有吊车作用轻钢厂房的结构设计VIP免费

有吊车作用轻钢厂房的结构设计作者：谢飞（福州联盛建筑设计院350005）摘要：文中介绍了有吊车作用厂房结构的桩基设计，门式刚架结构设计，可供类似工程设计参考！关键字：门式刚架轻钢结构桩基设计用钢量1工程概况福州瑞联钢有限公司30万吨冷板工程1#厂房位于马尾连104国道西北测，厂房长度234m，跨度为21+21m，建筑面积1万m2。吊车轨顶标高为10.0m。见图1，柱脚采用刚接，采用门式刚架结构，主刚架采用热轧H型钢，Q345B级。屋面坡度采用1/10。计算软件采用钢结构STS软件。至今该工程已竣工投产近一年。图1建筑剖面图2基础设计2.1地质条件根据岩土工程勘察报告，工程地质情况见表1，建筑场地类别为Ⅲ类。表1地基各岩土层设计计算指标推荐使用值表层号指项标目值岩土层名称天然容重压缩模量内聚力内摩擦角承载力特征值桩端阻力特征值qsa和桩侧阻力特征值qsa桩侧负摩阻力系数层厚（米）预制桩rEs1-2Es2-3Es3-4CφfakqsaqsaζkN/m3MpaKpa度KpaKpa0.251.6~2.2①-1素填土17.570-800.250.4~2.5①-2填中砂17.080-900.4~0.9②粘土18.74.0-5.0157.5110-12010-130.2015.2~37.3③淤泥15.61.5-20.2.0-2.533.140-456-70.251.1~12.10④粘土19.15.5-6.57.0-9.03111.6170-19018-201088-20001.2~1.8⑤淤泥质土16.12.0-2.52.5-3.056.555-609-102.8~4.9⑥粘土19.37.0-8.09.0-10.04011.0180-19018-205.5~2.2桩基础设计根据工程地质条件及电算结果，由于业主工期要求快，故采用PHC预应力高强管桩，以粉质粘土④为持力层。桩身进入持力层0.8m。单桩竖向承载力特征值R=500kN，由于柱脚固接，吊车作用下，柱底弯矩较大，为使桩不出现拉力，而形成抗拨桩，因此必须采用双桩，而且桩距不能按常规取3.5d。本工程边柱最大轴压力N=653kN，M=-364.8kN，V=-77.8kN，两桩桩距取3.2m，承台高1.2m。墙体传来4.1×4.5×6=110.7kN桩最小反力Nmin=(653+110.7+0.8×4.220)/2－(364.8+77.8×1.0)/3.2=262kN＜R=600kNNmax=568.35＜1.2R中柱，N=1137kN，V=35.4kN，M=225.6kN算得Nmin=513.9＜R=600kNNmax=690.3＜1.2R=720kN经计算满足要求，可满足抗冲、抗剪要求。3上部结构设计本工程为两跨21m，两台10t+15t重级工作制吊车，柱距6m，共有39跨固接的门式刚架，为保证吊车正常运转，厂房稳定，满足位移变形要求加强支撑设计和吊车制动桁架来增加厂房的整体空间刚度，全长234m，不设伸缩缝，墙体采用压型钢板。选用热轧H型钢经选用电算定下，用钢量最低的刚架尺寸，见图2图2刚架图3.1柱间支撑设计若支撑设置不当，吊车行走时，就会造成刚架晃动，存在安全隐患，因此支撑的设置非常关键，因选用用钢量小的窄翼缘H型钢，因此柱平面外计算长度仅能取4m，在高4m处设置一道焊接钢管侧向水平支撑。交叉支撑采用角钢，在厂房的头、尾跨设置柱间支撑，中间跨每隔4跨设置一道。在设置柱间支撑的同一跨并设屋面支撑，为能更好传递风荷载在屋面每隔4米设一道水平钢管刚性系杆。3.2抗震措施工程地处设防烈度7度区，房屋自重小，承载力不受地震作用效应组合控制，可不进行抗震计算。仅针对轻钢结构的特点采取抗震构造措施。构件之间的连接均采用螺栓连接，斜梁下翼缘与刚架柱的连接均加腋，柱脚底板设抗剪键。增设吊车制动桁架。3.3隅撑的设计隅撑可以用来提高屋面梁式柱的受压翼缘稳定能力，因此在檐口位置，刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处，各设置一对隅撑。在斜梁下翼缘受压区隔一檩条设隅撑，并使其间距不大于相应受压翼缘宽度的16倍，见图3。图3隅撑的设计3.4高强螺栓连接设计由于屋面荷载很轻，在设计荷载作用下，斜梁与柱的连接部位主要承受弯矩作用，剪力很小，高强螺栓以受拉为主。剪力由连接构件间的摩擦力传递剪力。本工程建筑大量采用阳光板，开窗面积少，风顺力大减少，相应剪力也小，选用摩擦型高强螺栓，因此表面可不作专门处理。不必进行摩擦而抗滑移试验，这有助于提高效益和降低成本。3.5檩条设计檩条的设计计算是最为困难的。首先，在目前设计规范或规程中尚无简单实用的计算公式供设计人员采用，其次，为节省钢材，轻钢结构中的檩条除用于承担梁的功能外往往兼作支撑体系中的压杆，同时还通过隅撑对门式刚...