單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件

1

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.2計算原理2.3鋼屋架設計2.4橫向框架和框架柱的設計2.5

吊車梁設計112.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)體系

2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元2.1.3橫向框架及其截面選擇2.1.4柱間支撐

2.1.5屋架外形及腹桿形式

2.1.6屋蓋支撐

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)形式與布置2.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)體系2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)22.廠房鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件：

1.框架柱；2.鋼屋架支撐、吊車梁、天窗架、抗風柱…（圖2-1示）1.廠房鋼結(jié)構(gòu)形式：

單層剛(框)架

多層剛架

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系2.廠房鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件：1.廠房鋼結(jié)構(gòu)形式：單層剛(3框架柱鋼屋架吊車梁天窗架柱間支撐6橫向水平支撐7天窗支撐8抗風柱框架柱鋼屋架吊車梁天窗架柱間支撐6橫向水平支撐7天窗支撐8抗43.構(gòu)件按其作用歸并為下列結(jié)構(gòu)體系：3.構(gòu)件按其作用歸并為下列結(jié)構(gòu)體系：5屋蓋結(jié)構(gòu)體系：鋼屋架大型屋面板結(jié)構(gòu)體系鋼屋架—檁條

輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系橫梁—檁條

輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系●單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量-廠房類型（根據(jù)吊車起重量分類）a.輕型35~80kg/m2b.中型75~170kg/m2c.重型200~400kg/m2屋蓋結(jié)構(gòu)體系：鋼屋架大型6●單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量主要構(gòu)件用鋼量百分比框架柱30%~50%鋼屋架10%~40%吊車梁15%~35%（按照吊車使用的頻繁程度）●吊車的工作制等級與工作級別的對應關(guān)系●單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量主要構(gòu)件用鋼量百分比（按照吊車使71.影響柱網(wǎng)布置因素：1）生產(chǎn)工藝流程要求2）結(jié)構(gòu)上的要求

在保證廠房具有必需的剛度和強度的同時，注意柱距和跨度的類別盡量少些，以利施工。

3）經(jīng)濟要求

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元橫向框架和縱向框架的柱形成柱網(wǎng)2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元84）模數(shù)要求

柱距L的取值:一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊車額定起重量不小于50t時，柱距取12m較為經(jīng)濟;參數(shù)較小的廠房取6m柱距較為合適。如果采用輕型圍護結(jié)構(gòu)，則取大柱距15m，18m及24m較適宜。

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元4）模數(shù)要求2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布9單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件102.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元圖2.2柱網(wǎng)布置計算單元2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元圖2.2柱網(wǎng)布置計算單元11結(jié)構(gòu)溫度變形設置溫度縫（橫向/縱向）釋放溫度變形減小溫度應力

柱網(wǎng)布置溫度縫設置

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元溫度變形受到約束產(chǎn)生溫度應力結(jié)構(gòu)溫度變形柱網(wǎng)布置溫度縫設置2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布12

2.溫度收縮縫:

當溫度區(qū)段超出表2-2中數(shù)值時,應考慮溫度應力和溫度變形的影響

溫度區(qū)段長度表(m)表2-2熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋露天結(jié)構(gòu)2.溫度收縮縫:溫度區(qū)段長度表(m)表2-2熱車間13橫向溫度縫在溫度縫兩側(cè)設置兩榀橫向框架（設置雙柱）軸線定位：使溫度縫的中線和定位軸線重合

柱網(wǎng)布置溫度縫做法

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元縱向溫度縫在縱向構(gòu)件（吊車梁、托架）支座處設置板鉸支座/活動支座（多用于輕型結(jié)構(gòu)）橫向溫度縫柱網(wǎng)布置溫度縫做法2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置14單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件15單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件16拔柱：由于工藝要求或其它原因，有時需要將柱距局部加大。如圖2．2中，在縱向軸線B與橫向軸線L相交處不設柱子，因而導致軸線k和m之間的柱距增大，但為基本柱距的倍數(shù)。這種情形有時形象地稱為拔柱。托架（托梁）：上承屋架，下傳柱子。拔柱：由于工藝要求或其它原因，有時需要將柱距局部加大。如圖217

托架與屋架的連接疊接：構(gòu)造簡單，便于施工，但托架（托梁）受扭。平接：可以有效地減輕托架（托梁）受扭的不利影響，較常用。托架與屋架的連接平接：可以有效地減輕托架（托梁）受扭的不利18按連接方式鉸接框架：橫梁與柱子的鉸接連接剛接框架：橫梁與柱子的剛接連接上剛接下懸臂框架按框架跨數(shù)單跨/雙跨/多跨

橫向框架形式橫向框架種類框架柱和橫梁、鋼屋架構(gòu)成橫向框架

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.3橫向框架及其截面選擇按連接方式橫向框架形式橫向框架種類框架柱和橫梁、鋼屋架構(gòu)成19

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面選擇1.柱腳形式:門式剛架柱腳分為鉸接和剛接兩種連接形式。柱腳剛接

：可以削減上柱柱頂?shù)膹澗?，增大橫向框架的剛度。多用此連接。橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面20

剛接柱腳詳圖

鉸接柱腳詳圖

剛接柱腳門式剛架

鉸接柱腳門式剛架變截面梁變截面梁、柱剛接柱腳詳圖鉸接柱腳詳圖21加勁板柱腳螺栓

剛接柱腳工程實例加勁板柱腳螺栓剛接柱腳工程實例22

鉸接柱腳工程實例鉸接柱腳工程實例23

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架橫向框架形式鉸接框架和剛接框架24

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架橫向框架形式鉸接框架和剛接框架25

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架橫向框架形式鉸接框架和剛接框架26

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面選擇2.鉸接框架下柱彎矩大；橫向剛度差；受力明確，計算簡單；安裝方便；對基礎(chǔ)沉降適應性強。適用于多跨廠房、廠房高度不大剛度容易滿足或吊車起重量不大的輕型廠房或維護結(jié)構(gòu)。3.剛接框架柱腳彎矩?。粰M向剛度好；受力復雜；構(gòu)造麻煩；對基礎(chǔ)沉降適應性差。適用于吊車起重量大、設有雙層吊車或?qū)S房要求較高等的單跨廠房。橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面27分離式柱：吊車肢,屋蓋肢

優(yōu)點：減小兩肢在框架平面內(nèi)的計算長度,兩肢分別單獨承擔荷載。格構(gòu)式柱（階梯形柱）：上段柱：實腹式,格構(gòu)式；下段柱：綴條格構(gòu)式。4.框架柱形式

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架分離式柱：吊車肢,屋蓋肢優(yōu)點：減小兩肢在框架平面內(nèi)的計算長度28格構(gòu)式柱格構(gòu)式柱29單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件30

圖2-6雙肢格構(gòu)式柱階形柱的上柱起重量較小的邊柱起重量≤50t的中柱起重量＞50t的中柱起重量較大的邊柱特大型廠房的下柱圖2-6雙肢格構(gòu)式柱階形柱的上柱起重量較小的邊柱起重量≤31

：剛度大，整體性好，適宜用于柱截面寬度較大（不小于900mm)的情形。肩梁：一種轉(zhuǎn)換構(gòu)件，將各階柱段連在一起。肩梁

單臂肩梁雙臂肩梁構(gòu)造要求：為了保證對上柱的嵌固作用以及上下柱段的受力連續(xù)性，肩梁慣性矩宜大于上柱的慣性矩，其線剛度與下柱單肢線剛度之比一般宜不小于25，其高跨比可控制在0.35～0.5之間。：剛度大，整體性好，適宜用于柱截面寬度較大（不小于900m32肩梁肩梁33

剛度保證柱子與基礎(chǔ)剛性連接

縱向剛度

橫向剛度

柱間支撐

屋架與柱子剛性連接

2.1.3橫向框架及其截面選擇剛度保證柱子與基礎(chǔ)剛性連接縱向剛度橫向剛度柱間屋架與34下層柱間支撐：吊車梁下部的柱間支撐上層柱間支撐：吊車梁上部的柱間支撐柱頂剛性系桿剛性系桿下層柱間支撐上層柱間支撐垂直支撐2.1.4柱間支撐

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置下層柱間支撐：吊車梁下部的柱間支撐上層柱間支撐：吊車梁上部的35

1.柱間支撐的布置：

1）每列柱都要設柱間支撐。多跨廠房的中列柱的柱間支撐要與邊列柱的柱間支撐布置在同一柱間。

2）下層柱間支撐一般宜布置在溫度區(qū)段的中部1/3范圍內(nèi)，以減少縱向溫度應力的影響。

3）上層柱間支撐除了要在下層柱間支撐布置的柱間設置外,還應在每個溫度區(qū)段的兩端設置。

4）每列柱頂均要布置剛性系桿。2.1.4柱間支撐

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置1.柱間支撐的布置：2.1.4柱間支撐2.1結(jié)構(gòu)形362.1.4柱間支撐

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置1.柱間支撐的布置：2.1.4柱間支撐2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置1.柱間37(a)單層十字形；(b)人字形；(c)門形;(d)雙層十字形下層柱間支撐的形式2.柱間支撐的形式：(a)單層十字形；(b)人字形；(c)門形;382.柱間支撐的形式：(a)十字形；(b)人字形；(c)V字形上層柱間支撐的形式2.柱間支撐的形式：(a)十字形；(392.柱間支撐的形式：2.柱間支撐的形式：402.柱間支撐的形式：2.柱間支撐的形式：413.柱間支撐的作用：

1）承受并傳遞縱向水平荷載：作用于山墻上的風荷載、吊車縱向水平荷載、縱向地震力等。

2）減少柱在平面外的計算長度。

3)保證廠房的縱向剛度。2.1.4柱間支撐2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置3.柱間支撐的作用：2.1.4柱間支撐2.1結(jié)構(gòu)形421）柱間支撐可按懸臂平行弦桁架計算2）支撐受力一般較小，可按剛度要求（容許長細比）確定構(gòu)件截面3）交叉支撐按拉桿設計4）常用截面形式：角鋼/圓鋼（張緊裝置）4.柱間支撐構(gòu)件的設計2.1.4柱間支撐2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置1）柱間支撐可按懸臂平行弦桁架計算4.柱間支撐構(gòu)件的設計2.43演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！4445

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.2計算原理2.3鋼屋架設計2.4橫向框架和框架柱的設計2.5

吊車梁設計1452.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)體系

2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元2.1.3橫向框架及其截面選擇2.1.4柱間支撐

2.1.5屋架外形及腹桿形式

2.1.6屋蓋支撐

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)形式與布置2.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)體系2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)462.廠房鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件：

1.框架柱；2.鋼屋架支撐、吊車梁、天窗架、抗風柱…（圖2-1示）1.廠房鋼結(jié)構(gòu)形式：

單層剛(框)架

多層剛架

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系2.廠房鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件：1.廠房鋼結(jié)構(gòu)形式：單層剛(47框架柱鋼屋架吊車梁天窗架柱間支撐6橫向水平支撐7天窗支撐8抗風柱框架柱鋼屋架吊車梁天窗架柱間支撐6橫向水平支撐7天窗支撐8抗483.構(gòu)件按其作用歸并為下列結(jié)構(gòu)體系：3.構(gòu)件按其作用歸并為下列結(jié)構(gòu)體系：49屋蓋結(jié)構(gòu)體系：鋼屋架大型屋面板結(jié)構(gòu)體系鋼屋架—檁條

輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系橫梁—檁條

輕型屋面板結(jié)構(gòu)體系

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系●單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量-廠房類型（根據(jù)吊車起重量分類）a.輕型35~80kg/m2b.中型75~170kg/m2c.重型200~400kg/m2屋蓋結(jié)構(gòu)體系：鋼屋架大型50●單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量主要構(gòu)件用鋼量百分比框架柱30%~50%鋼屋架10%~40%吊車梁15%~35%（按照吊車使用的頻繁程度）●吊車的工作制等級與工作級別的對應關(guān)系●單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量主要構(gòu)件用鋼量百分比（按照吊車使511.影響柱網(wǎng)布置因素：1）生產(chǎn)工藝流程要求2）結(jié)構(gòu)上的要求

在保證廠房具有必需的剛度和強度的同時，注意柱距和跨度的類別盡量少些，以利施工。

3）經(jīng)濟要求

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元橫向框架和縱向框架的柱形成柱網(wǎng)2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元524）模數(shù)要求

柱距L的取值:一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊車額定起重量不小于50t時，柱距取12m較為經(jīng)濟;參數(shù)較小的廠房取6m柱距較為合適。如果采用輕型圍護結(jié)構(gòu)，則取大柱距15m，18m及24m較適宜。

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元4）模數(shù)要求2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布53單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件542.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元圖2.2柱網(wǎng)布置計算單元2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元圖2.2柱網(wǎng)布置計算單元55結(jié)構(gòu)溫度變形設置溫度縫（橫向/縱向）釋放溫度變形減小溫度應力

柱網(wǎng)布置溫度縫設置

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元溫度變形受到約束產(chǎn)生溫度應力結(jié)構(gòu)溫度變形柱網(wǎng)布置溫度縫設置2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布56

2.溫度收縮縫:

當溫度區(qū)段超出表2-2中數(shù)值時,應考慮溫度應力和溫度變形的影響

溫度區(qū)段長度表(m)表2-2熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋露天結(jié)構(gòu)2.溫度收縮縫:溫度區(qū)段長度表(m)表2-2熱車間57橫向溫度縫在溫度縫兩側(cè)設置兩榀橫向框架（設置雙柱）軸線定位：使溫度縫的中線和定位軸線重合

柱網(wǎng)布置溫度縫做法

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.2柱網(wǎng)布置和計算單元縱向溫度縫在縱向構(gòu)件（吊車梁、托架）支座處設置板鉸支座/活動支座（多用于輕型結(jié)構(gòu)）橫向溫度縫柱網(wǎng)布置溫度縫做法2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置58單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件59單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件60拔柱：由于工藝要求或其它原因，有時需要將柱距局部加大。如圖2．2中，在縱向軸線B與橫向軸線L相交處不設柱子，因而導致軸線k和m之間的柱距增大，但為基本柱距的倍數(shù)。這種情形有時形象地稱為拔柱。托架（托梁）：上承屋架，下傳柱子。拔柱：由于工藝要求或其它原因，有時需要將柱距局部加大。如圖261

托架與屋架的連接疊接：構(gòu)造簡單，便于施工，但托架（托梁）受扭。平接：可以有效地減輕托架（托梁）受扭的不利影響，較常用。托架與屋架的連接平接：可以有效地減輕托架（托梁）受扭的不利62按連接方式鉸接框架：橫梁與柱子的鉸接連接剛接框架：橫梁與柱子的剛接連接上剛接下懸臂框架按框架跨數(shù)單跨/雙跨/多跨

橫向框架形式橫向框架種類框架柱和橫梁、鋼屋架構(gòu)成橫向框架

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置2.1.3橫向框架及其截面選擇按連接方式橫向框架形式橫向框架種類框架柱和橫梁、鋼屋架構(gòu)成63

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面選擇1.柱腳形式:門式剛架柱腳分為鉸接和剛接兩種連接形式。柱腳剛接

：可以削減上柱柱頂?shù)膹澗?，增大橫向框架的剛度。多用此連接。橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面64

剛接柱腳詳圖

鉸接柱腳詳圖

剛接柱腳門式剛架

鉸接柱腳門式剛架變截面梁變截面梁、柱剛接柱腳詳圖鉸接柱腳詳圖65加勁板柱腳螺栓

剛接柱腳工程實例加勁板柱腳螺栓剛接柱腳工程實例66

鉸接柱腳工程實例鉸接柱腳工程實例67

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架橫向框架形式鉸接框架和剛接框架68

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架橫向框架形式鉸接框架和剛接框架69

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架橫向框架形式鉸接框架和剛接框架70

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面選擇2.鉸接框架下柱彎矩大；橫向剛度差；受力明確，計算簡單；安裝方便；對基礎(chǔ)沉降適應性強。適用于多跨廠房、廠房高度不大剛度容易滿足或吊車起重量不大的輕型廠房或維護結(jié)構(gòu)。3.剛接框架柱腳彎矩??；橫向剛度好；受力復雜；構(gòu)造麻煩；對基礎(chǔ)沉降適應性差。適用于吊車起重量大、設有雙層吊車或?qū)S房要求較高等的單跨廠房。橫向框架形式鉸接框架和剛接框架2.1.3橫向框架及其截面71分離式柱：吊車肢,屋蓋肢

優(yōu)點：減小兩肢在框架平面內(nèi)的計算長度,兩肢分別單獨承擔荷載。格構(gòu)式柱（階梯形柱）：上段柱：實腹式,格構(gòu)式；下段柱：綴條格構(gòu)式。4.框架柱形式

橫向框架形式鉸接框架和剛接框架分離式柱：吊車肢,屋蓋肢優(yōu)點：減小兩肢在框架平面內(nèi)的計算長度72格構(gòu)式柱格構(gòu)式柱73單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)課件74

圖2-6雙肢格構(gòu)式柱階形柱的上柱起重量較小的邊柱起重量≤50t的中柱起重量＞50t的中柱起重量較大的邊柱特大型廠房的下柱圖2-6雙肢格構(gòu)式柱階形柱的上柱起重量較小的邊柱起重量≤75

：剛度大，整體性好，適宜用于柱截面寬度較大（不小于900mm)的情形。肩梁：一種轉(zhuǎn)換構(gòu)件，將各階柱段連在一起。肩梁

單臂肩梁雙臂肩梁構(gòu)造要求：為了保證對上柱的嵌固作用以及上下柱段的受力連續(xù)性，肩梁慣性矩宜大于上柱的慣性矩，其線剛度與下柱單肢線剛度之比一般宜不小于25，其高跨比可控制在0.35～0.5之間。：剛度大，整體性好，適宜用于柱截面寬度較大（不小于900m76肩梁肩梁77

剛度保證柱子與基礎(chǔ)剛性連接

縱向剛度

橫向剛度

柱間支撐

屋架與柱子剛性連接

2.1.3橫向框架及其截面選擇剛度保證柱子與基礎(chǔ)剛性連接縱向剛度橫向剛度柱間屋架與78下層柱間支撐：吊車梁下部的柱間支撐上層柱間支撐：吊車梁上部的柱間支撐柱頂剛性系桿剛性系桿下層柱間支撐上層柱間支撐垂直支撐2.1.4柱間支撐

2.1結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置下層柱間支撐：吊車梁下部的柱間支撐上層柱間支撐：吊車梁上部的79

1.柱間支撐的布置：

1）每列柱都要設柱間支撐。多跨廠