工业单层钢结构厂房支撑结构的设计.doc

工业单层钢结构厂房支撑结构的设计 　　摘 要：近年来，随着施工技术的不断发展，我国钢结构厂房建设得到了快速的发展，虽然钢结构工业厂房有着比水泥混凝土厂房更多的优点，但是，在实际使用过程中，仍然会有些问题需要引起注意。本文就通过对钢结构厂房的主要优点进行了阐述，并对钢结构厂房支撑结构设计进行了分析，希望能为以后的钢结构工程提供参考。 　　关键词：工业；钢结构；支撑结构；设计 　　随着国家经济的发展以及钢材自身的诸多优点，钢结构在建筑领域已经成为了一种重要的结构形式。由于钢结构以其承载力高、施工周期短、综合效益高等优点。使其越来越多的运用在工业厂房建筑中，随之带来的问题也越来越多，因此对钢结构厂房问题的探讨显得尤为重要，本文就对钢结构施工中的支撑结构设计进行了论述。 　　一、钢结构工业厂房的主要优点分析 　　与传统厂房的对比，钢结构工业厂房具有如下几个方面的优点：首先，在厂房的建设时间方面，传统建筑材料的厂房可能需要一年左右，而采用钢结构材料，就可以大大缩短厂房的建设时间。其主要部件都是在铸造车间完成的，在厂房建设时，把钢结构部件按照设计好的模型组装好就行了。其次，钢结构工业厂房在自身重量方面较轻，一般情况下只是传统建筑物厂房质量的70%。较轻的自身重量，减轻了对地基的压力，基于这一优势，在地质结构不稳定或容易发生地质灾害的地方，使用这种结构的厂房具有很好的经济效益，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；第三，这种厂房对环境资源造成的压力较小，在钢结构的生产、制造过程中，产生的污染物较少，而在厂房的组装环节，基本上属于绿色安装，对环境产生的危害微乎其微。从这一点上来说，达到了绿色建筑的相关要求，这些钢结构材料，在其使用寿命期限内，可以循环使用，节约资源，降低整体施工成本。 　　二、钢结构厂房支撑结构设计 　　1.檩条的设计 　　（1）檩条作用。承担屋面荷载，并将其传给刚架。檩条还通过螺栓与每榀刚架连接起来，与墙架梁一起与刚架形成空间结构。（2）檩条的形式。实腹式檩条、空腹式檩条、格构式檩条。（3）截面高度的确定：实腹式檩条的截面高度H，一般取跨度的1/35～l/50；桁架式檩条的截面高度H，一般取跨度的1/12～1/20。（4）截面宽度的确定。实腹式檩条的截面宽度B，由截面高度H所选的型钢规格确定，空间桁架式檩条上弦的总宽度B，取截面总高度的1/1.5～1/2.0。（5）檩条荷载。第一，恒荷载，屋面材料重量、支撑及檩条结构自重；第二，活荷载，屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载和风荷载，当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取0.50KN/m2。（6）檩条的布置、连接与构造。檩条在屋架（刚架）上的布置和搁置：首先，为使屋架上弦杆不产生弯距，檩条宜位于屋架上弦节点处，当采用内天沟时，边檩应尽量靠近天沟；其次，实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面，对槽钢和z型钢檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊方向，以减小屋面荷载偏心而引起的扭距；然后，桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆，而腹杆和下弦杆宜垂直于地面；最后其脊檩方案一般应采用双檩方案，屋脊檩条可采用槽钢、角钢或圆钢相连。 （7）檩条的拉条和撑杆。第一，拉条的设置：檩条的拉条设置与是否主要和檩条的侧向刚度有关，对于侧向刚度较大的轻型H型钢钢和空间桁架式檩条一般可不设拉条。对于侧向刚度较差的实腹时和平面桁架式檩条，为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形和扭转，保证其整体稳定性，一般需在檩条间设置拉条，作为侧向支撑点。当檩条跨度≤4m时，可按计算要求确定是否需要设置拉条；当屋面坡度i1/10，檩条跨度4时，宜在檩条的跨中位置设置一道拉条；当跨度6m时，宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑杆，在檐口处还应设置斜拉条和撑杆。拉条的直径为8～12mm，根据荷载和檩距大小取用。第二，撑杆的设置：檩条撑杆的作用主要是限制檐檩和天窗缺口处边檩向上或向下两个方向的侧向弯曲。撑杆的长细比按压杆要求入≤220，可采用钢管、方管或角钢做成。目前也有采用钢管内设拉条的做法，它的构造简单。撑杆处应同时设置斜拉条。第三，拉条和撑杆的连接：斜拉条与檩条腹板的连接处一般应予弯折，弯折的直段长度不宜过大，以免受力后发生局部弯曲。斜拉条弯折点距腹板边距宜为10～15mm，如条件许可，斜拉条可不弯折，而采用斜垫板或角钢连接。 　　2.屋盖支撑与柱间支撑的确定 　　（1）屋盖支撑系统设计。在屋盖支撑系统设计中，对支撑系统的选择和屋面防水问题应当着重考虑。一般而言，屋盖支撑系统的设计与厂房跨度、高度、屋盖结构形式、吊车设置及吨位等因素有关，且绝大多数情况下，不论有无檩条的屋盖结构都应设计为垂直支撑体系。在无檩条支撑体系中，虽然大型屋面板有三点和屋架相焊接，起到了上弦支撑的作用