寧波鋼結(jié)構(gòu)廠家設(shè)計(jì)需要注意有哪些事項(xiàng)?

時間：2024-10-24作者：寧波藝高建設(shè)工程有限公司瀏覽：514

現(xiàn)在，大多數(shù)的工業(yè)廠房都是排架結(jié)構(gòu)，以鋼結(jié)構(gòu)為主。排架結(jié)構(gòu)：主要用于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，由屋架、柱子和基礎(chǔ)構(gòu)成橫向平面排架，是鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要承重體系，再通過屋面板、吊車梁、支撐等縱向構(gòu)件將平面排架聯(lián)結(jié)起來，構(gòu)成整體的空間結(jié)構(gòu)。

鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)需注意的事項(xiàng)

每種結(jié)構(gòu)都有其特別之處，各種功能的建筑有其自身的需求。鋼結(jié)構(gòu)廠房就是一種特定功能建筑，它需要大空間大跨度，同時配置各種相應(yīng)的設(shè)備，一般其上部采用鋼結(jié)構(gòu)等?，F(xiàn)在選取幾項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，談?wù)勎业目捶ā?/p>

1)單件屋面板長度不宜過長。屋面漏水大致有兩種：①采用屋面釘板時，釘孔孔位可能出現(xiàn)滲水②屋面板橫向搭接處滲水，主要原因是面板過長，雨水漫過波峰，導(dǎo)致搭接處大面積滲水。因此要根據(jù)面板材料特性，及當(dāng)?shù)亟涤炅縼砗侠磉x取單坡長度。

2)鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)算時，如何合理選取對應(yīng)的截面(凈截面、有效凈截面、有效截面、毛截面)。①毛截面：不扣除孔洞的截面面積，不考慮孔洞對截面的削弱。驗(yàn)算構(gòu)件整體穩(wěn)定性時，可采用毛截面面積進(jìn)行計(jì)算;②凈截面：扣除孔洞的截面面積，考慮孔洞對截面的削弱，主要用于強(qiáng)度驗(yàn)算。比如受拉構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)采用凈截面面積進(jìn)行計(jì)算;③有效截面：考慮屈曲后強(qiáng)度但并不扣除孔洞的截面有效面積。一般對于寬厚比較大的冷成型鋼，采用有效面積來考慮局部的屈曲后強(qiáng)度問題;考慮到板太薄，受壓時會發(fā)生局部屈曲，從而不能全截面都用來承載。故對這種薄壁構(gòu)件認(rèn)為其中的一部分截面(有效截面)正常受力，而其他部分不考慮它的作用。④有效凈截面：考慮屈曲后強(qiáng)度并且扣除孔洞的截面有效面積。構(gòu)件受壓強(qiáng)度既要考慮孔洞對截面強(qiáng)度的削弱，也要考慮局部的屈曲后強(qiáng)度，一般采用有效凈截面計(jì)算。構(gòu)件受拉時不用考慮局部屈曲，所以仍采用凈截面。

綜上所述：對于普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，驗(yàn)算強(qiáng)度時采用凈截面，驗(yàn)算穩(wěn)定性時采用毛截面;對于薄壁鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，驗(yàn)算受拉強(qiáng)度時采用凈截面，驗(yàn)算受壓強(qiáng)度時采用有效凈截面，驗(yàn)算穩(wěn)定性時采用有效截面。

3)受彎工字梁失穩(wěn)及解決方法：施加荷載不大時，梁基本上在其較大剛度平面內(nèi)彎曲;當(dāng)施加荷載達(dá)到一定數(shù)值后，梁將同時產(chǎn)生較大的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，最后很快的喪失繼續(xù)承載的能力。此時梁的整體失穩(wěn)必然是側(cè)向彎扭彎曲。

解決方法有三種：①增加梁的側(cè)向支撐點(diǎn)(如屋面梁設(shè)置隅撐作為側(cè)向支撐點(diǎn))。②調(diào)整梁的截面，增加梁側(cè)向慣性矩或增加受壓翼緣寬度(如吊車梁上翼緣)。③調(diào)整梁端支座對截面的約束，支座如能提供轉(zhuǎn)動約束，梁的整體穩(wěn)定性將有較大的提高。

4)次梁與主梁連接一般設(shè)計(jì)為鉸接：如果次梁與主梁剛接，在主梁同一截面處兩側(cè)都有相同荷載時，對主梁影響不大。如果只是單邊有剛接的次梁，對于主梁來說平面外受扭，需要計(jì)算抗扭。梁的整體失穩(wěn)主要表現(xiàn)為側(cè)向彎扭彎曲，因此應(yīng)盡量避免梁平面外受扭。另外，若次梁與主梁采用剛接節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)場焊接工作量將大大增加。

5)當(dāng)梁的撓度過大時，可以通過起拱加于控制，起拱的大小一般為恒載標(biāo)準(zhǔn)值加1/2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的撓度值。對于鋼結(jié)構(gòu)來說，撓度過大會影響屋面排水，同時使人感覺不安全;對于混凝土結(jié)構(gòu)來說，撓度過大會造成耐久性的局部破壞(包括混凝土裂縫)。以撓度為主要控制因素的鋼梁，采用起拱辦法能減低結(jié)構(gòu)的用鋼量。

6)對于鋼結(jié)構(gòu)廠房門式鋼架風(fēng)荷載取值，《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》有相關(guān)的規(guī)定：跨高比l/h小于等于4的門式剛架應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009--2001計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk及風(fēng)荷載體形系數(shù)μs，不考慮風(fēng)振系數(shù)βj，但當(dāng)跨高比1/h大于4的門式剛架及房屋所有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk宜按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECSl02：2002取用。

另外，還有3個事項(xiàng)與風(fēng)荷載有關(guān)，鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)時需要注意的：

①敞開式廠房：指外墻面至少有80%敞開的建筑。部分封閉式建筑：受外部正風(fēng)力的墻面上孔口總面積**過該建筑物其余外包面(墻面和屋面)上孔口面積的總和，并**過該墻面毛面積的5%，且建筑物其余外包面的開孔率不**過20%的建筑。他們對應(yīng)著不同的體形系數(shù)。

②邊緣帶：確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和面板上風(fēng)荷載體形系數(shù)時，在外墻和屋面上劃分的位于建筑物端部和邊緣的區(qū)域。凡不屬邊緣帶的均為中間區(qū)。端區(qū)：確定主剛架上風(fēng)荷載體型系數(shù)時，在外墻和屋面上劃分的位于建筑物端部和邊緣的區(qū)域。凡不屬端區(qū)的均為中間區(qū)。在《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄A中有詳細(xì)的說明。

③各個構(gòu)件根據(jù)其特點(diǎn)，選取不用的體型系數(shù)。面板、墻面檁條、屋面檁條、剛架等，他們有各自的體型系數(shù)選取標(biāo)準(zhǔn)，不能混為一談，見《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄A。

7)鋼結(jié)構(gòu)廠房門架的抗震設(shè)計(jì)原則：①采用底部剪力法。門架以剪切變形為主，質(zhì)量剛度分布均勻，兩個振型周期相差太大，以**振型為主，所以采用底部剪力法計(jì)算。②7度及其以下不需要地震計(jì)算，但仍需要采取抗震措施。③門架抗震措施主要是加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)：①構(gòu)件之間盡量采用螺栓連接;②梁柱節(jié)點(diǎn)，在梁下翼加掖板;③梁柱連接點(diǎn)處寬厚比適當(dāng)減小;④柱間支撐與構(gòu)件連接處節(jié)點(diǎn)按1.2倍桿件承載力設(shè)計(jì);⑤柱間支撐和柱連接處的柱腳錨栓要做抗拔驗(yàn)算，并防止錨栓抗剪，設(shè)置抗剪鍵。附帶引出，一般柱腳都應(yīng)該設(shè)置抗剪鍵。在《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中，柱腳的水平剪力可以由柱底板與混凝土的摩擦力或設(shè)置抗剪鍵承受。如果由柱底板與混凝土的摩擦力來承受，二次澆筑施工質(zhì)量需要得到保證，澆筑要密實(shí)，并采用膨脹劑混凝土或無收縮混凝土。

8)混凝土柱加變截面鋼梁的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房可以按排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此時輕鋼屋面梁可以按門式剛架規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì);對于混凝土柱按混凝土規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于這種結(jié)構(gòu)形式，關(guān)鍵是混凝土柱和鋼梁的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，連接方式一般應(yīng)該采用鉸接(混凝土是一種脆性材料，雖然可以通過配筋承受彎矩和剪力，但在連接部位，它的抗拉、抗沖切的性能很差，在外力作用下很*松動和破壞。)。在鋼梁下部設(shè)置一根拉桿，能減少鋼梁對柱**產(chǎn)生的較大水平力，從而大大降低混凝土柱腳的彎矩。

9)鋼結(jié)構(gòu)廠房吊車梁的設(shè)計(jì)：吊車在吊車梁上運(yùn)動產(chǎn)生三個方向的動力荷載：豎向荷載、橫向水平荷載和沿吊車梁縱向的水平荷載。縱向水平荷載是指吊車剎車力，其沿軌道方向由吊車梁傳給柱間支撐，計(jì)算吊車梁截面時不予考慮。橫向水平荷載應(yīng)等分于橋架的兩端，分別由軌道上的車輪平均傳至軌道，其方向與軌道垂直，并考慮正反兩個方向的剎車情況。計(jì)算重級工作制吊車梁及其制動結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接(吊車梁、制動結(jié)構(gòu)、柱相互間的連接)的強(qiáng)度時，應(yīng)考慮吊車擺動引起的橫向水平力。豎向荷載在吊車梁垂直方向產(chǎn)生彎矩和剪力，水平荷載在吊車梁上翼緣平面產(chǎn)生水平方向的彎矩和剪力。吊車梁一般設(shè)計(jì)成簡支梁。若按連續(xù)梁設(shè)計(jì)固然可節(jié)省材料，但連續(xù)梁對支座沉降比較敏感，因此對基礎(chǔ)要求較高。需要注意：中間橫向加勁肋的下端宜在距受拉翼緣50~100mm處斷開，與其腹板的連接焊縫不宜在肋下端起落弧。主要也是考慮吊車梁的疲勞破壞避免過多的焊縫相交產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時吊車梁的疲勞破壞一般是從受拉區(qū)開裂開始。同上，當(dāng)?shù)踯嚵菏芾砭壟c支撐相連時，不宜采用焊接。

鋼結(jié)構(gòu)廠房采用的排架結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)形式來看，固然比較簡單，結(jié)構(gòu)間傳力明確。盡管這樣，需要注意的問題還是有很多的，以上僅僅列舉了幾點(diǎn)作為闡述。讓我們在工程實(shí)踐中繼續(xù)探索，積累更多的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。石家莊鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)有限公司河北金石分公司專業(yè)承接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(可以設(shè)計(jì)門鋼、框架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、輕鋼別墅、空間結(jié)構(gòu))，鋼結(jié)構(gòu)工程施工，預(yù)算，拆圖，效果圖。鋼結(jié)構(gòu)廠房，框架辦公樓，鋼結(jié)構(gòu)別墅，農(nóng)村自建房，桁架結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)藍(lán)圖蓋章服務(wù)。更多疑問可咨詢鋼結(jié)構(gòu)客服進(jìn)行咨詢


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