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工业单层钢结构厂房特点及支撑结构设计步骤

发布时间:2022/06/21 点击量:
基于工业单层钢结构厂房支撑结构设计,本文探讨工业单层钢结构厂房结构体系,先容钢结构厂房的主要优点,分析工业单层钢结构厂房的构建连接,希翼能够有效提升工业单层钢结构厂房的质量与安全。
 
一、引言
 
近年来,随着我国工业的快速发展,各行各业对其产品的要求日益提高,因而对生产厂房的要求也不断变化,标准不断提高。由于单层工业厂房长度普遍较长,超过规范的长度限值,为了有效释放温度应力,就需要根据工业厂房的情况,对其进行区段划分,为确保厂房的纵向稳定,保证单层工业厂房的整体安全,必须设置可靠的支撑系统。
 
二、工业单层钢结构厂房特点分析
 
作为钢结构最为关键的2个组成部分,普通钢结构与单层钢结构都独具特色,适合应用的范围也存在较大差异。相比较来讲,单层钢结构要比普通钢结构的荷载小,钢结构杆件更加轻便,构件壁也比较薄。对于工业厂房屋架和网架建设来讲,其通常情况下都会采取门式钢架结构的承重结构,此时考虑到单层钢结构绝壁荷载较小的优势,也不会出现内力较大的问题。单层钢结构虽强度达标,但构件断面与截面惯性矩均较小,此时结构刚度也会随之出现降低的情况,并进一步对钢结构整体造成恶劣影响。
 
三、工业单层钢结构厂房支撑结构设计的主要步骤
 
1、刚架结构设计
 
门式刚架轻型结构的主要内容基本上由主骨架与支撑结构构成。支撑结构中主要包括墙架与檩条,此支撑系统设计将垂直支承、水平支撑以及刚性拉条、隅撑等均包含在内。
 
2、檩条设计
 
檩条在有效连接螺栓与墙架梁的情况下,与刚架相结合形成空间结构,一方面承担起屋面荷载,另一方面还能够将荷载合理向刚架转移。檩条截面高度与截面宽度必须要控制在一定范围内,恒荷载与活荷载都由檩条来承担,其中,恒荷载主要为屋面、檩条以及支撑总体的重量,而活荷载则将积灰、雪以及风会对工业产房造成的影响均包含在内。
 
在布置檩条时,应在最大程度上保证其向天沟靠近,此时为使檩条截面与屋坡面垂直状态得到规避,相关人员可以确保上翼缘卷边能够朝向屋脊,这有利于降低屋面荷载偏离中心造成扭矩的概率。另外,相关人员需按照有关规定完成檩条与屋面的连接,在檩条稳定性得到保障的基础之上,可以采取自攻螺钉完成连接工作。这类螺钉中通常使用绝壁橡胶垫圈,会进一步促进连接的紧密程度。若是行架式檩条的话,则可与屋架上弦所采用的螺栓相连接,经实践证明,如此能够获取良好的连接效果。
 
除此之外,在实际设置檩条拉条的过程中,若是出现单层钢结构侧向刚度较大的现象,檩条对拉条的需求并不大,而通常为使檩条安装时发生扭转与变形的问题得到预防,相关人员可以通过对拉条的有效利用,起到侧向支撑的作用,这对于钢结构整体稳定性非常有帮助。若檩条跨度在4m之内,相关人员需以原本设计为根据来确定拉条设置情况;而若是檁条跨度大于4m,就需将拉条合理设置于跨中;如果此时檩条跨度已经达到6m以上,那么相关人员就需在跨度三等分的基础上,将拉条设置在三分点位置上。拉条直径正常情况下处于8~12mm,可以以单层钢结构荷载与檁条跨度为根据来促进选择合理性的提升。
 
3、撑竿设计
 
撑竿设计对于工业单层钢结构厂房来讲是非常重要的,其主要作用在有效控制檐檁与天窗缺口处边檩弯曲的方向。在实际进行撑竿设计时,相关人员应尽可能采取钢管、角钢以及方管等材料,确保撑竿在与拉条连接之后,还可以在连接的地方实现弯折,此时弯折程度必须要得到控制,处于规定范围内,能够使局部弯曲问题出现的概率真正降低。撑竿设计若是斜拉条的话,就不要使其出现弯折,腹板边距离弯折点应在10~15mm。
 
4、屋面支撑以及柱间支撑
 
(1)屋面支撑设计
 
钢结构厂房屋面支撑力正常来讲并不大,为使屋面支撑力得到真正提升,对杆件截面的合理选择就显得尤为关键。相关人员可以采取单角钢来完成交叉斜杆的设计,而对于非交叉斜杆设计来讲,则需尽可能选取双角钢。如果房屋较高,那么屋架跨度也会比较大,此时伴随着风压的不断增加,相关人员需以桁架体系为根据,完成对杆件截面内力的计算。
 
(2)柱间支撑设计
 
柱间的支撑包括上层支撑与下层支撑,为预防柱间支撑刚度出现过大的情况,进一步避免温度应力增大的后果,在实际计算支撑腹杆的过程之中,相关人员可以根据柔性拉杆来完成。另外,若是吊装作业中使用吊车荷载较小的话,柱间支撑也可采取圆钢来作为材料,若是吊车能承受较大荷载的话,柱间支撑则应采取槽钢材料,角钢也能起到较好的效果。
 
5、确保隅撑的合理设置
 
对于单层钢结构产房支撑结构设计来讲,隅撑主要能够起到避免柱内侧翼缘与梁下翼缘可靠性不足的作用。由于刚架斜梁需要承担压力变化不固定,钢结构厂房整体稳定性也无法得到保障,此时将隅撑有效利用起来,能够在最大程度上确保钢架结构稳定程度达标。另外,在连接恒荷载与活荷载的基础上,梁下翼缘与梁上翼缘均受到压力的前提下,有效将钢梁于檩条相连,也能够使支撑稳定性得到保证。但若是受到有风天气的影响,下翼缘在没有平面外支撑的状态下就极易丧失稳定性,此时在下翼缘加设支撑非常必要。如果出现翼缘屈曲的现象,就是压力过大造成的,若是未能重视起来并及时处理,门式刚架也会随之发生破坏甚至倒塌的情况。
 
与此同时,相关人员应明确认识到斜梁下翼缘是支撑结构非常关键的组成,其连接刚架柱相的地方需承受极大的应力,因此,需在檩条与墙梁处完成隅撑的合理设置,这是其稳定程度的有效保障。而若是翼缘宽度相比较来讲较窄的话,隅撑间距离也会缩小,若斜梁下翼缘未设置隅撑的话,为使刚架最终的稳定程度得到保证,必须要及时采取其他合理的技术措施,例如,增加截面或设置刚性撑杆等方式,促进高钢结构安全性的真正提升。
 
结语
 
总而言之,科学技术的快速发展,使得人们逐渐重视绿色环保。基于此,人们对于现代工业化的要求逐渐提升。单层钢结构厂房最为工业企业常用的基础建筑物,为了确保其质量,就需要注重对厂房支撑机构的设计,从而提高厂房的安全可靠。
 
编辑概况:赵启应(1981-),男,安徽六安人,工程师,从事结构设计研究。
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