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山東三維鋼結構廠房加工公司

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多層鋼結構工業廠房的設計方案和流程

人氣:288發表時間:2023-07-31

  近些年來,鋼結構因其質量輕、強度高、跨度大、布置靈活、施工周期短等特點,被大規模應用于工業建筑領域,其中多層鋼結構工業廠房更因占地面積小、空間利用率高等優勢逐漸被市場接受。不過多層鋼結構工業廠房普遍存在設備荷載大、柱距大、樓板開洞多等設計難點,本文在對多層鋼結構工業廠房進行綜合闡述的基礎上,分析了多層鋼結構工業廠房的設計方案和流程。
鋼結構廠房

  一、多層鋼結構廠房設計要點

  出于工藝生產的需求,工業廠房一般柱距較大、層高較高,為安置大型機械設備,柱網布置有時會不規則。同時,工業廠房對承載力的要求較高,不僅因為機械設備靜荷載較大,機械和吊車運作時也會產生相當大的動荷載。對于多層工業廠房,跨越層高的大型設備,運輸物料的通廊,人員通行的電梯、樓梯等都要求樓板開洞,這些要素都對廠房設計方案提出了很高的要求。

  二、多層鋼結構廠房結構選型

  合理的結構選型可以在滿足使用要求和工藝要求的基礎上,節省鋼材用量,提高結構整體剛度和承載力。常用的多層鋼結構工業廠房結構形式主要有三種,分別為純框架結構體系、框架-支撐體系、框架加支撐的混合體系。

  (1)框架體系。框架體系的梁、柱在縱橫方向一般均為剛接,傳力明確,造型簡單。在工業設計中,由于一些管線布置和大型設備擺放,廠房內部不適宜布置支撐,這種情況下可以選擇純框架體系。與混凝土框架結構相似,鋼結構框架體系也需要遵循“強柱弱梁”、“強節點弱構件”的原則。框架體系結構彈性較大,自振周期長,抗震性能較好。同時由于彈性剛度差,在較大的水平荷載下容易產生較大位移,可能會引起結構整體傾覆和破壞。當側向位移過大時,則只能增大梁柱截面來提高整體剛度,因此這種情況下,框架體系的用鋼量會比較大。

  (2)框架-支撐體系。框架-支撐體系的橫向為剛接框架,梁柱節點剛接,縱向鋼柱與柱間支撐、鋼梁鉸接,柱間支撐有效提高了結構整體的側向剛度,提高了建筑的抗震能力,同時減小了梁柱截面,降低了建筑整體用鋼量。框架-支撐體系適合橫向較短、縱向較長的廠房,由于廠房內部需設置豎向支撐,一定程度上會影響空間利用率。

  (3)框架加支撐混合體系。這種結構形式與框架-支撐體系的區別在于,縱向為框架和柱間支撐混合的形式,水平荷載由框架和柱間支撐共同承擔。該體系可將柱間支撐設置在縱向最外側,不影響廠房內部空間。為保證柱子變形協調一致,樓板需要有較大的平面內剛度,一般情況下采用鋼筋混凝土樓板。

  三、在多層鋼結構廠房設計布局時注意以下幾處技術要點:

  1、多層鋼結構廠房一般采用框架類結構體系,也稱多層鋼框架結構;一般由柱、梁、樓蓋結構、支撐結構、墻板或墻架組成。

  2、應采用平面剛性樓蓋,保證空間整體剛度及空間協調工作。橫向框架為柱-支撐體系且采用平面剛性樓蓋時,柱間支撐間距不大于4L。

  3、柱網及梁系布置合理,縱、橫向剛度均勻,構件傳力明確、類型統一,節點構造簡單,便于施工。

  4、鋼柱及支撐沿豎向可以變截面,但應防止層間剛度突變。多層鋼結構廠房結構組合類型:

  (1)純框架體系;縱橫兩個方向均為剛接框架,適用于柱距較大但無法設置支撐的建筑物;節點構造較復雜,用鋼量較大。

  (2)柱-支撐體系;梁柱節點均為鉸接,縱、橫向沿柱高設置柱間支撐(抗側力構件),適用于柱距不大但允許雙向設置支撐的建筑物;設計安裝簡便,側向剛度大,構件受力明確,耗鋼量小。

  (3)框架-支撐體系;縱向柱-支撐體系,橫向為純框架體系,一方面滿足建筑功能要求,另一方面,簡化設計、施工,減小用鋼量。

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