分离式柱用于位置不高大吨位吊车(如起重量超过100t)或 吊车起重量不大但厂房高度较大有刚度要求，或者车间分 期扩建时。 福州大学土木工程学院 林翔
福州大学土木工程学院
林翔
柱截面形式
实腹式等截面焊接工字形或(a)－阶形柱上柱截面 (b)－吊车起重量较小的边列柱 (c)－吊车起重量不超过50t的中列柱 (d)－吊车起重量超过50t的中列柱
i－GB50017P57表5.3.9附注
2 横向支撑传递较大的山墙风荷时
结构按空间工作计算， 纵向支撑需作柱的弹性 支座时， 按[ ]和N确定截面： n N f , P63 2 20为其计算简图。 A 图
福州大学土木工程学院
林翔
第二节 计算原理
按平面刚架分析：墙架结构吊车梁系统以集中荷载作用于刚 架，必要时可将刚架自重静力等效为集中力作用于刚架上。
(2) 若需布置纵向水平支撑时，则应与横向支撑布置在同 一平面(通常在下弦平面)，且连成封闭框架。
(3) 系杆最终应连接于垂直支撑或横向支撑的节点上。
福州大学土木工程学院
林翔
(三) 屋盖支撑的杆件及支撑的计算原则(P62~63) 横向支撑为平行弦桁架，交叉腹杆体系，相邻两屋架弦杆 作弦杆，另加竖杆和斜杆, 上弦横向支撑常为上弦节间长 度的2～4倍。 纵向支撑为平行弦桁架，交叉腹杆体系，以屋架弦杆作竖 杆，另加弦杆和斜杆
积灰荷载要注意局部增大系数。
在考虑风荷载标准值时
1 取屋脊处的风荷载标准值作为整个刚架的风荷载标准值 －檐口高度和屋面坡度不是很大时 2 屋脊处的风荷载标准值作为斜梁的风荷载标准值，檐 口处的风荷载标准值作为柱子的风荷载标准值－檐口高 度和屋面坡度较大时。
福州大学土木工程学院
林翔
刚架计算单元(宽度b，跨度方向长h)范围内的风荷载为：
(e)－吊车起重量较大的边列柱
(f)－特大型厂房的下柱截面
林翔
福州大学土木工程学院
选取厂房结构形式－不仅要考虑吊车的起重量，而且要考 虑吊车的工作级别及吊钩类型。对于A6～A8级吊车的车 间要求结构具有较大的横向刚度和纵向刚度。 初步确定柱截面尺寸－参照已有同类型构件或设计参考资料
福州大学土木工程学院
建筑钢结构设计
第二章 中、重型厂房结构设计
福州大学土木工程学院
林翔
第一节 结构形式和结构布置
一 一般说明
重型工业厂房－跨度大、高度大、吨位大。
福州大学土木工程学院
林翔
屋盖体系可采用：
钢屋架－大型屋面板结构体系 钢屋架－檩条－轻型屋面板结构体系 传统的做法
横梁－檩条－轻型屋面板结构体系－－新兴的做法 吊车工作制： 吊车按国家标准《起重机设计规范》(GB3811)根据吊车使 用繁重程度(使用次数和荷载大小)将其划分为八个工作级别， 即A1～A8，习惯将吊车以轻、中、重和特重四个工作制等 级划分。
林翔
肩梁构造及计算简图
双腹壁肩梁用于柱截面宽度较大(900mm)情形。
福州大学土木工程学院 林翔
(三) 柱间支撑 支撑的作用 1 承担厂房山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向 地震力并将荷载可靠地传递分配给各柱基础； 2 加强厂房结构纵向刚度和空间整体性。 厂房支撑系统包括柱间支撑和屋盖支撑 每列柱都必须设置柱间支撑，中列柱的柱间支撑与其边 列柱的柱间支撑布置在同一柱间。 吊车梁上部的柱间支撑称为上层柱间支撑，吊车梁下部 的柱间支撑称为下层柱间支撑。 福州大学土木工程学院 林翔
林翔
设计时注意几 何参数协调问 答题
福州大学土木工程学院
林翔
(二) 横向框架及其截面选择
中、重级厂房的柱脚通常做成刚接－以削减柱段的弯矩绝对 值，减小柱截面尺寸，增大横向框架的刚度。 多跨、吊车起重量不很大，采用轻型围护结构－柱与屋架连 接采用铰接连接，称为铰接框架 单跨重型厂房、刚度要求较高厂房(如设有双层吊车、硬 钩吊车)－柱与屋架连接采用刚接连接，称为刚接框架。 福州大学土木工程学院 林翔
(四) 桁架的主要尺寸的确定 跨度L和高度H(包括梯形屋架端部高度H0) 跨度L: 取决于柱网布置，由使用及工艺要求确定。 经济条件 高度H 取决于 刚度条件(屋架挠度限值为l/500) 运输界限(铁路运输界限为3.85m) 屋面坡度i
三角形屋架 H l 4 ～l 6，i 1 3 梯形屋架 平行弦屋架 H l 6 ～l 10， i 1 8 ~ 1 2 H l 6～l 10 另说 H l 8～l 12
二 屋架外形及腹杆形式
(一)桁架的应用 桁架是由各直杆在端部相互连接组成的格子结构。杆 件主要承受轴力。充分发挥材料作用，用料自重小， 且易按需做成各种外形，应用十分广泛。
如桁架、拱架、框架、网架和塔架
福州大学土木工程学院
林翔
(二) 桁架的外形和腹杆形式 三角形 外 形 梯形 平行弦 腹 杆 形 式 人字式 芬克式(Fink) 豪式(Howe) 单系 腹杆
M maxh 屋架估算当量惯性矩 I I 0 2f
福州大学土木工程学院
林翔
一般只需针对几种基本类型荷载标准值下进行内力分析，再 利用小位移线性结构的叠加原理进行组合。
如对于单跨刚架可考虑：
1 恒载作用 2 屋面可变荷载；
3 左(或右)风荷载；
4 吊车左(或右)刹车力； 5 吊车靠近左(或右)时的重力。 平面刚(框架)的内力采用计算机软件进行分析，简化手算 方法可用于初始方案论证。 福州大学土木工程学院 林翔
福州大学土木工程学院
林翔
垂直支撑形式 W形、V形、交叉斜杆：=300～600
支撑杆件的截面形式：
交叉斜杆、柔性系杆－按拉杆设计，一般采 用单角钢。 非交叉斜杆、弦杆、竖杆、刚性系杆－按压杆设计，用双 角钢，用长肢相并双角钢或十字形截面，使两个方向的刚 度相近。
福州大学土木工程学院
林翔
支撑杆件的截面形式 1 一般按[]确定截面 压杆[]＝200，拉杆[]＝400(重型工作制吊车厂房为 350)
福州大学土木工程学院
林翔
温度收缩缝设置
单柱温度收缩缝或双柱温度收缩缝均可 在地震区域厂房结构宜布置双柱收缩缝 对于超出表2－2数值的厂房结构应考虑温度应力和温度变 形影响。 福州大学土木工程学院 林翔
工艺要求拔柱－可设托梁(实腹式)或托架(桁架式) 托架托梁构造要求见P52中间段落
福州大学土木工程学院
福州大学土木工程学院
林翔
(一) 柱网布置和计算单元 柱网布置要综合考虑工艺、结构和经济等因素，并注意符 合标准化模数要求。 柱距选取参考经验： 在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车起重量不小 于50t时，柱距取12m较为经济；
参数较小的厂房取6m柱距较为合适；
采用轻型围护结构：柱距15m、18m和24m较好； 位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。
一 荷载计算
一个刚架承受一个计算单元内各种荷载－永久荷载、可变 荷载和偶然荷载。 永久荷载包括屋面恒载、屋架、檩条、墙梁及刚架自重、 围护结构自重等－一般换算为计算单元上均布面荷载(以后 无特别说明，均布荷载均指水平投影面上的均布面荷载)。 其标准值按《建筑结构荷载规范》(GB5009)附录A计算。
பைடு நூலகம் 柱间支撑的截面及连接 均要由计算决定。截面 75 6或[12
下层柱支撑采用一般设置为双片，分别与吊车肢与屋盖肢 相连，双片支撑之间以缀条相连。缀条200，L505。 上层柱间支撑一般为单片，如果上柱设有人孔或截面高度 过大(800mm)，应采用双片。 支撑连接采用焊缝或高强螺栓，采用焊缝连接时 hf6mm， lw80mm，同时在连接处设置不小于M16安装螺栓。 福州大学土木工程学院 林翔
三 内力组合原则
对于一般刚(框)架，按承载能力极限状态设计时，构件和 连接计算可按简化原则组合：
S G SGk Q1SQ1k
S G SGk 0.9 Qi SQik
i 1 n
(2－4)
(2－5)
对于受弯构件，考虑以下四种组合
I : (M max ,V ), II : (M max ,V ), III : (Vmax , M ), IV : (Vmax , M )
对于压弯构件，考虑以下四种组合
I : (M max , NV ), II : (M max , NV ), III : ( Nmax , MV ), IV : ( Nmax , MV )
福州大学土木工程学院
林翔
福州大学土木工程学院
林翔
第三节 檩条设计(P36)
一 檩条的截面形式(P36)
柱子形式 实腹式等截面柱－构造简单，加工制作费用低，用于厂房高 度不超过10m，吊车起重量不超过20t时采用，中、重型厂 房承重柱很少采用。 阶梯形柱－上段可采用实腹式或格构式，下段采用缀条格 构柱，常用于中、重型厂房。 分离式柱－柱身分为屋盖肢和吊车肢用水平板做成柔性连 接，两肢分别承受吊屋盖(包括围护结构)荷载和吊车荷载。
风荷载合力为 N bhWk cos 投影到水平面上的 0为 P0 N (bh) Wk cos P
福州大学土木工程学院
林翔
封闭式双坡屋面的风荷载体型系数
其它情形按《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定取值。 福州大学土木工程学院 林翔
二 刚架内力计算
将格构柱和屋架换算为实腹式构件进行分析， 其当量惯性矩为：
5 保证结构安装时的稳定与方便
福州大学土木工程学院
林翔
(二) 屋盖支撑的布置 屋盖支撑体系 包括上/下弦横向水平 支撑、纵向水平支撑、 垂直支撑、系杆。 支撑布置原则(P63～65)
福州大学土木工程学院
林翔
福州大学土木工程学院
林翔
6 小结：各类支撑布置的内在联系 (1) 上下弦横向水平支撑成对布置在房屋两端柱间(或第 二柱间)，垂直支撑也同时布置于此柱间，当房屋较长时， 应加设上述支撑，使其间距60m。