大跨度大吨位吊车钢结构厂房设计
32t吊车门式刚架轻钢厂房的结构设计
32t吊车门式刚架轻钢厂房的结构设计导言本文重点介绍了某管桩有限公司带32t吊车门式刚架轻钢厂房的刚架和吊车梁的设计，屋面和柱间支撑的设计，檩条及和墙梁的设计。
同时对本工程设计中几个主要问题的处理，也进行了较详细的讨论和介绍，可供同类工程设计时参考。
工程概况某管桩公司生产车间位于河北，厂房长度为6×23=138m，宽度为24+21=45m，屋面坡度为8%，双屋脊，建筑面积为6400㎡，其中：24m跨有32/5t桥式吊车一台，20t/5t桥式吊车二台，21m跨有10t桥式吊车一台，5t单梁桥式吊车一台（以上吊车工作级别均为A5），牛腿标高6.900，柱顶标高11.500，屋面为角驰Ⅱ暗扣式单层压型钢板+75厚吸音保温棉+不锈钢丝网，墙面为单层压型钢板。
本工程建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，屋面活荷载对于刚架构件，其受荷水平投影面积大于60㎡，取为0.3kN/㎡，雪荷载为0.45kN/㎡，故取较大值为0.45kN/㎡；屋面活荷载对于檁条，屋面板等局部构件取值则为0.5kN/㎡；基本风压为0.45kN/㎡，地面粗糙度类别为B类；抗震设防烈度为6度。
刚架构件材质采用Q345B；吊车梁因其工作较频繁，需要进行疲劳验算，而最低日平均温度为-6℃，要求所选钢材应具有0℃冲击韧性的合格保证，故吊车梁材质采用Q345C，其它檩条，墙梁，支撑材质采用Q235B。
计算软件采用PKPM的STS软件。
刚架和吊车梁的设计考虑制作安装简便，刚架柱，梁均采用实腹式焊接H型钢，门式刚架用STS 软件进行分析计算时，对屋面活荷载考虑其各跨的不利布置，对吊车的竖向及水平荷载，当参于组合的吊车台数为2台时，对其进行折减，折减系数取为0.9。
由于桥式吊车起重量为32t，已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（下称轻钢规范）的适用范围，故刚架柱采用《钢结构设计规范》（下称钢结构规范）验算，由于吊车梁可作为柱子的侧向支承点，故下柱平面外计算长度取为7.5m 即基础面至牛腿面的长度，上柱平面外计算长度取为4.6，即牛腿面至柱顶的长度；而对于屋面变截面梁，由于钢结构规范只能用等效截面来验算，会存在一定误差，所以屋面变截面梁的强度和稳定仍按轻钢规范来验算，其平面外计算长度取为两屋面隅撑之间的距离，对于屋面变截面梁的挠度则按钢结构规范从严控制。
重型吊车门式刚架钢结构厂房设计
重型吊车门式刚架钢结构厂房设计摘要：本研究选择单跨36米跨度并且可以装在50/20t重型吊车门式刚架钢结构厂房设计为研究案例，首先阐述了该厂房的设计思路跟结构组成，在参考国内外相关工程经验的基础上，借由有限元软件来设计跟校核该结构厂房。
该厂房结构主要由由格构柱、变截面钢梁、轻型屋面跟墙面围护结构部分组成，本研究可以为类似研究提供一定的参考跟借鉴。
关键词：重型吊车；门式刚架；钢结构自改革开放后，我国经济飞速发展，建筑行业也迎来了发展的黄金时期，门式刚架轻型刚结构也成为了一种十分受欢迎且应用非常广泛的建筑材料结构，其具有绿色无污染、造价成本低、使用钢材少、普适性较强等诸多优点。
2002年，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（后续简称为《门规》）的实施，为轻钢工程设计技术人员在轻钢结构的使用方面，提供了强力的参考跟科学的依据，这极大地促进了轻钢结构的发展。
《门规》的出现为让单跨实腹式刚架、多跨实腹式刚架、悬挂式起重机、吨位小于30吨的吊车单层房屋结构的设计跟安装变得更加科学合理，规范有序，大大推动了轻钢结构的应用发展。
然而，在一些特定的工程项目中，有可能存在超过30吨限值的大吨位吊车以及轻型围护系统的钢结构厂房的设计，在设计该工程时，设计人员经常面临无规可依的窘境，无奈之下只能使用低吨位吊车跟普通的钢结构设计规范来作为设计跟计算的基础跟参考依据，进而引发了钢材用量超标或者钢结构安全性能无法满足相关规范的问题。
因此，探讨怎样开展重型吊车门式刚架钢结构厂房设计工作是很有必要且意义重大的。
接下来，笔者将选择具体工程实例为研究对象，来展开相应的探讨。
1.工程概况柳钢某设备厂房，设备库长度共计72米，柱距间隔为9米，单跨跨度36米，设有一50/50t吊车，跨度31.5米，轨顶标高8.010米，结构选型为钢排架结构。
该工程用到了格构柱+变截面H型钢梁，用轻型H型檩条作为屋面檩条，墙梁选择冷弯薄壁C型刚；选择压型钢板来作为围护结构设计的主材料。
钢构高跨吊装专项方案专家评审
瀚阳（广州）钢铁有限公司主钢结构厂房编制：审核：编制单位：中国机械工业建设总公司编制日期：2010 年9 月10 日本方案主要对BC/9-13 超高结构的吊装技术、方法、机械选用、安全措施、进度计划进行详细的制定，以作为实施的依据。
其它区域的吊装方案已另行制定报审，本方案不再具体提及。
一：工程概况瀚阳（广州）钢铁有限公司钢结构厂房为重型钢结构，其中BC/9-13 属超高结构（檐口高度56.7M ），单支（榀）构件最重达50.5。
吊装主要包括双肢格构式、十字钢柱、焊接H型钢钢柱钢梁、抗风桁架、吊车梁、屋面变截梁、各种支撑、大型彩板和檩条、附件等。
二：构件重量及吊车选用（1）第一节十字柱最重22 吨，长度19M ，吊装高度16.5M ，采用120 履带吊。
（2）第二至第四节柱（共四节）单支最重11 吨以内，均采用120 吨履带吊，最高吊装56.7M ；（3）抗风桁架单榀最重50 吨，分两段吊装（分段后为25 吨），采用120 吨履带吊，吊装高度45.5M ；；（4）吊车梁最重2.2 吨，用120T 履带吊，吊装高度52.84M ；（5）钢梁单支最重4 吨，采用120 吨履带吊，吊装高度57.89M6）支撑、天沟、制动板等辅助构件单重与高度均在以上构件范围内，均采用120吨履带吊。
具体见以下6区配置表:三、构件的运输及堆放3.1构件的运输(1)、在装卸、运输过程应尽量保护构件，避免构件在运输过程中受到损坏。
(2)、对一些次要构件如檩条、支撑、角隅撑等由于刚度较小、数量较多，在运输过程中应进行打包，严禁散装，造成发运的混乱。
(3)、运输的构件必须按照吊装要求程序进行发运，尽量考虑配套供应，确保现场顺利吊装。
⑷、构件应对称放置在运输车辆上，装卸车时应对称操作，确保车身和车上构件的固定。
(5)、次要构件和主要构件一起装车运输，不应在次要构件上堆放重型构件，造成构件的受压变形。
(6)、构件运输过程中应放置垫木，在用钢丝绳固定时应做好构件四角保护工作，防止构件变形和刻断钢丝绳，对不稳定构件应采用支架稳定3.2 构件的堆放(1)、构件堆放场地应平整，场基坚实，无杂草，无积水。
大吨位吊车单层工业钢结构厂房在纵向荷载作用下的计算
柱间支撑位置决定纵向结构温度变形和附加温度应 力的大小， 因此应尽可能设在温度区段的中部， 这样 除在 可以减少温度变形的问题。上段柱的柱间支撑， 有下段柱柱间支撑的柱距间布置外，为了传递端部 山墙风力及地震作用和提高房屋结构上部的纵向刚 度， 应在温度区段两端设置上段柱柱间支撑。温度区 段两端的上柱柱间支撑对温度应力的影响较小， 可 忽略不计。本文主要对带大吨位吊车的单层工业厂 房在纵向荷载如风荷载、 吊车荷载、 温度应力及纵向 地震力作用下的柱间支撑的内力及位移进行计算。
F1=α1GE1=238kN Fc=α1GEC HC =37kN H 由此地震力引起的下柱柱间支撑顶部的位移为 SE=F1× δ21+Fe× δ22=5.2mm ３．５ 柱间支撑计算 由于下柱共有三道柱间支撑，所以每道下柱柱 间支撑受力为 NE= 1 FE L 下 =105kN L 1+ψcφ上
４ 结语
· · Δn=α Δt an /s=12×10-6×25×36000/1=10.8mm · R δ=Δn （δ 为柱柔度系数）
R= Δn = 10.8 -4 =20kN δ 5.5×10 Mt=R · H=20×23.8=476kN · m
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建筑与结构设计
Architectural and Structural Design
２ 设计算例
２．１ 设计资料 某金属结构厂房， 柱距 12m， 共 5 跨， 跨度为 24 m +30 m +30 m +30 m +24 m， 总长 144m， 柱高 14m， 柱 截面均为实腹式焊接工字型截面 H800 ×350 ×10 × 20，梁截面均为为实腹式焊接工字型截面 H850 × 300×10×20。结构剖面图如图 1。 柱间支撑布置如图 2。
大吨位吊车重型钢结构厂房的设计与计算
大吨位吊车重型钢结构厂房的设计与计算大吨位吊车重型钢结构厂房的设计与计算1. 引言大吨位吊车重型钢结构厂房是为了满足大型吊车生产、维修、装配等需要而设计的，并且结构要能够承受巨大的荷载和抗风、抗震能力较强。
本文将对该厂房的设计与计算进行详细介绍。
2. 工厂布局设计工厂布局应满足各生产环节的顺利进行，并为各部门提供合理的工作空间，同时要考虑到材料存放的安全性。
一般来说，大吨位吊车重型钢结构厂房的布局应考虑到以下几个方面：- 材料存放区：将材料存放区分为原材料存放区和成品存放区，以便于生产计划的执行和材料的有序管理。
- 加工区：将加工区设置在中央位置，以便吊车能够方便地将材料从仓库运输到加工区。
- 维修区：将维修区设置在厂房一侧，可以方便地进行设备的维修和故障排除。
3. 结构设计大吨位吊车重型钢结构厂房的结构设计应满足以下几个要求：- 承载能力：能够承受吊车、设备和材料等的重量，并确保结构的稳定性和安全性。
- 抗风性能：要考虑到厂房经受暴风的能力，特别是在气候条件恶劣的地区。
- 抗震性能：要能够经受地震的影响，并且在地震后仍保持结构的完整性和稳定性。
- 火灾安全：要考虑到火灾的可能性，并确保结构具备一定的耐火性。
4. 计算在大吨位吊车重型钢结构厂房的设计过程中，需要进行一系列的计算，以确保结构的合理性和安全性。
这些计算包括：- 荷载计算：根据吊车、设备和材料等的重量，计算出结构需要承受的荷载，并按照相应的标准进行计算。
- 结构分析：采用有限元分析等方法，对结构进行分析，以确定结构的受力情况和变形情况。
- 抗风计算：根据地区的风速等参数，计算出结构需要承受的风荷载，并进行相应的结构设计。
- 抗震计算：根据地震设计参数，计算出结构需要承受的地震荷载，并进行相应的结构设计。
- 耐火设计：根据建筑规范要求，对结构的耐火性进行计算，并采取相应的防火措施。
5. 结论大吨位吊车重型钢结构厂房的设计与计算是保证厂房结构安全和稳定性的重要环节。
某门式刚架(吊车)厂房结构图纸
大跨度钢结构吊装工法
复杂地型超大跨度钢结构桁架梁吊装施工工法1、前言随着现代工业经济的发展飞速前进，工业厂房越来越多，尤其是钢结构屋面的工业厂房因施工整体结构较轻（与混凝土结构相比），施工工期短，而且能解决许多工业厂房跨度较大的问题，越来越得到普遍应用。
为了确保大跨度钢结构吊装的高效、快速、安全的目的，需要将钢梁进行整体拼装，然后采用双机抬吊的吊装方法，尤其是施工场地狭窄、场地不平整时，采用跨吊装，结合活动拼装平台进行构件组装的施工方法会使大跨度钢结构吊装在施工场地复杂时却达到安全、快捷，经济，为使此方法得以推广，特编制了本施工工法。
2、工法特点本工法采用两台50t吊车同时平衡起吊的一次性吊装方案，比采用一台大吨位（至少100吨）吊车和采用桅杆吊更安全，更经济；施工场地限制，采用跨吊装；制作活动的拼装平台，进行现场就地拼装，并根据吊装方向和顺序移动拼装平台，减少场的二次转运，节省了人力物力，也减少大面积土方回填平整的费用；为解决第一榀钢梁吊装后无法固定的问题，另加设一台75吨吊车进行配合，以保证两台50t吊车能顺利进行第二榀桁梁的吊装。
通过以上方法，解决了该钢结构屋面桁架梁跨度大、质量重、离地高、施工场地狭窄、拼装困难的难点，保证了施工质量和安全，满足业主的施工进度要求，并达到降低施工成本的目的。
3、适应围本工法适用于常见的工业厂房超大跨度钢结构屋面梁的整榀吊装工程施工。
4、工艺原理利用现场整体拼装，两台吊车平衡起吊的一次性整体吊装方法，解决单层工业厂房超大跨度钢结构屋面梁吊装难题。
5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程桁架梁根据设计要求在工厂预先加工。
然后运输到施工现场进行组装。
工厂化加工保证了其精确度，构件运到施工现场后根据合理的施工顺序进行吊装，主要施工艺流程如下：桁架梁厂加工-→桁架梁组拼-→桁架梁吊装-→连接与固定-→检查、验收-→除锈、刷涂料5.2操作要点5.2.1安装准备：5.2.1.1 复验安装定位所用的轴线控制点和测量标高使用的水准点。
钢结构重型厂房
区的非采暖房屋
120
150
100
125
露天结构
120
--
--
拔柱：由于工艺要求或其它原因，有时 需要将柱距局部加大。如图2．2中，在 纵向轴线B与横向轴线L相交处不设柱子， 因而导致轴线k和m之间的柱距增大，这 种情形有时形象地称为拔柱。
托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。
托梁：h ( 1 ~ 1)l 托架：h ( 1 ~ 1)l
3.为弦杆提供适当的侧向支承点 支撑可作为屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆 在屋架平面外的计算长度，保证受压上弦杆的 侧向稳定，并使受拉下弦保持足够的侧向刚度。
4.承担并传递水平荷载 如传递风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载。
5.保证结构安装时的稳定与方便
2.1.3.2 屋盖支撑的布置
10 8
10 5
b (1 1 )h 5 2.5
托架与屋架的连接 叠接：构造简单，便于施工，但托架（托 梁）受扭。 平接：可以有效地减轻托架（托梁）受扭的 不利影响，较常用。
托梁与屋架的连接
2.1.1.2 横向框架及其截面选择
横向框架梁与柱的连接形式： 刚接框架：（a)、（b）横梁与柱子的刚接连接 铰接框架：（c）横梁与柱子的铰接连接。
2.1.2.4 桁架主要尺寸的确定
跨度 L—工艺及使用要求 高度 H—经济、刚度、运输、坡度等
各种屋架中部高度：
三角形屋架： 中部高度H≈(1/6～1/4)L
梯形屋架 ： 中部高度H≈(1/10～1/6)L 端部高度H0≈(1.8～2.1m)
2.1.3 屋盖支撑
屋盖上弦横向水平支撑 屋盖下弦横向水平支撑 屋盖下弦纵向水平支撑 竖向支撑 系杆
大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计研究
大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计研究发布时间：2022-07-25T02:42:43.551Z 来源：《建筑设计管理》2022年5期作者：付金金[导读] 起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房，付金金广州市弘基市政建筑设计院有限公司 510000摘要：起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房，这导致开展钢结构厂房轻型化设计的难度有所提升。
为保证项目顺利实施，工程项目有必要在普通钢结构设计基础上与轻型钢结构规程相结合，从而进一步针对刚架钢结构厂房的轻型化设计加以分析，本文结合工程实际，分析了相关方案布置以及主钢架结构与吊车梁结构设计的具体过程。
关键词：大吨位吊车；门式刚架；钢结构厂房；轻钢结构；轻型设计引言：在开展建筑工程设计的过程中，最终的建设成效会受到多方面因素的影响，其中就包括结构施工图设计绘制以及施工现场技术服务等多环节。
其中，大跨度钢结构厂房为项目设计的重要组成部分并多采用门式钢结构，设计技术人员需要在此基础上完成结构模型建立、计算设计等环节，这也是本文探讨的主要目的。
一、设计背景随着我国工业生产水平的提升，门式刚架轻型钢结构更多地应用在工业生产当中，同时凭借其造价低、耗材少、节能环保等优势得到了广泛认可。
起重量不超过20t的A1～A5工作级别的桥式吊车或不超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB 51022-2015（下文简称《门刚规范》）指导设计。
然而在实际开展相关工程项目的过程中，往往会涉及到超出以上规定的起重量工作级别桥式吊车、悬挂式起重机以及采用非轻型维护系统的情况，如果仍然采用现行的《钢结构设计标准》进行设计往往会导致用钢量指标居高不下，而一味将设计重点放在减少钢材料使用量上则会导致安全系数的降低。
在这样的情况下，如何开展大吨位吊车门式刚架钢结构厂轻型化设计成为相关人员需要解决的关键问题[1]。
重型钢结构厂房结构设计要点
建筑结构
重型钢结构厂房结构 设计要点
黄俊
中煤 科 工 集 团重 庆 设 计 研 究 院
摘要 ： 随着国民经济 的快速发展， 大柱 距， 大跨度 ， 大吨位 的重型钢结构厂房在工 业厂房 中的应用 目益广泛。本文结合某非 标钢 结构 生产线重型钢 结构厂房 的结构设计实例 ，对 吊车吨位超过 １ ０ ０ 吨 的重型钢结构厂房在结构设计中需把握 的要点进 行
屋面梁考虑活荷载不利布置 ，强度应力 比控制０ ． ８ ５ ，稳定应力比控制０ ９ 。 轻型屋盖厂 房屋面梁在恒 载和活载标准值 作用下 的绝对挠 度按 １ ／ ２ ５ ０ 控 制。 屋面梁在腹板 内设置横向加劲肋确保梁腹板的局部稳定。刚架在风荷
载标 准 值 作 用 下 的 柱顶 水 平 位 移 按 １ ／ ４ ０ ０ 确 定 。上 层 １ ２ ５ ／ ５ ０ Ｔ 吊 车 为Ａ５ 级 工
Ａ ５ 级１ ２ ５ ／ ５ ０ Ｔ 软钩 吊车一台 、 轨顶标高 １ ７ ． ６ ｍ， 下层设Ａ５ 级２ ０ ／ ５ Ｔ 软钩吊车两
单阶和双阶柱在刚架平面内的计算长度 由ｓ Ｔ Ｐ Ｊ 程序按 《 钢规》 ５ ． ３ － ４ 条 计算确定 。 在确定阶型柱平 面内计算长度时， 刚架柱顶与横梁的连接可偏
台、 轨顶标高 ｌ １ ． １ ｍ。厂房低跨 与高跨部分毗邻 建造， 厂房低跨部分采用焊 安全 的按铰接考虑 。阶型柱在刚架平面外的计算 长度取平面外支撑点之 接Ｈ型钢 实腹柱 ， 刚架柱高 １ ６ ． ５ ｍ， 设单 层Ａ ５ 级２ ０ ／ ５ Ｔ吊车两台 、 轨 顶标 高 间的距离 。 平 面外支撑点根据吊车梁位置和厂房纵 向支撑体系确定。屋面 ｌ １ ． １ ｍ。厂房屋面梁采用焊接Ｈ型钢变截面实腹梁。屋顶设通风气楼 ， 喉口 梁平面 内计算长度取屋面梁跨度 ， 平面外计算长度取隅撑 间距６ ｍ。 宽度４ ｍ。 屋面 、 墙面维护结构采用彩色压型钢板 ， 屋面檩条采用高频焊之 间采用肩梁连接 ， 并兼做 吊车梁的 支座 ，
浅谈单层重钢厂房结构设计
浅谈单层重钢厂房结构设计作者：马飞来源：《房地产导刊》2014年第11期[摘要] 为控制产品质量，构件工厂生产比例的增加，构件大型化的要求，生产的许多领域需要大跨度、配置大吨位吊车的厂房，基于大量的工程实践本文总结了重钢厂房特点，简单探讨了结构设计中针对这些特点的一些处理方法。
[关键词] 单层厂房重钢格构式柱吊车桁架一.引言随着生产的扩大，产品的尺寸越来越大，重量也越来越大，要求生产厂房有很大的空间以及更大起重量的吊车。
所以单层重钢厂房应用越来越广泛，特别是在炼钢、压力容器、造船、大型装备制造等领域。
二.结构特点吊车吨位大，一般设有双层吊车，结构高度和跨度大。
以下是某厂房的建筑剖面：三.设计要点一.体系选择吊车荷载大，结构高度大，普通实腹式柱已经不经济，故一般选择格构式钢柱或格构式钢管混凝土柱。
早期有用混凝土格构式柱的，其相对节省钢材，耐久性较好。
但由于生产的进步，对施工进度和精度的要求增加，且现在钢结构的防腐防火技术的成熟，除了少数特殊场合，混凝土格构式柱已经很少采用。
屋面一般采用钢梁有檩体系、焊接梯形屋架或网架。
网架和梯形屋架适用于屋面管道较多的情况下，因为管道可以布置在网架内部，有效利用网架内部空间，从而抵消厂房高度增加带来的不利方面。
如果是单纯的机械加工，则较少采用，因需要从屋面走的管道少，网架内部空间不能得到有效利用，增加了使用维护阶段的费用，且施工焊接工作量大，质量较难控制，综合来看不经济。
二.规范选择；1.主要规范有《钢结构设计规范》《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》《冷弯薄壁型钢结构技术规范》。
《钢结构设计规范》：适用范围广，主要计算和构造使用的规范。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》：构造控制比普通钢结构规范宽松，在附属构件的计算和构造时有限制地使用；《冷弯薄壁型钢结构技术规范》：附属檩条等构件计算时可用，总体使用较少，作为上述两本规范的补充。
三.荷载恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载的取值与一般建筑无区别，按工程的实际情况取值需要注意的是雪荷载在高低跨处的积雪分布系数，以及恒载需包括吊车梁自重。
带有大吨位吊车的重型钢结构工业厂房设计
由于厂房 平 面呈 “ ” ， 面 结 构 布 置 详 见 图 Ｌ型 屋 １ 因此在 ⑨轴 处设 置 了伸 缩 缝 ， 厂 房分 成 两 个规 ， 将
则 的矩形 单体 。每个 温度 区段均 设置 了完整 的屋 面 纵 横 向水 平支 撑及 柱间支撑 ， 成稳定 的结构 体 系 。 形
屋 面支撑 设计 时有两 点需要 注意 ：
的受力 。为改善这种情况 ， 先在交叉 支撑 的 中部交 点 处 设 置一 根 刚性 系 杆 ， １ ，９ｍ 开 间处 系杆 采 用 在 ８ １
级 ） 吊车轨顶 标高 复杂 多样 ， 别有 ８ ０ ８ ５ ９ ０ ， 分 ． ，． ，． ，
１ ５， ２ ５ ｍ ０． １ ．
Ｈ４０ ０ ×５ ０ 其 余开 间采 用 Ｈ３ ０ ５ ×５ ５ ×２０ ×１ ， ０ ×１ ０ ×
１ 工 程 概 况
２ ２ 支 撑 布 置 ．
本 工程是 东南沿 海某 铝箔公 司高精 铝板带 工程
热轧 车 间 １号 厂 房 。厂 房 横 向 宽 １ ３ ｍ， 向长 ２ 纵 ３ ３ｍ， 面呈“ 型 ， ０ 平 Ｉ ” 建筑 面积 为 ２ ５ ３６ ３ｍ 。① ～ ⑩轴 区域厂房 横 向为五跨 连 续 （４ ０ Ｏ ４ ２ ＋３ ＋２ ＋２ ＋ ２） ５ ｍ。檐 口高度 １ ⑩ 一 ⑤ 轴 区 域 厂房 横 向 为 ８ｍ； 两 跨 （４ ５ ｍ， 口高 度 １ ２ ＋２ ） 檐 ８ｍ。厂房 纵 向标 准柱
带有大吨位吊车的重型钢结构工业厂房设计
带有大吨位吊车的重型钢结构工业厂房设计摘要：随着中国经济的腾飞，中小企业的壮大，对大吨位吊车重型钢结构厂房的需求日益增长。
本文结合具体工程介绍了大吨位吊车钢结构工业厂房的结构选型，格构柱设计，吊车梁制动系统设计。
关键词：大吨位，吊车，钢结构，工业厂房1 引言20世纪90年代以前，我国国内绝大多数单层工业厂房钢结构都采用大型预制钢筋混凝土屋面板，墙体材料也基本上是混凝土板，围护结构本身很重，承重结构构件非常粗大。
之后，随着单层钢结构工业厂房体系的迅速发展，许多厂房建筑都采用了变截面H形焊接构件组成的门式刚架。
重型工业厂房钢结构一般由檩条、天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁或制动桁架、各种支撑及墙架构件等组成[1]。
2 工程概况湖北某机床生产厂房，生产大型机床，建筑面积5218m2，由主跨和辅跨组成。
檐口标高14.1m，主跨跨度28.2m，牛腿标高9.3m，设有三台吊车，其中起重量100t一台，工作制为A3，25t两台，工作制为A5。
辅跨跨度24.2m，檐口标高11.1m，牛腿标高6.8m，设有两台其中起重量25吨的吊车，工作制为A5。
按工艺要求，柱距设为7m。
受地形所限，平面呈L形，纵向主跨较长，辅跨较短，形成了l0榀两跨不等高排架和7榀单跨排架。
按7度抗震设防，地基情况琵好，采用柱下独立基础。
平面、剖面布置如图1、2所示。
图1 钢架平面图图2 钢架剖面布置图3 结构选型按照传统的设计方法，重型、中型厂房结构形式可选钢筋混凝土排架或钢排架。
由于工艺要求，柱距7m最适合布置工位和设备。
如采用非标柱距的钢筋混凝土排架结构，会造成很大的设计工作量，而且施工周期长，是建设方所不能承受的。
钢结构易于加工，适合非标柱距的厂房。
如采用钢屋架(屋面梁)、钢柱分离的排架结构，用钢量会很大，而且整体性不好。
在方案讨论过程中，提出过12m柱距的想法，和工艺布置也能较好的吻合。
12m柱距的优势在于减少了刚架数量和基础数量，加工量减少，施工速度加快。
轻、重型单层工业厂房钢结构设计区别与联系
计算力及吊车台数组合表
表4-5
内力分析
竖向荷载全部由吊车梁承受； 横向水平制动力由制动结构承受；
纵向水平制动力由吊车梁支座下翼缘与柱子的连接来承受并传递；
吊车梁的上翼缘需考虑竖向和横向水平荷载共同作用产生的内力。 在选择和验算吊车梁的截面前，必须算出吊车梁的绝对最大 弯矩以及相同轮位下制动结构的弯矩和剪力。
（4）疲劳强度验算
（5）翼缘和腹板局部稳定验算 翼缘自由外伸宽度b与其厚度t的比值
b 250 235 11.4 15 12.4 t 22 345
腹板高厚比
hw 1600 235 114 170 140 t 1.4 10 345
lz f
1.11.35 1.4 324000 4.8mm 2 150 5 20 50 1.0 310
选用腹板：1600×14
（3）翼缘尺寸
A1 Wx hwtw 22879000 1600 14 10566mm2 hw 6 1600 6
试用500×22
（4）截面几何特征
毛截面几何特性
1 I x 50 2.2 81.1 2 1.4 1603 12 1924853 104 mm 4
2
1924853 Wx 23417 103 mm3 82.2
净截面几何特性
制动梁的截面特性（毛截面和净截面） 4.承载能力和刚度验算 (1)强度验算
（3）刚度验算
1）竖向挠度计算
（4）疲劳计算
M p max -M p min α f Δσ α f y Δσ 2106 (4-41) Inx
M p max、M pmin、 Δσ2106 ---疲劳验算处截面的最大、最小弯矩；
大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计探究
大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计探究作者：童敏来源：《江苏商报·建筑界》2013年第03期摘要：伴随着建筑行业逐渐在目前国内经济浪潮中的地位不断地攀升，人们对生活、生产和居住环境的要求也来越高，从而使新型材料的运用随之越来越广泛，近年来，轻型钢结构的应用在南方以及沿海一些地区发展迅猛，由于具有用钢量低、造价低、施工周期段、应用范围广、节能环保等优点的门式刚架轻型钢结构的应用发展最快。
目前已经被广泛应用到工业厂房建设中。
本文就大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计进行讨论和研究。
关键字：大吨位吊车；门式刚架；轻型钢结构厂房；优化中图分类号：TU391 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）03-（页码）-页数1.大吨位吊车门式刚架轻钢结构的概念根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定：当刚架间距设置为6 m时，这种结构的房屋可以布置起重量不大于30 t的中、轻级工作制桥式吊车。
其中，吊车起重量小于15 t的称为普通门式刚架轻钢结构，而吊车起重量在大于15 t小于30 t之间的门式刚架称为大吨位吊车门式刚架轻钢结构。
2.门式刚架结构形式门式刚架结构一般由主结构系统，（包括屋面梁、内梁、支撑体系等）；次结构系统，（主要是屋面和墙壁檩条等）；维护机构系统，（墙面体系和屋面板体系）；辅助结构系统，（饰面体系和楼梯体系）和一些基础结构系统五个方面组成。
门式刚架结构根据跨度和门式组成结构可以分为：单跨、双跨、多跨以及单层门式刚架和带挑檐或带毗邻的单层门式刚架等几种结构形式。
3.大吨位吊车门式刚架轻钢结构厂房设计方案优选带吊车的厂房总体构造和没有吊车的大致相同，但是有些地方是需要做特殊处理和优化的，具体优化形式主要包括以下几个方面：3.1 大吨位吊车门式刚架钢结构厂房构造上的优化设计（1）跨度上的处理和优化，对于大吨位吊车的门式刚架轻型钢结构厂房设计来说，合理的优化跨度，是可以实现节省钢材和降低总造价的目标的，有资料表明，大吨位吊车厂房的跨度设计在24m到30m之间，设计合理的情况下，可以节省钢材5% ～15%，降低总造价2% ～7%，因此，跨度并不是人们认为的越大越好。
浅谈重钢结构厂房设计
浅谈重钢结构厂房设计摘要：钢结构在国民经济的建设的应用很广，可以说遍及了各个行业，其中钢结构建筑工程是我建筑行业汇总蓬勃发展的一项既古老又崭新的行业，是环保绿色产品，是推动传统建筑业向高新技术发展的重要派头兵。
钢结构厂房具有总体轻、节省基础、用料少、造价低、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美观，结构稳定等优势。
关键词：重钢厂房吊车设计柱间支撑柱设计肩梁计算等1、钢结构由于其独特的性能被广泛应用于建筑场合，在我国有着广阔的发展前景。
钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
说目前一般将钢结构分为轻钢、重钢和设备钢结构三种结构。
重钢：厂房行车起吊重量：>25吨；每平米用钢量：>_50KG/M2如：造船厂、石化厂房设施、轧钢炼钢车间、电厂厂房、大跨度的体育场馆等。
2、轻钢：主要承重结构为实腹门式刚架，具有轻型屋面和外墙，无吊车或吊车起重量不大于20吨，工作级别为中轻级的钢结构建筑。
3、设备钢结构是指大型设备中的钢结构部分，以下结构应可划入设备钢结构范畴：架桥机的塔架钢结构、NN2机的起重大梁、起重机车身、大型设备支架等。
一、工程概况浙江德兴船舶工业有限公司小干岛船舶修造基地项目位于舟山小干岛南面。
分段车间为单层钢结构厂房，共三跨，24米+30米+24米，中间跨檐口标高为23.7米，两端跨檐口标高为15.9米。
车间中间跨通常设置双层吊车，上层为2台100t电动双梁桥式吊车，下层为2台30t电动双梁桥式吊车，两个端分别设置2台80t电动双梁桥式吊车和2台50t电动双梁桥式吊车，均为A5工作制。
二、吊车梁设计：吊车梁设计应吊车厂家提供的吊车资料进行设计，具体步骤如下：1、根据吊车资料，计算出吊车的最小轮压，最小轮压=（吊车总重+吊车的吊重）/n-最大轮压其中n为吊车一侧的轮子数。
2、吊车梁挠度的控制L/1000，根据《钢结构设计规范》GB50017-2003附录A.3、吊车梁制动系统设置，由于本工程吊车吨位较大且柱距较大，应设计吊车制动梁，制动梁计算可参照《钢结构设计手册》8.9.2条设计。
浅谈重型钢结构厂房设计
浅谈重型钢结构厂房设计摘要：在社会经济飞速发展过程中，钢结构形式逐渐取代了过去的混凝土排架或框架形式，这是因为钢结构形式具有一系列的优势，但是在具体实践中，还有诸多的问题需要注意。
本文以某重型钢结构厂房为例，对厂房设计中的结构、典型节点等重要内容进行了分析。
关键词：重型钢结构；厂房设计；问题在经济发展过程中，在较大程度上改变了工业项目结构形式，钢结构形式得到了广泛应用；实践表明，钢结构形式有着较高的强度和较好的延展性，可以比较方便的安装和施工，不需要较长的施工周期，因此，钢结构厂房已经出现于各个行业中。
1 工程概述本文以昆钢保山锅炉厂的重型钢结构厂房为例，它有14580 平方米的建筑面积，宽度和长度分别为60 米和243 米，工程为两连跨，总高度为16.5 米，高跨将各一台50 吨和20 吨的双梁桥式起重机给安装过来，低跨则是将2 台32 吨双梁桥式起重机给安装过来。
在本工程中，应用的是格构柱+变截面H型钢梁，利用冷弯薄壁C 型钢来制作墙面和屋面，利用现场复合保温板来制作围护结构。
本工程主结构有950 吨左右的用钢量，结构总用钢量在1500 吨左右，平均用钢量达到了每平方米100 千克。
2 结构设计分析2.1 结构设计在本工程中，将双肢格构柱应用到高跨部分，将H 型阶梯柱应用到低跨部分，将变截面H 型钢梁作为梁，刚接梁和柱。
对于重型钢结构厂房来讲，一般将框排架结构给应用过来，钢屋架采用的是梯形或者三角形，铰接钢屋架和钢柱。
本工程则将轻型门式钢架中的楔形梁单元给应用了过来，本结构可以非常方便的制作和安装，并且有着较好的经济效益。
在设计重型钢结构厂房的过程中，需要严格控制结构的稳定性，将刚性支撑作为工程中柱间支撑和屋面水平支撑，这样结构的整体稳定性就可以得到强化。
在主钢架计算过程中，需要对吊车梁节点处和檐口处的水平位移严格控制。
因为本工程将楔形梁单元给应用了过来，在相关规范中虽然对其作了规定，但是在具体实践中，计算方面依然将其等效为截面H 型单元，因此，我们就可以分为两个过程来计算主钢架，促使结构的可靠性和安全性得到提升。
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大跨度大吨位吊车钢结构厂房设计作者：邓恩玲来源：《房地产导刊》2015年第01期【摘要】随着轻钢屋面结构的快速发展，大跨度、大柱距、大吨位、多层吊车的钢结构工业厂房，摆脱了传统的钢桁架和预制钢筋混凝土大型屋面板的做法，得到了日益广泛的应用，尤其在钢铁、冶金、船舶等领域应用最广。
由于钢结构技术越来越成熟，钢结构设计软件越来越完善、越来越先进和人性化，轻钢屋面结构的钢结构厂房将会有更好的发展前景。
本文用一个实际的案例主要分析了轻钢屋面钢结构厂房的特点，结构设计和厂房各系统设计中应注意的问题。
【关键词】轻钢屋面；钢结构厂房；大吨位多层吊车；厂房整体刚度和侧向刚度1、案例的工程概况和设计基本参数现在以某船舶厂100t桥式吊车钢结构厂房为例，介绍关于轻钢屋面钢结构厂房的结构设计和思路。
厂房建筑面积34020m2，宽度108米，长度315米。
该工程为30米+36米+42米三联跨，低跨的建筑高度19米、高跨高度23.6米。
低跨30米跨度设置双层吊车，上层2台32t 桥式吊车，下层2台16t桥式吊车。
高跨36米和42米跨度设置双层吊车，上层2台100t桥式吊车，下层2台16t桥式吊车，吊车均为A5工作制。
本工程位于福建省平潭岛，设计基本风压1.3KN/ m2，地面粗糙度A类。
按7度抗震设防，场地类型Ⅲ类，设计地震基本加速度0.1g，设计地震分组二组。
2、结构选型对于此类钢结构工业厂房的结构布置要综合考虑工艺、结构、经济和建筑模数，厂房的结构要同时满足承载力极限状态下和正常使用状态下的要求，保证结构稳定性和吊车运行的安全。
与传统的钢桁架混凝土屋盖的厂房相比，轻钢屋面的钢结构厂房整体刚度和侧向刚度都不及传统厂房，表现在厂房的自震周期较长，为避免厂房的自震频率接近吊车运行的频率，造成厂房在吊车运行时产生震动，此类轻钢屋面的水平支撑不宜采用柔性支撑，应采用角钢或圆钢管制作的刚性支撑，水平支撑的选用还应解决好在自重作用下支撑产生的较大挠度。
此外为提高厂房屋面的整体性、提高厂房的整体刚度，建议在厂房屋面设置纵向水平支撑，与屋面横向水平组成封闭的屋面水平支撑体系，尽可能地提高厂房屋面刚度和厂房整体刚度，以弥补轻钢屋面自身刚度较弱的不足。
值得注意的是抽柱位置，屋架肢不宜支承在兼做支承吊车的托梁上，以避免吊车运行引起屋盖震动，降低屋盖刚度。
厂房的侧向刚度是保证厂房在风荷载作用下、在吊车水平荷载作用下、在地震作用下的正常使用要求，钢柱的刚度尤为重要，此外考虑到吊车运行的需要，作为吊车肢的厂房下柱应优先采用格构柱，作为屋架肢的上柱可采用实腹柱。
3、结构分析3.1 荷载取值1）恒载：0.3kN/ m2（屋面为高频焊檩条自重偏重）。
2）刚架活载：0.3kN/ m2（根据门刚3.2.2当采用压型钢板轻型屋面时，对受荷水平投影面积大于60 m2的刚架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3 kN/ m2。
）3）檩条活载：0.5kN/ m2。
4）吊车荷载：三跨双层吊车。
5）雪荷载：无。
6）积灰荷载：无。
7）风荷载：1.3kN/ m2，近海，地面粗糙度为A类。
风压的高度变化系数及体型系数按GB50009-2012《建筑结构荷载规范》取值，再根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的风荷载体型系数复核梁的强度和刚度。
计算时应考虑吊车轮压的最不利位置布置。
3.2 荷载组合荷载组合原则：屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值；积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑；施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑；多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载规范》的规定；当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。
4、轻钢屋面梁设计传统的混凝土屋盖或桁架的挠度均为L/400（L为受弯构件的跨度，对悬臂梁为悬伸长度的两倍）；门式刚架的斜梁（没有设置悬挂吊车和吊顶仅支承压型钢板屋面和檩条）挠度为L/180。
一般设计上对于轻屋盖大吨位吊车厂房的斜梁挠度限值可以按门规考虑但可适当控制严一些。
同时根据《建筑抗震设计规范》9.2.14-2条规定轻屋盖厂房，塑性耗能区板件宽厚比限值可根据其承载力的高低按性能目标确定；塑性耗能区外的板件宽厚比限值，可采用现行《钢结构设计规范》GB50017弹性设计阶段的板件宽厚比限值。
详见《钢结构设计规范》（GB50017-2003）4.3.1和4.3.8款规定，高厚比不宜大于80√ （235/fy）；宽厚比不宜大于15√ （235/fy）。
同时由于本工程采用楔形梁单元，该单元只在门刚有规定。
根据门刚规程CECS102：2002第6.1.1-6，工字型截面构件腹板的受剪板幅，当腹板高度变化不超过60mm/m时可考虑屈曲后强度。
一般设计按不考虑截面抗剪屈曲后强度来控制截面的高厚比。
若不满足设计上可以通过以下几种方式来调整： 1）调整截面高度变化（如调整梁构件节点位置，增长变化区段），使截面高度变化率尽量满足≤60mm/m的要求； 2）加大腹板厚度，满足程序不考虑屈曲后强度对腹板高厚比限值的要求；3）设置横向加劲肋，间距宜取hw～2hw（hw为腹板高度，对楔形柱腹板取板幅平均高度）；所以本工程为了保证结构可靠安全在主刚架计算中分两个过程：首先风荷载按《建筑结构荷载规范》取值，钢柱钢梁全部套用GB50017-2003来计算，调整梁柱至满足规范要求；其次风荷载按《门规》取值，钢柱选用GB50017-2003，钢梁选用CECS102：2002门规计算调整梁柱至满足规范要求。
总之对于轻钢屋盖的重型厂房要结合钢规和门规从严设计。
使结构更加安全、可靠、合理。
5、柱子系统设计钢柱为单阶变阶柱。
上柱采用实腹式柱，下柱采用型钢格构柱。
钢柱材料选用Q345B 钢，缀条采用角钢设置。
无论是钢柱还是缀条均应满足强度刚度和稳定性（包括局稳和整稳）要求。
为了经济，在工艺允许的情况下可增加纵向系杆，以减小厂房柱的平面外计算长度。
柱脚按刚接设计，采用分离式靴梁柱脚（如图二所示）。
首先根据基础混凝土的抗压强度和柱承受的轴力（使底板一边产生最大压应力的Nmax与其对应的M组合）确定柱底板面积，根据柱承受的最大弯矩确定锚栓大小（使其产生最大拉力的Mmax与其对应的N组合）。
柱脚锚栓不宜用于传递柱脚底部的水平剪力。
此水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力承受（摩察系数可取0.4）或设置抗剪键。
设计锚栓时，应使锚栓屈服在底板和柱构件之后，因此，要求设计上对锚栓留有15%～20%的富余量。
肩梁采用双壁式肩梁。
设计中，肩梁高度与下柱截面高度的比值范围为04～0.6，本工程设计取0.6，上下柱交接的加劲做成一块整板，下柱的上封口板切口，将上柱插入切口内，这样的构造做法使吊车梁传来的竖向荷载有效的传递至下柱，提高了节点的整体受力性能。
6、支撑设计本厂房由于吊车吨位比较大，吊车在运行中容易引起较大的震动。
在本工程中柱间支撑和屋面支撑均采用刚性支撑。
屋面支撑选用圆钢支撑，并且通长设置纵向屋盖支撑，与屋面横向水平组成封闭的屋面水平支撑体系，特别是抽柱处应先布置托梁或托架，此时应在托梁或托架两侧布置纵向水平支撑，并且向两端各延伸一个开间来提高厂房抽住处削弱的屋面刚度。
为保证厂房的纵向刚度和空间刚度，承受山墙风力、吊车纵向刹车荷载、温度应力和地震作用，沿厂房纵向设置上、下柱间支撑。
柱间支撑的上柱支撑采用双角钢，下柱支撑采用双H 型钢支撑。
柱间支撑的间距应根据房屋纵向间距、受力情况、安装条件和工艺确定。
当无吊车时宜取30～45m，当有吊车时宜设在温度区段中部，或当温度区段较长是以设在三分点处，且间距不宜大于60m。
端开间可不设置下层支撑以减少吊车梁的温度应力。
厂房还在屋檐、屋脊、转折处以及相应位置通长设置刚性系杆等使水平力更有效的传给柱间支撑，最后传给基础。
7、计算方法本工程采用PKPM-STS软件分析，主刚架材料采用Q345B，强度比较好控制，由于风压大吊车吨位大刚度和变形不易满足，根据GB50017-2003《钢结构设计规范》中的附录A.2.1条规定，在风荷载作用下，有桥式吊车的单层框架的柱顶位移不宜超过1/400，A.2.2条规定，在吊车梁的顶面标高处，由一台最大吊车水平荷载产生的横向位移计算变形值不宜超过Hc/1250（Hc为基础顶面至吊车梁顶面的高度）。
计算结果显示：在风荷载作用下柱顶位移为1/409，在吊车荷载作用下柱顶位移为1/2387，吊车梁的顶面标高处位移为1/3133，地震作用下的柱顶位移为1/1721。
计算表明：本工程风荷载起控制作用。
所以在使用时遇到台风天气应采取相应的施工技术措施并且将门窗关紧，角部和边缘区处螺钉间距适当加密以保持维护结构与结构的整体稳定性。
8、建成效果及反馈这个项目是07年设计，08年施工，09年开始投入使用，经过施工过程各阶段验收及竣工验收施工效果基本能达到设计的要求，通过这几年的投入使用情况看，无论是刚架、吊车吊车梁还是支撑体系都能达到设计的预期要求，同时也成功抵御了几次大台风。
甲方反馈良好，证明之前设计方案的考虑思路是正确的。
结语：（1）大跨度超高重型厂房由于高位运行大吨位吊车，必须提供较大的结构刚度，注重整体结构的稳定性控制盒位移控制，宜采用阶梯柱，注意支撑系统的设置。
（2）对于大吨位中重级工作制吊车的厂房设计，应按GB50017-2003A.2.2条进行刚度控制；柱肢间距取最高轨道顶高度的1/9～1/12比较经济。
（3）吊车梁中心尽量与吊车肢重合，避免偏心荷载的不利影响，同时可减少用钢量。
吊车梁顶部宜沿纵向通长布置走道板即做检修用，并且也能承受吊车横向水平荷载。
（4）在工程设计中应综合考虑结构受力和钢结构制作、安装方便的要求，在用钢量相当的情况下宜选结构简单，容易制作的截面形式。
（5）在钢结构设计中应严格根据相关规范，不应随意降低设计标准。
参考文献[1]GB 50017—2003 钢结构设计规范[S]。
[2]GB 50009—2012 建筑结构荷载规范[S]。
[3]CECS 102：2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[M] .北京.中国建筑工业出版社.2005。
[4]GB 50011—2010 建筑抗震设计规范[S]。
[5]钢结构设计手册[M].北京.中国建筑工业出版社.2004.[6]建筑钢结构设计手册[M].北京.冶金工业出版社.1995。
[7]钢结构连接节点设计手册[M].北京.中国建筑工业出版社.1999。