单层门式刚架厂房钢结构设计.doc

单层门式刚架厂房钢结构设计
摘要:近年来,单层门式刚架以其自重轻、跨度大、工业化程度高、安装方便快捷以及可拆卸重复使用等优点被广泛应用于厂房设计中。对单层门式刚架厂房的设计经验与注意事项进行了分析总结,并结合理论和实例分析对厂房优化设计进单层门式刚架厂房钢结构设计
摘要:近年来,单层门式刚架以其自重轻、跨度大、工业化程度高、安装方便快捷以及可拆卸重复使用等优点被广泛应用于厂房设计中。对单层门式刚架厂房的设计经验与注意事项进行了分析总结,并结合理论和实例分析对厂房优化设计进行了初步探讨。
关键词:钢结构设计;单层门式刚架厂房

(1)计算模型:对于大多数厂房而言,由于其长宽比较大,结构最不利方向比较明显,且横向主刚架采用刚接,纵向采用刚性系杆等构件铰接连接,通过设置支撑来形成几何不变体系,所以多采用二维平面结构计算模型进行分析;而对于一些长宽比较小的厂房,如果纵向采用支撑桁架来连接,刚架两个方向刚度相差不大,此时结构形式已接近框架结构,则应采用空间结构计算模型进行分析计算。
(2)荷载:应注意悬挂荷载不可遗漏;对于多跨多坡厂房或有女儿墙、天沟的厂房还应注意考虑风、雪荷载不利作用和活荷载的不利布置对结构的影响。
当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)(如檩条等构件的设计),但对受荷水平投影面积大于60m2的主刚架构件,。
(3)风荷载和地震作用:风荷载不与地震作用同时考虑。由于单层门式刚架质量较轻,地震反应较小,在不大于7度区的地方,厂房的整体计算通常由风、雪、活荷载控制,因此在这些地方,一般不需作刚架的抗震验算。
对浙江地区而言,由于风荷载较大,一般单层厂房(无吊车或吊车较轻)的整体计算通常由风荷载控制,构件设计由变形控制。
(4)变形验算:相对于强度验算,单层门式刚架厂房的变形验算往往容易忽视。刚架的变形验算应注意以下几个问题:
计算刚架变形时,钢结构构件可不考虑螺栓孔引起的截面削弱,而直接采用全截面计算。刚架的变形验算主要包括刚架柱顶位移和刚架梁的挠度验算两个方面,具体要求见表1[2]。

(1)柱脚:单层门式刚架厂房多采用外露式柱脚,且多按铰接设计;当厂房有5t以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。设计柱脚锚栓时,应使锚栓的屈服在底板和柱构件的屈服之后,因此,设计中对锚栓应有足够的余量。
柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于50mm),并应使包裹的混凝土高出地面不小于150mm。当柱脚底面在地面以上时,柱脚底面应高出地面不小于100mm。经现场调研发现,未采用混凝土包裹的柱脚,即使采取了其他防锈措施,柱脚锚栓、底板等也出现了不同程度的锈蚀,存在着安全隐患,因此当柱脚在地面以上时,如果厂家使用无碍,宜同样采用混凝土包裹。
(2)基础:单层门式刚架厂房的基础可采用柱下独立基础。
对于采用铰接柱脚的厂房,基础设计由柱底轴力控制;而对于采用刚接柱脚的厂房,基础设计大多由柱底弯矩控制,此时应注意柱下独立基础零应力区的控制。由前面的分析可知,浙江地区单层门式刚架厂房设计主要由风荷载控制,:“基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础