工业单层钢结构厂房支撑结构设计

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1、工业单层钢结构厂房支撑结构设计　　摘要：本文主要对单层钢结构厂房支撑结构设计进行论述，希望猜测为单层钢结构研究提供一些资料。　　关键词：檩条；支撑；门式刚架　　　一、工业轻型钢结构厂房的特点　　钢结构一般分为普通钢结构和轻钢结构，它们之间并无明显的界限。其计算规则都是一样的。所谓轻钢结构，一般是结构荷载较小，结构杆件也较小，构件壁厚较薄的一类结构，一般采用门式钢架、屋架和网架为主要承重结构。正因为轻钢结构上作用的荷载较小，所以，使得结构效应产生的内力一般较小，这就使得结构的强度往往不成问题，而由于构件断面较小，截面惯性距较小，使得结构的刚度也随着减小，结构的整体和

2、局部稳定成为在设计中必须引起重视的主要问题。这就是轻钢结构自己的特点。了解了这个特点，我们就可以采取相应的措施，比如可以采用增加支撑和拉条，以满足杆件的长细比要求，增设加劲肋以满足构件的局部稳定等。　　　二、门式刚架结构支撑结构的特点　　门式刚架轻型房屋，其结构一般由主骨架和支撑系统构成，支撑结构包括：1、墙架；2、檩条等；支撑系统包括：1、刚架柱之间的垂直支承；2、刚架梁之间的水平支撑；3、刚性系杆、拉条；4、隅撑等。　　　三、檩条的设计　　1、檩条作用：承担屋面荷载，并将其传给刚架。檩条还通过螺栓与每品刚架连接起来，与墙架一起与刚架形成空间结构。　　2、檩条的

3、形式：实腹式檩条、空腹式檩条、格构式檩条。　　3、截面高度的确定：　　实腹式檩条的截面高度Ｈ，一般取跨度的1/35~1/50桁架式檩条的截面高度Ｈ，一般取跨度的1/12~1/20。　　4、截面宽度的确定：　　实腹式檩条的截面宽度B，由截面高度Ｈ所选的型钢规格确定，空间桁架式檩条上弦的总宽度Ｂ，取截面总高度的1/~1/　　5、檩条荷载　　1）恒荷载　　屋面材料重量、支撑及檩条结构自重。　　2）活荷载　　屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载和风荷载，当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值/m2。　　　四、屋面支撑与柱间支撑的确定　　支撑的作用主要是保证结构体

4、系成为空间体系，有足够的空间刚度。支撑所受力主要是风载和地震作用，温度作用。计算支撑内力时一般假定节点为铰接，并忽略偏心的影响，并且一般的支撑都是按拉杆考虑，所以，一般适宜双向布置。　　1）屋面支撑　　屋面支撑受力较小，杆件截面通常可按容许长细比来选择。交叉斜杆和柔性细杆按拉杆设计，可采用单角钢；非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性系杆按压杆设计，可采用双角钢组成十字形或Ｔ形截面。当屋架跨度较大、房屋较高且基本风压也较大时，杆件截面应按桁架体系计算出的内力确定。计算支撑杆件内力时，可假定在水平荷载作用下，交叉斜杆中的压杆退出工作，仅由拉杆受力。　　2）柱间支撑　　对厂房

5、来说：分为上层支撑和下层支撑，上层支撑计算时，为避免由于支撑刚度过大而引起较大的温度应力，支撑腹杆常按柔性拉杆计算。交叉体系的下层支撑当吊车作用较小时一般圆钢，较大时通常采用角钢或槽钢。交义斜杆常按拉杆设计，但为了提高厂房的纵向刚度，当吊车较大时，应按压杆设计。　　　五、隅撑的作用与设置　　隅撑的作用主要是阻止梁的下翼缘及柱的内侧翼缘失稳。并在设计计算中作为减少梁柱的平面外计算长度的最不利侧向支撑间的最大间距。隅撑之所以要设，是因为刚架斜梁的受力的变化。在恒荷载和活荷载等荷载组合作用下，一般的梁受力是上翼缘受压下翼缘受拉，这样檩条与钢梁的有效连接为梁上翼缘的稳定提

6、供了可靠的支撑。所以一般情况下的平面外计算长度取两倍的檩条间距。上翼缘的梁稳定可以保证。但是在受风吸力荷载作用时，上翼缘受拉，下翼缘受压，这样下翼缘的稳定性没有可靠的平面外支撑，因此在粱的下翼缘上加设隅撑给钢梁的下翼缘提供支撑。隅撑一边与梁的下翼缘连接，一边与檩条连接。隅撑的做法可以详见门式刚架的相关规范。研究表明，门式刚架的破坏和倒塌在很多情况下是由受压最大的翼缘屈曲引起的，而斜梁下翼缘与刚架柱的相交处压应力最大，是结构的关键部位。本规程规定：“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应各设置一道隅撑”。就是为了确保该处的稳定性。此外，还规定在斜粱

7、下翼缘受压区均应设置隅撑，其间距不得大于相应受压翼缘宽度的161/2倍。该规定便于执行，也便于施工质量检查。若翼缘宽度较窄，理所当然地应使隅撑间距减小。规程还特别规定，当斜梁下翼缘不设隅撑时，应采取保证刚架稳定的可靠措施，如设置刚性撑杆或加大截面等。这就较好地保证了结构的安全。　　参考文献：　　[1]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:XX);　　[2]《门式刚架轻型房屋钢构件》(JG144-XX);　　[3]《钢结构设计规范》(GB50017-XX)