单层门式钢架轻型厂房的设计探讨.doc

单层门式钢架轻型厂房的设计探讨 【摘要】：本文针对单层门式钢架轻型厂房设计过程中经常遇到的问题进行探讨，并给出一些实用性的设计建议 【关键词】：轻钢结构单层门式钢架轻型厂房 设计步骤 随着现代工业科技的进步与发展，轻型门式刚架房屋以其自重轻、造价低、施工快等特点越来越受到人们的青睐，其应用也越来越广泛。特别是中国工程建设标准化协会于1998年批准并于1999年发布了协会标准《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》cecs 102:98以来，此类结构更是广泛应用于工业厂房、仓储类建筑、体育设施等大跨度结构中。 下面本人就自己经常接触到的单层门式钢架轻型厂房，谈一谈具体的设计步骤。 一、 选用合理的结构形式 任何工程都要在满足工艺要求的前提下，选用合理的结构形式。门式钢架一般分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架等形式。无吊车时，柱脚可按铰接支承设计，设一对或两对不小于m24的地脚螺栓；有吊车时，一般将柱脚设计成刚接。 门式钢架轻型房屋的跨度宜为9～36m，高度宜采用4.5m～9.0m，当有桥式吊车时不宜 大于12m.。并且设计时要注意，门式钢架轻型房屋主要适用于起重量不大于20t的a1～a5工作制级别的桥式吊车或3t悬挂式起重机。换言之，如果厂房内的吊车起重量大于20t,那么我们就不应该按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》来进行设计，而是要按照《钢结构设计规范》来设计，否则结构的安全性难以保证。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。 三、确定截面形式及尺寸 根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制h形截面。设有桥式吊车时，刚架柱宜采用等截面柱或阶形柱。无吊车时，为了美观及节约钢材，宜采用渐变截面楔形柱。当刚架跨度较大时，刚架横梁也可采用变截面构造。变截面构件通常改变腹板的高度，必要时也可改变腹板厚度。结构构件在安装单元内一般不改变翼缘截面。当必要时，可改变翼缘厚度；邻接的安装单元可采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度宜相等。 四、门式刚架荷载的取值 （一）永久荷载 永久荷载包括结构构件的自重（如屋面板、檩条、支撑、刚架、墙架等）和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载（如吊顶、管线、天窗、风帽、门窗等）。结构自重应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》gb50009的规定采用；悬挂荷载应按照实际情况取用。设计时切不可漏掉悬挂荷载，否则会给结构安全带来隐患。 （二）可变荷载 可变荷载包括屋面活荷载（设计屋面板和檩条时应考虑施工和检修集中荷载，其标准值为1kn）、屋面雪荷载和积灰荷载、悬挂或桥式吊车荷载、地震作用、风荷载等。关于可变荷载的取值问题，下面几点值得大家注意： （1）在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs 102:2002)强制性条文中规定，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0.5kn/msup2;，而在附注中又说明受荷面积大于60 msup2;的刚架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3 kn/msup2;。有的设计人员计算屋面构件和刚架时用同一标准值，认为面积大于60 msup2;时用0.3 kn/msup2;设计整个建筑物；也有不论面积大小一律用0.5kn/msup2;进行设计。其实这两种理解都是不妥的。我们在设计屋面板、檩条与刚架柱、梁时应分别采用0.5kn/msup2;和0.3 kn/msup2;。这是考虑大面积屋面荷载同时出现满载的几率问题，既保证结构的安全性，又降低了刚架的用钢量，与《建筑结构荷载规范》gb50009在设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载根据不同情况乘以相应的折减系数，其道理是一样的。 （2）《建筑结构荷载规范》(gb50009-2001)中规定，在屋面高低跨处的低跨一侧一定范围内，其积雪分布系数为2.0，设计屋面板和檩条时应按照积雪不均匀分布的最不利情况考虑。当建筑物有高低跨时，因规范有明确规定，所以设计者比较重视。但有的建筑物是单脊双坡屋面，没有高低跨，而檐口处却有高达12~15 m的女儿墙，致使该处非常容易积雪，出现雪荷超载的情况。对于该种情况，许多设计者只看到了规范条文的表面文字，没有深入理解条文实质，在计算靠近檐口的屋面板和檩条时，忽略了积雪的不均匀分布带来的不利影响，致使檐口处檩条在雪压下变形过大造成屋面积水,尤其是基本雪压比较大的地区，影响非常显著。由此可见，不仅在高低跨屋面处，凡存在风涡作用可能造成大量积雪的屋面都应提高积雪分布系数，减小檐口女儿墙