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青岛市某单层双跨重型钢结构厂房设计施工方案

工程名称：青岛市某重型工业厂房；

工程总面积：3344㎡

该拟建的建筑位于青岛市室内GB／Z 38649-2020 信息安全技术 智慧城市建设信息安全保障指南，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占地面积3344㎡。

建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。

该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。

吊车梁轨顶标高为6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。

防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。

室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m的要求。

建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。

采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。

排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。

工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好，地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。冻土深度为0.5m。

基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风

基本雪压:0.2KN/㎡（50年）0.25KN/㎡（100年）

气象条件：年平均气温：12.7℃最高温度：38.9℃最低温度：－16.9℃年总降雨量：687.3mm。

50厚C15混凝土撒1:1水泥沙子，压实赶光

150厚3:7灰土垫层

100厚C15混凝土随打随抹上撒1:1水泥沙子，压实抹光

150厚3:7灰土(灰土垫层)

二．结构构件选型及布置

普通钢结构厂房的温度区段的最大长度如下表所示，

纵向温度区段（垂直屋架跨度方向）

横向温度区段（沿屋架跨度方向）

采暖房屋和非采暖地区的房屋

热车间和采暖地区的飞非采暖房屋

该厂房长72m，宽42m，按照上表的要求，可以不设温度缝。且厂房为规整的长方形结构，可以不设抗震缝和沉降缝。

厂房的屋面材料为夹芯压型钢板，属于轻型屋面材料，屋盖结构为有檩体系，屋面荷载通过檩条传到屋架接点上。屋盖结构由檩条、拉条、撑杆、系杆和必要的支撑杆件组成。

檩条布置间距与屋架上弦节点间距相一致，以便于屋架节点相连。在屋脊处设置为双檩条，以便代替刚性系杆的作用。在屋架跨中布置一道拉条，在屋架两端檩条间布置斜拉条和直撑杆。

普通钢结构厂房的屋盖支撑包括上弦横向支撑、下弦横向支撑与纵向支撑、屋架竖直支撑、系杆及角隅撑等。

在厂房两端及中部第一开间内设置横向水平支撑。

在厂房两端及中部第一开间内设置横向水平支撑，且与上弦横向水平支撑在同一开间。

屋架间距为6m，且支座设在下弦，故可以不设置上弦纵向水平支撑。

厂房内设有重级工作制吊车，故需设置下弦纵向水平支撑，下弦纵向水平支撑与屋架下弦横向水平支撑一起形成封闭体系以增加屋盖的空间刚度。

在梯形屋架跨中和两端竖腹杆所在平面内各设置一道竖直支撑。

在竖直支撑所在平面内的屋架上下弦节点处应设置通长系杆。在屋架支座节点处和上弦屋脊节点处应设置通长刚性系杆。在屋架下弦跨中设置一条通长水平系杆，上弦横向水平支撑在节点处设置通长系杆。

单层厂房的每一纵列柱都必须设置柱间支撑，以吊车梁为界将柱间支撑按上柱支撑和下柱支撑设置。在厂房两端及中间设置上段柱支撑，在中间设置下段柱支撑。上段柱支撑采用单片布置，下段柱支撑采用双片布置。

吊车梁跨度为6m，采用桁架制动结构，其宽度由吊车梁中心至辅助桁架中心的距离为2m

吊车梁为焊接实腹式，钢材采用Q345钢。腹板与上翼缘的连接采用焊透的k形连接，与下翼缘采用贴角焊缝连接，并均自动焊。其余焊缝为手工焊缝，自动焊焊条为H08Mn2Si，手工焊条为E5015型。

吊车竖向荷载的动力系数μ=1.1，吊车荷载的分项系数
=1.4，则吊车荷载的设计值为：

吊车梁的最大弯矩及相应剪力

产生最大弯矩的荷载位置如下图所示

最大弯矩点C的位置为：

在
相对应的剪力为：

荷载布置对应于最大弯矩图

制动桁架内弦杆（即吊车梁上翼缘）的最大轴心力为：

制动桁架内弦杆的局部弯矩：

容许挠度值要求的最小高度：

按经验公式计算腹板所需厚度为：

按抗剪要求计算腹板所需厚度为：

一个翼缘所需截面面积为：

吊车梁对x轴的截面特性

吊车梁上翼缘对y轴的截面特性为：

腹板计算高度边缘处的折算应力

按公式
验算，经验算符合要求

由于吊车梁设有制动结构体系，梁的侧向稳定性有可靠保证。故可不进行梁的整体稳定性计算。

应配置横向加劲肋并按规定进行验算

设置横向加劲肋的间距为1500mm

按支座处最大剪力计算时：

验算结果腹板稳定在弯矩最大处控制，横向加劲肋按1.5米间距布置。

横向加劲肋外伸宽度为：

支座加劲肋计算截面的特性为：

疲劳计算采用一台吊车作用于梁上时的标准值。

最大弯矩（C点截面）处下翼缘连接焊缝附近主体金属的疲劳应力幅

C点截面处下翼缘连接焊缝附近主体金属的疲劳应力幅为：

横向加劲肋下端部附近主体金属的疲劳应力幅。

求横向加劲肋下端部附近主体金属的应力幅为：

由荷载标准值（不乘动力系数）并只有一台吊车产生的吊车梁最大弯矩为：

上翼缘与腹板的连接焊缝

采用焊透的K形焊缝，其焊缝质量等级应为二级。因此其强度与母材等强度，故可不计算。

下翼缘与腹板的连接焊缝

下翼缘截面对中和轴的面积矩为：

支承加劲肋与腹板的连接焊缝

采用12mm，k形焊缝焊透。

四．冷弯薄壁型钢檩条设计输出文件

门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)

屋面坡度(度):5.711

檩条跨度(m):6.000

檩条间距(m):1.507

设计规范:门式刚架规程CECS102:2002

檩条形式:卷边槽形冷弯型钢C300X80X20X3.0

拉条设置:设置一道拉条

拉条作用:约束檩条上翼缘

净截面系数:0.900

檩条仅支承压型钢板屋面(承受活荷载或雪荷载),挠度限值为1/150

屋面板能阻止檩条侧向失稳

构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性

屋面自重标准值(kN/m2):0.400

活荷载标准值(kN/m2):0.500

雪荷载标准值(kN/m2):0.200

积灰荷载标准值(kN/m2):0.500

检修荷载标准值(kN):1.000

檩条形式:卷边槽形冷弯型钢C300X80X20X3.0

b=80.000h=300.000c=20.000t=3.000

fy=235.000f=205.000ff=216.884

1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力))组合|

弯矩设计值(kN.m):Mx=12.800

弯矩设计值(kN.m):My=0.320

截面强度(N/mm2):Sgmmax=143.690<=205.000

1.0恒载+1.4风载(吸力)组合

弯矩设计值(kN.m):Myw=0.080

截面强度(N/mm2):Sgmmaxw=50.630<=216.884

整体稳定系数:φb=0.503

檩条的稳定性(N/mm2):fstabw=86.177<=205.000

荷载标准值作用下，挠度计算

垂直于屋面的挠度(mm):v=6.798<=40.000

檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):N=18.000风荷载高度变化系数:1.000

五．屋面支撑斜杆设计输出文件

支撑形式:等边角钢L75x5

截面尺寸(mm):b=75，t=5.00

屈服强度fy=235.

强度设计值f=215.

支撑点间距(m)B=4.500

支撑跨度(m)L=6.000

构件轴线长度(m)l=7.500

平面内计算长度(m)lx=3.750

平面外计算长度(m)ly=7.500

设计前提：节点板厚度不小于支撑构件厚度，

材料强度不低于构件材料强度。

抗剪强度设计值fvb=140.

抗压强度设计值fcb=305.

受剪承载力设计值0.85*Nvb=26.917>N=25.988

承压承载力设计值0.85*Ncb=31.110>N=25.988

按连接设计选定螺栓考虑螺栓孔径的削弱。

作用本支撑段剪力设计值(KN)V=20.790

支撑内力设计值(KN)N=25.988

螺栓孔径(mm)D0=13.500

强度验算结果(N/mm*mm)σ=38.586<0.85*f=182.750

长细比校核λx=250.000<[λ]=400

λy=323.276<[λ]=400

单层双跨钢结构厂房，总长72m新疆库尔勒市铁克其乡某土地整理项目施工组织设计，两端山墙为封闭式，端部墙架柱设置支撑。厂房跨度2×21m，柱距6m，屋架与柱铰接，厂房檐口标高12.300m。

21m梯形钢屋架，间距6m，屋架上铺设压型钢板，屋面坡度1/10。

车间内每跨各设两台100/20,A6桥式吊车，吊车轨顶标高6.900m。

厂房纵横墙均采用夹心钢板。厂房结构采用Q235B号钢材，焊条采用E4303型。

GB50164-2011 混凝土质量控制标准.pdf房结构平面图、剖面图及计算简图。

柱、梁截面面积及刚度计算