单层钢结构厂房围护结构设计流程

单层钢结构厂房围护结构设计流程一、轻型门式刚架的结构体系组成

Fig. 1 轻钢结构厂房一

Fig. 2 轻钢结构厂房二

Fig. 3 轻钢结构厂房三

Fig. 4 轻钢结构厂房结构体系组成

轻型门式刚架的结构体系包括以下组成部分：

1、主结构：刚架、吊车梁、支撑系统；

2、围护结构：屋面檩条、墙面檩条、屋面板和墙板等；

3、辅助结构：楼梯、平台、栏杆等；

4、基础。

二、围护结构的组成

轻钢结构的围护系统包括檩条、墙梁、墙面及屋面彩板、收边系统、采光系统、排水系统和通风系统等。

Fig. 5 围护结构一

Fig. 6 围护结构二

刚架、支撑系统以及吊车梁组成了结构的主要受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和屋面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了建筑的次结构。外部荷载（风、雪等）直接作用在围护结构上，通过围护结构再传递到主结构上。

Fig. 7 冷弯薄壁型钢

三、设计流程

1. 收集资料；

1.1 建筑平行作业图：

包括平、立、剖面；

门洞、窗户位置、标高；

厂房墙面、屋面做法；

厂房有无吊顶；

檐口高度、檐口节点。

1.2 公用专业（主要是暖通专业和水道）所提的资料：

屋面风机的重量和位置；

管道的重量和位置；

屋面开洞的位置和大小。

2．墙梁、檩条截面计算；

使用PKPM钢结构模块中的工具箱计算

3．绘制节点图纸。

要重视节点图纸

四、程序计算参数的选取

a．檩条计算参数的选取

Fig. 8 檩条计算界面一

1、注意不是所有的屋面檩条都是5连跨，下列情况就需要考虑檩条的实际跨度：

（1）屋顶通气器和屋顶天窗在端跨一般不设置（有时候第二跨也不设置），此时檩条为单跨简支（或两跨连续）；

（2）屋面有横向采光通风天窗或顺坡通气器时，檩条可能会被打断，檩条应根据实际情况确定跨数；

（3）檩条本身的跨数就少于5跨。

2、屋面材料选择时，若有吊顶，须选取“有吊顶”选项。檩条仅支承压型钢板屋面时，挠度控制为l/200；有吊顶时，挠度控制为l/240。《冷弯薄壁钢结构技术规范》第8.1.6-2；

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表3.4.2-2。

3、屋面倾角：建筑图所标的是坡度，需要换算成角度。有弧形屋面梁时，须考虑檩条倾角的不断变化。

4、拉条道数的设置：

当檩条跨度≤4米时，一般不设置拉条；

当檩条跨度>4米、≤6米时，一般在檩条跨中设置一道拉条；

当檩条跨度>6米、≤9米时，一般设置两道拉条（三分点处）；

当檩条跨度为12米时，一般设置三道拉条。

拉条均为双层拉条，同时约束檩条上、下翼缘。

5、檩条间距：

檩条的间距一般控制在1.0~1.5米之间，常用的间距有1.2、1.4、1.5米。檩条间距不得超过1.5米；对于屋面荷载较大的部位（例如高低垮处），局部檩条间距可以小于1米。若有吊顶，间距不大于1.2米。

6、檩条搭接长度的取值：檩条搭接长度取跨长的10%（两边各5%）。9米跨度一般取500mm，12米跨度一般取600mm。

7、屋面一般采用斜卷边Z形连续檩条。当柱距≥12米，且屋面荷载较大时，可采用格构式檩条或高频焊接H型钢。

8、截面选择：

设计时尽量选择标准截面，常用的标准截面高度有：200、220、250mm，常用的标准截面厚度有2.0、2.2、2.5mm，若需选择非标准截面，可通过“檩条库”选项增加截面参数。

标准截面详见《钢结构设计手册》和《冷弯薄壁型钢结构技术规

范》；截面也参考《檩条墙梁的计算比较》。

注意：（1）非标准截面的截面厚度不得大于3.0mm；（2）非标准截面的截面高度不宜大于280mm，若高度大于280mm，须采用加强措施，避免檩条侧向失稳。

Fig. 9 檩条计算界面二

9、分析参数中：

（1）“屋面板能阻止檩条上翼缘受压测向失稳”选项，不选择。

（2）“构造保证风吸力下翼缘受压稳定性”选项，不选择。屋面下层彩钢板可以起到约束檩条下翼缘的作用，偏于安全，我们不选择此选项。

（3）“考虑活荷最不利布置”和“程序自动计算檩条截面自重”

选项，选择。

（4）验算规范选择“薄钢规范GB50018”。门规CECS102：2002中，檩条仅支承压型钢板屋面时，挠度控制为1/150；薄钢规范GB50018中，挠度控制为1/200。

（5）支座双檩条考虑连接刚度折减系数取0.5。

（6）支座双檩条考虑连接弯矩调幅系数取0.9。

10、屋面自重：柱距不超过9米时，取0.3KN/㎡；柱距12米时，取0.35KN/㎡。

注意：有吊顶的厂房，需要计算吊顶重量（及风管重量），然后叠加到屋面自重中。

11、雪荷载不均匀系数的取值：

（1）普通位置不均匀系数1.25（全部屋面均乘1.25）；

（2）高低跨处不均匀系数2.0（影响范围：2倍的高差，但不小于4米，不大于8米）；

（3）屋顶通风器和屋顶天窗两侧不均匀系数2.0（规范中取1.1，考虑到实际情况，我们规定取2.0；影响范围同高低跨处）；

（4）注意一些地区的特殊规定：沈阳地区规定雪荷载的不均匀系数提高1.5倍，且按照百年一遇的基本雪压进行考虑。

12、风吸力的验算：对于屋面高度高于15米、基本风压大于0.4KN/㎡的厂房，需要验算屋面周边檩条的风吸力，此时屋面恒载取0.2 KN/㎡，风压体型取-2.2。

屋面周边的范围详见《建筑结构荷载规范》第41页。