随着我国经济的发展,科技的迅速提高,建筑业有了极大的改进,厂房设计也逐步从落后的混凝土结构中走了出来,钢结构厂房相对于传统厂房结构形式具有明显的优越性,于是得到了广泛的运用。因此,对于钢结构厂房的设计自然至关重要。我们因给予高度的重视。鉴于此,本文对钢结构厂房结构设计的要点进行了论述。
随着经济社会不断发展,人们对建筑建设的要求也在不断提高,不仅要满足施工速度,还要求具有很好的环保性、灵活性和抗震性等。同时随着各种工艺技术也在不断进步。钢结构厂房在这方面就很好的凸显了其优越性,不断获得普遍的推广和使用。
一、钢结构厂房设计的特点
钢结构厂房是指采用钢板和热扎、冷弯或焊接型材,通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的国际流行的门式刚架轻钢结构体系形式。
门式刚架钢结构厂房在国内技术成熟,受到用户普遍接受和认可,成为目前国内发展速度最快的一种钢结构形式。门式刚架钢结构厂房可以做成大跨度,大空间,便于内部灵活布置和使用。(钢结构厂房采用门式刚架体系其单跨度甚至可达到80米。多跨可达到180米甚至跨度更大)钢结构厂房主要是用在不承受大载荷的承重建筑。采用轻型H型钢(焊接或轧制;变截面或等截面)做成门形刚架支承,C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁,压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构,采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的门式刚架钢结构体系。
钢结构厂房在全球范围内,特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用。钢结构厂房可广泛应用于工业厂房,净化车间,仓储库房,超市,会馆展厅。
钢结构厂房设计特点:钢结构厂房自重轻,强度大,跨度大,空间大。设计先进,采用最先进的设计方法,充分发挥钢材抗震性好、抗冲击性好、刚性好、变形能力强的特点。而且还可以重复再利用,可以节约大量钢材。结构新颖、简洁、轻巧,占用面积小,使用面积大,有效扩大了建筑物的内部空间,彩钢夹芯复合板,金属压型板等新型墙体屋面材料围护,更显示出建筑的时代感。安装快捷,构件标准,制作精良,施工安装简便、快捷、安全。
二、钢结构厂房的主要构成部分:
1、地基基础
地基的强度问题主要包括:地基承载力不足或地基丧失稳定性,斜坡丧失稳定性。地基变形问题主要是指软土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等地区过大的变形和不均匀沉降。地基的破坏通常有三种形式:整体剪切破坏、冲切剪切破坏和局部剪切破坏。
2、柱系统
按照最不利荷载组合设计的柱子,由于荷载同时出现的概率很低,在正常工作条件下,实际应力低于设计应力很多,柱的安全储备相当大,出现破坏的可能性很小,发生柱整体承载能力不足的而导致破坏的情况很少。工业厂房的柱子常发生如下破坏(柱肢变形、柱肢体有切口、格构式柱子腹杆弯曲和扭曲变形、柱头与吊车梁支撑牛腿处焊缝开裂、柱子垂直倾斜,围护结构连接节点损坏,吊车轨道偏位),将会影响生产。
3、钢屋盖系统
首先钢屋盖承重构件是由壁薄、细长的杆件组成,截面形状复杂,节点应力集中又有偏心;其次设计屋盖系统时计算荷载、计算简图较正确,且接近计算极限状态,结构构件的承载力安全储备最小,对超载、温度和腐蚀作用十分敏感,容易因为偶然因素而失效,再加上制造、安装和使用过程中出现的各种影响,钢结构屋盖成为钢结构厂房破坏中最严重的部分。钢屋盖发生破坏包括屋盖倒塌、桁架杆件断裂(包括与节点板连接断开)、屋盖挠曲超标准、杆件弯曲、节点板弯曲或开裂、屋盖支撑屈曲等类型。
4、 吊车梁系统
吊车梁系统是钢结构工业厂房的重要组成部分,包括吊车梁、制动结构、吊车轨道和连接。吊车梁受力复杂,且吊车的垂直力和侧向力具有动力特征、冲击和疲劳作用,比起屋盖系统吊车梁的计算简图、计算方法与实际情况差异更大、不定性更多,结构的耐久性和可靠性最低。