多层轻钢结构工业厂房的设计与应用

多层轻钢结构工业厂房的设计与应用
多层轻钢结构工业厂房的设计与应用

多层轻钢结构工业厂房的设计与应用

多层轻钢结构工业厂房的设计与应用

中图分类号:TU391文献标识码:A文章编号:

近年,随着我国经济建设的迅速发展,多层轻型钢结构厂房以其自重轻、用钢量少、抗震性能好、施工速度快等特点获得了广泛应用,具备相当的竞争力。本文结合某多层轻钢结构厂房,论述了其设计方法及结构特点,并进行了经济指标的比较,为今后类似工程的推广与应用提供一些有益的经验。

一、多层轻钢结构厂房的特点

1.1采用轻型围护结构

带彩色涂层的压型钢板和夹芯金属板,以其自重轻,保温隔热效果好,安装速度快,外表美观的优点,已经取代传统多层厂房的砌体围护墙体,成为多层轻钢厂房不可缺少的围护材料。轻型围护结构有利于大幅度减轻结构自重和降低对基础的要求。

1.2层高与柱网尺寸大

相对多层民用建筑,多层轻钢厂房根据工艺要求,层高比较大,一般为4-8m,如一个4层厂房的高度可相当于8层民用建筑;多层轻钢厂房内部空间大,柱距多为6-12m,有时达到18m。

1.3活荷载大

由于原料堆放以及生产工艺的要求,多层轻钢厂房的活荷载多为2.5-20kN/m2,远大于多层民用建筑的活荷载。

1.4较多的县桂与集中荷载

多层厂房的悬挂荷载主要包括安装荷载。工艺流水线,吊车等荷载,而集中荷载主要包括设备自重,有时还会有设备振动荷载。

1.5结构错层布置

多层民用建筑的结构多为对称布置,而对于多层轻钢厂房,为了满足工艺要求,常常会出现结构错层现象,这使得楼板不再完整,质量沿高度分布的均匀性被破坏,在地震作用下,可能发生扭转。并且由于“短柱效应”,使得水平剪力成为某些柱段的控制因素。

1.6施工周期短

与传统的钢筋混凝土厂房相比,多层轻钢厂房的设计,生产,施工趋于一体化,加之现场少焊接,少湿作业,这些都有利于缩短周期,加快资金流通。

二、多层轻钢厂房的结构布置

2.1结构体系

多层厂房宜采用由工形或箱形桩和工形梁组成的空间框架体系,构件多为钢板焊接。这种体系侧向刚度较小,需设置侧向支撑,或结合电梯井的布置,可采用框架一抗剪桁架结构,框架一抗剪钢板剪力墙,框架一钢混剪力墙体系,确保对结构水平位移的控制。

2.2柱网布置

厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱

网的平面布置,过去我国习惯上将柱距模数定为3m(常用3m ,6m,12m等),而对于多层轻型钢结构厂房而言,钢架的间距宜为6m,亦可采用4.5m,7.5m,9m,12m。刚架的跨度可根据工程需要灵活设定。

2.3支撑体系

多层厂房轻钢结构侧向刚度较弱,为了抵抗水平风荷载和地震作用,减小层间侧移,应在设置柱间支撑的开间,同时设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系。

2.4节点构造

多层钢结构厂房柱多采用焊接工形或箱形载面。由于工形载面腹板比较薄,故在弱轴方向与梁的连接多采用铰接,而强轴方向采用刚接形式。同时多层房屋钢结构的板件宽厚比大,应尽量避免工地现场焊缝连接。图1给出了常用的多层轻钢房屋梁柱连接节点示意图。

2.5围护结构

为了减轻多层厂房的自重,围护结构多采用轻质材料。外墙体常采用非自承重式轻型墙体,底层墙体常采用空心粘土砖砌体。

内隔墙可采用空心砌块、加气混凝土块等轻质填充墙或轻钢龙骨石膏板。

层盖结构多采用檩条体系,或轻钢网架或轻型桁架加铺轻质保温层和压型彩钢板。

2.6楼面构造

多层钢结构厂房的楼板必须有够的承载力、刚度和整体性,当前主要采用以下两种形式:

(1)压型钢板组合楼盖:这种楼盖的具体做法是在钢梁上铺设压

型钢板,再浇注100-15mm的钢筋混凝土板,压型钢板与钢梁之间用栓钉连接。设计时如考虑钢梁和楼板的组合作用,则次梁设计的用钢量将比不考虑组合作用时节省25-35%,且能有效降低梁高,提高

楼层将空,这种设计方法将有效降低多层厂房的总用钢量。

(2)预制板叠合层组合楼盖:这种楼盖的具体做法是钢梁上铺设

预应力钢筋混凝土薄板,再浇注100-150mm的钢筋混凝土板。这种

做法由于省去压型钢板而使总造价大为降低,是一种有广泛应用前景的楼面结构。

2.7基础形式

多层轻钢厂房的基础多采用柱下独立基础,条形基础,十字型基础,如场地土条件较差可采用片筏形基础或桩基础。基础梁多采用现浇或预制混凝土梁,也可采用钢基础梁,但通常将埋置在地面以下的柱脚和钢梁外包混凝土,以解决防腐问题。

三、多层轻钢厂房的计算与设计要求

3.1计算方法

虽然目前有一些于手算的简化公式,但实际中一般采用通用有限元结构分析程序或钢结构设计专用程序。

对于设计地震烈度为6度以上的地区,必须考虑水平地震作用。结构布置均匀的多层轻钢厂房可采用底部剪力法计算。

3.2设计的基本

对于多层轻钢厂房,框架梁柱不仅应满足承载力要求。还要同时满足刚架柱构件稳定性与钢框架的整体稳定性要求。

此外对主刚架整体横向刚度的检验也是必不可少的,具体要求如下:

A.在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比不宜大于1/500

B.层间相对位移与层高比不宜大于1/400

C.在常遇地震作用下,层间侧移不超过楼层高度1/250。

D.顶层的层间移可取1/50,但是为了与下层刚架柱保持一致,应取1/200。

四、典型工程实例

4.1工程背景

某工程是炼油配套装置的多层轻钢结构厂房。总建筑面积达10782.0m2,平面呈矩形,总长为84.0m,宽27.9。其中主体部分为4层,局部6层。本工程结构平面布置如图2所示,剖面结构布置图见图3。首层层高6.9m,二-四层层高分别为6.0m、5.1m、5.1m;夹层层高3.0m。建筑物总高22.1m,柱距纵向为6.0m横向为6.9m、7.5m、13.5m。

主承重结构体系为三跨工形载面钢框架结构体系;层面采用薄壁型钢C型檩条和双层保温层面板;柱与基础均刚性连接,柱下独立基础,楼面采用压型钢板组合楼盖。墙面采用外挂夹芯板的形式;内墙均为轻钢龙骨石膏板轻质隔墙。

4.2设计分析计算

4.2.1计算荷载

工程所在地基本风压为0.55kn/m2;设计地震烈度为7度近震,IV类场地。主要荷载按表1取值。

表1主要荷载取值(Kn/m2)

4.2.2计算工况

《建筑钢结构设计手册》规定,多层轻钢结构(无吊车情况下)

需考虑以下几种荷载组合工况:

11.2×恒载效应标准值+1.4×活荷载效应标准值

21.2×恒载效应标准值+1.3×(风荷载+活荷载)效应标准值

31.2×生力恒载效应标准值+1.3水平地震作用效应标准值+

1.4×风荷载效应标准值

41.2×恒载效应标准值+1.4×活荷载效应标准值(第一、三跨布置)标准值

4.2.3计算方法

结构分析计算利用有限元析软件SATWE和STS完成框架杆件强度、刚度、自振周期的计算。由于纵向对称,可简化为平面结构模型。将框架附属结构简化为荷载处理。其中框架柱与基础为刚性连接.

4.3结果分析

4.3.1结构振型与自振周期

结构水平方向的主要振型无明显突变,说明结构沿高度方向质量和刚度分布合理。X方向的6个基本自振周期见表2

表2结构的X方向的自振周期(s)

4.3.2主要构件自尺寸

本结构框架梁柱采用焊接工字形截面,框架柱间采用双角钢和双槽钢支撑,根据计算分析结果,对梁、柱截面规格尺寸进行了优化和归并,主要梁柱截面及其工程用量见表3所示

表3 梁柱截面形式(Q345钢材)

4.4计算结果

4.4.1构件的强度、刚度与稳定性

计算分析表明,各种梁、柱设计应力均控制在规范允许设计限值的90%,结构构件的强度、刚度和稳定性好。

4.4.2结构水平移

结构分析过程中分别计算了结构在水平风荷载和地震作用下产

生的侧向位移,主检结果如下:

A.水平风荷载作用

X方向最大层间位移d/h=1/464

X方向最大顶点位移D/H=1/572

B.水平地震荷载作用

X方向最大层间位移d/h=1/710

X 方向最大顶点位移D/H=1/954

以上结果均满足侧向位移的要求。

五、结论

本工程地上部分材料用量约为50.4kg/?(不含压型钢板)。按现行基价核算,造价可以传统的钢筋混凝土结构方案持平,甚至略低于筋混凝土方案,如果考虑压型钢板组组合楼盖或预制板叠合层组合楼盖的组合作用,次梁用钢量将减少25%.

从这本工程实例分析中不难看出,轻型钢结构体系可大幅度降低材料用量,从而降低工程总造价,多数情况下低于传统钢筋混凝土结构多层工业厂房,所以,综合经济效益优良的多层轻钢厂房,将会有广阔的应用前景。

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浅谈多层工业厂房结构设计 摘要:本文主要是阐述了多层工业厂房的特点,并分析了多层工业厂房结构设计的特点及结构计算中应注意的问题,指出结构方案设计在整个设计过程中的重要性。 关键词:工业厂房;结构设计;要点 一、多层工业厂房的特点 1.1 平面结构布置和柱网布置多层工业厂房在平面布置中,通常为了满足工艺要求,使结构布局不规整,柱网不规则,布梁不整齐,甚至有工艺要求在主受力构件上开孔的现象。同时厂房内部一般空间较大,柱距多为6~12m,局部有抽柱设计的,柱距会增大到18m 以上。这使得结构传力复杂,受力不明确,设计中容易产生应力集中现象。 1.2 竖向结构布置和层高多层工业厂房的层高较大,能达到4~8m,且竖向布置经常出现错层、夹层,楼板开大洞,这使得楼板无法提供足够的平面内刚度,结构有效质量沿竖向分布不均匀。在地震作用下,结构可能产生“短柱效应”,使得局部柱段水平剪力成为截面设计的控制因素。 1.3 各种类型的荷载工业厂房的集中荷载主要包括设备自重,有时还需要考虑设备的震动扰力,根据规范要求进行动力计算。悬挂荷载主要包括管道荷载,吊车荷载,有时管道还产生水平荷载及弯矩。板面荷载主要根据生产工艺的要求,在不同的生产楼地面有不同的活荷载取值,但这种活荷载一般均大于民用建筑中的活荷载。

1.4 楼面及基础形式工业厂房楼面一般采用现浇钢筋混凝土楼面,但由于工艺所提设备荷载要求,楼板或出现开洞,或出现局部厚度变化。厂房的基础形式多采用柱下独立基础,柱下条形基础,若地基承载力低,可采用灰土挤密桩、砂桩等方法处理,亦可采用灌注桩,直接作用在坚硬的土层上面。 1.5 轻型围护结构工业厂房的围护结构一般不作为承重体系,通常采用轻质材料,屋盖结构多采用钢桁架檩条体系加铺轻质保温层。此种轻型围护材料有利于减轻结构自重,减少地震反应。 二、多层工业厂房的结构体系 2.1 框―排架结构体系此种结构体系厂房横向为刚接框架结构,纵向为排架结构,纵向设置柱间支撑抵抗水平荷载。这种结构形式的厂房横向较短,纵向较长,并采用设置结构缝的方式,增大厂房的纵向长度,但柱间支撑可能会对工艺的布置造成影响。 2.2 纯框架体系把厂房纵横向两个方向都设计成刚接框架,不设置柱间支撑。这种结构形式的使用空间不受影响,但柱子在两个方向的截面惯性矩要求基本相同(如箱型柱),增大了钢材用量。 2.3 钢架加支撑的混合体系钢架加支撑的混合体系不同于第一种形式,它将纵向设计成钢架和支撑混合的形式,凭借混合支撑来抵御水平力。这种形式能避免柱的纵向弯矩,但楼面的刚度必须符合设计要求,否侧柱子间会出现不协调的变形,柱子的支撑的作用也会受到影响。 三、多层工业厂房结构设计应注意的问题

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工业厂房设计规范2017 第一章总则 第1.0.1 条为了使厂房建筑主要构配件的几何尺寸达到标准化和系列化, 以利于工业化生产,特制订本标准。 第1.0.2 条本标准适用于: 一、设计装配式或部分装配式的钢筋混凝土结构和混合结构厂房; 二、编制厂房建筑构配件标准设计图集。 注:①设计钢结构厂房、受条件限制的改(扩)建厂房、现浇式钢筋混凝土 结构厂房、工艺对厂房有特殊要求的厂房或按本标准设计在技术经济上会产生显 著不合理的厂房,可不执行本标准的某些规定; ②采用新技术、新结构和新材料的厂房,可不受本标准某些规定的限制。 第1.0.3 条在一个建设场地内,确定各厂房设计方案时,宜使构配件的类 型统一。 第1.0.4 条在技术经济合理的基础上,厂房的体形应力求简单,避免设置 纵横跨和多跨厂房中的高度差。

第1.0.5 条在编制厂房建筑构配件标准设计图集时,应使用途相同的构配 件具有最大限度的互换性。 第1.0.6 条厂房建筑设计除应符合本标准的有关规定外,还应符合现行有 关国家标准的规定。 第二章基本规定 第2.0.1 条厂房建筑的平面和竖向协调模数的基数值均应取扩大模数3M。 注:M 为基本模数符号,1M 等于100mm 第2.0.4 条厂房建筑构件的竖向定位,可采用相应的设计标高线作为定位 线。 第2.0.5 条本标准所称构件的长度、宽度和高度均为标志尺寸。限定标志 尺寸的面应为该构件的定位平面。 第2.0.6 条钢筋混凝土结构的单层厂房,宜采用柱子下部为刚接和柱顶与 屋架或屋面梁为铰接的排架结构方案。 第2.0.7 条钢筋混凝土结构的多层厂房,梁与柱的连接处,宜采用横向为 刚接和纵向为铰接或刚接的框架结构方案。

多层住宅框架结构设计实例与分析

多层住宅框架结构设计实例与分析 摘要:本文基于现行规范,结合近年来参与的油田住宅项目工程实例,利用概念设计,对多层住宅框架结构的梁、柱等重要结构构件设计以及电算过程中需注意的问题进行了总结探讨,为以后类似的工程设计积累经验。 关键字:现浇板共同作用梁铰接轴压比剪跨比 Abstract:Based on the present regulation, in this paper, according to the oil field house project construction sample, through the concept design, it is necessary to conclude and discuss in the multi-layer house frame construction beam, column design and zooming process for references. Key Words: cast plate combined action; beam pin joint; axel pressure ratio; snip span ratio 一、概述 胜南社区南苑新区二期住宅,以90型2单元为例,七层框架结构,建筑物总高度为19.8m,总建筑面积为2668m2。抗震设防烈度为七度、设计地震分组为第二组,设计基本地震加速度值为0.10g。场地土类型为软弱场地土,场地类别为III类。钢筋混凝土结构抗震等级:三级;地基基础设计等级:丙级;结构的设计使用年限:50年。二、梁设计 在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时,是否考虑现浇板的共同作用效应?如果和对梁端跨进行调整?下面结合本工程从概念设计的角度做粗浅的探讨,以利于工程的优化设计。 2.1关于现浇板共同作用的考虑 目前框架结构均采用梁板整体现浇,在水平荷载作用下,通过框架梁和现浇板的共同受弯来约束柱顶的转动,使柱子产生自上而下的反弯曲。由于梁板的共同作用,不仅提高了框架梁的截面刚度,还提高了梁端负弯矩承载能力。在现浇板共同作用下,对梁的设计采取以下措施进行调整: 2.1.1为实现“强柱弱梁”的目的,形成具有延性的结构,梁端弯矩在SATWE 程序的调整信息下调整,梁端弯矩的条幅系数取0.85; 2.1.2 本工程现浇楼板采用刚性楼板假定,考虑到现浇楼板对梁抗扭的有利作用,对梁的扭矩进行折减,折减系数取0.4; 2.1.3 梁和楼板连成一体按照“T”形截面梁工作,因此对梁的刚度进行放大,边框架梁刚度放大系数取1.2,中间框架梁取1.4.

分析多层工业厂房结构设计

分析多层工业厂房结构设计 发表时间:2018-01-07T19:21:52.343Z 来源:《基层建设》2017年第30期作者:廖文兵 [导读] 摘要:随着我国经济建设不断发展,对钢结构重型工业厂房的使用要求越来越高,重型工业厂房在高度、跨度、柱距、平面尺度、吊车吨位等方面有着不断加大的趋势。 广州华跃电力工程设计有限公司广东广州 510000 摘要:随着我国经济建设不断发展,对钢结构重型工业厂房的使用要求越来越高,重型工业厂房在高度、跨度、柱距、平面尺度、吊车吨位等方面有着不断加大的趋势。因此,结构的方案设计在整个设计过程中的重要性越来越显著。在多层工业厂房修建过程中厂房的结构设计是否能够满足工厂日常生产过程中的要求是现代厂房设计工作中的重点。当今我国的多层工业厂房结构设计还存在着很多的问题,例如柱截面面积选取问题、柱子长细比取值等。 关键词:多层工业;厂房结构设计 引言 随着国民经济的迅速发展,工业建筑要不断满足现代大工业生产,工艺不断更新的要求,过去那种单一功能,单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要,联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外,建设用地的紧张以及工艺流程的需要,越来越多地多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大、开洞多、有多层吊车,在设计过程中,有些问题值得总结和探讨。 1 多层工业厂房的特点 1.1 平面结构布置和柱网布置多层工业厂房在平面布置中,通常为了满足工艺要求,使结构布局不规整,柱网不规则,布梁不整齐,甚至有工艺要求在主受力构件上开孔的现象。同时厂房内部一般空间较大,柱距多为6~12m,局部有抽柱设计的,柱距会增大到 18m 以上。这使得结构传力复杂,受力不明确,设计中容易产生应力集中现象。 1.2 竖向结构布置和层高多层工业厂房的层高较大,能达到 4~8m,且竖向布置经常出现错层、夹层,楼板开大洞,这使得楼板无法提供足够的平面内刚度,结构有效质量沿竖向分布不均匀。在地震作用下,结构可能产生“短柱效应”,使得局部柱段水平剪力成为截面设计的控制因素。 1.3 各种类型的荷载工业厂房的集中荷载主要包括设备自重,有时还需要考虑设备的震动扰力,根据规范要求进行动力计算。悬挂荷载主要包括管道荷载,吊车荷载,有时管道还产生水平荷载及弯矩。板面荷载主要根据生产工艺的要求,在不同的生产楼地面有不同的活荷载取值,但这种活荷载一般均大于民用建筑中的活荷载。 1.4 楼面及基础形式工业厂房楼面一般采用现浇钢筋混凝土楼面,但由于工艺所提设备荷载要求,楼板或出现开洞,或出现局部厚度变化。厂房的基础形式多采用柱下独立基础,柱下条形基础,若地基承载力低,可采用灰土挤密桩、砂桩等方法处理,亦可采用灌注桩,直接作用在坚硬的土层上面。 1.5 轻型围护结构工业厂房的围护结构一般不作为承重体系,通常采用轻质材料,屋盖结构多采用钢桁架檩条体系加铺轻质保温层。此种轻型围护材料有利于减轻结构自重,减少地震反应。 2.多层工业厂房结构主要体系 多层工业厂房的结构主要有纯框架、框架、钢架加支撑的混合体系三种: ⑴.钢架加支撑的混合体系。可以有效地减少柱的纵向弯矩,但要求楼面刚度大,否则柱子间的变形不协调,无法充分发挥柱间支撑的作用。 ⑵.纯框架体系。框架体系没有柱间支撑,纵横方向都采用框架结构,这样会使厂房的空间部分充分发挥其功能,但框架体系中的柱要采用箱形,而不能釆用工字型,同时使用的钢量还需要增加。 ⑶.框架—支撑体系。该体系横向设计成刚接框架,纵向设计成柱—支撑体系,用柱间支撑抵抗水平荷载。该体系经济节约,但柱间支捸可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长,横向较短的厂房。 3.多层工业厂房承重柱截面高度取值问题 多层工业厂房的承重柱截面高度的取值往往存在偏小的情况,这种情况的出现原因一般是由于设计人员对抗震结构设计的把握不到位导致的。在部分要求建筑结构设置抗震等级的地区,厂房的抗震等级一般被设定为抗震烈度六级,但是设计人员通常对这个等级的抗震结构认为是不设置抗震结构的厂房结构,所以厂房的承重柱截面高度取值就会导致偏小的情况出现。如果出现了这种情况就会导致柱子和梁的线性刚度比偏大,使原来的刚性结构转化成铰支结构,柱就会受到偏心压力产生扭矩效应。这种设计会导致建筑物在日后的使用过程中,由于混凝土偏心受压并且没有在反向受拉区设置足够的钢筋,导致混凝土柱遭到破坏进而厂房的结构受到影响。另外,这与原本厂房设计过程中要求的抗震机构也有着本质的区别,在地震发生过程中,由于柱子并没有形成比较大的结构承载能力并且本身就存在着一定的结构弱点,导致地震造成的厂房结构破坏。 4.多层工业厂房中构造柱和承重柱混淆 承重柱顾名思义,要承担建筑物的重量,一般情况,楼板荷载传到梁上,梁的荷载再传到柱子上,柱子传到基础上。而构造柱主要是为了实现结构的整体性而设置的一种柱。在厂房设计过程中,构造柱和承重柱混淆是指利用构造柱来代替承重柱使用。通过上文承重柱和构造柱的基本介绍我们知道,构造柱并不具有承重能力,只是为了体现结构整体性而设置的,所以如果发生替代现象,就会导致结构的承载能力出现问题。另外构造柱的另一个作用也可以当作抗震机构来使用,构造柱和圈梁组成的整体在地震发生过程中,能够有效的提升结构整体刚度,降低建筑被破坏的几率。所以这种混淆设计的现象容易导致建筑物的抗震能力下降。或者构造柱提前受力,导致构造柱的设计要求达不到承载力要求导致破坏,丧失其功能。所以笔者在厂房的构造柱和结构柱设计过程中建议设计人员能够先了解两种柱子的用途和功能,然后通过对厂房结构的荷载和自重进行计算,来计算出柱的承载能力然后进行承重柱设计。对构造柱的设计中如果遇到跨度比较小的时候,也可以将构造柱控制在梁的下部,但是要与承重柱区别对待,严禁替代现象出现。 5.多层工业厂房结构设计应注意的问题 多层工业建筑和多高层民用建筑之间的结构形式、荷载都各有其特点,它的跨度大,层高高,楼板较厚,内隔墙少,存在吊车荷载,在使用软件进行空间分析时,有些问题需加以注意。

大学毕业设计-轻钢结构厂房毕业设计论文样板

毕业设计(论文)任务书 专业(班级): 姓名: 指导教师: 下发日期: 题 目 某给水设备厂生产车间 专 题 轻型门式刚架单层工业厂房 一、主要内容、任务及要求 拟在某开发区内建造一生产车间。结构形式:采用轻钢结构单层工业厂房形式,围护结构采用双面复合彩钢夹心板。立面应时尚、简洁、美观;平面应满足生产工艺的制作要求。应认真贯彻“适用、安全、经济、美观的设计原则,设计中应掌握建筑与结构设计全过程的基本方法和步骤,认真考虑影响设计的各项因素,认真处理好结构与建筑的总体与细部关系,了解和掌握与本设计有关的设计规范和规定,并在设计中正确运用它们。选择合理的结构与构造型式、结构体系和结构布置,掌握工业建筑钢结构的计算方法和基本构造要求。 养成独立分析思考的习惯,勇于创新,小组成员方案有所不同。 图1 厂区总平面图 玩具厂 拟建 人民路 民主路 农田 北

图2 平面布置图 图2 平面布置图 二、主要技术参数 (一)工程概况 1、建筑面积:2000m 2 ±10%,土建总投资:250万元。 2、建筑等级:结构安全等级Ⅱ级,耐火等级为Ⅱ级,采光等级为Ⅲ级。 3、结构形式与结构体系:单层带吊车的轻钢结构体系,跨度24m 。 4、生产工艺概况 (1) 工艺流程如下:材料库 → 机械加工(包括焊接) → 部件组装,半成品检验 → 总装 → 成品检验。平、立面布置图见附图1。 (2) 定员:车间一班制,总人数200人,其中女工占20%,管理人员占10%。 (3) 生活间设计要求:按照工作人员人数设置卫生间和淋浴室。 (4) 层高、层数:生产区为单层,生活区为二层,层高自定。室内外高差自定。 (5) 生产特征:采光可选用自然采光与人工采光相结合。生活间每层设有男女厕所、存衣室、盥洗室及办公室等,生活间要与车间联系方便。 (二) 自然条件 1、 气温:冬季采暖计算温度-7℃,夏季通风计算温度27℃。 2、 风向:夏季主导风向东南,冬季主导风向西北。 3、 降雨量:年降雨量767.4mm ,小时最大降雨量120.4mm 。 19.2t 吊车总重附图3 5t大车轮距示意图中级 级别台数1 起重量5t 22.5m 吊车跨度软钩 钩制小车重1.8t 8.5t 最大轮压19.2t 吊车总重附图3 5t大车轮距示意图 中级 级别台数1 起重量5t 22.5m 吊车跨度软钩 钩制小车重 1.8t

(工厂管理)多层厂房介绍

第十六章多层厂房设计 学习目标: 1. 了解多层厂房的特点、适用范围及常用结构类型。 2. 了解并掌握多层厂房平面设计、剖面设计和立面造型设计的基础原理。 3. 了解几类有特殊要求厂房的设计基本特点。 1.概述 建国初期,多层厂房在工业建筑中占的比例较小。但随着国家产业结构的调整,精密机械、精密仪表、电子工业、轻工业、国防工业的迅速发展,工业用地日趋紧张,从七十年代中期开始,多层厂房迅速发展起来。

1.1多层厂房的主要特点 (1)生产在不同标高的楼层上进行 多层厂房的最大特点是生产在不同标高楼层上进行,每层之间不仅有水平的联系,还有垂直方向的联系。因此,在厂房设计时,不仅要考虑同一楼层各工段间应有合理的联系,还必须解决好楼层与楼层问的垂直联系,并安排好垂直方向的交通。 (2)节约用地 多层厂房具有占地面积少、节约用地的特点。例如建筑面积为10000米2 的单层厂房,它的占地面积就需要10000米2,若改为五层多层厂房,其占地面积仅需要20002米就够了,就比单层厂房节约用地五分之四。 (3)节约投资 ①减少土建费用:由于多层厂房占地少,从而使地基的土石方工程量减少,屋面面积减少,相应地也减少了屋面天沟、雨水管及室外的排水工程等费用。②缩短厂区道路和管网:多层厂房占地少,厂区面积也相应减少,厂区内的铁路、公路运输线及水电等各种工艺管线的长度缩短,可节约部分投资。 1.2多层厂房的使用范围 多层厂房主要适用于较轻型的工业,在工艺上利用垂直工艺流程有利的工业,

或利用楼层能创设较合理的生产条件的工业等。结合我国目前情况,较轻型的工业采用多层厂房是首要的先决条件。如纺织、服装、针织、制鞋、食品、印刷、光学、无线电、半导体以及轻型机械制造及各种轻工业等。 不少工业,为了满足生产工艺条件的特殊要求,往往设置多层厂房比单层厂房有利。如精密机械、精密仪表、无线电工业、半导体工业、光学工业等等,为保证精密度需设置温湿度稳定的空调车间、为保证产品质量需作高度洁净车间、或需其它特定条件的内部要求等。如空调车间采用单层厂房时,地面及屋面会大大增加冷负荷或热负荷条件,若改为多层厂房则可将有空调的车间放在中间层,可减少冷热负荷;又如要求高度洁净条件的车间,在多层厂房中放在较上层次容易得到保证,而设在单层厂房中则难以得到保证。 1.3多层厂房的结构形式 厂房结构形式的选择首先应该结合生产工艺及层数的要求进行。其次还应该考虑建筑材料的供应、当地的施工安装条件、构配件的生产能力以及基地的自然 条件等。目前我国多层厂房承重结构按其所用材料的不同一般有混合结构 分类 ①砖墙承重 ②内框架承重 a.横墙承重 b.纵墙承重 优缺点 取材和施工均较方便,费用又较经济,保温隔热性能较好。 当地基条件差,容易不均匀下沉时,选用时应加慎重。此外在地震区亦不宜选用。适用范围 当楼板跨度在4-6米,层数在4-5层,层高在5.4米-6.0米左右,在楼面荷载 不大又无振动的情况下,均可采用混合结构。 2.多层厂房平面设计 多层厂房的平面设计首先应满足生产工艺的要求。其次,运输设备和生活辅助用房的布置、基地的形状、厂房方位等等都对平面设计有很大影响,必须全面、

工厂管理-单层工业厂房结构设计

单层工业厂房结构设计 引 言 单层工业厂房的结构设计主要包括以下几个内容: 1. 单层厂房结构布置; 2. 结构构件的选型; 3. 排架结构设计; ①荷载计算:恒、屋面活载(或雪载或积灰荷载)、风载、吊车荷载; ②内力计算; ③内力组合; ④截面设计 4. 基础设计; 5. 其它构件设计(抗风柱、预埋件等); 6. 施工图的绘制。 以下结合一具体实例,详细对单层厂房结构设计的各步骤进行讲解。 例题:某金工车间为双跨等高无天窗厂房,跨度24m ,柱距为6m ,车间总 长为66m (不考虑伸缩缝)。厂房每跨各设一台20/5t 及5t 中级工作制吊车,吊 车轨顶标高+9.90m 。基本风压为0.30kN/m 2,基本雪压0.2kN/m 2,7度抗震设 防。厂址地形平坦,厂区地层自上而下为: (1)耕土层:厚约0.5m ; (2)黄土状亚粘土:可塑稍湿,厚约2m ,地基承载力标准值; 2N/m 180k f k =(3)中砂:中密,很湿,厚约4~5m ,地基承载力标准值; 2N/m 280k f k =(4)卵石:其颗粒空隙由中砂填充,中密,厚约5~7m ,; 2N/m 600k f k =(5)基岩:表层中等风化,本层钻进深度2m 。 厂区地层(除表土层)承载能力较高,是建筑的良好地基。厂区冲积层潜 水,据4~5份观测资料,地下水位高程为 -8.00m ,根据调查及对有关资料分 析,厂区最高水位为 -6.00m ,且无腐蚀性。 供建厂使用的主要材料有: (1)钢材:钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构所需的钢筋种类、型钢及

钢板可保证供应并备有各种规格。 (2)水泥:普通硅酸盐水泥,可配制C10~C40级混凝土。 (3)砖:普通粘土空心砖,强度等级为MU7.5。 (4)其它:如砂石、石灰等地方材料均能按设计要求供应。柱子可在现场预制。该项目的施工单位有较高的施工水平,如果设计采用国家标准图及普通作法,其施工质量均能达到设计及施工验收规范的要求。 建筑构造: (1)屋面:卷材防水屋面,其做法为: 三毡四油上铺小石子防水层 80mm泡沫砼保温层 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 预应力混凝土大型屋面板 (2)墙体:240mm厚砖墙,水泥砂浆粉刷内外墙面,铝合金门窗。 (3)地面:室内为混凝土地面,室内外高差150mm。 设计任务: 1.单层厂房结构布置; 2.选用标准构件; 3.排架柱及柱下基础设计。 设计内容: 1.确定上、下柱的高度及截面尺寸; 2.选用屋面板、天窗架、屋架、基础梁、吊车梁及轨道连接件; 3.计算排架所承受的各项荷载; 4.计算各种荷载作用下排架的内力; 5.柱及牛腿的设计,柱下单独基础设计; 6.绘制施工图 (1)结构布置图(屋架、天窗架、屋面板、屋盖支撑布置;吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置); (2)基础施工图(基础平面布置图及配筋图); (3)柱施工图(柱模板图、柱配筋图)。

多层框架房屋建筑结构设计要点

多层框架房屋建筑结构设计要点 发表时间:2018-05-18T11:42:30.750Z 来源:《基层建设》2018年第3期作者:黄小宇任顺利李白 [导读] 摘要:当今的时代是一个发展迅猛的时代,对于建筑行业来说也是如此。随着建筑行业多元化程度的不断深入,框架结构越来越走入人们的视线,也逐渐被人们所喜爱。框架结构自身有着非常多的优点,它不仅自重轻,而且可以将空间分割,同时还具有抗震性好、设计灵活方便等特点,在未来的建筑行业中,框架结构设计必然会成为主流设计,也将越来越扮演着重要的角色。本文对多层框架房屋建筑结构设计要点进行了简要分析。 中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北秦皇岛 066004 摘要:当今的时代是一个发展迅猛的时代,对于建筑行业来说也是如此。随着建筑行业多元化程度的不断深入,框架结构越来越走入人们的视线,也逐渐被人们所喜爱。框架结构自身有着非常多的优点,它不仅自重轻,而且可以将空间分割,同时还具有抗震性好、设计灵活方便等特点,在未来的建筑行业中,框架结构设计必然会成为主流设计,也将越来越扮演着重要的角色。本文对多层框架房屋建筑结构设计要点进行了简要分析。 关键词:多层框架;房屋建筑结构设计;要点 1多层框架房屋建筑结构设计的特点 1.1钢筋混凝土结构框架的优点 该结构框架在具体应用过程中,具有自重轻、分隔灵活、材料使用量少等优点。同时,还能够灵活的配合地面建筑在平面上的具体布置情况,方便对较大的空间建筑结构进行合理安排;框架结构的梁、柱构件容易实现定型化和标准化,并且在具体施工建设过程中,方便应用装配整体式结构,能够大幅度缩短工程的建设工期;对现浇混凝土框架进行应用时,结构都具有较好的刚度、整体性,设计好,处理好可以使结构的抗震性达到要求标准,同时可以依据具体需求,将梁或柱的截面浇筑成特定的形状。 1.2钢筋混凝土框架结构的缺点 该结构具体应用过程中,应力集中现象十分显著,框架结构侧向刚度相对较小,是一种柔性结构框架,一旦发生地震,受地震作用影响,结构容易在水平方向发生较大位移,从而将会发生较为严重的非结构性破坏。因此该结构通常来说适用于非抗震设计中,结构中使用的水泥和钢材量较大,构建数量的总量偏多,街头工作量大,需要多次吊装,浪费大量的人力,同时在具体施工过程中,会受到环境、季节等各项因素的影响。 2多层框架房屋建筑结构设计要点 2.1多层框架地基设计 地基设计是多层框架建筑设计的基础,有着非常重要的地位。从整体来说,其设计需要注意四个方面的内容。第一,在进行建筑总体设计之前,要对地质勘测报告进行仔细的研究,充分掌握勘测结论,论证相关计算数据的准确性,根据掌握的资料来分析建筑物所处的地质条件。第二,根据目前我国多层框架的设计现状来看,大多数的框架设计是条形基础或者独立基础,在这样的情况下,进行地面的基础截面设计要充分考虑地基变形状况以及其承载力从而确定基底的尺寸。第三,地基上的浅基础设计除了要充分考虑承载力以及变形需求外,还要尽量兼顾经济性原则,做好成本控制工作。在此基础上根据地基上部的结构来选取持力层建设,而后综合考虑各方面条件,科学地、合理地分析建筑物的种类、外形、实用性以及稳定性,此外,还需引起大家尤其重视的是地下水对于建筑物的影响。第四,地基的设计除了考虑技术层面外,还要结合以往的施工经验,要将建筑物所处的水文地质条件与相关地质报告综合考虑,进而选取符合实际情况的地基处理办法。 2.2配筋结构设计 在一般的建筑物设计中,框架柱的配筋配备相对较低。框架柱配筋设计应当充分考虑到地震因素。在地震发生时,框架柱遭受的扭转剪力很大,同时也遭受着双向偏心压力,所以地震条件下很容易摧毁内柱,所以在框架柱的配筋设计时,必须综合考虑各个方面的受力情况。需要工作人员特别注意的有三点,第一点,如果建筑物所处的地基土质不坚硬,这时可以考虑加大框架柱的配筋;第二点,在设计时要提升箍筋对混凝土的制约能力,所以建议设计人员将框架柱箍筋方式设计为井字形或者菱形。第三点,由于地震发生时会对框架柱的配筋造成多个方面的冲击,因此针对角柱、边柱等区域必须保证纵筋截面的总面积超过计算值的25%左右,从而确保建筑物的质量。 2.3建筑物内力分析 建筑结构的内在竖向荷载和水平荷载存在着较大的差异。在竖向荷载计算中,可供选择的方法有分层法和弯矩二次分配法。分层法计算的要点在于将上下层两端的弹性支撑改为固定端支撑,然后用各层柱的线刚度乘以0.9,从而得到内力值。而弯矩二次分配法则需要对各个节点的不平衡弯矩进行重新分配和计算,从而得到数值。而水平荷载计算中,可以采用反弯点法和D值法,需要注意的是,D值法的计算精准度较高,但是当梁和柱线的刚度过大时,反弯点法则更能体现出准确度。所以建筑物的内力分析是一个细致而又复杂的过程,需要相关设计人员综合考虑各种因素,进而得到准确的数据,提高建筑物的安全性能。 2.4房屋建筑抗震设计 现代多层框架房屋结构的使用范围越来越越广泛,因此避免不了会在地震带施工,若地震带施工,为了确保房屋建筑的抗震能够达到要求标准,进行多层框架房屋建筑结构设计时,设计人员对结构中梁高度的选择,必须要客观、正确。若因为受各方面因素的影响,无法对取值进行确定,在条件允许的情况下,应当尽量选取相对较大的值,这样可以有效避免结构中的梁出现刚度过小的情况,在受垂直荷载影响下,梁段负弯矩计算结果与实际值相比要偏大,从而将会致使梁端负弯矩配筋量变大,引起过高抗弯矩安全储备,一旦发生地震,结构受到地震灾害影响,容易引发各种不安因素,建筑结构容易遭受破坏。进行梁端负筋设计过程中,设计人员应当尽量选择比负筋设计值偏小的值,通过这样的设计可以确保梁端塑性铰的出现时机能够满足要求。具体设计期间,设计人员要控制好梁端箍筋配置量,确保其始终都为超过负筋配质量,同时在具体期间,还应适当放宽跨中配筋。为了方便多层框架房屋家住结构施工的进行,设计人员应当将配筋现场不足5%的梁设计为同一种类型的配筋。除此之外,在建筑工程具体施工期间,需要注意,如果需要对施工中使用的材料进行改变,具体改变时,要对梁铰负筋的具体情况进行全面考虑分析,确保其合理性,避免由于材料的改变,实际配置量发生变化。 2.5设计荷载取值 在非地震设计状态下,荷载基本效应值的计算应由可变性荷载效应控制和永久性荷载效应控制来确定,在进行取值时,要选取所取值

某现浇钢筋混凝土框架结构多层工业厂房施工组织设计.doc

天津城市建设学院 课程设计任务书 2009 —2010 学年第二学期 土木工程系港口专业07港口航道与海岸工程2 班 课程设计名称:施工组织课程设计 设计题目:钢筋混凝土框架结构主体工程( D图,五段流水,一支一浇,柱、主梁模板计算) 完成期限:自2010 年 6 月7 日至2010 年 6 月18 日共 2.0 周 1.设计原始资料 1.1 工程概况 某现浇钢筋混凝土框架结构多层工业厂房,宽度19m部分为五层,宽度17m部分为四层,主体结构及主要构件尺寸见附图。工程地点位于天津市近郊。土建工程由天津市某建筑公司某分公司承包。主体结构施工期限为6个月,施工日期为5月1日至10月30日。 1.2 资源供应条件 模板采用木模版(胶合板)或定型组合钢模板,钢模板所需连接件及模板支撑件均能满足配套使用要求。钢筋在现场临时加工棚加工成型,在操作面进行绑扎。混凝土主要采用商品混凝土,并在现场设置临时搅拌棚,作为临时补充及零星混凝土使用。各种施工机具由公司机械站按施工计划供应。 1.3 现场条件 现场已达到“三通一平”标准,且基础工程已完成。现场施工范围详见附图。2.设计内容 2.1 编写工程概况和施工条件 2.2 选择施工方案 2.2.1 划分流水施工段 2.2.2 计算各施工段的工程量 2.2.3 确定施工顺序 2.2.4 选择垂直运输机械 2.2.5 选择施工方法:分别选择模板工程、钢筋工程、混凝土工程的施工方法。其中模板工程应包括模板及其支撑系统的构造设计,绘制模板构造图,并进行设计计算。2.3 编制施工进度计划

2.4 设计施工现场平面布置图 2.5 确定主要技术组织措施 3.设计要求 3.1 课程设计说明书 要求不得少于5000字(包括附表及附图),具体内容详见设计指导书。可以手写或打印,均采用A4纸。书写要用黑或蓝黑墨水,书写工整。打印时正文采用5号宋体,页边距均为25mm,行间距为18磅;文中标题采用宋体加粗,字号可适当加大。 3.1.2 说明书结构、要求及装订顺序 1.封面:按规定格式填写。 2.课程设计任务书:即本文件,需填写每人具体设计题目。 3.目录:要求给出标题及页次。打印时各章题序及标题用小4号黑体,其余用小4号宋体。 4.正文:正文应按照目录所确定的顺序依次撰写。 5.参考资料:应按规范格式撰写,可参考设计指导书。 3.2 课程设计绘图 要求2号图纸1张。内容包括:板模板配置及梁板支撑系统平面图,连梁、次梁、板模板构造及支撑系统剖面图,主梁模板构造及支撑系统剖面图,柱模板侧视图及剖面图,施工现场平面布置图。各图的比例详见设计指导书。 4.设计时间安排(共10个工作日) 4.1 布置任务、熟悉资料0.5天; 4.2 划分流水施工段及计算工程量1.0天; 4.3 施工方案中其它内容3.5天; 4.4 编制施工进度计划1.5天; 4.5 设计施工现场平面布置图0.5天; 4.6 确定主要技术组织措施0.5天; 4.7 绘图及整理说明书1.5天; 4.8 答辩及验收1.0天。 指导教师(签字): 教研室主任: 批准日期:2010 年月日 学号 施工组织课程设计

多层钢结构工业厂房结构设计要点分析

多层钢结构工业厂房结构设计要点分析 经济的快速发展改变了以往的经济发展模式,经济运行节奏不断加快,工业厂房建筑作为工业生产的重要载体也在不断的优化升级从而为工业生产提供强大的助推力。现今的工业厂房在设计建设的过程中廣泛使用“钢结构”的工业厂房结构用以取代传统的钢筋水泥建筑。多层钢结构工业厂房采用钢构件作为厂房的结构主体,并辅助以其他构件所构成的。随着经济的快速发展应当积极做好多层钢结构工业厂房结构特点的分析并在多层钢结构工业厂房设计过程中不断优化完善,确保多层钢结构工业厂房的质量。 标签:多层钢结构工业厂房;设计;结构特点 Abstract:The rapid development of the economy has changed the past economic development model,and the pace of economic operation has been accelerating. As an important carrier of industrial production,industrial plant building is continuously optimized and upgraded to provide a powerful boost for industrial production. In the process of design and construction of industrial factory building,the “steel structure” is widely used to replace the traditional reinforced concrete building. Steel members are used as the main structure of the multi-story steel structure industrial factory building,and other components are used as the auxiliary components. With the rapid development of economy,we should actively analyze the structural characteristics of multi-story steel structure industrial factory building and optimize and perfect continuously in the process of design of multi-story steel structure industrial factory building,so as to ensure the quality of multistory steel structure industrial factory building. Keywords:multistory steel structure industrial workshop;design;structure characteristics 前言 钢结构建筑以其简约的结构、极快的建设速度以及良好的建设质量在各领域中都有着广泛的应用。多层钢结构工业厂房是一种在工业厂房建设领域中应用较多也是应用较为广泛的一种建筑形式,随着新技术的不断发展并应用于多层钢结构工业厂房的设计和建设领域中不断完善着多层钢结构工业厂房设计体系。在多层钢结构工业厂房的设计过程中还需要注意结合多层钢结构工业厂房的应用领域及特点进行针对性的优化设计,提升多层钢结构工业厂房的设计质量,为多层钢结构工业厂房的使用打下良好的基础。 1 多层钢结构工业厂房的结构特点 多层钢结构工业厂房已经在工业厂房领域中得到了较为广泛的应用,多层钢结构工业厂房主要使用多层钢结构构件来作为厂房建设的主体,在多层钢结构工

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