单层厂房钢结构施工要点PPT课件

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1、2022/3/1019.1 9.1 单层厂房钢结构的组成及布置原则单层厂房钢结构的组成及布置原则 单层厂房结构的组成 厂房结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁（或桁架）、各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系，如图9.1所示。这些构件按其所起作用可分为下面几类： 横向框架 屋盖结构 支撑体系（屋盖部分支撑和柱间支撑 作用：承载 连系） 吊车梁和制动梁（或制动桁架） 墙架 1屋架2托架3上弦横向支撑4制动桁架5横向平面框架6吊车梁7屋架竖向支撑8檩条9、10柱间支撑11框架柱12中间柱13墙架梁图9.1厂房结构示例柱屋架吊车梁天窗架柱间支撑 1柱网布置 满足生产工艺的要求 满足结构方面的要求 符合经济

2、合理的要求 符合柱距规定要求（按厂房建筑统一化基本规则和建筑统一模数制的规定：结构构件的统一化和9.1.2 柱网和温度伸缩缝的布置 标准化可降低制作和安装的工作量。对厂房横向，当厂房跨度L18m时，其跨度宜采用3m的倍数；当厂房跨度L18m时，其跨度宜采用6m的倍数。只有在生产工艺有特殊要求时，跨度才采用21m、27m、33m等。对厂房纵向，以前基本柱距一般采用6m或12m；现在采用压型钢板作屋面和墙面材料的厂房日益广泛，常以18m甚至24m作为基本柱距。多跨厂房的中列柱，常因工艺要求需要“拔柱”，其柱距为基本柱距的倍数，最大可达48m）。图9-2 柱网布置计算单元2温度伸缩缝厂房平面尺寸较大

3、时，因温度变化使上部结构产生横向和纵向的变形，使柱内产生弯曲应力，并可能导致屋面和墙面破裂。因此为避免产生过大的温度变形和温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。布置主要决定于厂房的纵向和横向长度根据使用经验和理论分析，钢结构设计规范规定，当温度区段长度不超过表1.1的数值时，可不计算温度应力。 温度伸缩缝最普遍的做法是设置双柱。 温 度 区 段 长 度 值 表9.1 结结构情况 温度区段长长度（m） 纵纵向温度区段（垂直于屋架或构架跨度方向） 横向温度区段（沿屋架或构架跨度方向） 支座斜杆和支座竖竖杆 其他腹杆 采暖房屋和非采暖地区的房屋 220120150热车间热车间 和采暖地区的非

4、采暖房屋 180100125 露天结结构1209.2横向框架结构类型及主要尺寸 9.2.1 框架类型 厂房的主要承重结构通常采用框架体系，困为框架体系的横向刚度较大，且能形成矩形的内部空间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。 厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接 柱顶可分为铰接和刚接两类 铰接 对基础不均匀沉陷及温度影响敏感性小 ，节点构造容易处理 ，屋架端部不产生弯矩 ，下弦杆始终受拉 。柱顶铰接时下柱的弯矩较大，厂房横向刚度差 刚接 厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度要求较高时，钢结构的单跨厂房常采用柱顶刚接方案 主要尺寸 框架的主要尺寸见图1.3所示。 框架的跨度，一般取为上部柱中心线

5、间的横向距离 (9.1) 式中Lk桥式吊车的跨度； S由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离（图1.4），应满足下式要求： （9.2） B吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得； D吊车外缘和柱内边缘之间的必要空隙：当吊车起重量不大于500KN时，不宜小于80mm；当吊车起重量大于或等于750KN时，不宜小于100mm；当在吊车和柱之间需要设置安全走道时，则D不得小于400mm。 上段柱宽度。 S的取值：对于中型厂房一般采用0.75m或1m，重型厂房则为1.25m甚至达2.0m。 框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离：式中地面至柱脚底面的距离。 地面至吊车轨顶的高度，由工艺要求决定； 吊车轨顶至屋架下弦底面

6、的距离 9.3 结构纵向传力系统 纵向框架柱间支撑的作用和布置 柱间支撑与厂房框架柱相连接，其作用为： 组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度； 承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础； 可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。 在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部分称为下层支撑。 上层支撑 上层柱间支撑又分为两层，第一层在屋架端部高度范围内属于屋盖垂直支撑。第二层在屋架下弦至吊车梁上翼缘范围内。为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端部，有下层支撑处也应设置上层支撑。 下层支撑应该设在温度区段中部

7、（当吊车位置高而车间总长度又很短时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对厂房纵向风度却能提高很多 ）当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支撑图1.13(a)如果温度区段长度超过90m，则在它的1/3点处各设一道支撑图1.13(b)，以免传力路程太长 q下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑q上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑刚性系杆刚性系杆下层柱间支撑上层柱间支撑垂直支撑 柱间支撑的形式(a)单层十字形；(b)人字形；(c)门形; (d)双层十字形下层柱间 支撑的形式(a)十字形； (b)人字形； (c)V字形上层柱间 支撑的形式9.4 屋盖结构体系9.4.1 钢屋盖结构的形式、组

8、成及布置1、屋面板；2、屋架（屋面梁）；3、支撑系统；4、有的根据具体情况还设有檩条、托架和天窗架等构件等。（一）无檩屋盖体系1、一般用预应力大型屋面板，屋面板直接搁置在屋架上或天窗架上，然后在其上做保温、防水等层次。2、屋架间距一般为6m。跨度应符合6m的倍数。3、特点（1）屋盖屋面构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，施工速度快；（2）屋盖刚度大，整体性能好；（3）但自重大，常要增大屋架杆件的和下部结构的截面，对抗震也不利。一般常用于较小的屋面坡度1：81：12。钢屋盖可以分为无檩屋盖体系和有檩屋盖体系（二）有檩屋盖结构体系一般用于轻型屋面材料情况，需搁置在檩条上，檩条一般支承在屋架上。

9、应用已有十多年的历史。是目前有檩体系轻型屋面中应用最广泛的屋面材料，采用热镀锌钢板或彩色度锌钢板，经辊压冷弯成各种波型，具有轻质、高强、美观、耐用、施工简便、抗震、防火等特点。单层自重为：当有保温要求时，可用双层钢板中间夹保温层的做法，屋面全部荷载不超过 ，已定型化生产，有国家标准和技术规程。1、压型钢板以高强水泥发泡工艺配以玻璃纤维增强为芯材的新型复合材料，具有刚度好、强度高、延性好等特点，有良好的结构性能和工程应用前景。其自重为：2、太空板3、水泥石棉波形瓦传统材料，具有自重轻、美观、施工简便等特点，但其脆性大、易开裂破损，因吸水而产生收缩龟裂和挠曲变形等缺陷。产量不多，质量还不够高，正积

10、极研究，采取措施提高质量。传统材料，具有自重轻、美观、施工简便等特点，但规格尚未定型，工程中使用多为自行压制制作。屋面自重：4、瓦楞铁5、加气混凝土屋面板自重为 ，是一种承重、保温、和构造合一的板材，一般可以直接在板上做防水，施工方便。有檩体系屋盖可供选用的屋面材料种类较多，屋架间距和屋面布置较灵活，自重轻，用料省，运输和安装较轻便，但构件的种类和数量多，构造较复杂。一般适用于较陡的屋面坡度1：21：3。两种屋盖体系各有优缺点，具体设计时应根据建筑物使用要求、结构特性、材料供应情况和施工条件等综合考虑而定。一般中型厂房，特别是重型厂房，由于对横向刚度要求较高，所以宜采用大型屋面板的无檩屋盖；而

11、对于中、小型特别是不需要做保温层的房屋，则宜采用具有轻型屋面材料的有檩屋盖。 三、天窗架形式在工业厂房中，为了满足采光和通风等要求，常需在屋盖上设置天窗。天窗的形式有纵向天窗、横向天窗和井式天窗等三种，一般常采用纵向天窗。图天窗架的形式 支承中间屋架的桁架称为托架，由于工艺要求需扩大柱距时采用。四、托架9.4.2 钢屋盖支撑1 、保证屋盖结构的几何稳定性；2、保证屋盖的空间刚度和整体性 ；3、为受压弦杆提供侧向支承点，避免压杆侧向失稳；4、承受和传递纵向水平力(风荷载、悬挂吊车纵向制动力、地震荷载等；5、保证结构在安装和架设过程中的稳定性。一、屋盖支撑作用例如：三冶八十年代在抚顺施工，发生屋架

12、倒坍事故。屋架安装就位后，没做支撑，当天晚大刮大风，屋架失稳，掉了下来，摔坏。 （一）水平支撑1、上、下弦横向支撑2、上、下弦纵向水平支撑 （二）垂直(竖向)支撑 （三）系杆 二、屋盖支撑类型三、屋盖支撑布置 1、一般设置在房屋两端或温度区段的两端，一般设在第二个柱距内；2、两道横向水平支撑的间距不宜大于60m，当温度区段长度较大时，尚应在中部增设支撑；3、其长度为屋架节间距的24倍。 （一）上弦横向水平支撑 （二）下弦横向水平支撑 1、上弦横向水平支撑对应位置；2、当屋架跨度比较小（小于18m时）又无吊车或振动设备时，可不设。（三）下弦纵向水平支撑 1、当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高

13、时，设有中间托架为保证托架的侧向稳定时；设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车、壁行吊车或有锻锤等较大振动设备时应设置；2、屋架间距小于12m时，纵向水平支撑通常布置在屋架下弦平面。位于上、下弦水平支撑同一开间内，形成一个跨长为屋架间距的平行弦桁架。（1）跨度小于30m的梯形屋架，通常在屋架两端和跨度中央各设置一道垂直支撑。当跨度大于30m时，则在两端和跨度1/3处分别共设置四道。（2）跨度小于18m的三角形屋架只需在跨度中央设一道垂直支撑，大于18m跨时则在1/3跨度处共设两道。（四）垂直(竖向)支撑1、为了支持未连支撑的平面屋架和天窗架，保证它们的稳定和传递水平力，应在横向支撑或垂直支撑节点

14、处沿房屋通长设置系杆（屋脊处及屋架端部处）。2、系杆分刚性系杆和柔性系杆两种，刚性系杆既能受拉又能受压，柔性系杆只能受拉。刚性系杆一般由双角钢组成，柔性系杆一般由单角钢组成。（五）系杆二、支撑的截面形式 屋盖支撑受力较小，一般不必计算。截面尺寸一般由杆件允许长细比和构造要求决定。（一）对于交叉斜杆，一般按拉杆 控制；非交叉斜杆、弦杆等按压杆 控制。对于跨度较大且承受墙面传来较大的风力时，应按桁架体系计算内力选择截面，同时亦应控制长细比。（二）支撑的连接构造： 1、上弦横向水平支撑的角钢肢尖应向下，背朝上，且连接处适当离开屋架节点，以免影响大型屋面板的或檩条的安放。如图（a）所示。2、交叉处的斜

15、杆应有一根杆件切断，另加节点板用焊缝或螺栓连接。如图：（a）所示；交叉斜杆处如与檩条相连，则两根斜杆均应切断，用节点板相连。如图b所示。3、下弦横向和纵向水平支撑的角钢肢尖允许向上，如图（c）所示，其中交叉斜杆以肢背靠肢背交叉放置，中间填以填板，杆件无需切断。4、垂直支撑可只与屋架竖杆相连，如图（d）所示，也可通过竖向小钢板与屋架弦杆及屋架竖杆同时相连。如图（e）所示。 自学9.5 檩条及压形钢板设计9.6 桁架的形式的截面设计传统作法采用两个角钢组成的T形或十字形截面的杆件，在杆件汇交处（节点）通过节点板用焊缝连接而成的普通钢桁架作为屋架，具有受力性能好，制作安装方便、取材容易、与支撑体系形

16、成屋盖结构整体刚度好、工作可靠、适应性强等优点，因而在工业与民用建筑房屋的屋盖结构中得到广泛应用。值得提出的是：热轧角钢的壁厚度较大，因此耗钢量较大，用于跨度太小或屋面荷载较轻的屋盖中不大经济；另外受角钢最大规格限制，屋面荷载重、跨度大的房屋也不宜采用，最适于1836m跨度，再小或再大就不经济了。也有采用剖分T形钢截面。应根据房屋的用途、建筑造型、屋架跨度、荷载大小、屋面材料的排水坡度等因素综合考虑，使之符合：适用、受力合理、经济、施工方便等原则。 选择桁架的原则：1、从受力角度考虑：（1）屋架外形应尽量与弯矩图相近，以使弦杆受力均匀；（2）受力较合理的腹杆布置应使短杆受压，长杆受拉，腹杆数量少，总长度短；（3）尽可能使荷载作用于节点，避免弦杆因受节间荷载引起局部弯矩而增加截面面积，设计也麻烦。 一、桁架形式和主要尺寸（一）桁架的形式2、从施工角度考虑：（1）屋架弦杆的数量和品种规格应尽可能少，在用钢量增加不多的原则下，力求尺寸统一，构造简单，便于制造。一般上下弦杆角钢规格不变，统一，中间不做改变，主要从施工角度考虑的。（2）腹杆与弦杆的轴线间的夹角一般在30度60度之间，最好在45度