单层门式刚架厂房1. 计算模型与整体分析(1)计算模型:对于大多数厂房而言,由于其长宽比较大,结构最不利方向比较明显,且横向主刚架采用刚接,纵向采用刚性系杆等构件铰接连接,通过设置支撑来形成几何不变体系,所以多采用二维平面结构计算模型进行分析;而对于一些长宽比较小的厂房,如果纵向采用支撑桁架来连接,刚架两个方向刚度相差不大,此时结构形式已接近框架结构,则应采用空间结构计算模型进行分析计算。
(2)荷载:应注意悬挂荷载不可遗漏;对于多跨多坡厂房或有女儿墙、天沟的厂房还应注意考虑风、雪荷载不利作用和活荷载的不利布置对结构的影响。
当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取0.5kN/m2(如檩条等构件的设计),但对受荷水平投影面积大于60m2的主刚架构件,屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3kN/m2。
(3)风荷载和地震作用:风荷载不与地震作用同时考虑。
由于单层门式刚架质量较轻,地震反应较小,在不大于7度区的地方,厂房的整体计算通常由风、雪、活荷载控制,因此在这些地方,一般不需作刚架的抗震验算。
对浙江地区而言,由于风荷载较大,一般单层厂房(无吊车或吊车较轻)的整体计算通常由风荷载控制,构件设计由变形控制。
(4)变形验算:相对于强度验算,单层门式刚架厂房的变形验算往往容易忽视。
刚架的变形验算应注意以下几个问题:计算刚架变形时,钢结构构件可不考虑螺栓孔引起的截面削弱,而直接采用全截面计算。
刚架的变形验算主要包括刚架柱顶位移和刚架梁的挠度验算两个方面,具体要求见表1[2]。
2. 柱脚及基础(1)柱脚:单层门式刚架厂房多采用外露式柱脚,且多按铰接设计;当厂房有5t以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。
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基于大跨度单层厂房钢结构设计
摘要: 随着社会经济的迅速发展,钢结构在建筑领域起到了举足轻重的作用,也得到广泛的应用。
下文就某单层厂房钢结构设计,探讨了大跨度单层厂房钢结构在中柱抽柱时的一些想法。
关键词: 结构耐久性;结构体系;轻型钢结构屋面
1 工程概况
单层厂房采用的结构形式,随着吊车起重量、厂房跨度.高度及屋面材料材质的不同,主要采用钢筋混凝土结构和钢结构体系两种。
当吊车起重量超过20t,跨度大于36m。
屋面采用双层彩钢板时,则—般采用实腹式工字形钢梁、钢柱的全钢结构。
这种厂房自重轻,跨度大,施工周期短。
某单层联合厂房由2个连续的40m跨组成.厂房总高21m,南北向长80m,东西向长210m,柱距7.5m;设单层吊车。
吊车轨顶标高15.00m。
每跨均设2台A5级100t桥式吊车。
工程总建筑面积1.68×104m2。
该项目是“十五”期间国家新型建筑材料实验急需的重点项目。
上部主体结构采用全钢结构;屋面采用双面镀锌彩钢板;墙面围护采用双层镀锌彩钢板。
2 荷载和作用
结构耐久性设计年限为50a,安全等级为二级,结构重要性系数为1.0。
抗震设防烈度为6度,谢寸地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.05g。
场地土类别为Ⅱ类。
水平地震影响系数最大值取0.04;建筑结构阻尼比取0.05;特征周期为0.35s。
50a—遇的基本风压ωo=0.35kN/m2,地面粗糙度为B类。
根据50a—遇的基本雪压ωs=0.40kN/m2,屋面活荷载取值为0.5kN/m2。
3 结构体系选型
根据厂房工艺要求,屋面采用双面镀锌彩钢板。
结构体系有(1)预制钢筋混凝土柱,轻型屋面梯形钢屋架和(2)钢梁钢柱两种体系可选择。
按照当前市场实际情况,预制构件加工时间长、运输不方便,自重较大、吊装不方便等情况。
采用钢梁钢柱的全钢结构体系。
钢柱部分。
由于柱距边柱采用7.5m,中柱为15m,排架柱分二段,下段柱采用格构式钢柱,上段柱采用实腹式工字形钢柱。
吊车粱采用实腹式工字形钢吊车梁,并没制动体系。
边歹|胜吊车梁距辅助粱(热轧H型钢)中心线较小,制动体系为吊车梁上翼缘、制动板和辅助梁组成。
中列柱吊车梁制动依系为相邻吊车梁上缘和上弦制动板和下层水平支撑及中间二遭垂直支撑组成的制动体系。
按委托方要求,屋面采用双面镀锌彩钢板.鉴于屋面板自重较小,约为25kg;
屋面钢粱跨度为40m。
经过试算,若屋面粱部分采用实腹式工字形钢梁,单榀刚架用钢量约为150kg/m;若采用钢屋架体系,单榀刚架用钢量约为250kg/m,因此屋面粱采用实腹式屋面梁的形式。
钢结构主材材质选用Q345B级钢,型钢材质选用Q235B级钢。
由于本工程厂房长×宽为210m×80m,建设地点属非采暖地区,按《钢结构设计规范}(GB50017--2003)第8.1.5条不需设温度伸缩缝。
厂房中部设置3道上下柱双片柱间支撑.两端部设置上柱柱间支撑以传递纵向水平力。
屋面粱间距为7.5m;由于中柱为15m,在中柱相邻柱间设实腹式工字形钢托梁,以支承中间屋面粱。
由于屋面梁高度最小在1200mm,屋面参考钢屋架的支撑体系也采用上下双层支撵体系;屋面结构体系配合柱间支撑位置,在屋面梁的上翼缘及下翼缘处设置横向支撑及在屋面梁上下翼缘之间设置竖向支撑,并在边柱的柱头设水平系杆,中柱的屋面粱上翼缘和下翼缘处设置通长纵向水平支撑,以上三种支撑组成稳定的屋面空间体系。
4 计算简图与方法
横向排架设计:由于该厂房高度较大,且吊车起重量较大,主要是跨度为40m。
超出一般厂房设计的36m;为提供较大空间刚度,采用刚接排架,即屋面粱与排架柱采用刚接,并将钢梁钢柱的拼接位置设在柱头挑出2m的弯矩和剪力较小处,如图1。
图1 节点示意图
通过试算并经调整,排架几何计算高度取值如下:排架柱底部,取至基础顶部;排架顶部,取至屋面梁端部高度的形心线处;变阶点:取至肩梁的顶面。
排架横向计算跨度取柱形心线之间距离。
在初步选择柱截面时,在使吊车梁中心线与吊车肢重合的情况下,要保证吊车与柱的安全距离,尽可能使吊车跨距是标准的。
同时尽可能使排架为对称或呈基本对称。
排架立面示意见图2。
图2 刚接排架简图
横向排架的计算分析采用中国建筑科学研究院编制的STS钢结构计算软件进行,对单榀排架进行计算分析。
在利用STS建模计算时,由于程序将柱视为位于其形心线的实腹杆件,因此屋面梁对上柱形c、的偏,c、引起的弯矩程序不会记人,需由人工输人。
此外,吊车及其制动系统自重和该自重偏心B l起弯矩均由人工输入。
屋面荷载按均布荷载布置在屋面梁上;排架的变形分析含风荷载标《瞄作用下的柱顶水平位移;单台最大吊车水平荷载标准值作用下排架的位移,由于本工程的吊车工作级别最大为A5级。
吊车水平荷载作用下位移参考《钢结构设计规范》第A2.2条关于厂房横向变形容许值H1250规定进行控制。
在验算柱截面时,STS程序按以下4种组合,取柱各控制截面的内力组合:
1)最大的正弯矩+M max及对应的轴向力N和剪力V;
2)最大的负弯矩-M max及对应的轴向力N和剪力V;
3)最大的轴向力N max及对应的正弯矩十M和剪力V;
4) 最大的轴向力N max及对应的负弯矩-M和剪力V;
纵向排架设计:厂房纵向排架刚度由柱间支撑保证(忽略柱刚度影响)。
由于厂房设单层行车,故所有的钢柱柱间支撑设为二段,下段柱柱间支撑在温度区段中间l/4处各设一道(共三道),E段柱柱间支撑分别在端部及与下段柱间支撑匹配处设置(共五道)。
在进行柱间支撑设计时。
由于中柱抽柱,应加强中柱柱间支撑的刚度,以保证中柱列同边柱列的纵向刚度相适应。
排架分析计算结果见表1。
表1排架分析计算结果
5 构件及节点设计
5.1屋面梁设计及与柱刚接节点
屋面粱设计时,计算过程中荷载考虑全跨荷载及半跨荷载。
全跨荷载为恒载+可变荷载载组合;半跨荷载为全跨恒载+半跨可变荷载载组合和屋架自重+半跨屋面板自重+半跨活载。
同时屋面荷载还需考虑活荷载的最不利布置。
屋面梁与钢托梁连接要考虑钢托粱上翼缘失稳时,屋面梁对其形心的偏心及屋面梁下翼缘对其推力而产生的扭矩。
为此,除考虑屋面梁下平面沿托架跨度方向设置通常纵向水平支撑的有利作用外,同时在钢托梁的左右两侧设置,增强其平面外刚度。
屋面梁与中柱处的连接及钢托梁与钢柱连接刚接节点如图3。
图3屋面梁与柱刚接节点
5.2屋面梁与钢托梁铰接节点
由于厂房中柱处抽柱,中柱处采用钢托粱支撑中间部分的屋面梁,钢托梁截面采用实腹式工字形截面,屋面梁与钢托梁铰接节点如图4。
图4托架梁隅撑详图
5.3山墙墙架构件
由于厂房高度较大,为减少山墙墙架构件计算长度,在上下层吊车梁顶面各设—道抗风桁架;为保证山墙墙架构件的的侧向刚度,在每跨山墙墙架构件间均设置—道柱间支撑。
6 结语
对于大跨度单层钢结构厂房设计,应根据厂房的工艺设计理念,确定合理的结构体系;不同的厂房工艺要求必须采用不同的结构体系来支持。
针对跨度超过30m的大跨度屋面体系,应适当增强屋面支撑体系,以加强屋面的整体刚度,防止屋面因为风荷载、雪荷载等活荷载的不利影响而发生破坏。
特别是在地震灾害及暴雨、暴雪等的不利气象频发条件下。
应着重考虑活荷载的不利布置,增强厂房全刚度,才能保证大跨度钢结构体系的稳定。