帶天車鋼結構單層車間設計

摘要本文探討了帶天車鋼結構單層車間的組成、傳力荷載及設計內容;重點是帶天車鋼結構單層車間設計的排架結構、柱網布置和變形縫設置。

關鍵詞鋼結構 單層車間 設計

中圖分類號:TU27文獻標識碼:A

1 鋼結構單層車間的承重結構

1.1排架結構

裝配式單層車間的主要承重結構是屋架或屋面梁、柱和基礎。當屋架與柱頂為鉸接，柱與基礎頂面為剛接時，這樣組成的結構叫排架。排架結構按其所用材料分鋼筋混凝土排架結構、鋼屋架和鋼筋混凝土柱組成的排架結構、磚墻或磚垛代替鋼筋混凝土柱的磚排架結構。隨著生產工藝及使用要求的不同，排架結構可設計成等高或不等高、單跨或多跨的各種形式。

1.2鋼架結構

鋼架結構也稱框架結構，鋼架結構也是由橫梁、柱和基礎所組成。 常用有鋼筋混凝土門式鋼架和鋼框架結構。鋼架結構又分為鋼筋混凝土門式鋼架和鋼框架結構。鋼筋混凝土門式剛架的基本特點是柱和屋架(橫梁)合并為同一個構件，柱與基礎的連接為鉸接或鋼接。門式鋼架種類很多，目前在單層車間中用得較多的是兩鉸和三鉸兩種形式。同樣，門式鋼架也可用于多跨車間。鋼框架結構的屋架、柱、吊車梁等主要構件均采用鋼結構。車間鋼柱的上柱升高至屋架上弦，屋架的上下弦均與上柱相連接，使屋架與柱形成剛接，以提高車間的橫向剛度。

2鋼結構單層車間排架結構的組成及傳力荷載

2.1鋼結構單層車間排架結構的組成

鋼結構單層車間排架結構通常由橫向平面排架和縱向平面排架及支撐系統連成一個整體的空間結構體系，由下列構件組成，如圖1所示。

2.2傳力荷載

傳力載荷分為三種:永久荷載、可變荷載和偶然荷載。永久荷載永久荷載是長期作用在車間結構上的不變荷載(恒荷載)，如各種結構構件、圍護結構以及設備的自重等。可變荷載是作用在車間結構上的活荷載，主要有:(1)雪荷載，以基本雪壓所算得的在車間各屋面上的積雪重量。(2)風荷載，以基本風壓所算得的在車間各部分表面上的風壓(吸)力。(3)天車荷載，天車起吊重物在車間內運行時的移動集中荷載包括吊車豎向荷載和吊車水平荷載。(4)積灰荷載，大量排灰的車間及其鄰近建筑，應考慮積灰荷載。(5)施工荷載，車間在施工或檢修時的荷載。偶然荷載是指作用在單層車間結構上所有荷載按其作用方向可分為豎向荷載、橫向水平荷載以及縱向水平荷載三種。荷載的傳遞，特別是水平荷載的傳遞，實際上很復雜的，而不是簡單的直接傳遞，為了清楚起見，再把上面分析的荷載傳遞路線綜合成圖表來表達。在一般的單層車間中，橫向排架是主要承重結構，而屋架、吊車梁、柱和基礎是車間中的主要承重構件。

3 鋼結構單層車間結構設計

鋼結構單層車間結構設計是根據建筑設計資料，以及堅固適用、技術先進、經濟合理的原則進行結構設計。鋼結構單層車間結構設計的主要內容有:(1)確定結構方案，進行結構布置;(2)確定主要承重構件;(3)進行排架內力分析與組合;(4)排架柱設計;(5)確定主要構件之間的連接構造。

3.1柱網布置

鋼結構單層車間承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上形成的有規律的網格稱為柱網。柱子縱向定位軸線間的距離稱為跨度，橫向定位軸線的距離稱為柱距。確定柱網尺寸時，首先要滿足生產工藝要求，尤其是工藝設備的布置;其次是根據建筑材料、結構形式、施工技術水平、經濟效果，以及提高建筑工業化程度和建筑處理、擴大生產、技術改造等方面因素來確定;此外，還應滿足模數制的要求。

(1)跨度。鋼結構單層車間的跨度在18m以下時，應采用30M數列(1M=100mm)，即9m、12m、15m、18m;在18m以上時，應采用擴大模數60M數列，即24m、30m、36m等。

(2)柱距。鋼結構單層車間的柱距應采用擴大模數60M數列。鋼結構單層車間山墻處的抗風柱柱距宜采用擴大模數15M數列。

3.2 變形縫的設置

(1)伸縮縫。為減少車間結構的溫度應力，可設置伸縮縫，將車間結構分成若干溫度區段。伸縮縫的一般做法是從基礎頂面開始將相鄰溫度區段的上部結構完全分開，在伸縮縫兩側設置并列的雙排柱、雙榀屋架，而基礎可做成將雙排柱連在一起的雙杯口基礎。

(2)沉降縫。由于單層車間結構主要是由簡支構件裝配而成，因地基發生不均勻沉降在構件中產生的附加內力不大，所以在單層車間結構中，除主車間結構與生活間等附屬建筑物相連接處外，很少采用沉降縫。沉降縫應將建筑物從基礎到屋頂全部分開，以使縫兩邊發生不同沉降時不至于相互影響。

(3)防震縫。防震縫是為減輕震害而采取的措施之一。當車間平面、立面復雜，結構高度或剛度相差很大，以及在車間側邊布置附房，如生活間、變電所、爐子間等時，設置抗震縫將相鄰部分分開，防震縫的寬度在車間縱橫跨交接處可采用100~150mm，其它情況可采用50~90mm。

參考文獻

[1]路克寬.鋼結構工程便攜手冊[M].北京:機械工業出版社，2007.

[2]顧紀清.實用鋼結構施工手冊[M].上海:上海科學技術出版社，2005.

[3]林鎮平.鋼結構廠房的施工技術[J].建筑技術，2009(6):27～128.