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單層鋼結(jié)構(gòu)廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

時(shí)間:2024-08-12 21:43:53 方案 我要投稿
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單層鋼結(jié)構(gòu)廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

  一、輕型門(mén)式剛架的結(jié)構(gòu)體系組成

  Fig. 1輕鋼結(jié)構(gòu)廠房一Fig. 2輕鋼結(jié)構(gòu)廠房二Fig. 3輕鋼結(jié)構(gòu)廠房三Fig. 4輕鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)體系組成輕型門(mén)式剛架的結(jié)構(gòu)體系包括以下組成部分:

  1、主結(jié)構(gòu):剛架、吊車(chē)梁、支撐系統(tǒng);

  2、圍護(hù)結(jié)構(gòu):屋面檁條、墻面檁條、屋面板和墻板等;

  3、輔助結(jié)構(gòu):樓梯、平臺(tái)、欄桿等;

  4、基礎(chǔ)。

  二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成

  輕鋼結(jié)構(gòu)的圍護(hù)系統(tǒng)包括檁條、墻梁、墻面及屋面彩板、收邊系統(tǒng)、采光系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)等。

  Fig. 5圍護(hù)結(jié)構(gòu)一Fig. 6圍護(hù)結(jié)構(gòu)二剛架、支撐系統(tǒng)以及吊車(chē)梁組成了結(jié)構(gòu)的主要受力骨架,即主結(jié)構(gòu)體系。

  屋面檁條和屋面檁條既是圍護(hù)材料的支承結(jié)構(gòu),又為主結(jié)構(gòu)梁柱提供了部分側(cè)向支撐作用,構(gòu)成了建筑的次結(jié)構(gòu)。外部荷載(風(fēng)、雪等)直接作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上,通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)再傳遞到主結(jié)構(gòu)上。

  Fig. 7冷彎薄壁型鋼

  三、設(shè)計(jì)流程

  1、收集資料;

  1.1建筑平行作業(yè)圖:

  包括平、立、剖面;

  門(mén)洞、窗戶位置、標(biāo)高;

  廠房墻面、屋面做法;

  廠房有無(wú)吊頂;

  檐口高度、檐口節(jié)點(diǎn)。

  1.2公用專(zhuān)業(yè)(主要是暖通專(zhuān)業(yè)和水道)所提的資料:

  屋面風(fēng)機(jī)的重量和位置;

  管道的重量和位置;

  屋面開(kāi)洞的位置和大小。

  2、墻梁、檁條截面計(jì)算;

  使用PKPM鋼結(jié)構(gòu)模塊中的工具箱計(jì)算

  3、繪制節(jié)點(diǎn)圖紙。

  要重視節(jié)點(diǎn)圖紙四、程序計(jì)算參數(shù)的選取a.檁條計(jì)算參數(shù)的選取Fig. 8檁條計(jì)算界面

  1、注意不是所有的屋面檁條都是5連跨,下列情況就需要考慮檁條的實(shí)際跨度:

 。1)屋頂通氣器和屋頂天窗在端跨一般不設(shè)置(有時(shí)候第二跨也不設(shè)置),此時(shí)檁條為單跨簡(jiǎn)支(或兩跨連續(xù));

 。2)屋面有橫向采光通風(fēng)天窗或順坡通氣器時(shí),檁條可能會(huì)被打斷,檁條應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定跨數(shù);

 。3)檁條本身的跨數(shù)就少于5跨。

  2、屋面材料選擇時(shí),若有吊頂,須選取“有吊頂”選項(xiàng)。檁條僅支承壓型鋼板屋面時(shí),撓度控制為l/200;

  有吊頂時(shí),撓度控制為l/240。

  《冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》第8.1.6—2;

  《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》表3.4.2—2。

  3、屋面傾角:建筑圖所標(biāo)的是坡度,需要換算成角度。有弧形屋面梁時(shí),須考慮檁條傾角的不斷變化。

  4、拉條道數(shù)的設(shè)置:

  當(dāng)檁條跨度≤4米時(shí),一般不設(shè)置拉條;

  當(dāng)檁條跨度>4米、≤6米時(shí),一般在檁條跨中設(shè)置一道拉條;

  當(dāng)檁條跨度>6米、≤9米時(shí),一般設(shè)置兩道拉條(三分點(diǎn)處);

  當(dāng)檁條跨度為12米時(shí),一般設(shè)置三道拉條。

  拉條均為雙層拉條,同時(shí)約束檁條上、下翼緣。

  5、檁條間距:

  檁條的間距一般控制在1.0~1.5米之間,常用的間距有1.2、1.4、1.5米。檁條間距不得超過(guò)1.5米;對(duì)于屋面荷載較大的部位(例如高低垮處),局部檁條間距可以小于1米。若有吊頂,間距不大于1.2米。

  6、檁條搭接長(zhǎng)度的取值:檁條搭接長(zhǎng)度取跨長(zhǎng)的10%(兩邊各5%)。9米跨度一般取500mm,12米跨度一般取600mm。

  7、屋面一般采用斜卷邊Z形連續(xù)檁條。當(dāng)柱距≥12米,且屋面荷載較大時(shí),可采用格構(gòu)式檁條或高頻焊接H型鋼。

  8、截面選擇:

  設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)截面,常用的標(biāo)準(zhǔn)截面高度有:200、220、250mm,常用的標(biāo)準(zhǔn)截面厚度有2.0、2.2、2.5mm,若需選擇非標(biāo)準(zhǔn)截面,可通過(guò)“檁條庫(kù)”選項(xiàng)增加截面參數(shù)。

  標(biāo)準(zhǔn)截面詳見(jiàn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》;

  截面也參考《檁條墻梁的計(jì)算比較》。

  注意:(1)非標(biāo)準(zhǔn)截面的截面厚度不得大于3.0mm;

  (2)非標(biāo)準(zhǔn)截面的截面高度不宜大于280mm,若高度大于280mm,須采用加強(qiáng)措施,避免檁條側(cè)向失穩(wěn)。

  Fig. 9檁條計(jì)算界面二9、分析參數(shù)中:

  (1)“屋面板能阻止檁條上翼緣受壓測(cè)向失穩(wěn)”選項(xiàng),不選擇。

 。2)“構(gòu)造保證風(fēng)吸力下翼緣受壓穩(wěn)定性”選項(xiàng),不選擇。屋面下層彩鋼板可以起到約束檁條下翼緣的作用,偏于安全,我們不選擇此選項(xiàng)。

 。3)“考慮活荷最不利布置”和“程序自動(dòng)計(jì)算檁條截面自重”選項(xiàng),選擇。

 。4)驗(yàn)算規(guī)范選擇“薄鋼規(guī)范GB50018”。門(mén)規(guī)CECS102:20xx中,檁條僅支承壓型鋼板屋面時(shí),撓度控制為1/150;薄鋼規(guī)范GB50018中,撓度控制為1/200。

 。5)支座雙檁條考慮連接剛度折減系數(shù)取0.5。

  (6)支座雙檁條考慮連接彎矩調(diào)幅系數(shù)取0.9。

  10、屋面自重:柱距不超過(guò)9米時(shí),取0.3KN/㎡;柱距12米時(shí),取0.35KN/㎡。

  注意:有吊頂?shù)膹S房,需要計(jì)算吊頂重量(及風(fēng)管重量),然后疊加到屋面自重中。

  11、雪荷載不均勻系數(shù)的取值:

 。1)普通位置不均勻系數(shù)1.25(全部屋面均乘1.25);

 。2)高低跨處不均勻系數(shù)2.0(影響范圍:2倍的高差,但不小于4米,不大于8米);

 。3)屋頂通風(fēng)器和屋頂天窗兩側(cè)不均勻系數(shù)2.0(規(guī)范中取1.1,考慮到實(shí)際情況,我們規(guī)定取2.0;

  影響范圍同高低跨處);

 。4)注意一些地區(qū)的特殊規(guī)定:沈陽(yáng)地區(qū)規(guī)定雪荷載的不均勻系數(shù)提高1.5倍,且按照百年一遇的基本雪壓進(jìn)行考慮。

  12、風(fēng)吸力的驗(yàn)算:對(duì)于屋面高度高于15米、基本風(fēng)壓大于0.4KN/㎡的廠房,需要驗(yàn)算屋面周邊檁條的風(fēng)吸力,此時(shí)屋面恒載取0.2 KN/㎡,風(fēng)壓體型取—2.2。

  屋面周邊的范圍詳見(jiàn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第41頁(yè)。

  b.墻梁計(jì)算參數(shù)的選取Fig. 10墻梁計(jì)算界面

  1、柱距不超過(guò)9米時(shí),墻梁一般按照C形簡(jiǎn)支墻梁設(shè)計(jì);柱距12米時(shí),墻梁一般按照Z(yǔ)形連續(xù)墻梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。

  2、注意C形墻梁的開(kāi)口方向?诔蠒r(shí),計(jì)算應(yīng)力比小。

  3、“墻板能阻止墻梁外翼緣側(cè)向失穩(wěn)”、“構(gòu)造保證風(fēng)吸力內(nèi)翼緣側(cè)向穩(wěn)定性”選項(xiàng),不選擇。墻板確實(shí)能約束墻梁的內(nèi)外翼緣,偏于安全,我們不選擇這兩個(gè)選項(xiàng)。

  4、拉條設(shè)置的原則同屋面檁條。

  5、風(fēng)荷載的取值:

 。1)調(diào)整后的基本風(fēng)壓值:注意按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定值乘以1.05(見(jiàn)《門(mén)規(guī)》第56頁(yè));

 。2)背風(fēng)體型系數(shù):當(dāng)?shù)踯?chē)噸位大于20t時(shí),對(duì)于墻角處的負(fù)風(fēng)壓系數(shù),應(yīng)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第41頁(yè)的規(guī)定取值。

  五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

  一、檁條部分

  1、注意避開(kāi)剛架拼接點(diǎn)?缍9米的檁條中心線離拼接點(diǎn)的距離不小于250mm;

  跨度12米的檁條中心線離拼接點(diǎn)的距離不小于350mm。

  Fig. 11剛架拼接點(diǎn)Fig. 12剛架拼接點(diǎn)

  2、第一道檁條的位置需要根據(jù)檐口節(jié)點(diǎn)(天溝大樣)進(jìn)行調(diào)整。

  Fig. 13外天溝節(jié)點(diǎn)

  3、檁條的安裝方向:Z形檁條上翼緣的肢尖朝向屋脊方向,圖紙中增加示意圖。

  Fig. 14檁托布置示意圖

  4、確定屋面是否有預(yù)留洞。若有,應(yīng)根據(jù)留洞大小調(diào)整檁條間距。

  5、當(dāng)柱距≥12米(即檁條跨度≥12米)時(shí),一般每隔一個(gè)檁條間距設(shè)置一排C形鋼,C形鋼的截面高度可取檁條截面高度的一半,C形鋼設(shè)置的位置同拉條。

  6、屋面檁條設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)單坡超過(guò)50m或者兩跨,需要在中間正方兩個(gè)方向設(shè)置斜拉條。

  7、若使用多段線(PL線)畫(huà)圖,應(yīng)定義線寬。

  8、檁條節(jié)點(diǎn)詳圖中,應(yīng)仔細(xì)核對(duì)螺栓孔的位置、檁托板的大小及墊片的尺寸等相關(guān)細(xì)節(jié)。

  注意:9米跨的檁條單個(gè)檁托處設(shè)置4個(gè)螺栓;

  12米跨的檁條單個(gè)檁托處設(shè)置6個(gè)螺栓。

  9、設(shè)計(jì)墻梁和檁條時(shí),須注意《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.2.14條:在檐口位置,剛架斜梁與柱內(nèi)翼緣交接點(diǎn)附近的檁條和墻梁處,應(yīng)各設(shè)置一道隅撐。

  10、屋面檁條的隅撐,應(yīng)隔一設(shè)一,間距不大于3米;

  在柱頭處應(yīng)加密(3道或4道)。

  Fig. 15隅撐設(shè)置示意圖

  11、隅撐的計(jì)算見(jiàn)《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第6.1.6—4條。

  12、隅撐與檁條的連接,不宜設(shè)計(jì)成雙螺栓;

  若單螺栓計(jì)算不能滿足要求,可考慮加密隅撐,減小單個(gè)隅撐的受力。

  二、墻梁部分

  1、墻梁計(jì)算和畫(huà)圖前,應(yīng)先確定墻面材料。若為夾芯板(或稱(chēng)“橫板”),則墻梁間距均采用1米;

  若為普通壓型鋼板(或稱(chēng)“豎板”),則墻梁間距不大于1.5米即可。

  2、一般每隔5道拉條設(shè)置一對(duì)斜拉條,以分段傳遞墻體自重。

  《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》第8.4.2條。

  Fig. 16拉條設(shè)置示意圖3、若使用多段線(PL線)畫(huà)圖,應(yīng)定義線寬。

  4、墻梁立面布置圖中,最下面一根墻梁標(biāo)高和砌體墻壓頂圈梁標(biāo)高的確定,常用的方法有兩種:

 。1)將墻梁的標(biāo)高定為1.5左右(以1.2米高的砌體墻為例),壓頂圈梁頂標(biāo)高定為1.2;

  標(biāo)高1.5左右的墻梁遇窗戶處斷開(kāi),壓頂圈梁在窗框?qū)?yīng)的位置增設(shè)預(yù)埋件。

 。2)將墻梁的標(biāo)高定為1.2米,壓頂圈梁頂標(biāo)高定為:1.2-墻梁翼緣寬。

  注意:無(wú)論按照哪種方法確定標(biāo)高,都需要核對(duì)建筑圖紙中此處的節(jié)點(diǎn)大樣,以便與建筑圖紙保持一致。

  Fig. 17 方案一Fig. 18 方案一Fig. 19 方案二Fig. 20 方案二5、廠房?jī)?nèi)隔墻墻梁注意以下地方:

 。1)有走道板的地方,縱向內(nèi)隔墻的拉條無(wú)法通過(guò);

 。2)橫向內(nèi)隔墻的墻梁需要避開(kāi)吊車(chē)梁與吊車(chē)軌道。

  6、有豎向窗時(shí)應(yīng)注意,窗框(包括豎向的窗框和窗頂、窗低墻梁)的構(gòu)件尺寸應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。

  Fig. 21窗框圖一Fig. 22窗框圖二

  7、當(dāng)廠房大門(mén)是提升門(mén)時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)注意下列內(nèi)容:

 。1)門(mén)柱需延伸至門(mén)高×2+500的高度;

 。2)大門(mén)所承受的風(fēng)荷載會(huì)通過(guò)導(dǎo)軌傳給門(mén)柱,計(jì)算門(mén)柱時(shí)要考慮此荷載;

 。3)核對(duì)大門(mén)上方是否有足夠的空間:高度方向是否滿足門(mén)高×2+500;

  是否有走道板、系桿等構(gòu)件,走道板和系桿離墻邊應(yīng)留一定的距離,以便讓導(dǎo)軌和大門(mén)升上去。

  Fig. 23提升門(mén)一Fig. 24提升門(mén)二

  8、當(dāng)廠房大門(mén)是推拉門(mén)時(shí),需在門(mén)梁上部設(shè)置一根H型鋼(或雙槽鋼、雙C形鋼)用于固定懸掛推拉門(mén)的導(dǎo)軌,計(jì)算此H型鋼時(shí),應(yīng)考慮通過(guò)導(dǎo)軌傳過(guò)來(lái)的大門(mén)所承受的風(fēng)荷載,以及門(mén)的重量。

  Fig. 25推拉門(mén)一Fig. 26推拉門(mén)二

  9、注意常用雨篷詳圖的適用范圍和計(jì)算條件,雨篷梁并非雙墻梁就夠,須計(jì)算確定雨篷梁的構(gòu)件大小。雨篷懸挑長(zhǎng)度一般取≤1米。

  10、墻梁節(jié)點(diǎn)詳圖中,應(yīng)(與墻梁立面布置圖)核對(duì)是否缺少墻梁連接節(jié)點(diǎn),并應(yīng)仔細(xì)核對(duì)螺栓孔的位置、檁托板的大小及墊片的尺寸等相關(guān)細(xì)節(jié)。

  注意:9米跨的墻梁?jiǎn)蝹(gè)檁托處設(shè)置4個(gè)螺栓;

  12米跨的墻梁?jiǎn)蝹(gè)檁托處設(shè)置6個(gè)螺栓。

  11、核對(duì)墻面是否有預(yù)留洞(主要是暖通專(zhuān)業(yè)):

  (1)核對(duì)洞口是否碰墻梁。若碰墻梁,應(yīng)與相關(guān)專(zhuān)業(yè)商量調(diào)整;

 。2)若洞口需放置一些較輕的設(shè)備(例如軸流風(fēng)機(jī)),應(yīng)增加節(jié)點(diǎn)做法。

  Fig. 27洞口節(jié)點(diǎn)做法

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