重型钢结构厂房（精选七篇）
重型钢结构厂房 篇1
关键词：优化,STPJ,钢结构厂房
0引言
随着国家对钢材产业的鼓励和引导,我国2011年中国粗钢产量达到6.95亿t左右,这为大力发展钢结构创造了良好的外部基础。在经济高速发展的大环境下,钢结构厂房由于其优越的结构性能和良好的综合经济效益,越来越多的应用到工业建筑当中,钢结构工业厂房特别是带有大吨位的重型钢结构厂房在国内迅速发展,已进入一个新的快速发展阶段。
1背景工程简介
本文所述某重型厂房拟建场地较为平坦,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,地震分组为第二组,场地类别为Ⅲ类。该地区基本风压0.30 kN/m2。拟建厂房平面为“一”字形,长度为360 m,跨度方向为144 m,总建筑面积超过50 000 m2。
1.1 模型分类
本工程为四连跨重钢厂房,共有8台吊车,其中A-B,B-C,D-E轴跨内有双层吊车,上层32 t,轨道标高7.6 m,下层10 t,轨顶标高10 m;C-D轴内上层吊车125 t,轨顶标高14.2 m,下层吊车50 t,轨顶标高10 m。吊车吨位大,数量多是本例重钢厂房的特点,于是合理设计、保证厂房结构安全可靠,降低工程造价是亟待分析研究的对象。厂房刚架立面简图见图1。
根据工艺要求,柱距要求在9 m～12 m最适合布置工位和设备。于是,下一阶段的主要工作就是依据工艺要求对主刚架进行建模计算。据相关工程经验,刚架横梁的截面一般采用工字型钢,初选横梁截面高度可取跨度的1/40～1/30。本例中,由于柱距和屋面荷载已经确定,因此在计算优化后对于横梁的变化不大,所以本例将重点对主钢架的不同截面钢架柱进行分析研究。由相关经验可知,主刚架的用钢量一般占总项目用钢量的1/3～1/2,所以,对主刚架的合理设计和控制可以取得较好的经济效益,为分析柱距、钢柱对主刚架的影响,本文将主要以如下几个模型进行分析,刚架柱截面初选主要依据经验公式和参考《钢结构设计手册》表10-3,本文依据柱距和格构柱截面共建立6个结构模型。
1.2 模型主刚架柱截面特性
各模型的二维计算简图如图1所示,柱子编号从左至右分别为A-E号,各柱子主要截面参数见表1,表2。
模型中,柱子采用双钢管钢混凝土组合截面的钢管内填充C40混凝土,采用四钢管钢混凝土组合截面的钢管内填充C30混凝土。经软件计算,各模型应力比、柱顶位移、挠度均满足规范要求,在此前提下以用钢量为评价标准,对上述模型在不同柱网布置、不同柱截面形式时厂房结构的总用钢量进行比较分析,提出了最为经济的柱距及格构柱形式。
2模型计算分析
经计算,各模型主刚架用钢量见表3。
从表内数据可知,在柱距相同的情况下,H型钢格构柱截面较钢管混凝土组合式格构柱截面单榀用钢量少2 t～7 t左右,总用钢量少30 t～110 t左右,按钢材出场单价8 000元计算,仅此一项就可节约造价约25万元～90万元。
其余构件用钢量单独计算,最终用钢量如表4所示。
从表3和表4可知,虽然12 m柱距标准榀数量较9 m柱距减少,但是经计算总用钢量仍较9 m柱距多,因此9 m柱距是较合理的柱距,而在格构柱形式上,双H型钢格构柱与双钢管混凝土组合截面用钢量相近,但是加上浇筑混凝土的造价,H型钢格构柱是性价比最高的选择。
综合上述数据,厂房所有构件总用钢量见表5。
上述模型中各构件用钢量占总用量比例如图2所示。
模型分析结论如下:
1)柱距增加对于厂房整体用钢量有明显影响,柱距越大,单位用钢量越大。以本文最终设计方案的双H型钢格构柱为例,9 m柱距较12 m柱距用钢量下降9.04%,钢材减少338.522 t,如以钢材市场单价8 500元(含材料、制作、油漆、不含安装)计算,可节省造价287.75万元,经济效益显著。
2)柱距越大的吊车梁钢材用量越大,单位造价也越高。
3)主刚架及吊车梁占到了结构总用钢量的70%左右,降低造价最为直接有效的方法就是合理选取柱子截面和柱距,对主刚架和吊车梁进行优化,可以取得明显的经济效益。
4)通过本设计发现,在有大吨位吊车的厂房设计中应优先选择全钢结构的格构柱,单位用钢量较钢混凝土组合式格构柱低,而且还省去了混凝土购买和浇筑费用,此外制作工艺也较为简单,快捷。
最终,经过与业主讨论沟通,项目采用了最少用钢量的模型,9 m柱距双H型钢格构柱截面,较其余模型总钢材节省了10%左右,取得了较好的经济效益。
3结语
随着重钢厂房越来越多的应用到工业建筑领域,钢结构优化必将迎来发展大潮,通过优化不仅可以使结构的受力更为合理,同时降低建造成本,提高钢材利用效率,顺应了资源节约型社会的发展趋势。
参考文献
[1]《钢结构设计手册》编委会.钢结构设计手册(上下册)[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2]CECS102-2002,门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].
重型钢结构厂房 篇2
一、工程概况：
100万台套汽车内饰项目分为1#厂房、2#厂房、办公楼工程。其中1#厂房建筑面积为21741.35㎡，建筑层数为地上一层，建筑高度为10.2m，结构形式为钢结构；2#厂房建筑面积为2090.83㎡，建筑层数为地上三层，建筑高度为13.35m，结构形式为钢筋混凝土框架结构；办公楼建筑面积为1845.05㎡，建筑层数为地上三层，建筑高度为12.90m，结构形式为钢筋混凝土框架结构。本工程1#厂房基础为旋挖钻孔灌注桩和独立基础两种形式，2#厂房、办公楼基础均为旋挖钻孔灌注桩。旋挖钻孔灌注桩基础持力层为中风化砂岩，岩石饱和抗压强度标准值为20.56MPa；独立柱基基础持力层为中风化砂岩，岩石抗压强度特征值（标准值）≥4.5MPa（9.85MPa）。
二、钢结构工程施工质量监理简述
我监理部严格依据《建设工程监理规范》（GB50319-2013）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-001）、设计文件、《建设工程委托监理合同》、我监理部编制的《监理规划》和《监理实施细则》，对重庆江都建设集团有限公司呈报的资质和施工方案进行了审核和批复，同意该项目开工，实施监理。
1#厂房工程在构件制作之前，于2015年3月26日在工程现场会议室组织对设计图纸进行了会审，钢结构进厂使用前我监理部对主体构件进行几何尺寸复核、外观检查，并对施工单位呈报的报验资料及时进行审核批复。施工过程中我监理部对基础轴线、地脚螺栓进行复核，并进行中间交接。并对钢柱垂直度的校正进行旁站监理，对一些重要的原材料、配件，如高强螺栓、钢板等进行了现场见证取样送检，复试结果全部合格。我监理部并对1#厂房、2#厂房、办公楼基础工程及屋面工程进行了严格监理工作，按照施工图纸及相关建筑规范、监理规范进行监理，对基础的轴线标高及尺寸进行了复核，对旋挖装地基承载力进行了岩芯取样，混凝土强度进行了抽样送检，见证了桩基超声波检测，报告均合格。并对基础及主体所使用钢材的规格、型号进行验收，并对钢筋原材、机械连接接头、焊接接头进行了取样送检，报告均合格。
三、见证取样情况
1、办公楼、2#厂房屋面：钢筋原材取样报告6份，焊接接头报告4份，机械连接接头报告2份，检测结果均合格。
2、基础分部工程：旋挖桩岩芯取样1#厂房13组、独立柱基础10组、2#厂房10组、办公楼10组；超声波检测报告1#厂房131份、2#厂房28份、办公楼26份，报告值均满足设计要求。砼抗压强度报告1#厂房共156份、2#厂房共29份、办公楼共26份，报告均合格。钢筋原材取样报告共18份、机械连接接头取样报告共4份，检测结果均合格。3、1#厂房钢结构主体：所使用原材及成品均有合格质量证明文件，材料检测报告共10份、地脚螺栓材料检测报告3份、高强螺栓抗滑移系数检测报告1份、扭矩系数检测报告4份、紧固轴力检测报告2份、钢结构焊接探伤报告1份，检测结果均合格。
三、对钢结构主体工程质量的评估意见
综上所述，该工程样板资料齐全、规范，各种保证资料、试验资料呈报均具备、完整，各检验批复主控项目全部合格，满足设计要求和规范规定，同意进行下道工序施工。
重庆市中泰工程监理有限公司
100万台套汽车内饰项目监理部
重型厂房结构设计的探析 篇3
关键词：厂房结构；设计探讨；布置
重型厂房主要指承重构件是由钢材构成的，其中包括钢柱，钢梁，钢结构基础，钢屋架，钢屋盖，注意钢结构的墙也可以采用砖墙维护。由于我国的钢产量增大，很多都开始采用钢结构厂房了，对于高大厂房，为保证其结构稳定，结构设计尤为重要。
1 钢框架重型厂房结构形式和结构布置
1.1 柱网布置和计算单元
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，以利于施工；柱距L的取值：一般的，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；由于工艺要求或其他原因，有时需要将柱距局部加大。如图1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，这种情形有时形象地称为拔柱。
1.2 横向框架及其截面选择
横向框架梁与柱的连接形式主要有两种：①刚接框架，横梁与柱子的刚接连接；②铰接框架，横梁与柱子的铰接连接。柱脚刚接可以削减上柱柱顶的弯矩值，增大横向框架的刚度。铰接框架，横梁与柱子铰接，适用于吊车起重量不很大的轻型维护结构。
1.3 柱间支撑布置的基本要求
柱间支撑承受并传递作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等纵向水平荷载，减少柱在平面外的计算长度，保证厂房的纵向刚度。设计时应注意以下要求：
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；
②下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少纵向温度应力的影响，上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外，还应当在每个温度区段的两端设置；
③每列柱顶均要布置刚性系杆。
2 钢框架重型厂房荷载及内力计算
2.1 荷载计算
(1)永久荷载。包括屋面恒载、檩条自重、屋架、其他构件自重和围护结构自重。
(2)可变荷载。包括屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载及吊车荷载。
(3)施工荷载。主要考虑风荷载，标准值为：
Wk=βzμzμsW0
其中：
μz为风压高度变化系数；
μs为体型系数；
βz为风振系数。
风荷载标准值Wk是沿垂直建筑物表面方向作用的，为方便将其投影到水平上。刚架计算单元宽b、跨度方向长为h 范围内风荷载应合力为：N =bhWk / cos 。投影到水平面上的值P0 为：P0=N /bh =Wk /cos 。
2.2 刚架内力计算
为简化计算，引入当量惯性矩将格构式拄和屋架换算为实腹式构件进行内力分析。
当量惯性矩：Iyc = μ (AaXa2+AβXβ2)
其中，Aa和Aβ分别为格构柱两肢(或屋架上下两弦)截面积；Xa和Xβ分别为格构式柱两肢(屋架上下两弦) 的截面形心到格构式柱截面中性轴的距离；μ为反映剪力和几何形状的修正系数。对于屋架：其当量惯性矩为：
I=μI0=μ·[AaAβ/(Aa+Aβ)]·h2
其中：
h 为上下两弦截面形心之间的距离。屋架尺寸未定时，可按下式估算其当量惯性矩：
I=μI0=μ·(Mmaxh/2f)
其中：
M max为简支屋架在屋面荷载作用下的跨中弯矩；
f 为弦杆抗拉强度设计值。
对刚架进行内力分析，依叠加原理，内力分析只需针对几种基本类型进行，对于单跨刚架主要是永久荷载、屋面活荷载、左风(右风荷载)、吊车左(右)刹车力、吊车小车靠近左(右)时的重力。
3 钢屋架结构设计要点
3.1 桁架内力计算
(1)荷载分项系数及荷载组合系数按《建筑结构荷载规范》选取。
(2)按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力，常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算。具体分析时，可先分别计算全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根据不同的荷载组合，列表计算。
(3)节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小，不予考虑。但荷载很大的重型桁架有时需要计入次应力的影响。
(4)节间荷载作用的屋架。将节间荷载分配到相邻的节点上，按只有节点荷载作用的屋架计算各杆内力。直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件(N，M)，局部弯矩M 理论上应按弹性支座上的连续梁计算。
3.2 双角钢截面杆件的节点
确定节点的构造，连接焊缝及节点承载力的计算。节点的构造应传力路线明确、简捷、制作安装方便。注意节点板只在弦杆与腹杆之间传力，不直接参与传递弦杆内力，弦杆若在节点板处断开，应设置拼接角钢在两弦杆间直接传力。
① 节点设计
(1)双角钢截面杆件在节点处以节点板相连，各杆轴线(型钢形心轴线)汇交于节点中心。
(2)角钢的切断面应与其轴线垂直，需要斜切以便使节点紧凑时只能切肢尖。
(3)如弦杆截面需变化，截面改变点应在节点上。当偏心e＞0.05 h 时考虑偏心对杆件产生的附加弯矩：Mi=(M·Ki)/ΣKi。
(4)节点板上各杆件之间的间距a：受静载时，a≥10～20，受动载时，a≥50。
② 节点板设计
(1)形状简单、规则，如矩形、梯形。
(2)梯形和平行弦屋架的节点半板厚度由腹杆最大内力确定，三角形屋架节点半板厚度由上弦杆内力决定。在一榀屋架中支座节点板厚度可以大2 mm，其他节点板厚度相同。
(3)节点板的拉剪破坏利用下式验算。
N /Σ(ηiA i)≤f；ηi=1/
其中，ηi为第i段的拉剪折算系数； i为第i段破坏线与拉力轴线的夹角；A i=tLi第i 段破坏面的截面积。
单根腹桿的节点板按下式计算：
σ=N /(be·t)≤f
其中：
be 为节点板的有效宽度，当用螺栓连接时，应取净宽度；
t为板件厚度；
θ应力扩散角，取30°。
4 吊车梁结构设计
4.1 吊车梁的荷载分析
①吊车竖向荷载(最大轮压)
作用在吊车梁上的最大轮压设计值：
Pmax=1.4αPk,max
其中，Pk，max 为吊车最大轮压标准值，查吊车手册；α为动力系数。
② 吊车横向水平力
依据《建筑结构荷载规范》的规定，作用于每个轮压处的水平力设计值：
T =1.4gξ(Q +Q’)/n
其中，Q 为吊车额定起重量；Q ‘ 为小车重量；n 为桥式吊车的总轮数；g 为重力加速度
吊车工作级别为A6～A8 时，吊车运行时摆动引起的水平力比刹车更为不利，钢结构设计规范(GB50017)规定：吊车横向水平力标准值：TK=α1Pk，max。
4.2 吊车梁的截面验算
① 吊车梁的截面强度验算
(1)加强上翼缘吊车梁受压区：A 点最不利σ=Mx /Wnx +My /Wny' ≤f。
受拉区：σ=Mx /Wnx 2≤f ，Wny' 为吊车梁上翼缘截面对y 轴的净截面抵抗矩。
(2)带制动梁的吊车梁。A 点最不利，σ=Mx/Wnx +My /Wny1'≤f，Wny1'为制动梁截面对其形心轴y1 的净截面抵抗矩。
② 吊车梁整体稳定验算
设有制动结构的吊车梁，侧向弯曲刚度很大，整体稳定得到保证，不需验算。加强上翼缘的吊车梁，应按下式验算其整体稳定。
σ=Mx /φbWx +My /Wy≤f
其中,φb为依梁在最大刚度平面内弯曲所确定的整体稳定系数。
③ 吊车梁疲劳验算
A6～A8 级吊车梁应进行疲劳验算，采用一台起重量最大吊车的荷载标准值，不计动力系数，按常幅疲劳问题计算。αf△σ≤[△σ]，△σ为应力幅，△σ=σmax-σmin；[△σ]为循环次数n=2×10 6次时的容许应力幅；αf为欠载效应的等效系数。
5 结语
随着科技的进步钢结构住宅将成为建筑主流，，审美观念改变必然使的钢结构住宅建筑不断的去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们要分清楚，钢结构异形柱框架是建筑中承重体系和服务部分，它不是建筑使用中的主要部分，钢结构住宅的设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势。
参考文献：
[1] 薛浩然 刘畅，某焊管线主厂房结构设计[J].钢结构,2010.06
大吨位吊车重型钢结构厂房的设计 篇4
随着国民经济的快速腾飞,传统小型工业生成的种种弊端开始暴露出来,并显示出自身的不适用性。与之相适应的功能和建筑形式单一的工业厂房也无法适应生产方式的改变。在这样的背景下,各种现代大工业生产应运而生,加之生产工艺的不断更新,需要发展各种多功能厂房(如联合车间、灵活车间、工业大厦等)才能适应现代大工业生产方式。
此外,随着生产要求的提高,跨度大、高度大和大吨位行车重型钢结构厂房不停涌现。伴随着钢结构的发展,大吨位吊车重型钢结构厂房在工业建筑中的比重更大,主要用于冶金、机械、船舶等工业建筑。重型工业厂房钢结构一般由檩条、天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁或制动桁架、各种支撑及墙架构件等组成。许多此类厂房钢柱采用格构式柱,钢梁采用焊接H型钢。由于此类厂房结构和荷载的特殊性,在设计过程中,有些问题值得总结和探讨。
1 重型钢结构厂房结构特征
1.1 结构用钢量大
该类厂房柱距、跨度、高度一般较大,并且吊车工作级别、荷载较大,从而使得构件超长、超宽、超重现象不断出现,用钢量一般超过80 kg/m2。该类厂房结构构件较重,且上部荷载较大,相应基础费用也较高,反应也较为敏感。
1.2 轴网布署不规则
受工艺条件局限,厂房柱距一般为9～12 m,局部柱距因为抽柱,柱距达到24 m甚至更大。
1.3 结构整体刚度要求高
因吊车荷载对结构的影响,在结构的纵向及横向应提升结构整体刚度,以减小整体结构的震动。
1.4 节点构造复杂
节点设计应考虑超大、超宽、超重构件的制造、运输、安装的工艺要求,并满足抗震构造及刚性假定的规定。
2 重型钢结构厂房设计中应注意的主要问题
尽管钢结构厂房有很多优点,但它存在不少缺点,例如易锈蚀和防火性能差等,在设计中都不得不考虑,有时这些缺点还会对设计起到决定性作用。
在做大吨位吊车重型钢结构厂房设计时,应根据其特点注意以下几个方面的问题。
2.1 温度伸缩缝
当温度变化引起钢结构厂房中构件膨胀或收缩的自由运动方向受到约束时,构件中便会产生温度应力。这些应力是压应力还是拉应力取决于被约束的构件是在膨胀还是收缩。如果在构件设计中未考虑这些附加应力,那么构件(或连接)在使用过程中就可能损坏。因此必须沿结构每隔一定长度设置伸缩缝,来吸收结构在使用过程中由于温度变化产生的累积变形。根据计算得到的稳步变化产生的累积变形来确定伸缩缝的间距或伸缩狭缝扣件的类型,从而确保结构能够自由伸缩。
为了释放纵向热应力,一种简单但比较昂贵的处理办法是在伸缩缝处采用双刚架,刚架的间距以保证柱脚底板不相碰为依据。以双刚架为界,结构两边各自具有独立的檩条、支撑和维护板系统,其中屋面板和墙面板使用可伸缩的连接件相连。在纵向伸缩缝处需要设置防火墙,这种处理方法是必须采用的。
另一种释放纵向残余热应力的方法较为经济,具体办法是:在伸缩缝处只设置一榀刚架,而在伸缩缝处的檩条上,设置椭圆长孔来吸收该点的热位移。在确定伸缩缝的形式后,需要根据允许最大温度区段的长度来确定温度缝的位置。一般来说全国不同地区的全年温度变化幅度是不同的,北方地区年温度变化幅度较大,而南方地区的年温度变化幅度较小。
2.2 支撑系统设置
钢结构厂房中支撑系统的作用主要体现在:保证厂房的空间工作性能,提高结构的整体刚度,承受以及传递水平荷载,减小构件变形,防止产生压杆失稳等。因此,一般情况下钢结构厂房都需设置相应的支撑系统。
具体形式应从厂房的结构形式,工作吊车的布置,设备类型及布置,厂房的尺度(跨度、高度)以及温度区段的划分等方面综合考虑。钢结构厂房支撑分为柱间支撑和屋盖支撑。
厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统,并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素,并影响温度应力的大小,下柱支撑应尽可能设置在温度区段的中部,使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。
当温度区段的长度不大时,一般在温度区段的中部设置1道下段柱支撑。但温度段的长度大于150 m时,为了保证厂房的纵向刚度,应在温度区段内设置2道下段柱支撑,其位置应尽可能布置在温度区段中间1/3的范围内。为了避免过大的温度应力,2道支撑的中心距离不宜大于72 m。上段柱支撑除在设有下段柱支撑的柱间内布置外,为了满足结构的安装要求,提高钢结构厂房上部纵向刚度、传递山墙的风力及纵向地震作用,还应在温度区段的两端柱间布置上段柱支撑。同时下柱支撑的设置应满足厂房工艺和建筑门洞的要求,相应的采用十字交叉或者门式支撑。
2.3 屋盖支撑系统
横向支撑、纵向支撑、垂直支撑及系杆是组成屋盖支撑系统的4大要素。它们的布置应根据多种因素综合决定,如厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车设置及吨位大小、振动设备情况等条件都会对屋盖支撑系统的布置产生影响。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑,在无檩体系中,大型屋面板有3点和屋架焊接,可起到上弦支撑作用,但考虑到施工条件限制和安装需要,无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12 m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备均应设置纵向水平支撑。
2.4 抗震设计
虽然相比于混凝土结构厂房常用的其他结构形式,钢结构厂房具有较好的延性,能够吸收较多的地震能量,因而在发生高烈度地震时,有着优越的抗震性能。但是如果因此而忽略大吨位吊车重型钢结构厂房抗震设计的重要性,做出不合理的设计时,当发生较高烈度的地震时,也有可能对厂房造成较大破坏,甚至产生严重后果。因此绝对不能麻痹大意,而必须严格按照抗震设计规范要求,进行抗震构造设计,采取切实有效的抗震构造措施,保证钢结构厂房在地震作用下万无一失。
在进行钢结构厂房抗震设计时主要从以下几个方面考虑:
1)为保证结构受力均匀,变形协调,尽量减小刚度不均造成抗震不利,要求厂房总体布置应满足质量和刚度均匀分布。
2)考虑到钢结构厂房一般产生失稳破坏,由于构件强度不足而产生的破坏情况极少,因此设计时要重点考虑如何才能增大结构体系的刚度,从而提高厂房的整体稳定性,防止杆件发生失稳破坏。这就需要在支撑系统的布置上多花点心思,力求布置合理。
3)作用在钢结构厂房上的地震作用,可归为低周疲劳作用,这点与普通荷载作用的效果不同,必须加以重视。
4)在进行钢结构设计时,必须保证结构构件的破坏先于节点或连接的破坏。还需进行塑性设计,保证结构构件能够吸收地震能量,充分发挥其抗震能力的优势。
3 结 语
总之,在做大吨位吊车重型钢结构厂房设计时,不能盲目地拿来就做,应根据其优缺点,首先选择合理的结构形式;其次应根据以上几个方面做出完整的设计,让设计安全经济。
摘要：该文介绍了大吨位吊车重型钢结构工业厂房在设计中应注意的问题,希望得到合理、经济的最佳结构设计,并进一步提高其设计水平。
关键词：大吨位,吊车,钢结构,工业厂房
参考文献
[1]吴涛.大吨位吊车重型钢结构厂房的设计与计算[D].天津,天津大学,2009.
[2]唐潮,王连文.带有大吨位吊车的重型钢结构工业厂房设计[J].钢结构,2010(9).
[3]GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[4]罗福午.单层工业厂房结构设计[M].2版.北京:清华大学出版社,1990.
[5]郑敏楠.多层工业厂房结构计算的探讨[J].福建建筑,2008.
[6]安一清.多层工业厂房结构设计的探讨[J].山西建筑,2010.
钢结构厂房施工合同 篇5
甲 方： 地 址： 乙 方： 住 所： 身份证号码：
甲、乙根据《中华人民共和国合同法》及其它相关法律法规之规定，在平等自愿的基础上，为明确双方的权利与义务，经协商一致，就甲方废铅回收车间钢结构厂房工程施工的相关事项达成合同条款如下：
一、建筑面积：东西长 米，南北宽 米，六米开间，中间有立柱，高度六米，具体尺寸按地基基础为准，共计平方米，每平方米 元，合计 元。
二、地面以上垒一米高围墙包括粉刷，此工程用水泥砖，造价 12222元。
三、乙方应按国家钢结构房建筑工程规范、规程和标准进行施工，抗击12级大风，无漏雨、漏风现象，工程质量不符合合同规定的，负责无偿修理或返工。由于修理或返工造成逾期交付的，偿付逾期违约金。
四、材料要求：立柱采用H400×180×10×6的H钢，横梁采用H250×150×8×6的H钢，连接板采用200×450×δ20平板，防风柱采用H300×180×100×8的H钢、C型钢（热镀锌）160×δ2.5的C型钢，加强板采用δ10板，屋面板、墙面板采用50复合彩板。门采用复合彩板，窗采用塑钢。
五、此工程所需材料由乙方负责购进、安装等，甲方不参与进料，只负责验收质量，乙方提供的材料如不符合质量要求，或规格有差异，应禁止使用，否则，对工程造成的损失均由乙方负责。
六、乙方必须认真按照国家有关安全施工规范文明施工，确保安全无事故。施工时发生安全事故或因施工给他人人身及财产造成损失的，由乙方承担全部法律责任及损失，与甲方无关。
七、工期：自 年 月 日 年 月 日完工，工期 30 天，每逾期一日扣罚 元违约金。
八、工程总造价为 元，大写。
九、付款方式：合同签订生效后支付总款项的30 %，即125000元；材料进场并开始施工后支付总款项的 %，即 元；工程结束并经甲方验收合格后再付总款项的 %，即 元；剩余 即 元作为质保金，自验收合格之日起，在厂房使用中未出现安全质量问题的前提下，甲方于一年后付清。
十 验收与保修：
1、工程保修壹年，保修期自竣工验收合格并经甲方代表在最终验收记录上签字之日起计算。
2、保修期内，如出现漏雨、漏风等施工质量问题，均由乙方负责无偿维修。乙方应在接到修理通知之后壹日内派人修理，否则，甲方可委托其他单位或人员修理。因乙方原因造成返修的费用，甲方在质保金内扣除，不足部分，由乙方交付。
十一、解决争议方式：
本协议履行过程中如发生争议，双方应本着友好合作之精神协商解决，协商不成的，双方均可向甲方所在地人民法院提起诉讼。
十二、本协议一式贰份，甲乙双方各执壹份，具有同等法律效力,自双方签字（盖章）之日起生效。
甲 方： 乙 方（签字）：
负责人（签字）：
重型钢结构厂房 篇6
本工程为钢管混凝土柱超重型单层厂房, 纵向长度362m, 横向宽度132m, 共4 跨, 各跨跨度分别为第1 跨24m、第2 跨30m、第3 跨36m、第4 跨36m, 厂房最大高度42m, 柱距均为18m。其中第1 跨最大吊车为100 吨 (轨高为16m) , 第2 跨最大吊车为160t (轨高为16m) , 第3 跨上层最大吊车为500t (轨高为23m) , 下层最大吊车为160t (轨高为16m) , 第4跨上层最大吊车为700t (轨高为28.5m) , 下层最大吊车为200t (轨高为21m) 。厂房剖面计算简图如图1 所示。
主要结构设计参数为:设计基准期:100a。基本风压:0.60k N/m2, 地面粗糙度类别:A类;基本雪压:0.25k N/m2;抗震设防烈度:7 度, 设计基本地震加速度值:0.10g, 设计地震分组为第一组;场地类别为IV类。
2 结构设计
1) 平面布置:由于厂房纵向总长度为362m, 远超过单层房屋温度区段长度值, 故在厂房中部设置一道伸缩缝, 将整个厂房分为2 个温度区段。
2) 主体结构:采用单层钢管混凝土刚架结构体系, 下柱为四肢格构式钢管混凝土柱, 钢管内填充C40 混凝土;上柱为实腹式H型钢柱, 刚架梁为实腹式变截面H型钢梁, 梁柱采用圆弧形刚性节点连接。
3) 吊车梁系统:采用实腹式焊接工字形吊车梁, 制动系统由制动桁架、辅助桁架、水平及垂直支撑组成。
4) 支撑系统:各柱列在温度区段三分点处设2 道下柱支撑, 上柱支撑则沿每个柱间均设。在下柱支撑柱间及每个温度区段两端的柱间均对应设置屋面横向水平支撑, 在各屋面梁两侧端部均设置屋面纵向水平支撑, 与屋面横向水平支撑形成封闭的屋面支撑体系以增强厂房的空间整体刚度。
5) 屋面系统:屋面钢梁系统采用H型实腹式钢结构主次梁结构, 在一级次梁端部设隅撑与主刚架梁下翼缘连接, 以保证风吸力作用下主刚架梁的整体稳定。屋面采用高频焊接H型钢檩条, 上覆轻型压型钢板屋面。
6) 墙面系统:纵墙面在每个18m柱距中部设1 根墙架柱, 山墙面在跨度三分点处设抗风柱。由于厂房较高, 故设置了2层抗风桁架, 为抗风柱提供有效的侧向支撑, 并为厂房在吊车梁走道板标高处提供横向通道。墙面系统1.2m以下采用砖墙, 1.2m以上采用高频焊接H型钢墙梁, 轻型压型钢板墙面。
7) 基础:厂房柱下基础采用桩基础+ 独立承台, 为800mm及900mm的大直径钻孔灌注桩, 以第 (7) 2层灰黄粉色细砂层为桩端持力层。纵向采用基础梁拉结。
3 设计特点
3.1 格构式钢管混凝土柱设计
由于本工程具有大跨度 (最大跨度为36m) 、大柱距 (18m) 、超大吨位 (2 台700t吊车) 等特点, 故厂房主体结构单柱承受的最大轴力达2.5×104k N。经多方案综合比较[1], 相比于传统的格构式钢柱+ 钢屋架+ 混凝土屋面板的结构形式, 采用四肢格构式钢管混凝土柱+ 变截面H型钢梁的结构形式不仅可靠性、安全性满足规范要求, 且具有受力明确、构造简单、较好的经济性和较快的施工速度等优点。
钢管混凝土柱脚采用插入式柱脚, 柱脚的钢管端部采用底板封口。为保证钢管柱与混凝土之间的黏结, 在钢管柱肢的柱底均设置了4 排栓钉。
3.2 复杂肩梁及牛腿设计
由于本工程重型跨格构式钢管混凝土柱 (GZ-FG) 上作用有多层吊车荷载———标高24.3m (2 台700t吊车) 、标高18.7m (2 台500t吊车、2 台200t吊车) 以及标高12.7m (2 台160t吊车) , 吊车工况组合多, 肩梁与牛腿的受力特别复杂。本工程采用穿管双腹壁式肩梁, 形成较好的箱型截面, 下盖板开圆孔, 以利施焊。该肩梁设计具有较大刚度, 从而提高了四肢格构式钢管混凝土柱的整体性, 进而可以充分利用钢管混凝土柱的轴向受力性能。
为保证钢管柱内混凝土顶升时的施工质量, 设计以板件单向穿管作为穿管节点构造的原则。以钢柱GZ-FG中标高18.700m处的肩梁为例 (肩梁横向剖面如图2 所示) : (1) 左侧支承200t吊车的牛腿采用双腹壁 (板件a) , 穿过700t吊车肢 (左管) , 兼做肩梁腹板, 延伸至500t吊车肢 (右管) , 不穿右管, 采用坡口焊缝与500t吊车肢 (右管) 对接; (2) 为保证有效传递500t吊车荷载, 500t吊车肢肩梁腹板 (板件b) 穿过500t吊车肢管 (右管) ; (3) 700t吊车跨屋盖肢管 (中管) 开槽, 自肩梁顶至肩梁底做穿管构造, 以确保屋盖肢管 (中管) 轴力有效传递给肩梁腹板。
3.3 梁柱节点设计
本工程梁柱节点采用弧形加腋节点, 该节点不仅极限承载能力高、节点刚度大、延性性能好、造型美观, 而且通过弧形加腋板的作用, 缓解了荷载作用下节点域的应力集中现象, 加劲肋的设置则保证了节点处腹板的局部稳定。通过有限元分析也证明了该形式节点应力的分布较均匀、合理。
3.4 吊车梁设计
本工程吊车梁跨度均为18m, 最大承受2 台700t吊车荷载。经综合比较:相比于箱型吊车梁, 实腹式焊接工字形吊车梁具有节省钢材、加工安装简单和质量容易控制等优点。由制动梁、辅助桁架、水平支撑和垂直支撑等组成空间制动系统后, 其各项性能指标均满足规范要求, 其中:700t吊车梁高度为4 000mm, 翼缘板厚度为42mm, 厚钢板需具有Z向性能。
3.5 悬吊墙架系统
由于该场地为软土地基, 主厂房均采用钻孔灌注桩, 以 (7) 2层灰黄色粉细砂层作为桩端持力层, 桩长为40~45m, 故将墙架柱下端在地坪标高处采用水平向铰接且竖直向可滑动的支座与基础梁顶混凝土短柱相连接, 同时在墙柱中部利用吊车辅助桁架上弦杆提供一个水平侧向支撑点, 将墙架柱上端悬吊于屋面次梁端部, 从而节约了80 根工程桩。典型墙架柱连接详图见图3。
3.6 重载地坪和设备基础设计
1) 本工程整个场地上覆厚达6m的新近吹填土, 且厂房地
坪最大堆载为1200k N/m2, 且不允许产生不均匀沉降和裂缝, 故厂房地坪采用直径为500mm及600mm的高强度预应力混凝土管桩+ 现浇钢筋混凝土厚板结构。
设计根据地坪分区的荷载不同, 合理采用不同桩径、不同桩长以及不同持力层差异化布桩, 并且施工配合以合理的打桩顺序安排, 从而避免了特重型厂房重载地坪在滨海软土地基时常出现的不均匀沉降, 还具有施工速度快等优点。
2) 厂房内安装有多台高精度的进口控机床, 其中一台加工机床要求要求在垂直行程达12m、移动荷载达700t工况下, 基础变形量小于0.005mm/m。由于工程所在场地为滨海地区软弱淤泥质土地基, 地下50m范围内未发现基岩, 设计时通过高效的桩位布置、合理的模拟单桩抗压刚度、合理计算床身下的混凝土厚度及选择适当的有限元单元模型等方式对移动荷载下的设备基础进行了分析, 最终保证了设备基础的精度, 满足了工艺要求。
4 结语
本文以某钢管混凝土柱重型单层厂房为例, 重点对厂房各系统的结构设计特点进行了详细的介绍, 为类似钢管混凝土柱超重型单层厂房的结构设计提供了较好的参考实例。目前本工程已投入使用, 厂房、地坪、设备基础均未发生不均匀沉降, 各行车、高精尖设备运行使用正常, 使用情况良好。
参考文献
重型钢结构厂房 篇7
随着我国经济建设的飞速发展及科学技术的突飞猛进,钢结构技术亦与时俱进。门式刚架轻型钢结构以其围护系统质量轻、用钢量小、结构布置灵活等优点而在工业建筑中获得广泛使用。鉴于《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》[1](以下简称“门规”)仅适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或起重量不大于20t的A1～A5工作级别桥式吊车,或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构的设计、制作和安装。而实际工程应用中的钢结构厂房往往会出现大吨位的吊车与轻型屋盖、外墙相结合的案例。按照文献[2]的建议,对于“门规”中没有涵盖的轻钢厂房:(1)主刚架、吊车梁及纵向支撑系统设计应结合《钢结构设计规范》(以下简称《钢规》)[3]的规定和实际工程经验进行取值;(2)围护结构按照“门规”要求进行设计。前者对主承重结构的较高要求保证了结构的安全性,而后者对次要结构的设计满足了厂房结构的经济性要求。
2 工程概况
某检维修中心为双坡双跨刚架结构(见图1、图2),长144m,宽度56m,柱距12m,主刚架左边跨度为24m,有50t吊车和20t吊车各1台,轨顶标高为18.020m;主刚架右边跨为32m,有100 t门式起重机和20t吊车各1台,吊车轨顶标高是18.020m。
建筑结构安全等级为二级,结构设计使用年限为50a。抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计分组为第一组,Ⅲ类场地。基本风压为0.4kN/m2,基本雪压为0.25kN/m2,屋面活荷载为0.3kN/m2。
3 结构设计方案
根据工艺设计要求及本工程特点,该结构主要设计方案如下:
横向排架由于鬁～鬂轴吊车吨位较大,柱水平位移容许值要求高,根据《钢结构设计规范》及《门规》,下柱采用缀条式双肢格构柱(图2中A-A),肢件为HN700伊300伊13伊24,缀条为TN125伊125伊6伊9、TN100伊100伊5.5伊8,上柱为焊接H型实腹式等截面柱H1010伊350伊12伊20,鬄轴采用H型实腹式柱H1000伊450伊12伊20。主刚架梁为H型实腹式变截面梁与等截面梁组合形式(H1100～900伊350伊12伊20、H900伊350伊12伊20)。梁柱连接与梁梁拼接均采用全焊接连接,柱脚刚接。
纵向平面体系设置柱间支撑。上层支撑(吊车梁以上部分)设置在(1)～(2)、(4)～(5)、(9)～(10)、12～13轴间,结构体系为“人”字型双片支撑;下层支撑(吊车梁以下部分)设置为(4)～(5)、(9)～(10)轴间,采用双片交叉腹杆体系。
屋盖刚性系杆由檩条兼作,檩条均为轧制H型檩条H300伊150伊4.5伊8。屋盖在屋脊及檐口处设三道纵向支撑,在上层柱间支撑对应位置设横向支撑,支撑、隅撑、拉杆及压杆均采用等边角钢(组合)。
考虑到吊车吨位较大,吊车梁设计为焊接H型实腹式等截面梁,并设置水平制动桁架和辅助桁架。
根据文献[4],当柱的间距大于8m(采用预应力钢筋混凝土大型墙板时可放宽至12m)时,需设置墙架柱。本工程每6m设置独立的轧制H型墙架柱承受竖向和水平向荷载,墙檩采用薄壁C型檩条,拉条采用16mm圆钢。
地基为强夯处理地基,基础为钢筋混凝土独立基础,柱脚采用插入式柱脚。主刚架、吊车梁、檩条、柱间支撑、加劲板、制动板、辅助桁架、下翼缘水平支撑、垂直支撑及墙架系统等均采用Q235B钢材,结构剖面图见图2。
4 计算结果
根据《门规》,刚架柱顶位移设计值的限值为h/400,受弯构件的挠度与跨度比限值为L/180(L为构件跨度)。根据《钢规》,楼(屋)盖梁受弯构件挠度容许值为[淄T]=l/400,[淄Q]=l/500;在风荷载标准值作用下,有桥式吊车的单层框架的柱顶水平位移不宜超过H/400。由一台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值,对于厂房柱在吊车桁架顶面标高处的横向位移容许值为Hc/1250(Hc为基础顶面至吊车梁或吊车桁架顶面的高度)。吊车梁及制动桁架一般根据国标图集选用计算,本文不再叙述。墙架柱、抗风柱、檩条等附属构件计算较简单,可参照相关规范程序设计即可。针对主刚架的设计要求,采用PKPM-STS软件计算,主要结果如下:
风荷载作用下柱顶最大水平(x向)位移:dx=20.159mm=H/1191;梁的(恒+活)最大挠度:挠跨比=1/547;梁的(活)最大挠度:挠跨比=1/1607;风载作用下柱顶最大水平位移:H/1191<柱顶位移容许值H/400;梁的(恒+活)最大挠跨比:1/547<梁的容许挠跨比1/400;梁的(活)最大挠跨比:1/1607<梁的容许挠跨比1/500;吊车水平荷载节点位移见图3。
5 结语
对于类似大跨度重型门式刚架的结构设计,如下几点值得注意:
1)结构方案布置时应充分认识该结构的工艺特性及用途,按照横向平面体系→纵向平面体系→屋盖系统→吊车及制动系统→支撑系统→墙架(围护)系统→其它次要构件→地基基础顺序逐步完成设计。
2)结构计算时,除屋盖系统和墙架系统按《门规》要求计算外,其余系统宜按《钢结构设计规范》要求执行,这样既经济又安全。
3)结构计算的主要控制因素往往不是强度而是变形,风、地震及吊车作用结果需要重点关注,尤其是吊车水平荷载下节点位移的容许值限值往往是该类型结构的最终控制因素。
4)应按照“桥式吊车轨面的倾斜纵向不大于0.004,横向不大于0.003”之要求[5],严格控制基础差异沉降。
参考文献
[1]CECS102:2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].
[2]王元清,陈全,陈宏,等.大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计[J].工业建筑,2002,32(7):54~56.
[3]GB50017—2003钢结构设计规范[S].
[4]欧阳可庆.高等学校推荐教材:钢结构[M].北京:.中国建筑工业出版社,2000.