单层工业厂房钢结构概论

钢屋架—檩条 横梁—檩条
轻型屋面板结构体系 轻型屋面板结构体系
●单层厂房钢结构用钢量
-厂房类型（根据吊车起重量分类） a.轻型 35~80kg/m2 b.中型 75~170kg/m2 c.重型 200~400kg/m2
●单层厂房钢结构用钢量
– 主要构件用钢量百分比
• 框架柱 30%~50% • 钢屋架 10%~40% • 吊车梁 15%~35% ●吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
• 上刚接下悬臂框架
–按框架跨数 • 单跨/双跨/多跨
2.1.3 横向框架及其截面选择 横向框架形式 铰接框架和刚接框架
1.柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
柱脚刚接 ：可以削减上柱柱顶的弯矩，增 大横向框架的刚度。多用此连接。
刚接柱脚详图 铰接柱脚详图
变截面梁 刚接柱脚门式刚架
肩梁
2.1.3 横向框架及其截面选择
刚度保证
纵向刚度
柱间 支撑
横向刚度
屋架与柱子 刚性连接
柱子与基础 刚性连接
2.1 结构形式和结构布置
2.1.4 柱间支撑
上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑 下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑
刚性系杆 柱顶刚性系杆
垂直 支撑
上层柱间支撑
下层柱间支撑
2.1 结构形式和结构布置
格构式柱
阶形柱的上柱
起重量较小的边柱
起重量≤50t的中柱
起重量＞50t的中柱
起重量较大的边柱
特大型厂房的下柱
图2-6 双肢格构式柱
肩梁 ：一种转换构件，将各阶柱段连在一起。
肩梁
单臂肩梁 双臂肩梁
：刚度大，整体性 好，适宜用于柱截 面宽度较大（不小 于900mm)的情形。
构造要求：为了保证对上柱的嵌固作用以及上 下柱段的受力连续性，肩梁惯性矩宜大于上柱 的惯性矩，其线刚度与下柱单肢线刚度之比一 般宜不小于25，其高跨比可控制在0.35～0.5之 间。
2.1.4 柱间支撑Fra Baidu bibliotek
➢ 1.柱间支撑的布置： 1）每列柱都要设柱间支撑。多跨厂房的中列柱的
柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间。
3.刚接框架 柱脚弯矩小；横向刚度好；受力复 杂；构造麻烦；对基础沉降适应性差。适用于 吊车起重量大、设有双层吊车或对厂房要求较 高等的单跨厂房。
横向框架形式 铰接框架和刚接框架
4.框架柱形式 格构式柱（阶梯形柱）：
上段柱：实腹式,格构式；下段柱：缀条格构式。
分离式柱：吊车肢,屋盖肢 优点：减小两肢在框架平面内的计算长度, 两肢分 别单独承担荷载 。
2.1 结构形式和结构布置
❖ 2.1.1 结构构件及结构体系
❖ 2.1.2 柱网布置和计算单元
❖ 2.1.3 横向框架及其截面选择 结构
❖ 2.1.4 柱间支撑
形式 与
❖ 2.1.5 屋架外形及腹杆形式 布置
❖ 2.1.6 屋盖支撑
2.1 结构形式和结构布置
2.1.1 结构构件和结构体系
1.厂房钢结构形式： 单层刚(框)架 多层刚架
变截面梁、柱 铰接柱脚门式刚架
加劲板 柱脚螺栓
刚接柱脚工程实例
铰接柱脚工程实例
横向框架形式 铰接框架和刚接框架
横向框架形式 铰接框架和刚接框架
横向框架形式 铰接框架和刚接框架
2.1.3 横向框架及其截面选择 横向框架形式 铰接框架和刚接框架
2.铰接框架 下柱弯矩大；横向刚度差；受力明 确，计算简单；安装方便；对基础沉降适应性 强。适用于多跨厂房、厂房高度不大刚度容易 满足或吊车起重量不大的轻型厂房或维护结构。
托架h： (1 ~1)l 10 5
托架与屋架的连接
叠接：构造简单，便于施工，但托架（托梁）受扭。
平接：可以有效地减轻托架（托梁）受扭的不利影 响，较常用。
2.1 结构形式和结构布置
2.1.3 横向框架及其截面选择
✓ 框架柱和横梁、钢屋架构成横向框架
• 横向框架形式 横向框架种类 –按连接方式
• 铰接框架：横梁与柱子的铰接连接 • 刚接框架：横梁与柱子的刚接连接
图 2.2 柱网布置
2.1 结构形式和结构布置
2.1.2 柱网布置和计算单元
• 柱网布置 温度缝设置
– 结构温度变形 LtL – 温度变形受到约束产生温度应力 – 设置温度缝（横向/纵向）
• 释放温度变形 • 减小温度应力
➢ 2.温度收缩缝 : 当温度区段超出表2-2中数值时,应考虑温度应力
和温度变形的影响
2.厂房钢结构的主要结构构件： 1.框架柱； 2.钢屋架 支撑、吊车梁、天窗架、抗风柱…（图2-1示）
天窗架
7天窗支撑 6横向水平支撑
钢屋架 框架柱
吊车梁 8抗风柱
柱间支撑
•3.构件按其作用归并为下列结构体系：
2.1 结构形式和结构布置
2.1.1 结构构件和结构体系
屋盖结构体系：
钢屋架
大型屋面板结构体系
温度区段长度表(m) 表2-2
采暖房屋和非 采暖地区的房屋 热车间和采暖地 区的非采暖房屋
露天结构
2.1 结构形式和结构布置
2.1.2 柱网布置和计算单元 • 柱网布置 温度缝做法
–横向温度缝 • 在温度缝两侧设置两榀横向框架（设置双柱） • 轴线定位：使温度缝的中线和定位轴线重合
–纵向温度缝 • 在纵向构件（吊车梁、托架）支座处设置板 铰支座/活动支座（多用于轻型结构）
2.1.2 柱网布置和计算单元
4）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。
2.1.2 柱网布置和计算单元 计算单元
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2．2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，但为基本柱距的倍数。这 种情形有时形象地称为拔柱。
托架（托梁）：上承屋架，下传柱子。
托梁： h ( 1 ~ 1 )l 10 8
b (1 1 )l 5 2.5
（按照吊车使用的频繁程度）
2.1 结构形式和结构布置
2.1.2 柱网布置和计算单元 ✓横向框架和纵向框架的柱形成柱网
➢ 1.影响柱网布置因素： 1）生产工艺流程要求 2）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）经济要求
2.1 结构形式和结构布置