1、第第二二章章2 21 1 廠房結構的形式和布置廠房結構的形式和布置 一鋼結構廠房的應用一鋼結構廠房的應用 特點：承載能力大，整體剛度大，抗震性能好，耐熱（但不耐火），制做安裝運輸方便， 二、廠房結構的組成1、橫向框架2、屋蓋結構3、支撐體系4、吊車梁系統5、墻架體系6、維護結構三、廠房的結構設計步驟三、廠房的結構設計步驟1 1、結構選型及整體布置：結構選型及整體布置： 根據根據工藝工藝要求，確定廠房的長、寬尺寸，要求，確定廠房的長、寬尺寸，確定柱網，確定框（排）架形式及尺寸（屋確定柱網，確定框（排）架形式及尺寸（屋架），吊車梁系統、支撐體系、墻架體系。架），吊車梁系統、支撐體系、墻架體系。3

2、3、構件設計：構造、計算構件設計：構造、計算 4 4、繪制施工圖 2、荷載及內力計算與組合、荷載及內力計算與組合四、柱網和溫度伸縮縫布置四、柱網和溫度伸縮縫布置1 1、柱網布置、柱網布置 原則：原則：工藝要求：工藝要求：生產、設備、流程、發展生產、設備、流程、發展結構要求：結構要求：穩定、強度、剛度穩定、強度、剛度經濟合理：經濟合理：綜合分析確定綜合分析確定柱距規定柱距規定（統一化規則、統一模數化）（統一化規則、統一模數化）等柱距柱網等柱距柱網不等柱距柱網不等柱距柱網2 2、溫度伸縮縫、溫度伸縮縫按規范要求橫向、縱向均應設縫（見書表2.2）。可以設單柱，也可以設雙柱來實現溫度縫構造 2 22

3、2 廠房結構的框架形式廠房結構的框架形式一、橫向框架主要尺寸和計算簡圖一、橫向框架主要尺寸和計算簡圖1、主要尺寸跨度：跨度：L Lo o= =L Lk k+2+2S S其中：其中：S S= =BB+ +DD+ +b b1 1/2/2L Lo o=L=Lk k+2+2S SS S= =BB+ +DD+ +b b1 1/2/2 框架由柱腳底面到橫梁下弦距離框架由柱腳底面到橫梁下弦距離HH： 基頂基頂地面地面軌頂軌頂肩梁肩梁柱頂柱頂321hhhH)mm)(200150(1001 Ah由工藝條件確定2hmm12008003h2 2、計算簡圖、計算簡圖柱頂剛接柱頂鉸接橫向框架的計算高度橫向框架的計算高度

4、HH確定：確定：EI剛接cEI 剛接鉸接二、橫向框架的荷載和內力二、橫向框架的荷載和內力1 1、荷載荷載恒載（永久荷載）恒載（永久荷載）活荷載（可變荷載）活荷載（可變荷載）可變荷載按設備現行荷載規范和吊車重量（及可變荷載按設備現行荷載規范和吊車重量（及起重量）取用起重量）取用2 2、內力分析和內力組合內力分析和內力組合三、三、框框架架柱柱的的類類型型等等截面實腹截面實腹等等截面格構截面格構階形實腹階形實腹階形格構階形格構雙階柱雙階柱分離式柱分離式柱四、縱向框架的柱間支撐四、縱向框架的柱間支撐1 1、柱間支撐的作用和布置、柱間支撐的作用和布置作用：（1）保證廠房縱向剛度；（2）承受縱向荷載并傳遞

5、至基礎； （3）為框架柱提供平面外支撐，減小 平面外計算長度。 柱間支撐的布置柱間支撐的布置2、柱間支撐的形式、柱間支撐的形式2-32-3 屋蓋結構屋蓋結構一、屋蓋結構的形式無檁體系無檁體系有檁體系有檁體系1 1、屋蓋結構體系、屋蓋結構體系d)a)e)b)i)f)c)k)g)h)j)中 間 屋 架托 架橫 向 水 平 支 撐縱 向 水 平 支 撐系 桿中 間 屋 架系 桿剛 性 系 桿托架托架1.1.支支撐撐系系統統的的組組成成上弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐垂直支撐a)檁條屋架傾斜b)（1 1）保證鋼屋蓋的空間穩定性）保證鋼屋蓋的空間穩定性 形成幾何不可變體系形成幾何不可變體系 上弦橫向水平

6、支撐下弦橫向水平支撐垂直支撐a)檁條屋架傾斜b)（2 2）保證屋架受壓上弦平面外穩定，）保證屋架受壓上弦平面外穩定， 同時減小下弦的受迫震動同時減小下弦的受迫震動（3 3）承受和傳遞縱向水平力）承受和傳遞縱向水平力 （4 4）增加廠房的整體剛度）增加廠房的整體剛度 （1 1）上弦橫向水平支撐）上弦橫向水平支撐 在無檁體系中，盡管有大型屋面板可以作在無檁體系中，盡管有大型屋面板可以作為橫向支撐，但考慮施工中條件不好，焊接質為橫向支撐，但考慮施工中條件不好，焊接質量難以保證，加上施工過程中屋蓋系統的整體量難以保證，加上施工過程中屋蓋系統的整體穩定性要求，穩定性要求，必須設置必須設置。 一般設在第一

7、或第二柱間及溫度縫區段兩一般設在第一或第二柱間及溫度縫區段兩端的第一柱間端的第一柱間，且其間距一般不超過，且其間距一般不超過60m60m，當廠，當廠房縱向大于房縱向大于66m66m時，跨中要增設一道。時，跨中要增設一道。（2 2）下弦橫向水平支撐）下弦橫向水平支撐 要設在與上弦橫向水平支撐的同一柱間。要設在與上弦橫向水平支撐的同一柱間。當屋架跨度大于當屋架跨度大于18m18m小于小于18m18m但有懸掛吊車但有懸掛吊車廠房內有震動設備廠房內有震動設備山墻抗風柱支在下弦上山墻抗風柱支在下弦上滿足其一滿足其一即要設置即要設置沿縱向柱列設在屋架端節間平面內沿縱向柱列設在屋架端節間平面內（4 4）垂直

8、支撐）垂直支撐形成幾何不可變體系形成幾何不可變體系的的必要構件必要構件，與上、下橫向水平支撐一起，與上、下橫向水平支撐一起形成形成“盒子盒子”，作為幾何不可變基本單元。，作為幾何不可變基本單元。L L30m30m時，兩邊各一道跨中一道。時，兩邊各一道跨中一道。L L30m30m時，除兩邊及中間外，還應在時，除兩邊及中間外，還應在端部與中部之間加設一道。端部與中部之間加設一道。 18 m30mc)la)400060006000c)d)300040003000300060006000a)b)400060006000ll0150200l聯系尺寸l0l0l內移尺寸a)b)c)（一）屋架的要尺寸一）屋架

9、的要尺寸 （1）跨度： 柱網軸線間距為屋架標志跨度柱網軸線間距為屋架標志跨度l計算跨度是屋架兩端支座反力的距離計算跨度是屋架兩端支座反力的距離0la.建筑要求及運輸要求(3.85m）b.剛度要求vvc.經濟要求使桁架桿件總重最小的高度剛接時一般不小于跨度的剛接時一般不小于跨度的1/181/181/101/10，一般為一般為1.81.82.4m2.4m緩坡梯形屋架：緩坡梯形屋架：1.81.82.1m2.1m陡坡梯形屋架為陡坡梯形屋架為0.50.51m1m一般梯形屋架和平行弦屋架：一般梯形屋架和平行弦屋架： Lh)6/110/1 ( 三角形屋架：Lh)1/41/6(中央高度中央高度iLhh002/

10、1i坡度坡度對于對于15m15m的三角形屋架和的三角形屋架和 24m24m梯形和平行弦屋架，梯形和平行弦屋架， 采用起拱，采用起拱，一般為一般為L/500L/500。1 1、荷載匯集、荷載匯集assaP/2aaPPaPaaPPaPPP/2屋架屋架（1 1）全部恒載）全部恒載+ +全部活載全部活載（2 2）全部恒載）全部恒載+ +半跨活載半跨活載（3 3）半跨屋面板）半跨屋面板+ +半跨活載半跨活載（1 1）計算假定）計算假定: : a.a.桿軸匯交于節點中心；桿軸匯交于節點中心； b.b.節點為鉸接；節點為鉸接； c.c.荷載集于節點（節間荷載向兩相鄰節點分配）荷載集于節點（節間荷載向兩相鄰節

11、點分配）（2 2）計算方法）計算方法： a.a.電算；電算； b.b.手算：圖解法（幾何不規則屋架）手算：圖解法（幾何不規則屋架） 解析法（幾何規則屋架）解析法（幾何規則屋架）（3 3）節間荷載引起的局部彎矩）節間荷載引起的局部彎矩0.800.60 0 0.800.600.60 0 0.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.601 1、截面選擇的原則、截面選擇的原則（1 1）選擇合理的截面形式）選擇合理的截面形式（2 2）規格盡可能統一）規格盡可能統一（3 3）經濟、構造簡單、施工方便）經濟、構造簡單、施工方便2

12、 2、桿件計算長度、桿件計算長度0y0 x,lll0y0 x, llllll0y0 xll0.90llll0y0 x0.8 ，端斜桿端豎桿上弦桿上弦桿中央豎桿下l1N2N1l1N1N2l1N1N2abcabcabc11210y0 x5 . 0)0.250.75(lNNllll ，另：另：鋼管，輕型鋼屋架不加節點板，嵌固作用小 llloyoxoxoy2ll上弦桿：上弦桿：故：故：xy2ii 選（選（b）或（）或（f）oxoyll下弦桿：下弦桿：故：故：xyii 選（選（b）或（）或（f）oxoyll故：故：xyii 選（選（a）或（）或（g）oxoy25. 1ll一般腹桿：一般腹桿：故：故：xy

13、25. 1ii 選（選（a）連垂直支撐的豎桿，為保證連接不偏心，選（連垂直支撐的豎桿，為保證連接不偏心，選（d）oxoyll支座斜桿：支座斜桿：故：故：xyii 選（選（a）或（）或（c）（1 1）拉桿）拉桿 ：按凈截面強度要求選擇截面， 并 進行剛度驗算；查10070當當壓力較小時可按剛度要求選擇截面壓力較小時可按剛度要求選擇截面fNAx(y)lilioyyoxx（2 2）壓桿）壓桿：按穩定要求選擇截面，可假設：ld1015ld5080ld1111b)a)ld1015拉桿：l ld80i1 1 且不少于1塊壓桿：l ld 40i1 1 且不少于2塊（1）等肢角鋼不小于454、 不等肢角鋼不小

14、于56364（2）承受集中荷載角鋼肢最小厚度支承處總集中荷載（支承處總集中荷載（kN）25405575Q235Q235角鋼厚度（角鋼厚度（mm）8101214不不滿足時的處理辦法：滿足時的處理辦法：7、節點板厚度梯形鋼屋架腹桿梯形鋼屋架腹桿最大內力設計值（最大內力設計值（kNkN）180181300 301500 501700Q235Q235支座節點板厚度支座節點板厚度(mm)(mm)10101214Q235Q235中間節點板厚度中間節點板厚度(mm)(mm)6881012節點設計包括：節點設計包括： 上弦、下弦一般節點；上弦、下弦一般節點； 屋脊節點（拼接節點）；屋脊節點（拼接節點）； 下弦

15、中央節點（拼接節點）；下弦中央節點（拼接節點）； 支座節點。支座節點。N51015mme 1520mm 100mm 100mmN2N3eeN4N1 1 1）各桿的形心線應在節點上匯交于一點；）各桿的形心線應在節點上匯交于一點； 2 2）角鋼肢背至形心線的距離取）角鋼肢背至形心線的距離取5 5mm的模數；的模數； 3 3）節點上腹桿與腹桿、腹桿與弦桿之間的凈距不小于）節點上腹桿與腹桿、腹桿與弦桿之間的凈距不小于 15152020mm； 1 1、節點設計的一般要求節點設計的一般要求4 4）通常節點板）通常節點板伸出弦桿角鋼伸出弦桿角鋼101015mm15mm；N2e 1520mmN16 6）角鋼切

16、角角鋼切角（）（）（）（）（）（）（）（）8 8）角鋼截面改變）角鋼截面改變N1N2eM=N1eiiiKKMM（1 1）一般節點）一般節點N51015mme 1520mm 100mm 100mmN2N3eeN4N11423弦桿與拼接角鋼之間的焊縫：弦桿與拼接角鋼之間的焊縫：wffw7 . 0fhNlN 兩側弦桿內里較大值。兩側弦桿內里較大值。弦桿與節點板之間的焊縫計算同前，弦桿與節點板之間的焊縫計算同前，但應注意但應注意N的取的取值值ba加勁肋底板節點板切口cea.a.底板毛面積：底板毛面積：0AfRbaAcb.b.底板厚度：底板厚度：mm166且fMtba加勁肋底板節點板切口ce c. 加勁肋加勁肋 懸臂梁懸臂梁wf2f2f2wf7 . 02)4()4(67 . 024flhbRlhRw高度取決于節點板高度取決于節點板的尺寸，厚度略小的尺寸，厚度略小于節點板厚度。于節點板厚度。與節點板件的焊縫：與節點板件的焊縫：4Rba加勁肋底板節點板切口cewffwff7 . 0flhRd. 底底板與板