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单层厂房钢结构设计特点和体系

A:轨顶至小车顶距离 100mm为安装或制造误差 150~200mm是考虑挠度等影响
二、计算简图
(a)
(b)
(c)
1、将空间框架简化为平面框架计算
2、考虑桁架式横梁和格构柱的腹杆和缀条变形,将 其刚度乘以折减系数0.9
3、横梁与柱的刚度比值大于4时可视横梁刚度为无 穷大
4、框架的高度根据横梁与柱连接形式(刚接、铰接) 确定,见教材p6图1.5
当量惯性矩:
yc(A2A2)
Aα和Aβ—分别为格构柱两肢(或屋架上下两弦)截面积 Xα和Xβ—格构式柱两肢(屋架上下两弦)的截面形心到
格构式柱截面中性轴的距离。
µ—反映剪力和几何形 状的修正系数。
µ=0.9 平行弦 µ=0.8 上弦坡度i = 0.1 µ=0.7 上弦坡度i = 0.125
对于屋架:其当量惯性矩为:
(a)
(b)
(c)
柱脚刚接:可以削减上柱柱顶的弯矩值, 增大横向框架的刚度。
铰接框架:横梁与柱子铰接,适用于吊车起 重量不很大的轻型维护结构。
刚接框架:横梁与柱子刚接。适用于设有 双层吊车,装备硬钩吊车等的 单跨重型厂房。
1.2.1 横向框架主要尺寸和计算简图
一、主要尺寸 1、框架的跨度
L0LK2S SBDb1/2
厂房的组成(图1-1示)及各个部分的作用: 1、横向框架:柱和屋架组成,承受风、自重、雪
等荷载。 2、屋盖结构:横梁、托架、屋架、天窗架、檩条
等 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 横梁—檩条—轻型屋面板结构体系
3、支撑体系:屋盖和柱间支撑组成,承受水平 荷向和水平荷载
1.2.2 横向框架的荷载与内力
❖荷载计算 ❖内力分析与组合
单层房 屋结构
简化
平面 框架
计算单元
1.2.2.1 荷载计算
➢ 1.永久荷载(恒载) 屋面恒载、檩条自重、屋架、其它构件自重 和围护结构自重,分项系数取1.2,计算锚 栓的时候取1.0
➢ 2.可变荷载(活载) 屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载 及吊车荷载。活载分项系数取1.4
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1.2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。
计算单元 图1-2 柱网布置
➢ 2.温度收缩缝 :
超出表1-1中数值时,应考虑温度应力和温度变形 的影响
温度区段长度表(m) 表1-1
结构情况
纵向温度区段 横向温度区段(屋架或构 (垂直屋架或构 架跨度方向) 架跨度方向) 柱顶为刚接 柱顶为铰接
采暖房屋和非采
220
暖地区的房屋
热车间和采暖地
180
区的非采暖房屋
120
150
100
125
露天结构
120
--
--
(可设置双柱和单柱伸缩缝)
1.2 厂房结构的框架形式
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。
★:1、雪载与活载取较大者与积灰荷载组合 2、吊车荷载在不同情况下应考虑组合不同台数
➢ 3.施工荷载
风荷载:标准值: Wk zzsW0
μz –风压高度变化系数 μs—体型系数 βz—风振系数
风荷载标准值Wk是沿垂直建筑物表面方 向作用的,为方便将其投影到水平上。
1.2.3 内力分析及组合
为简化计算,引入当量惯性矩将格构式拄和屋架 换算为实腹式构件进行内力分析。(选学)
层厂房钢结构设计特点和体系
第1章 单层厂房结构
1 厂房结构的形式和布置 2 厂房结构的框架形式 3 屋盖结构 4 框架柱设计特点 5 轻型门式刚架结构 6 吊车梁设计特点 7 墙架体系
2
1.1 厂房结构的形式和布置
❖ 厂房结构的组成 ❖ 厂房结构的设计步骤 ❖ 柱网和温度伸缩缝的布置
1.1.1 厂房结构的组成
I
I0
AA
A A
h2
h—为上下两弦截面形心之间的距离。 屋架尺寸未定时,可按下式估算其当量惯性矩。
I
I0
Mmaxh
2f
Mmax—简支屋架在屋面荷载作用下的跨中 弯矩。
f —弦杆抗拉强度设计值。
➢ 内力分析:
依叠加原理,内力分析只需针对几种 基本类型进行。 单跨框架:
(1)永久荷载; (2)屋面活荷载; (3)左风(右风荷载); (4)吊车左(右)刹车力; (5)吊车小车靠近左(右)时的重力。
LK:桥式吊车的跨度 S:吊车梁轴线到上柱轴线间距 B:吊车桥架悬伸长度 D:吊车外缘与柱内缘必要空隙 b1:上柱宽度
2、框架的高度
Hh1h2h3
h3:地面至柱脚底面的距离 h2:柱脚底面至轨顶的高度 h1:吊车轨道顶至屋架下弦底面的距离
h 1 A 1m 0 ( 1 0 m m 5~ 2 0 m m 0 )0 m
吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
工作制等级 轻级
中级
重级 特重级
工作级别 A1~A3 A4,A5 A6,A7
A8
(按照吊车使用的频繁程度) 5、墙架:承受墙体自重和风荷载
天窗架
屋架 柱
吊车梁 柱间支撑
1.1.2 厂房的设计步骤
合理规划厂房的建筑和结构 据工艺确定厂房的平面和立面的尺寸 选择承重框架的主要形式并确定其主要尺寸 布置屋盖,吊车道,支撑和墙架体系 按设计资料进行静力计算、构件及连接件设
计 绘制施工图
1.1.3 柱网和温度伸缩缝的布置
➢ 1.影响柱网布置因素:
1)满足生产工艺流程要求: 2)满足结构上的要求:在保证厂房具有必需的刚度 和强 度的同时,注意柱距和跨度的类别尽量少些, 以利施工。 3)符合经济合理的要求: 4)符合建筑模数要求:柱距L的取值: 一般地,在跨 度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小 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。如果采用轻型围护结构,则取大柱距 15m,18m及24m较适宜。
手算或电算
内力组合:
按照《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定, 结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出 现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限 状态,依照组合规则进行荷载效应的组合,并取 最不利组合进行设计。
对于一般的刚(框)架,按承载能力极限状态设计时, 构件和连接可取下列简化公式中的最不利值确定:
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