第一篇：鋼結構廠房門式鋼架鋼結構結構設計及應用

鋼結構廠房門式鋼架鋼結構結構設計及應用

摘要：本文針對門式鋼架鋼結構在鋼結構廠房中的普遍應用，主要分析了門式鋼鋼架鋼結構設計應用注意問題，門式鋼架鋼結構發展及除銹防護。

關鍵詞：門式鋼架；鋼結構；設計應用

我國鋼結構已經發展很多年，特別是近些年來發展日趨完善。輕型門式鋼架鋼結構因為其自身具有的特點而受到鋼結構廠房施工的普遍應用，本文重點對其進行研究。

一、門式鋼架鋼結構概述

門式鋼架結構在鋼結構廠房、倉庫、商場中廣泛應用，高層建筑中鋼架結構也越來越受到重視。各類維護結構以及沒有梁柱的彎頂也大量應用的薄壁彩鋼板；各文化體育類型的公共建筑物中應用的鋼管匯交直接焊接以及較高強度組合拉索機構；薄壁冷彎鋼截面除了利用檁條在維護結構構件應用之外還可以成為構件受力的主要結構。鋼架鋼結構一般是指梁和柱的直線類型經過連接的節點剛性結構。工程項目中經常將鉸接梁柱間的結構單層稱之為排架，多跨多層的鋼架類型結構則稱之為框架。鋼結構單層鋼架廠房通常采用輕鋼門式的鋼架鋼結構。住宅建筑物鋼框架鋼結構常常使用的兩種結構支撐類型分別是箱型焊接截面或者是H型鋼。其特點主要是具有較小的自重，良好的抗震性能以及較快的施工速度。框架結構的受力特征在荷載方面的體現是承受了水平與豎向荷載；傳遞豎向荷載的路線是從平板樓蓋現澆到梁上的距離，之后向鋼柱傳遞。

二、門式鋼架鋼結構設計應用

(一)柱網設計要求

鋼結構廠房門式鋼架鋼結構設計首先應當按照生產工藝要求對柱網施工進行確定，盡量達到生產使用的要求，根據實際情況對鋼架的跨度、高度以及設計實踐確定柱網，在設計門式鋼架柱網時獲得以下結論：在完整一致的荷載情況下，檀高度是6米，柱距離是7米半，鋼架單位跨度距離范圍是18米到30米之間，鋼用量大概是18到28kg/m2，當單位鋼架跨度間距離大概是21到48 米時，鋼用量是在25到40kg/ m2，廠房高度是12米，跨度達到48米以上時一般可用多跨類型鋼架，相較于單跨類型鋼架要節省18%的用鋼量，因此門式鋼架鋼結構設計時應當按照實際情況選擇經濟型跨度，不適合盲目性的選擇較大跨度。對于設計門式鋼架鋼結構來說，最重要的部門就是用鋼量。

(二)作用門式鋼架鋼結構荷載值

作用于門式鋼架鋼結構的荷載一般包括：豎向與水平向的荷載、地震荷載。因為輕型鋼結構具有較輕的自重，因此地震產生的反應也比較輕，針對這點來說抗震效果是很好的。

(三)計算鋼架側移內力

1.計算內力方法：針對門式變截面鋼架結構來說，利用彈性分析法對各種內力實施確定，塑性分析法的使用僅在鋼架擁有全部等截面鋼柱時。門式鋼架變截面計算內力一般利用單元桿系有限元方法。地震產生的效應作用可以利用剪力底部方法實施確定。按照荷載不同的組合情況分析內力結果，找出截面受控的內力組合，將截面的位置控制在柱底連接柱頂以及梁跨中的截面。2.計算側移的方法：門式鋼架變截面柱頂產生的側移應當利用彈性分析確定，計算過程中獲取標準荷載值，對于分享荷載系數不需要考慮。

(四)設置拉條、檁條和撐桿

1.設置檁條。檁條是屬于彎雙向結構構件，對其內力實施分析應當按照兩個型心主軸截面計算彎矩。設計過程中，應計算檁條的強度、整體性穩固與變形情況。設計檁條過程時，需要對檁條的薄壁冷彎構件，板件受壓與壓彎的寬度比例，受力產生時應保持的屈曲，計算強度時應合理利用的有效寬度實施控制，對于原來截面需消弱。與此同時計算強度時應采用凈斷面，可以考慮使用消弱釘孔。

2.拉條設計：拉條設置與否取決于檁條在側向上的剛度，對于H型輕型鋼的較大側向剛度以及桁架式空間檁條通常不會設置拉條。針對剛度比較差的側向實腹式與桁架平面式檁條，為了能夠減少安裝應用檁條過程中產生的側向變形，保持整體性的穩固，通常將拉條設置在檁條之間，作為側向上的支撐點。當檁條具有的跨度在4米之內時，可以根據計算最終結果判定拉條設置與否，當檁條具有的跨度在4米之外時，在跨中檁條適合設置一道拉條。

3.撐桿設計：撐桿檁條的重要作用是對天窗缺口與檐檁位置向上或向下邊檁彎曲側向。撐桿具有的長細比例根據壓桿的實際要求，可以使用方鋼管、角鋼制作，撐桿位置，應同時設計斜拉條。

三、門式鋼架鋼結構設計應用注意問題(一)控制房脊垂直程度

框架豎向斜梁的限值撓度一般規定為1/180，過去對中下垂度是否驗算并沒有明確規定。根據目前的新規定是需要計算的，通常要分段進行構件，利用等截面實施計算，每一段都需要在水平與豎向進行計算，不能比允許數值大，等同于對跨中垂度實施的驗算

(二)砼柱與鋼柱的結合問題

門式鋼架鋼結構設計中，部分會利用斜梁輕鋼與混凝土柱結合，斜梁采用端板豎放式連接砼柱的預埋式螺栓，組成鋼接，目的是想要節約鋼材以及造價。在門式鋼架鋼結構中的框架有鋼柱與砼柱組合，這個情況下梁柱只能采用鉸接，不適合鋼接。高層建筑物中的鋼墻連接也是這樣。因此，需要注意排架由鋼梁與砼柱組合是允許的，可是將剛架中的鋼柱用砼柱替代，不改變鋼梁是不允許的。

(三)檁條存在的計算問題

檁屬于薄壁冷彎結構件，壓彎或是受壓板件具有比較大的寬度比，在受力產生時應屈曲，計算強度需利用有效的寬度，對于原來的截面要實施減弱，不需做到全截面都有效。一般情況下設計人員對計算強度的凈斷面容易忽略，忽視了釘孔的減弱。這種類型的減弱一般會在6-15%之間，對于截面窄小的梁會產生比較大的影響。按照相關規定，鋼架構件具備的受拉強度應按照凈截面進行計算，受壓強度應當按照有效的截面實施計算，穩定特性應當按照有效截面進行計算。

四、門式鋼架鋼結構發展及除銹防護

(一)門式鋼架鋼結構發展應用

可以在高性能鋼材方面實施應用研究，提升強度與抗腐蝕性，經濟斷面類型的鋼材，例如H型鋼、鋼板壓型、方管等。可以在結構方面實施革新應用，對于空間結構、組合結構以及高層鋼類型結構等方面的創新研究。理論優化以及計算機設計的輔助應用。深入研究極限狀態，防止特殊荷載情況下出現的實效結構等。

(二)門式鋼架鋼結構除銹防護

選擇對鋼結構除銹方法中，其中在小型低要求構件中適合手動除銹，除銹并不徹底。相對厚實的構件使用噴砂除銹，這個方法非常徹底干凈。薄壁構件或者不適合使用噴砂除銹的可以利用酸洗方法，除銹效果良好。對于鋼結構采用的防護主要有防火、防腐及隔熱。鋼結構有關的設計規定，需要在設計方案中明確指出對鋼材實施的除銹級別以及涂層涂料具備的厚度，在地面以下的柱腳應當充分利用混凝土實施包裹，發生腐蝕的柱腳不適合在地下埋入，保護鋼結構的層厚應按照建筑物的耐火程度實施設計，受到高溫影響，應按照情況的不同設計相應的防護隔熱措施。

結束語

在門式鋼架鋼結構設計應用中，應合理分配與把握設計關鍵，能夠有效的節省鋼材的用量。門式鋼架鋼結構因為其具有的較輕重量、較低的構件等特點，在鋼結構廠房建筑中被廣泛的應用。

第二篇：鋼架大棚鋼結構施工

8.9鋼架大棚鋼結構施工方案

一、鋼結構制作場地、存放、運輸

鋼結構的制作場地定在現場，20m，寬5m，完全符合施工要求。鋼構件應根據鋼結構的安裝順序，分單元成套供應。

運輸鋼構件時，根據鋼構件的長度、重量選用車輛；鋼構件在運輸上的支點、兩端伸出的長度及綁扎方法均應保證鋼構件不產生變形、不損傷涂層。

鋼構件存放場地應平整堅實、無積水。鋼構件應按種類、型號、安裝順序分區存放；鋼構件底層墊層墊枕應有足夠的支承面，并應防止支點下沉。相同型號的鋼構件疊放時，各層鋼構件的支點應在同一垂直線上，并應防止鋼構件被壓壞和變形。

二、鋼結構的制作方法及技術要求 1）檢材

首先對供應部門提供的各種鋼材進行檢查驗收，看是否符合圖紙要求與質量要求，檢查質量保證書或合格證，不盲目下料。

2）矯正

對彎曲、變形的鋼材必須進行校正，以確保制造質量，其方法是使用螺旋式壓力機，千斤頂和氧炔火焰等手段使鋼材恢復平直。

3）放樣

在完全熟悉圖紙的基礎上，可按圖制作下料用的樣板和樣桿。樣板用來控制平面幾何尺寸，樣桿用來控制長度尺寸，樣板用油氈制作，樣桿用-30*3的扁鋼制作。

樣板和樣桿必須經技術人員檢查復核。4）下料

按照施工鋼結構及部件圖，對各種組合件進行編號，列表，并注明每件的數量，準備就緒后，按表依次用樣板劃線下料。

下料時100mm以內的型鋼用砂輪切割機下料。下好的材料必須除盡氧化鐵，堆碼整齊，注明編號和數量。

5）鋼架的組裝是保證本工程質量的關鍵，該項工作必須在鋼板平臺上進行，首先在鋼平臺上按設計圖放出放樣，并按規定起拱，然后按地樣設置胎模具，胎模具必須水準儀測平，并加以固定，使整個鋼架在模具里按規定成型。

6）焊接變形的予防和矯正

鋼架和其它構件在組合過程中，由于局部焊接加熱，隨著焊縫的收縮，會產生焊接變形。為了保證桁架的幾何精度，在焊接過程中必須采取一些必要的措施，把焊接變形控制在最小的范圍。

第一種方法采取剛性固定法，把整個構件用卡蘭，倒勾或其它模胎具固定在鋼平臺上，不讓構件有曲繞的余地，（但必須能讓焊縫收縮，以減小內應力）達到減小變形的目的。

第二種方法采取合理的焊接順序和正確的施焊方法，所謂合理的焊接順序，應先焊腹桿與節點板之間的焊縫，再焊上、下弦與節點板之間的焊縫，焊接次序不應集中，應從中間節點開始向兩邊節點間隔跳開焊接，在進行幾個面的立體焊節時應對稱施焊，以達到減小焊接變形和焊接應力的目的。所謂正確的施焊方法是指焊工在施焊時，為減小焊接變形，要根據構件具體情況和焊縫長短來采用不同的焊接方式，如對稱焊法、分段退焊法、跳焊法等等。并且在施焊時在保證焊縫質量的前提下，采用適當的電流，快速施焊。

第三種方法，采取反向變形措施，即在鋼架點焊成形后，先將鋼架人為的向焊接變形反向彎曲一點，以達到消除焊接變形的目的。但此種方法尚無法提供確切數據，焊工如無把握可不采用。

第四種方法，利用鋼架翻面對稱施焊來糾正變形，其實這也就是一個合理的焊接次序問題。第一面焊接第一遍后即翻面焊另一面。

如采用了以上的辦法后，構件仍有一些彎曲就得用千斤頂配合卡具來進行矯正，千斤頂每個能力必須要達到施工要求。

除了用機械辦法，還可以用火焰來矯正，用兩把大號焊槍把焊接變形相對部位的金屬局部加熱到熱塑性狀態。

三、鋼構件的吊裝

鋼構件吊裝前，應對鋼構件的質量進行檢查。鋼構件的變形、缺陷超過允許偏差時，應進行處理。

吊裝采用一臺汽車吊進行。鋼結構的柱、鋼架安裝就位后應立即進行校正、固定，當天安裝的鋼構件應形成穩定的空間體系。

吊裝時要做好軸線和標高的控制。

四、鋼結構構件的質量檢查 1）焊縫的外觀檢查

對完成的焊縫必須用肉眼或低倍放大鏡進行外觀檢查，不允許有下列缺陷存在：

⑴裂紋； ⑵嚴重咬邊； ⑶未焊透；

⑷焊瘤及焊肉高低不平； ⑸表面沙眼及灰渣；

⑹焊縫斷面尺寸不符合圖紙要求。

以上各項的具體檢驗標準參照“鋼結構施工及驗收規范”3、4、14~17 條。

2）各構件的組合尺寸偏差按下列數值檢查：

⑴鋼架的跨度偏差，從兩端支承處最外側的距離不得超過+3～-７mm。⑵鋼架跨中高度允許偏差不得大于±１０mm。⑶鋼架跨中拱度偏差：為+１０～-５mm。

⑷鋼柱 安裝允許偏差：柱腳底座中心線對定位軸線的偏移為５.０mm；柱基準點標高+5.0～-8.0mm；撓曲矢高H/1000（15.0mm）；柱軸線垂直度為10.0mm。

桿件軸線對節點，中心的偏移不得大于3mm。

第三篇：大跨度索支承實腹式門式鋼架鋼結構應用研究

大跨度索支承實腹式門式鋼架鋼結構應用研究

提要：本文針對普通大跨度實腹式門式剛架隨著跨度的增大經濟性指標下降的問題，提出了索支承實腹式門式剛架結構體系。索支承實腹式門式剛架只須通過伸長撐竿施加預應力，比較于其他需要張拉鋼索的預應力鋼結構它是一種節點構造簡單、施工簡便，預應力效果明顯的結構。本文詳細分析了這種結構的受力性能，施工工藝和主要結點構造。通過對某72m跨度的糧食倉庫采用索支承門式剛架的實例計算，得出了一些有實用意義的結論和建議，為工程設計和施工提供了參考。

關鍵詞：大跨度 索支承實腹式門式剛架

一、概述

我國有多例跨度60~72米的實腹式輕鋼門式剛架工程，包括湛江港從美國引進的60米跨的保稅倉庫、北京西郊機場從美國引進的一座跨度72米的飛機庫，和國內自行設計大連72米門式剛架糧倉儲備庫，跨度再大的就非常少見。這是因為隨著跨度的增大，剛架梁的撓度和梁柱節點彎矩顯著增加，對剛架起控制作用的往往是剛架梁的跨中撓度，這時候采用較高強度的鋼材不能解決問題，須要加大剛架截面。此時，增大截面是為了控制變形，沒有充分利用鋼材的強度。

因此普通大跨度實腹式門式剛架用鋼量大幅度增加，經濟性指標大大下降，削弱了輕鋼結構自重輕這一優勢。國內自行設計的大連72米門式剛架糧倉儲備庫，最大截面已達到1800Ⅹ300Ⅹ12Ⅹ14，用鋼量（僅剛架部分，不包括圍護結構）達到49.7kg/m2[9]。

針對上述問題，目前有幾種解決方法，例如采用預應力格構式門式剛架、在普通實腹式門式剛架柱頂布置直線式預應力鋼索。但是預應力格構式剛架對部分桿件施加預應力，預應力鋼索的布置比較復雜，節點構造繁瑣給施工帶來不便。門式剛架柱頂布置直線式鋼索須待剛架整體安裝完畢后張拉鋼索施加預應力，無法避免高空作業。而且剛架中直線式預應力索的效率往往不能充分發揮作用，而且預應力對梁的平面內穩定非常不利。

為了增加斜梁剛度，并降低結構用鋼量，本文提出了索支承實腹式門式剛架這種新型預應力鋼結構形式。

二、索支承實腹式門式剛架的結構形式和施工工藝

索支承門式剛架梁下的拉索通過三根豎撐桿與剛架梁發生作用，此時的拉索不僅僅是給結構施加預應力的手段，而且成為剛架橫梁的下弦桿，較傳統采用的緊貼剛架梁下弦布置預應力索的方式具有更大的結構剛度。鋼拉索兩端錨固在剛架柱頂，梁跨中屋脊位置設置一道撐竿，視剛架跨度和所需預應力大小可在半跨內再各設一道，其中拉索采用高強度鋼絞線，撐竿采用雙層的套絲鋼套管，通過旋動鋼套管的外管使撐竿伸長（圖1和圖2）。

索支承實腹式門式剛架的特點在于施加預應力的方法有兩種：可以直接張拉鋼索施加預應力，也可以通過伸長撐竿施加預應力。后一種預應力施加方法是靠旋長撐桿來實現的，給索支承剛架施加預應力就是通過人為伸長撐竿來張緊和拉長鋼索使鋼索中產生預應力的過程。拉索預先錨固在柱頂的連接牛腿中（圖5），旋長撐竿必然撐緊拉索，也就給拉索施加了預拉力。由于撐竿所受的力是拉索預應力的豎向分力，而拉索于豎直方向夾角接近90度，所以此分力相比于拉索預應力非常小。而旋轉撐竿本身又是利用杠桿原理，這樣施加預應力是便不需要張拉設備，采用電動扳手甚至于人工便可完成。

由于預應力的大小隨鋼索的伸長量變化，而鋼索的伸長量可以通過撐竿的伸長來控制，因此預應力水平易于控制，同時改變撐竿的數目和位置就可以控制加在剛架梁上的向上的頂力。

索支承剛架的梁柱節點構造與普通剛架相同，但是撐竿和鋼索、撐竿和梁以及鋼索和剛架的連接節點需要作特殊處理。兩端帶有反向螺紋的鋼管撐桿一端通過焊接與鋼梁相連（圖4），另一端焊接在槽形夾片上通過螺栓與拉索相連（圖3）。鋼索通過多孔夾片錨具錨固在柱牛腿上（圖5）。撐竿和梁下翼緣以及槽形夾片的焊接都應采用工廠焊接以保證質量。

三、索支承大跨度門式剛架的力學性能，與一般預應力結構一樣預應力調整了剛架梁、柱受力狀態，降低了外荷載作用下的內力峰值和剛架梁的跨中撓度，從而使預應力剛架比普通剛架的內力和變形有大幅度下降，提高了剛架的承載力、增大了結構剛度。從剛架梁柱節點和梁跨中彎矩在受力全過程三個階段的變化

（圖7）不難看出索支承剛架三個階段的受力就是加載——卸載——再加載的過程。

自身的特點：

（1）較傳統預應力門式剛架預應力效果更明顯、具有更大的承載能力

施加預應力后，不難從剛架內力圖（圖3）上看出，不僅鋼拉索對柱頂產生向內的拉力，同時與傳統預應力結構比較撐竿還對剛架產生向上的頂力。向上的頂力能夠抵消很大一部分豎向外荷載，因此施加了預應力后的索支撐門式剛架承受外荷載后，梁柱中最終彎矩減小甚至反號。

預應力鋼索和撐竿的內力隨著外荷載的施加而變化（圖8和圖9），在起控制作用的豎向荷載作用下鋼索和撐竿的內力有顯著增加，對整個剛架承受更大的外荷載起到很大作用。

（2）較傳統預應力門式剛架結構具有更大的結構剛度

拉索不僅僅給結構施加了預應力，而且成為剛架橫梁的下弦桿，無疑較傳統采用的緊貼剛架梁下弦布置預應力索的方式具有更大的結構剛度。

此外，在豎向荷載作用下，索支承剛架的撐竿和鋼拉索分別對剛架梁和柱起到彈性支撐的作用，增強了剛架特別是梁的剛度。

（3）避免剛架梁在平面內失穩

對于一般屋面坡度較小的實腹剛架來說，剛架橫梁的軸向力較小，所以設計時不需驗算橫梁的平面內穩定承載力，而橫梁的平面外的穩定性則靠檁條和隅撐來保證。預應力門式剛架中的橫梁面外穩定性同樣靠檁條和隅撐來保證，但其面內的力學性能與一般剛架不同。因為拉索中的預拉力在使剛架梁產生上拱變形的同時，還給斜梁施加了一個較大的軸向壓力，這樣斜梁就成為一個典型的壓彎構件，其穩定問題不容忽視。而索支承門式剛架結構則很好的解決了這一問題：索支承結構中的拉索通過豎撐竿桿不僅給剛架施加了預應力，而且豎桿端部也成為了剛架梁在剛架平面內的一個彈性支承點，這樣剛架橫梁在平面內的穩定計算長度便可大為折減。布置若干個這樣的豎桿便可保證了剛架梁平面內的穩定性[2]。

四、實例分析

為分析索支撐實腹式門式剛架的受力性能，本文對跨度72m，檐口高度24m，柱距9m，屋面坡度1：20的某糧食倉庫采用索支撐門式剛架進行了計算。

考慮到撐竿在施加預應力過程中伸長量很大，計算時應考慮大變形。本文采用幾何非線性方法進行計算，以一榀剛架為單元，按平面結構處理。

施工過程中剛架的實際受荷過程分三個階段：

第一階段——剛架在現場拼裝完成后，此時剛架只承受自重。

第二階段——剛架拼裝后，安裝鋼拉索和撐竿，然后旋撐竿施加預應力，此時剛架同時承受自重和預應力。

第三階段——剛架在正常使用階段承受全部使用荷載。

因此，剛架受力性能分析計算按照以上三個階段進行。

剛架在正常使用階段的荷載最不利組合考慮以下幾種計算工況：

（1）1.2恒荷載+1.4活荷載

（2）1.0恒荷載+1.4風荷載(向右)

（3）1.2恒荷載+1.4風荷載（向右）

（4）1.2恒荷載+1.4×0.85（活荷載+風荷載(向右)）

通過仔細分析表1中數據和不同階段剛架內力變化圖可以看出，施加了預應力后的梁柱節點彎矩由自重作用下的-503.67KNm增至217.03KNm，梁跨中彎矩由313.78KNm減至-365.96KNm（圖7）。此時剛架梁柱的內（應）力幾乎與豎向荷載作用下的內（應）力反號，預應力對剛架起到了很好的卸載作用，而且剛架梁柱的應力均不大（表1）。剛架承受外荷載作用時，雖然2、3兩種荷載組合作用下由于風荷載對屋蓋向上的吸力作用，剛架的內力在施加預應力后的內力基礎上略有增加，但結果表明這兩種工況引起的最終內力都不起控制作用。在豎向荷載作用下，剛架梁柱節點和跨中內力分別由第二階段的217.03KNm和-365.96KNm逐漸變到-1273.12KNm和116.05KNm（圖7）。

施加預應力后剛架梁的跨中撓度由自重作用下的180.2mm（向下）變為263.2mm（向上），柱頂側移由7.2mm

（向外）變為18.8mm（向內）（表1）。

對截面進行進一步優化后，上述72m跨度的糧倉采用索支承預應力門式剛架用鋼量（僅為剛架部分，未包括鋼拉索和撐竿）為32.2 kg/m2，比原來用普通門式剛架（文獻[8]）節省用鋼量約35％左右。即采用撐竿和鋼索施加預應力可以提高大跨度門式剛架的經濟指標，從而增大門式剛架的經濟適用跨度。

第四篇：單層鋼結構廠房圍護結構設計流程

單層鋼結構廠房圍護結構設計流程

一、輕型門式剛架的結構體系組成Fig.1

輕鋼結構廠房一

Fig.2

輕鋼結構廠房二

Fig.3

輕鋼結構廠房三

Fig.4

輕鋼結構廠房結構體系組成輕型門式剛架的結構體系包括以下組成部分：

1、主結構：剛架、吊車梁、支撐系統；

2、圍護結構：屋面檁條、墻面檁條、屋面板和墻板等；

3、輔助結構：樓梯、平臺、欄桿等；

4、基礎。

二、圍護結構的組成輕鋼結構的圍護系統包括檁條、墻梁、墻面及屋面彩板、收邊系統、采光系統、排水系統和通風系統等。

Fig.5

圍護結構一

Fig.6

圍護結構二

剛架、支撐系統以及吊車梁組成了結構的主要受力骨架，即主結構體系。屋面檁條和屋面檁條既是圍護材料的支承結構，又為主結構梁柱提供了部分側向支撐作用，構成了建筑的次結構。外部荷載（風、雪等）直接作用在圍護結構上，通過圍護結構再傳遞到主結構上。

Fig.7

冷彎薄壁型鋼

三、設計流程

1.收集資料；

1.1

建筑平行作業圖：

包括平、立、剖面；

門洞、窗戶位置、標高；

廠房墻面、屋面做法；

廠房有無吊頂；

檐口高度、檐口節點。

1.2

公用專業（主要是暖通專業和水道）所提的資料：

屋面風機的重量和位置；

管道的重量和位置；

屋面開洞的位置和大小。

2．墻梁、檁條截面計算；

使用PKPM鋼結構模塊中的工具箱計算

3．繪制節點圖紙。

要重視節點圖紙

四、程序計算參數的選取

a．檁條計算參數的選取

Fig.8

檁條計算界面一

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際跨度：

（1）屋頂通氣器和屋頂天窗在端跨一般不設置（有時候第二跨也不設置），此時檁條為單跨簡支（或兩跨連續）；

（2）屋面有橫向采光通風天窗或順坡通氣器時，檁條可能會被打斷，檁條應根據實際情況確定跨數；

（3）檁條本身的跨數就少于5跨。

2、屋面材料選擇時，若有吊頂，須選取“有吊頂”選項。檁條僅支承壓型鋼板屋面時，撓度控制為l/200；有吊頂時，撓度控制為l/240。

《冷彎薄壁鋼結構技術規范》第8.1.6-2；

《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》表3.4.2-2。

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

4、拉條道數的設置：

當檁條跨度≤4米時，一般不設置拉條；

當檁條跨度>4米、≤6米時，一般在檁條跨中設置一道拉條；

當檁條跨度>6米、≤9米時，一般設置兩道拉條（三分點處）；

當檁條跨度為12米時，一般設置三道拉條。

拉條均為雙層拉條，同時約束檁條上、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1.5米；對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、檁條搭接長度的取值：檁條搭接長度取跨長的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形連續檁條。當柱距≥12米，且屋面荷載較大時，可采用格構式檁條或高頻焊接H型鋼。

8、截面選擇：

設計時盡量選擇標準截面，常用的標準截面高度有：200、220、250mm，常用的標準截面厚度有2.0、2.2、2.5mm，若需選擇非標準截面，可通過“檁條庫”選項增加截面參數。

標準截面詳見《鋼結構設計手冊》和《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》；截面也參考《檁條墻梁的計算比較》。

注意：（1）非標準截面的截面厚度不得大于3.0mm；（2）非標準截面的截面高度不宜大于280mm，若高度大于280mm，須采用加強措施，避免檁條側向失穩。

Fig.9

檁條計算界面二

9、分析參數中：

（1）“屋面板能阻止檁條上翼緣受壓測向失穩”選項，不選擇。

（2）“構造保證風吸力下翼緣受壓穩定性”選項，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。

（3）“考慮活荷最不利布置”和“程序自動計算檁條截面自重”選項，選擇。

（4）驗算規范選擇“薄鋼規范GB50018”。門規CECS102：2002中，檁條僅支承壓型鋼板屋面時，撓度控制為1/150；薄鋼規范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取0.5。

（6）支座雙檁條考慮連接彎矩調幅系數取0.9。

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

注意：有吊頂的廠房，需要計算吊頂重量（及風管重量），然后疊加到屋面自重中。

11、雪荷載不均勻系數的取值：

（1）普通位置不均勻系數1.25（全部屋面均乘1.25）；

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

（3）屋頂通風器和屋頂天窗兩側不均勻系數2.0（規范中取1.1，考慮到實際情況，我們規定取2.0；影響范圍同高低跨處）；

（4）注意一些地區的特殊規定：沈陽地區規定雪荷載的不均勻系數提高1.5倍，且按照百年一遇的基本雪壓進行考慮。

12、風吸力的驗算：對于屋面高度高于15米、基本風壓大于0.4KN/㎡的廠房，需要驗算屋面周邊檁條的風吸力，此時屋面恒載取0.2

KN/㎡，風壓體型取-2.2。

屋面周邊的范圍詳見《建筑結構荷載規范》第41頁。

b．墻梁計算參數的選取

Fig.10

墻梁計算界面

1、柱距不超過9米時，墻梁一般按照C形簡支墻梁設計；柱距12米時，墻梁一般按照Z形連續墻梁進行設計。

2、注意C形墻梁的開口方向。口朝上時，計算應力比小。

3、“墻板能阻止墻梁外翼緣側向失穩”、“構造保證風吸力內翼緣側向穩定性”選項，不選擇。墻板確實能約束墻梁的內外翼緣，偏于安全，我們不選擇這兩個選項。

4、拉條設置的原則同屋面檁條。

5、風荷載的取值：

（1）調整后的基本風壓值：注意按照《建筑結構荷載規范》的規定值乘以1.05（見《門規》第56頁）；

（2）背風體型系數：當吊車噸位大于20t時，對于墻角處的負風壓系數，應按照《建筑結構荷載規范》第41頁的規定取值。

五、設計注意事項

一、檁條部分

1、注意避開剛架拼接點。跨度9米的檁條中心線離拼接點的距離不小于250mm；跨度12米的檁條中心線離拼接點的距離不小于350mm。

Fig.11

剛架拼接點

Fig.12

剛架拼接點

2、第一道檁條的位置需要根據檐口節點（天溝大樣）進行調整。

Fig.13

外天溝節點

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、確定屋面是否有預留洞。若有，應根據留洞大小調整檁條間距。

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

6、屋面檁條設計時，當單坡超過50m或者兩跨，需要在中間正方兩個方向設置斜拉條。

7、若使用多段線（PL線）畫圖，應定義線寬。

8、檁條節點詳圖中，應仔細核對螺栓孔的位置、檁托板的大小及墊片的尺寸等相關細節。

注意：9米跨的檁條單個檁托處設置4個螺栓；12米跨的檁條單個檁托處設置6個螺栓。

9、設計墻梁和檁條時，須注意《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》第7.2.14條：在檐口位置，剛架斜梁與柱內翼緣交接點附近的檁條和墻梁處，應各設置一道隅撐。

10、屋面檁條的隅撐，應隔一設一，間距不大于3米；在柱頭處應加密（3道或4道）。

Fig.15

隅撐設置示意圖

11、隅撐的計算見《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》第6.1.6-4條。

12、隅撐與檁條的連接，不宜設計成雙螺栓；若單螺栓計算不能滿足要求，可考慮加密隅撐，減小單個隅撐的受力。

二、墻梁部分

1、墻梁計算和畫圖前，應先確定墻面材料。若為夾芯板（或稱“橫板”），則墻梁間距均采用1米；若為普通壓型鋼板（或稱“豎板”），則墻梁間距不大于1.5米即可。

2、一般每隔5道拉條設置一對斜拉條，以分段傳遞墻體自重。

《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》第8.4.2條。

Fig.16

拉條設置示意圖

3、若使用多段線（PL線）畫圖，應定義線寬。

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

（1）將墻梁的標高定為1.5左右（以1.2米高的砌體墻為例），壓頂圈梁頂標高定為1.2；標高1.5左右的墻梁遇窗戶處斷開，壓頂圈梁在窗框對應的位置增設預埋件。

（2）將墻梁的標高定為1.2米，壓頂圈梁頂標高定為：1.2－墻梁翼緣寬。

注意：無論按照哪種方法確定標高，都需要核對建筑圖紙中此處的節點大樣，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、廠房內隔墻墻梁注意以下地方：

（1）有走道板的地方，縱向內隔墻的拉條無法通過；

（2）橫向內隔墻的墻梁需要避開吊車梁與吊車軌道。

6、有豎向窗時應注意，窗框（包括豎向的窗框和窗頂、窗低墻梁）的構件尺寸應通過計算確定。

Fig.21

窗框圖一

Fig.22

窗框圖二

7、當廠房大門是提升門時，設計時注意下列內容：

（1）門柱需延伸至

門高×2+500的高度；

（2）大門所承受的風荷載會通過導軌傳給門柱，計算門柱時要考慮此荷載；

（3）核對大門上方是否有足夠的空間：高度方向是否滿足

門高×2+500；是否有走道板、系桿等構件，走道板和系桿離墻邊應留一定的距離，以便讓導軌和大門升上去。

Fig.23

提升門一

Fig.24

提升門二

8、當廠房大門是推拉門時，需在門梁上部設置一根H型鋼（或雙槽鋼、雙C形鋼）用于固定懸掛推拉門的導軌，計算此H型鋼時，應考慮通過導軌傳過來的大門所承受的風荷載，以及門的重量。

Fig.25

推拉門一

Fig.26

推拉門二

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

10、墻梁節點詳圖中，應（與墻梁立面布置圖）核對是否缺少墻梁連接節點，并應仔細核對螺栓孔的位置、檁托板的大小及墊片的尺寸等相關細節。

注意：9米跨的墻梁單個檁托處設置4個螺栓；12米跨的墻梁單個檁托處設置6個螺栓。

11、核對墻面是否有預留洞（主要是暖通專業）：

（1）核對洞口是否碰墻梁。若碰墻梁，應與相關專業商量調整；

（2）若洞口需放置一些較輕的設備（例如軸流風機），應增加節點做法。

Fig.27

洞口節點做法

第五篇：房屋鋼結構的應用

數十年來，前蘇聯、美國、日本三國鋼產量一直在世界上居前三位。因此，這幾個國家的建筑鋼結構建設事業蓬勃發展。

我國近幾年來，隨著改革開放政策的實行和推進，經濟建設工作取得了突飛猛進的進展，鋼產量一躍成為世界第一。但目前與發達國家相比在許多方面還存在著明顯差距。本文從國內鋼結構的應用與優勢方面進行舉例等方法，為了使我們看到差距，以推動我國建筑鋼結構的進一步發展和應用，本文多方面收集資料介紹了國內外建筑鋼結構的應用概況，為把握鋼結構發展的趨勢做出

1.2.1 低層鋼結構和輕鋼結構

美國金屬建筑的主要市場分布在工業、商業、社區、綜合等方面，分別占到46%、31%、14%和9%的份額。

在美國，低層建筑中鋼結構應用很普遍。美國鋼結構學會和金屬房屋制造協會聯合編制了低層建筑的設計指南。低層建筑是指層高低于18米，層數不超過5層的工業廠房、倉庫、辦公室及其他的辦公和社區建筑等，其中兩層以下的非居住用樓房建筑占70%。

輕鋼建筑在一些發達國家已被廣泛應用于工廠、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑。輕鋼建筑是指以彩鋼板作為屋面和墻面，以薄壁型鋼作檁條和圈梁，以焊接“H”型截面做主梁，現場用螺栓或焊接拼接的門式剛架為主要結構的一種建筑，再配以零件、扣件、門窗等形成比較完善的建筑體系。這種體系由工廠制作，現場按要求拼裝形成。具有自重輕，建設周期短，適應性強，外表美觀，造價低，易維護等特點。國外輕鋼結構廠商如BUTLER、BHP、ABC等都已經進入了中國市場。

1.2.2 高層及超高層鋼結構

由于人類文化生活不斷提高，對高層、大跨度建筑的要求也就越來越高。而鋼結構本身具備自重輕，強度高，施工快等獨特優點，因此對高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度，采用鋼結構更是非常理想。目前世界上最高，最大的結構采用的多是鋼結構，而歷屆奧運會的場館也多采用鋼結構。