第16卷第4期2004年8月沈阳大学学报

JOURNALOFSHENYANGUNIVERSITYVol116,No.4Aug.2004

文章编号:100829225(2004)0420061203

高层钢结构工业厂房设计

杨　萍

(沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳　110001)

摘　　　要:工业钢结构的厂房结构形式不同于民用建筑,厂房内设备的布置对结构影响很大,需要在设计

初期综合加以考虑 介绍了在设计中的一些注意问题 关　键　词:钢框架;框架体系[1];剪力撑中图分类号:TU974　　　文献标识码:A

近年来,参加了几座高层钢结构工业厂房的设计,获得了一些有益的启发和体会,现在就最新设计的蒸发厂房为例谈一些粗浅的看法

矩, 因此需要在设备的

这样布置传力直接,对于承受竖向荷载也非常有利 为了支承梁能有效地抵抗扭矩,应将设备的固定螺栓布置在梁腹板外侧,这就要求支承梁的翼缘宽度不能太大,否则无法保证预留洞的尺寸 另外,在输入设备的荷载时,应该考虑由于地震产生的倾覆力矩而增加的荷载 这部分荷载是计算机程序无法考虑的,需要人工加以干预 其他中小型设备也影响着结构布置,必须全面加以考虑 总之,在设计初期应该同工艺设备专业密切配合把柱网确定好 必要时请工艺专业适当调整设备的位置,以满足结构布置的需要 2.2　结构类型的选择

1　工程特点

6层,

总高度35m,15 14跨,二层以上减少为9跨 厂房宽度1419m,共3跨 整个厂房结构空旷,层数不多,层高很大,没有维护墙体,楼面开孔很多,部分楼层没有铺板,为全房间洞口 在二层楼面上布置了几台大型设备,主要是一些压力容器 这些设备体型高大,穿越了三层楼面,荷载为2600～4500kN不等,其余楼层也有很多中小型设备,设备间以管道连接 整个厂房内设备和管道数量众多,楼面上需预留的孔洞相当多,给楼层平面布置造成了很多困难 该厂房柱子的竖向荷载很大,最大的达到3000kN,柱子全部采用焊接H型钢制作,框架梁与次梁大部分采用轧制H型钢,仅二层支撑大型设备的几根框架梁采用焊接H型钢制作 楼面采用8mm厚花纹钢板铺成,楼面活荷载为5kPa 部分楼层还需考虑检修设备的堆载

对于钢结构工业厂房,通常采用的结构形式有三种 第一种为框架2支撑体系 即横向设计成刚接框架,柱子与框架梁为刚接;纵向设计成柱2支撑体系,柱子与框架梁为铰接,用柱间支撑抵抗水平荷载 这种结构形式特别适用于纵向较长,横向较短的厂房,经济,省钢材 缺点是柱间支撑可能会影响使用 第二种为纯框架体系 把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架,不设置柱间支撑 其优点是使用空间不受影响,缺点是不宜采用工字型截面柱,宜采用两个方向惯性矩差别不大的截面形式,例如圆形或口形,这种柱子用钢量大且制作困难 第三种结构形式为钢架加支撑的混合体系,在工业厂房中用的也较多 它综合了前两种结构型式的优点,

把纵向设计成钢架和支撑混合的

2　设计中的几个问题

2.1　大型设备的布置

厂房内大型设备的布置对确定柱网起着决定性的作用,同时也限制了支承梁的翼缘宽度 由于大型设备荷载大,重心高,而支撑点接近设备的底部,位于二层楼面,地震时会产生很大的倾覆力

收稿日期:2004204215

作者简介:杨　萍(1956-),女,辽宁沈阳人,沈阳铝镁设地研究院工程师

62沈　阳　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　第16卷

柱脚剪力也比其他柱脚增加很多 ③柱间支撑杆

件模型的确定 厂房的柱间支撑多采用剪刀撑 可以设计成拉杆,也可以设计成压杆,根据需要选择 按拉杆设计时程序会给出强度验算不足的提示,这是由于程序无法把支撑处理成单拉杆所致 但是不会产生影响到结构空间受力分析的结果 设计者应该根据杆件的拉力用笔算的方法验算杆件强度,如果柱间支撑设计成压杆,可直接利用程序的验算结果 ④弹性楼板模型的确定 程序TAT和SATWE采用了更为先进的算法,完全可

型式,仅在厂房外侧设置柱间支撑,靠两者共同抵抗水平力 由于柱间支撑抵抗水平力的效果很好,减少了柱子的纵向弯矩,可采用工字型截面柱,但截面宽度较大 采用这种结构型式,需要有较大的楼层刚度,最好是采用钢筋混凝土楼面,以保证整体空间刚度,否则柱子间的变形不协调,无法充分发挥柱间支撑的作用[2] 本厂房就采用了第三种结构型式,但是没有采用钢筋混凝土楼面,而是采用8mm厚的花纹钢板 为了增加楼层刚度,在厂房的每个楼层内均因地制宜地设置了横向和纵向的水平支撑 2.3　楼面钢铺板对次梁的影响

楼层平面梁格的布置主要受设备影响,并受到铺板的最大支承长度的限制,以防止板挠度过大而影响正常使用,让人产生不安全感

在考虑铺板对于梁的作用时,如果钢板与梁的连接很好,可以认为对梁形成有效的支撑,无需计算梁的整体稳定 起,而中间与梁完全没有焊接,梁上 ?显然是不可以 ,即使是受荷较小的次梁也宜采用平面外稳定性好的轧制H型钢,而不 2.4　结构内力分析的注意事项由于计算机技术在工程设计领域的应用,设计手段已经发生了天翻地覆的变化,应力分析的准确性大大提高了,绘制施工图的工作量大大降低了,设计人员可以把大部分的精力投入到制定方案和受力分析中,使设计出的构件经济合理 在设计该厂房时,我们采用了建研院开发编制的钢结构设计软件STS,配合PMPK系列软件中的高层结构分析软 …… 此处隐藏：2321字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……