某钢结构工业厂房的设计实例
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。
某钢结构厂房（10t吊车）结构设计图纸
某现浇钢筋混凝土框架结构多层工业厂房施工组织设计
天津城市建设学院课程设计任务书2009 —2010 学年第二学期土木工程系港口专业07港口航道与海岸工程2 班课程设计名称：施工组织课程设计设计题目：钢筋混凝土框架结构主体工程( D图，五段流水，一支一浇，柱、主梁模板计算)完成期限：自2010 年 6 月7 日至2010 年 6 月18 日共 2.0 周1．设计原始资料1.1 工程概况某现浇钢筋混凝土框架结构多层工业厂房，宽度19m部分为五层，宽度17m部分为四层，主体结构及主要构件尺寸见附图。
工程地点位于天津市近郊。
土建工程由天津市某建筑公司某分公司承包。
主体结构施工期限为6个月，施工日期为5月1日至10月30日。
1.2 资源供应条件模板采用木模版（胶合板）或定型组合钢模板，钢模板所需连接件及模板支撑件均能满足配套使用要求。
钢筋在现场临时加工棚加工成型，在操作面进行绑扎。
混凝土主要采用商品混凝土，并在现场设置临时搅拌棚，作为临时补充及零星混凝土使用。
各种施工机具由公司机械站按施工计划供应。
1.3 现场条件现场已达到“三通一平”标准，且基础工程已完成。
现场施工范围详见附图。
2．设计内容2.1 编写工程概况和施工条件2.2 选择施工方案2.2.1 划分流水施工段2.2.2 计算各施工段的工程量2.2.3 确定施工顺序2.2.4 选择垂直运输机械2.2.5 选择施工方法：分别选择模板工程、钢筋工程、混凝土工程的施工方法。
其中模板工程应包括模板及其支撑系统的构造设计，绘制模板构造图，并进行设计计算。
2.3 编制施工进度计划2.4 设计施工现场平面布置图2.5 确定主要技术组织措施3．设计要求3.1 课程设计说明书3.1.1内容及基本格式要求不得少于5000字（包括附表及附图），具体内容详见设计指导书。
可以手写或打印，均采用A4纸。
书写要用黑或蓝黑墨水，书写工整。
打印时正文采用5号宋体，页边距均为25mm，行间距为18磅；文中标题采用宋体加粗，字号可适当加大。
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）。
某45米单层多跨轻型钢结构厂房设计图
钢结构在工业厂房建设中的应用案例分析
钢结构在工业厂房建设中的应用案例分析随着现代工业的发展，工业厂房的建设变得越来越重要。
而在工业厂房的建设中，钢结构的应用日益广泛。
本文将通过分析一些实际案例，来探讨钢结构在工业厂房建设中的应用优势和实践效果。
一、案例一：汽车制造厂的钢结构建设以某汽车制造厂的钢结构建设为例，该厂位于某国工业园区，面积达到10万平方米。
厂房主体结构采用钢结构搭建，包括厂房建筑、车间、办公楼等。
这种钢结构建设优点明显，具体体现在以下几个方面：1. 结构稳定性：钢结构具备较强的抗震能力和抗风能力，能够满足工业厂房建设中的安全性要求。
在地震和台风等恶劣天气条件下，钢结构能够有效保护工作人员的人身安全和设备的完好性。
2. 高度可变性：钢结构的建设具有较高的可变性，可以根据实际生产需求调整厂房的内部布局。
例如，根据汽车制造工艺的变化，可以调整生产线的布置和设备的位置，提高生产效率。
3. 施工速度快：相较于传统的混凝土结构，钢结构的建设周期更短。
通过工厂预制和现场组装，大大节省了施工时间，降低了成本。
4. 材料可回收利用：钢结构建设所需的材料可以被回收和再利用，降低了资源的消耗，符合可持续发展的理念。
该汽车制造厂的钢结构建设在工业厂房领域内获得了较好的实践效果，厂房建设完成后，生产线布置紧凑，工作环境优良，同时工人的劳动强度也得到了较好的缓解。
二、案例二：物流仓储中心的钢结构应用另一个案例是某物流仓储中心的钢结构应用。
该物流仓储中心是为了满足快速物流配送的需求，面积达到了30万平方米。
以下是钢结构在该仓储中心建设中的优势和实践效果：1. 大跨度：在物流仓储中心建设中，常常需要大跨度的设计。
钢结构具备较好的承载能力和抗变形性能，能够满足大跨度的建设需求，确保仓储设备的安全运行。
2. 灵活性：物流仓储中心需要灵活的内部空间来进行货物的存储和运输。
钢结构可以根据不同的存储需求，灵活设计仓储空间，提高货物的存储密度和操作效率。
3. 可拆卸性：物流仓储中心常常需要扩展或调整，以适应市场需求的变化。
钢结构设计_某公司大型厂房钢结构工程CAD图
厂房设计_某现代标准钢结构厂房建筑设计详细施工CAD图纸
某钢厂钢结构厂房工程施工组织设计
目录第一章工程概况及特点 (3)第二章编制依据及适用范围 (6)第三章施工部署 (7)第四章施工进度 (11)第五章质量保证体系与预防措施 (14)第六章安全施工管理措施 (17)第七章刚结构制作基本程序 (19)第八章钢结构运输 (156)第九章主要工、机具、材料计划 (157)第十章钢结构制作、安装大型技术措施 (163)第十一章文明施工措施 (165)第十二章类似工程业绩 (167)第十三章编后语 (168)第十四章结构工程专用检验表 (169)工程概况及特点1.1 工程概况新疆**钢厂炼钢—热轧工程是**集团公司通过自筹资金，拟建一批新建、扩建项目。
**钢铁集团公司领导审时度势，采用后发机制。
在新的竞争形势下展开二次创业，努力发展新品种。
提高产品的技术含量和附加值。
实现集团公司跨越式发展的宏伟战略目标。
从而奠定了**集团公司千秋基业—不可动摇的地区龙头地位。
新的炼钢车间在原有厂区内建设，规划占地约 69000 m2。
厂房为全钢结构设计，厂房钢结构总量为2 万余吨。
厂房结构属于重钢范畴。
特点：所用钢板较厚，大多超过24mm。
单件体积较大，行车梁腹板高度最大为4m。
构件单件重量较重，箱型柱单件重量达108 吨；厂房单列柱子数量为22 个。
柱间距最小2.5m,最大24.5m,总长度为366m；厂房为八连跨设计。
跨距最小为16m，最大跨距为40m。
厂房总的宽度为329m。
分为：连铸出抷跨、连铸机械维修跨、连铸浇注跨、钢水接收跨、炉子跨、加料跨、电炉跨、炉渣跨；各跨厂房为错层设计。
呈“L”型布置。
“核心筒”部位设在“E-G”跨8-12 线，设置六根箱型柱。
此处沿口高度为59m。
上部有天窗系统，高度约为5m。
厂房最低沿口高度为21m, 平均高度为39m；“核心筒”;为满足生产需要，车间各跨内设有行车总数达30 台。
行车中有近一半是50 顿以上重级工作制吊车。
行车最大吨位吊力为200/63/20 吨。
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。
西安某工业区1万平米左右单层钢结构生产厂房建筑设计CAD图纸
《工业厂房钢结构屋架设计计算书》
1)设计资料某工业厂房，长90米，跨度21m,纵向柱距6m,柱的混凝土强度等级为C30。
柱顶标高10米，采用梯形钢屋架，采用1. 5x6. 0m预应力混凝土屋板，屋面坡度i =L/10；L为屋架跨度。
地区计算温度高于-20℃, 无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g,二类场地。
屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150 / 30t中级工作制桥式吊车，屋架采用梯形钢屋架，锻锤为2台5t。
其两端简支于钢筋混凝土柱上。
车间地点：驻马店；保温层厚度：60mm；积灰厚度：0.6kN∕πT屋架钢材采用Q345钢，焊条采用E50型，手工焊。
桁架计算跨度:∕o = 21-2×0.15= 20.7m桁架的中间高度：/7 = 3.040/72在21m轴线处端部高度：瓦=1.990m桁架跨中起拱50mm ( ≈ L∕5(X) )o2)结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图1所示。
1)设计资料某工业厂房，长90米，跨度21m,纵向柱距6m,柱的混凝土强度等级为C30。
柱顶标高10米，采用梯形钢屋架，采用1. 5x6. 0m预应力混凝土屋板，屋面坡度i =L/10；L为屋架跨度。
地区计算温度高于-20℃, 无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g,二类场地。
屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150 / 30t中级工作制桥式吊车，屋架采用梯形钢屋架，锻锤为2台5t。
其两端简支于钢筋混凝土柱上。
车间地点：驻马店；保温层厚度：60mm；积灰厚度：0.6kN∕πT屋架钢材采用Q345钢，焊条采用E50型，手工焊。
桁架计算跨度:∕o = 21-2×0.15= 20.7m桁架的中间高度：/7 = 3.040/72在21m轴线处端部高度：瓦=1.990m桁架跨中起拱50mm ( ≈ L∕5(X) )o2)结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图1所示。
鲤建2-2图2 桁架支撑布置符号说明：SC一上弦支撑；XC一下弦支撑；CC一垂直支撑：GG—刚性系杆；LG—柔性系杆3）屋盖结构及荷载：无橡体系，采用1.5x600加预应力混凝土层板荷载：1、屋架及支撑自重：按经验公式“ = （0.12 + 0.011x21）x1.35=0.474kN∕rriL为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重。
某钢结构厂房设计
浅谈某钢结构厂房的设计【摘要】：通过具体工程实例，介绍了钢结构厂房的设计，详细地介绍了该厂房的结构布置，并进行了结构计算，指出对于长度比较长和跨数较多的厂房，只要合理的选择结构布置形式，合理的设置伸缩缝，是可以很好地满足结构要求的。
【关键词】：钢结构，厂房，设计，计算中图分类号：tu391 文献标识码：a 文章编号：0.引言在一些地区，由于生产工艺的需要以及建设用地的允许，建造大跨度和大面积的钢结构厂房越来越多，而随着我国钢产量的增加和建筑设计、施工技术的不断进步，这种需求得到满足也变得越来越容易。
1.项目简介某钢结构厂房，建筑平面尺寸为324m(长)×150m(宽)，檐口高度17.0m，采用5连跨双坡内天沟排水。
不考虑保温，所以屋面和墙面均采用单层彩钢板围护。
在建筑的中部设有两扇10m(高)×15m(宽)的大门，在东面38轴线的山墙上面有10m(高)×27m(宽)的大门五扇。
建筑的内部设有工作级别为a5的32t桥式吊车和10t的半门式吊车若干台，在建筑的北面设有露天的工作级别为a5的32t桥式吊车两台，在建筑的西面设有工作级别a5的10t半门式吊车两台，如图1所示。
图1厂房吊车布置圈(单位：m)桥式吊车的牛腿高度11.0m，半门式吊车的牛腿高度7.0m。
整个建筑场地比较平整，无不良地质，持力层土层变化均匀。
2.结构布置根据《钢结构设计规范》8.1.5条，要求在不考虑温度应力的情况下，结构的纵向温度区段长度不大于220m，横向温度区段长度不大于120m；而该结构的长度是324m，超过允许长度很多，横向宽度150m，同样也超过允许宽度限值；另根据《门式刚架轻型房屋钢结构设计规程》4.3.1条规定，如果建筑的纵向长度不大于300m，建筑的横向宽度不超过150m时，可以不设伸缩缝；如果按照《门式刚架轻型房屋钢结构设计规程》的要求，可以考虑不设置伸缩缝，而该规程的1.o.2条对结构的吊车荷载进行了限制，即吊车的额定起吊量不大于20t，而该建筑的吊车起重量为32t，超过了限制值。
某2层钢结构厂房结构施工图（包含建筑设计）
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。
钢结构厂房工程施工组织设计方案范例
钢结构厂房工程施工组织设计方案范例一、工程概况该工程为一座钢结构厂房，位于某县工业园区内，占地面积为3000平方米，建筑面积为2500平方米，总高度为12米，包括三个主体建筑，分别为生产车间、仓库和办公楼，总投资为2000万元。
二、施工组织设计方案（一）工程安全1. 实名制管理：所有进入工地的工作人员都必须进行实名登记，并通过安全培训。
2. 安全教育：在工程开始前，安排专人进行一次全员安全教育，强调工作规范、安全注意事项等。
3. 安全检查：每天进行一次安全检查，发现问题及时整改。
4. 安全防护：在施工现场进行安全防护措施，如悬挂安全网、设置支撑、隔离警示线等。
（二）项目进度1. 建筑结构施工计划：按照开口、拼装、焊接、喷漆、安装等顺序，制定施工计划。
2. 施工周期安排：根据实际情况，合理安排施工周期，以保证质量和进度。
3. 预留工期：在进度计划中预留一定的工期，以应对意外情况。
（三）质量控制1. 施工材料：所有材料都应使用符合相关标准的合格材料，并进行检测。
2. 严格把关：对钢构件的加工、焊接、验收等环节进行严格把关，确保施工质量。
3. 管理验收：严格按照《建设工程质量验收规范》进行验收，确保建筑结构达到设计要求。
（四）环保措施1. 施工垃圾处理：按照相关规定，将施工垃圾进行集中处理。
2. 扬尘防止：在施工现场进行垃圾、泥浆等的清扫，预防扬尘现象。
3. 垃圾分类：将施工垃圾分类存放，分别进行回收、处理或填埋。
（五）施工设备1. 施工设备购置：购置符合标准的高效、安全的施工设备，以保证施工质量和进度。
2. 设备保养：对施工设备进行及时检修和保养，确保设备运转良好。
（六）人员配置1. 施工管理人员：配备1名总监理、2名项目经理、2名工程师、4名技工、若干名普工。
2. 现场管理人员：配备工地安全员、劳务管理员、材料管理员、机械管理员、质检员等。
（七）现场施工1. 现场管理：对现场施工进行全程监管、管理、控制，保证施工质量和进度。
厦门市某海鲜加工厂40米双跨钢结构厂房结构设计CAD图纸
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建 筑 科 学
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科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 最近十几年高层钢结构房屋在我国得到了快速的发展,在激烈的市场竞争中,业主通常要求既要保证钢结构厂房的结构安全和使用功能,又对项目的质量、工期及造价提出了更高的要求。
作为一位钢结构厂房的设计人员,需要熟练掌握钢结构的设计过程及要点。
本文以某工程钢结构工业厂房设计为例,对设计要点进行了总结,希望能够给予该领域的设计人员提供借鉴。
1 工程概况
项目内容为高层钢结构工业厂房,总高度30m,共5层,每层6m,厂房占地面积49*14米,每层均为10跨,厂房内部结构空旷没有维护墙体,局部楼层无铺板为全房间洞口;二层楼面上设置了2套压力容器,荷载为2500～4600kN,设备体型高大,贯穿三层楼面;其它楼层内设置许多中小型设备,以管道相互连接;因整个厂房内管道和设备数量众多,楼面需预留孔洞很多,给楼层平面布置带来一定困难;该厂房柱子全部运用焊接H 型钢制作,且柱子竖向荷载最大可达3100kN,载荷较大;框架梁和次梁大部分选用轧制H 型钢,仅二层支撑压力容器的几根框架梁选用焊接H 型钢制作;楼面选用8mm 厚花纹钢板铺成,其活动荷载约为5kPa;在设计中还需考虑堆载及检修设备的需要。
2 设计时需要注意的问题
2.1厂房结构的选择
本设计本设计采用支撑和钢架的混合体系,横向为钢连接框架式体系,纵向为支撑和钢架混合型式,靠两者的相互作用共同抵消水平力,这种混合体系可以有效地降低柱的纵向弯矩,但却要求楼面的刚度较大,否则就会使柱子相互间的变形量不协调,不能完全发挥出柱子支撑的功能。
同时以8mm 厚的花纹钢板替代了钢筋混凝土楼面,在厂房各层内均按需设置了横向及纵向的水平支撑,以增加楼层的刚度。
2.2大型压力容器的布置
厂房内的大型压力容器的布置决定着柱网的布置,也限制了支承梁翼缘的宽度。
因大型设备重心高、荷载大,而支撑点位于二层楼面且接近设备底部,地震时产生的倾覆力矩很大,非常不利于支承梁的受力,因此在设备外围设置四根柱子,并使柱子和支承梁直接连接成框架梁,使其中心线和设备的中心线重合,这样设计可以直接地传力,利于竖向荷载的传递;把设备的固定螺栓设置在梁腹板的外侧,利于支承梁
抵抗扭矩;为了保证预留洞的尺寸,支承梁翼缘也要保证合理宽度;在计算机输入设备荷载时,还要考虑地震产生的倾覆力矩;还要全面考虑其它中小型设备对结构布置的影响。
所以,在设计开始阶段要密切配合各专业工艺设备,必要时适当调整工艺专业设备的位置,确定好柱网以满足结构布置的要求[1]。
2.3次梁设计的要点
为了避免板挠度过大让人出现不安全感而影响正常使用,在进行楼层平面梁格布置设计时,需要同时考虑设备情况及铺板的最大支承长度。
在进行铺板与梁的相互作用分析时,钢板和梁的连接良好,就认为相互形成有效支撑,无需对梁整体稳定性进行计算。
如钢板和梁只是在四周进行焊接,中间没有进行焊接,只能按跨中无侧向支撑的情况来计算梁平面外稳定性。
次梁虽然载荷较小,也宜采用轧制H 型钢,而不应采用平面外稳定性较差的普通槽钢。
2.4钢结构内力分析的要点
在工程设计领域,计算机越来越被广泛应用,施工图绘制的工作量得到大幅降低,计算机的这些优点,促使设计人员的大部分精力能够放到受力分析和制定方案中去,使设计出的构件更加经济合理,对方案设计应力分析的准确性上得到了提高。
在对钢结构厂房进行设计时,可使用STS 等专业软件,结合PMPK 等系列软件中SATWE 和TAT,建立结构数模,再给数模进行载荷加载,进行空间的受力分析及杆件的截面验算。
构件受力分析时要注意几点:由于工业厂房构件的梁格布置较复杂,如使用分析软件时,建立的模型完全依据实际的情况,就会生成许多的近节点,造成分析的结果存有偏差,因此,在实际建模时,要对数模进行相应的简化,但不可与实际情况出现较大偏差,否则计算就无意义了;采用柱间支撑来简化立面网格,把它当做受力杆件输入到结构模型里,因支撑的刚度影响着厂房纵向抗侧移刚度,而柱间支撑也会对两侧柱脚产生不利作用,在复杂的荷载作用下,柱脚锚栓会产生上拔力,这些柱脚剪力也会增加很多;确定柱间支撑杆件模型,厂房柱间的支撑形式大多都是剪刀撑,根据需要可设计为压杆或拉杆。
若将柱间的支撑形式设计成压杆式,则可利用计算机程序直接验算结果,若按拉杆式进行设计时,计算机程序会提示强度验算不足,这主要是由于支撑无法被程序处理为单拉杆所致,但结构空间的受力分析结果是不会受到影响的,作为设计者,应用笔算的方
法,通过杆件的拉力来验算杆件的强度;确定弹性楼板模型,TAT 与SATWE 程序的算法比较先进,可不考虑楼层约束作用,采用弹性节点的处理方法,由于本工程的设计中,因楼层内设置水平支撑,可假设楼层水平刚度无限大,由程序计算结果可知二者差别不大,可以验证楼层内水平支撑可协调柱子的变形[2]。
2.5节点的设计要点
要本着安全可靠,经济可行的原则进行节点的设计。
框架和柱的连接节点是厂房中最重要的节点,节点的安全性可从强度和延性两个方面来衡量。
本设计中采用刚性连接与柔性连接。
刚性连接节点选用全焊接连接和栓焊混合连接,全焊接连接节点的梁翼缘和腹板全部焊接在柱子上,通常翼缘采用开剖口的熔透焊缝连接,腹板采用熔透焊缝或角焊缝连接,该种节点具有强度高、成本低及节省材料的特点,缺点焊接量大,高空作业多;栓焊混合连接节点的翼缘运用熔透焊缝连接,腹板使用高强螺栓连接,该种节点和全焊接节点的特点相似,缺点是前期工作量大,造价较高。
柔性连接可传递剪力、轴力及较小的弯矩,可看成是铰接,具有很好地延性,在地震作用下的变形能力强,不会出现脆性破坏。
2.6采用轧制H 型钢的注意事项
采用轧制H 型钢能加快施工进度,极大低减少构件制作的工作量,但在使用时必须注意其不利影响。
目前国内工业厂房的柱子通常不采用H 型钢板件,由于其轧制的厚度较薄。
工业厂房柱子的轴力较大,通常需要腹板和翼缘较厚的钢板,但截面尺寸又不能过大。
由于轧制H 型钢采用全截面拼接,带有不安全因素,如果都采用定尺型钢,势必会降低材料利用率,影响工期,同时还要控制拼接位置。
3 结语
本工程的造价虽略高于钢筋混凝土结构方案,但施工周期短、施工便利,同时钢结构建筑绿色环保,属于可回收利用产品,隐性经济效益可观。
所以在未来的工业厂房设计中,钢结构工业厂房具有广阔发展前景。
参考文献
[1]GB50009-2001,建筑结构荷载规范[S].[2]李懿,浅析轻钢厂房结构设计要点[J].
山西建筑,2006,32(17):54-55.
某钢结构工业厂房的设计实例
康乐
(沈阳建伟钢结构工程有限公司 辽宁沈阳 110014)
摘 要:本文以某工程钢结构工业厂房设计为例,对设计要点进行了总结,希望能够给予该领域的设计人员提供借鉴。
关键词:钢框架 钢结构工业厂房
作者简介:康乐,1979.6,男,汉,辽宁省沈阳市,大学本科,机械工程师,钢结构设计。