第九章重型厂房和结构设计课件.ppt

第一节 结构形式和结构布置 一、概述 1、结构形式和吊车的工作级别 1）结构形式 重型厂房一般取单层刚(框)架结构形式，但也有 一部分为多层刚架者。根据屋面材料的不同,屋盖体系 可分为有檩屋盖体系和无檩屋盖体系. 2）吊车的工作级别 划分依据：按照吊车使用的繁重程度(亦即吊车的利用 次数和荷载大小)，国家标准《起重机设计规范》 (GB3811)将其分为八个工作级别，称为A1—A8。在相 当多的文献中，习惯将吊车以轻、中、重和特重四个工 作制等级来划分，它们之间的对应关系见表2-1。 2、柱网布置和计算单元 1）、柱网布置 ①布置原则：厂房的柱网布置要综合考虑工艺、结构和经济等诸多因素来确定，同时还应注意符合标准化模数的要求。 生产工艺：柱网布置首先要满足生产工艺流程的要求，包括预期的扩建和工艺设备更新的需求。这些要求往往涉及到设备基础，地下管沟等与柱基础的协调布置. 结构：柱网布置必须满足结构上的要求，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。 经济：柱柜的大小，直接影响着布置在柱距间的构件(如檩条，吊车梁等)的截面大小。加大柱距一般可减少处理地基的费用和基础的造价，但将使布置在柱距间的构件的材料增加。 ②合理柱网尺寸：合理的柱网布置应使总的经济效应最佳。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。位于软 弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。 ③温度收缩缝的设置： 规范要求:在厂房的纵向或横向的尺度较大时,一般应 按表9.1.1在平面布置中设置温度收缩缝，以避免结构 中衍生过大的温度应力。 双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝原则上皆可采 用，不过在地震域区宜布置双柱收缩缝。 ④托梁（架）的设置： 托梁（架）的作用：在拔柱处设置一构件,上承屋架(或 其他屋面结构)，下传柱子，该构件为实腹式时称为托 梁，桁架式时称为托架。 2）、计算单元 单元宽度一般是 相邻柱距的平均值。 对于等柱距且无拔柱 的平面布置，显然只 需取一个计算单元。 3）、吊车外轮廓线与临近构件的净距要求 a:吊车外轮廓与屋架下弦下表面之间的净距; b:吊车大轮的中心线与柱纵向定位轴线之 间的净距离; c:吊车外轮廓与柱体内表面之间的净距离. 4）、横向框架及其截面选择 ①横向框架结构形式 厂房结构形式的选取不仅要考虑 吊车的起重量,而且要考虑吊车的工作级别及吊钩类型. 柱脚：重型厂房的柱脚通常做成刚接，这不仅可以削减 柱段的弯矩绝对值且可增大横向框架的刚度。 横梁与柱子的连接：可以是铰接(如图2-4c)或刚接(如 图2-4a，b)，相应地，称横向框架为铰接框架或刚接 框架。对一些刚度要求较高的厂房(如设有双层吊车， 装备硬钩吊车等)，尤其是单跨重型厂房，宜采用刚接 框架。在多跨时，特别在吊车起重量不很大和采用轻 型围护结构时，适宜采用铰接框架(如图2-4c)。 ②横向框架截面形式 实腹式柱：实腹式等截面柱的构造简单，加工制作费用低，较少单独采用，一般用作阶梯形柱的上柱。只有当厂房高度不超过10m且吊车额定起重量不超过20t时采用。 格构式柱：是重型厂房阶形下柱的常见型式，图2-6是其截面的常见类型。 分离式承重柱:厂房高度不 大，但吊车额 定起重量超过 100t，或吊车 吨位不大而厂 房高度较大 (有刚度要求) 时，宜采用分 离式承重柱。 阶梯形柱：阶形柱的上柱截面通常取实腹式等截面焊接 工字形或类型(a)。下柱截面类型要依吊车起重量的大 小确定：类型(b)常见于吊车起重量较小的边列柱截面; 吊车起重量不超过50t的中列柱可选取(c)类截面，否则 需做成(d)类截面;显然,截面类型(e)适合于吊车起重量 较大的边列柱;特大型厂房的下柱截面可做成(f)类截面. 阶梯形柱各段连接构造如图2－7。 3、柱间支撑 目的：柱间支撑与屋盖支撑一起传递并承担作用于厂房 山墙上的风荷载、吊车的纵向水平荷载、纵向地震力等 荷载，提高厂房纵向刚度。 分类：上层柱间支撑和下层柱间支撑 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. 设置规定： 每列柱都必须设置柱间支撑，多跨厂房的中列柱的柱间支撑宜与其边列柱的柱间支撑布置在同一柱间； 每列柱顶均要布置刚性系杆。 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。当温度区段长度大于150m或抗 震设防烈度为8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，应当增设一 道下层柱间支撑，且两道