鋼結(jié)構(gòu)廠房概念設(shè)計(jì)研究

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1、鋼結(jié)構(gòu)廠房概念設(shè)計(jì)研究【摘要】建一筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展提倡采用概一念設(shè)計(jì)思想來(lái)促進(jìn)結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造性，推動(dòng)結(jié)一構(gòu)設(shè)計(jì)一的合理性。一般大型工程經(jīng)常要求大空間，或建筑造型新穎，設(shè)計(jì)師往往會(huì)考慮鋼一結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)工程對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師提出了更高的要求，它不但要設(shè)計(jì)出安全、可靠的結(jié)構(gòu)型式，還要盡量壓縮一施工周期，節(jié)約成本。本文主要介紹了廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)。【關(guān)鍵詞】廠房；鋼結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【中圖分類號(hào)】TU2【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào))1672-5158(2013)02-0192-021判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)通一常用于高一層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、

2、有較大振動(dòng)或經(jīng)常裝一拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說(shuō):大型廠房、大廈、體育一館、歌劇院、電視塔、工廠和臨時(shí)建筑等，這是跟鋼結(jié)一構(gòu)自身的特點(diǎn)相一致的。2結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置在鋼結(jié)構(gòu)一設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中都應(yīng)該一被強(qiáng)調(diào)的是“概念設(shè)計(jì)”，它在一結(jié)構(gòu)選型及布置階一段尤其重要。對(duì)一些難以作出精確理性一分析或規(guī)范未規(guī)定的問(wèn)題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體一系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理和工程經(jīng)驗(yàn)一所獲得的設(shè)計(jì)思想，從全局的角度來(lái)確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。運(yùn)用一概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)一行構(gòu)思、比較一與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往概念清晰、定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)i分析一階段不必要的繁瑣運(yùn)算。同時(shí)一，它也一是判斷計(jì)

3、算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。由于大型廠房專業(yè)多、配合多、工藝復(fù)雜等特一殊性，為了滿足工藝一一專業(yè)的功能需一要，經(jīng)常需要構(gòu)思出一些非常規(guī)的結(jié)構(gòu)類型，這就需要一定工程經(jīng)驗(yàn)的積累及對(duì)"概念設(shè)計(jì)”具備一定深度理解的一工程人員，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的工程。鋼結(jié)構(gòu)廠房中應(yīng)用較多的是框架、桁架結(jié)構(gòu)型式。結(jié)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)考慮它們不同的特點(diǎn)，在工業(yè)廠房中，當(dāng)有較大懸掛荷載或移動(dòng)荷載，就一可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架?；狙捍蟮牡貐^(qū)，屋面曲線應(yīng)有利一于積雪滑落，降雨量大一的地區(qū)類似考慮。建筑允許時(shí)，在框架中布置支撐會(huì)比純框架有更好的經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)的布一置要根據(jù)體系特征，荷載分一

4、布情況及性質(zhì)等綜合一考慮。一般的說(shuō)一要?jiǎng)偠染鶆?，力學(xué)模型清晰，盡可能限制大荷載或移動(dòng)荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞一到基礎(chǔ)，柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻，其形一心要盡量靠近側(cè)一向力的作用線。否則應(yīng)考一慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的一樓層平面次梁的布置，有時(shí)可一以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減一小截面沿短向布置次梁，但是這會(huì)使一主梁截面加大，減少了樓層凈高,頂層邊柱也一有時(shí)會(huì)超限，此時(shí)把次梁支撐在較一短的主一梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。3預(yù)估截面結(jié)構(gòu)布置結(jié)束一后，需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁可選擇一槽鋼、工字鋼、軋制或焊接

5、H型鋼截面等,根據(jù)荷載與支座情況，其截面一高度通常在跨度的1/20-1/50之間選擇，確定了截一面高度和一翼緣寬度后，其板件一厚度可按規(guī)范一中局部穩(wěn)定的一構(gòu)造規(guī)定預(yù)估。柱截面按長(zhǎng)細(xì)比預(yù)估。通常50連接節(jié)點(diǎn)有等強(qiáng)設(shè)計(jì)和實(shí)際受力設(shè)計(jì)兩種常見(jiàn)的方法，設(shè)計(jì)手冊(cè)中通常有焊縫及螺栓連接表格等供設(shè)計(jì)者查一用，比較方便，也可以使用結(jié)構(gòu)軟件的后處理部分來(lái)完成。具體設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：(1)焊接：對(duì)焊接焊縫的尺寸及形式等，規(guī)范有強(qiáng)制一規(guī)定，應(yīng)嚴(yán)格遵守，焊條的選用應(yīng)和被連接一金屬材質(zhì)適用oE43對(duì)應(yīng)Q235,E50對(duì)應(yīng)Q345。焊接設(shè)計(jì)中不得任意人加大焊縫，焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近，其它

6、詳細(xì)內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定。(1)栓接：普通螺栓抗剪一性能差，可在次要結(jié)構(gòu)部位使用，高強(qiáng)螺栓，使用日益廣泛，通常8.8s和10.9s兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，根據(jù)受力特點(diǎn)分承壓型和摩擦型，兩者計(jì)算方法一不同，高強(qiáng)螺栓常用M16?M30,超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定，設(shè)計(jì)中應(yīng)慎重使用。自攻螺絲用于一板材與薄壁型鋼間的次要連接。(2)連接板可簡(jiǎn)單取其厚度一為梁腹板厚度增加2mm-4mm,然后驗(yàn)算一凈截面抗剪等。(3)梁腹板：應(yīng)驗(yàn)一算栓孔處腹板的凈截面抗剪，承壓型高一強(qiáng)度螺栓連接還需驗(yàn)算孔壁局部承壓。(4)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必須考一慮安裝螺栓、現(xiàn)場(chǎng)焊接等的施工一空間及構(gòu)件吊裝順序等。此外，還應(yīng)盡可能

7、使工人能方便的進(jìn)行一現(xiàn)場(chǎng)定位與臨時(shí)固定。(5)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一還應(yīng)考慮制造廠的工藝水平，比如鋼管連接節(jié)點(diǎn)一的相貫線的切口需要數(shù)控機(jī)床設(shè)備才一能完成。8圖紙編制鋼結(jié)構(gòu)設(shè)一計(jì)出圖分設(shè)計(jì)圖和施工一詳圖兩階段，設(shè)計(jì)圖為設(shè)計(jì)單位提供，施工詳圖通常由鋼結(jié)一構(gòu)公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制，有時(shí)一也會(huì)由設(shè)計(jì)單位代為編制。(1)設(shè)計(jì)圖：是鋼結(jié)構(gòu)公司編制施工詳一圖的依據(jù)，深度及內(nèi)容應(yīng)完整但不冗余。在設(shè)汁圖中，對(duì)于設(shè)計(jì)一依據(jù)、荷載資料、技術(shù)數(shù)據(jù)、材料選用及材質(zhì)要求、設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面選用以及結(jié)構(gòu)的主要節(jié)一點(diǎn)