单层门式刚架厂房钢结构设计
摘要：近年来，单层门式刚架以其自重轻、跨度大、工业化程度高、安装方便快捷以及可拆卸重复使用等优点被广泛应用于厂房设计中。对单层门式刚架厂房的设计经验与注意事项进行了分析总结，并结合理论和实例分析对厂房优化设计进行了初步探讨。
关键词：钢结构设计；单层门式刚架厂房
1. 计算模型与整体分析
(1)计算模型：对于大多数厂房而言，由于其长宽比较大，结构最不利方向比较明显，且横向主刚架采用刚接，纵向采用刚性系杆等构件铰接连接，通过设置支撑来形成几何不变体系，所以多采用二维平面结构计算模型进行分析；而对于一些长宽比较小的厂房，如果纵向采用支撑桁架来连接，刚架两个方向刚度相差不大，此时结构形式已接近框架结构，则应采用空间结构计算模型进行分析计算。
(2)荷载：应注意悬挂荷载不可遗漏；对于多跨多坡厂房或有女儿墙、天沟的厂房还应注意考虑风、雪荷载不利作用和活荷载的不利布置对结构的影响。
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(按水平投影面积计算)应取0.5kN/m2(如檩条等构件的设计)，但对受荷水平投影面积大于60m2的主刚架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3kN/m2。
(3)风荷载和地震作用：风荷载不与地震作用同时考虑。由于单层门式刚架质量较轻，地震反应较小，在不大于7度区的地方，厂房
的整体计算通常由风、雪、活荷载控制，因此在这些地方，一般不需作刚架的抗震验算。
对浙江地区而言，由于风荷载较大，一般单层厂房(无吊车或吊车较轻)的整体计算通常由风荷载控制，构件设计由变形控制。
(4)变形验算：相对于强度验算，单层门式刚架厂房的变形验算往往容易忽视。刚架的变形验算应注意以下几个问题：
计算刚架变形时，钢结构构件可不考虑螺栓孔引起的截面削弱，而直接采用全截面计算。刚架的变形验算主要包括刚架柱顶位移和刚架梁的挠度验算两个方面，具体要求见表1[2]。
2. 柱脚及基础
(1)柱脚：单层门式刚架厂房多采用外露式柱脚，且多按铰接设计；当厂房有5t以上桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。设计柱脚锚栓时，应使锚栓的屈服在底板和柱构件的屈服之后，因此，设计中对锚栓应有足够的余量。
柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(保护层厚度不应小于50mm)，并应使包裹的混凝土高出地面不小于15 0mm。当柱脚底面在地面以上时，柱脚底面应高出地面不小于100 mm。经现场调研发现，未采用混凝土包裹的柱脚，即使采取了其他防锈措施，柱脚锚栓、底板等也出现了不同程度的锈蚀，存在着安全隐患，因此当柱脚在地面以上时，如果厂家使用无碍，宜同样采用混凝土包裹。
(2)基础：单层门式刚架厂房的基础可采用柱下独立基础。
耀达投资有限公司盐亭耀达工业园1、2、3#机加工车间厂房工程 门 式 钢 结 构 厂 房 专 项 方 案
四川华企建设工程有限公司
门式钢结构厂房专项施工方案 第一节工程概况 本工程为绵阳耀达投资有限公司耀达工业园一、二、三号机加工车间。位于绵阳市盐亭县境内。该工程重要性结构安全等级二级；抗震设防烈度为8度；设计分组为第二组；设计使用年限50年；设计基本加速度为0.20g；场地土类别为二类。耐火等级为二级。 该机加工车间下结构为现浇钢筋混凝土独立基础，上部结构为门式钢架。设计总长度78.48米，宽度为36.48米，设计最高高度为8.80米，1、2#厂房土0.00相当于绝对标高389.90米,3#厂房土0.00相当于绝对标高390.50米,设计最大跨距为18.00。基础设计深埋设深度为1.80米，以粉质粘土层为地基持力层，地基承载力特征值fak≥145KPa，超挖、超深部分采用基础短柱增高来调整柱顶达到设计标高，基础及短柱砼强度为C25，垫层C10。本工程除主钢架及屋面檩条采用Q345-B钢外，其余均采用Q235-B钢。手工焊时，Q235刚材或Q235与Q345之间焊接采用E4301~E4312系列焊条，Q345钢材之间焊接采用E5003~E5016系列焊条，自动焊，焊丝采用H08A。所使用的普通螺栓为C级，螺栓、螺帽和垫片采用Q235钢。高强螺栓为10.9级，摩擦型高强螺栓，摩擦系数不小于0.45 。为了保证该工程的钢结构制作安装符合设计和施工规范要求，特编制本方案。 第二节工程特点 （1）工期紧 本工程钢结构施工工期较紧张，所以必须合理安排各阶段的工作
思考题单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件，单层厂房中的支撑分几类，支撑的主要作用是什么？ 排架内分析的目的是什么，排架内力分析的步骤是怎样的？ D max、D min和T max是怎样求得的？排架柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”的物理意义是什么，任意荷载作用下，等高铰接排架的剪力分配法是怎样的？ 什么是不同种类内力的组合，什么是同一种内力的组合，内力组合时应注意 哪些事项，对内力组合值是怎样评判的？ 什么是厂房的整体空间作用？设计矩形截面单层厂房柱时，应着重考虑哪些问题？柱下扩展基础的设计步骤和要点是什么？吊车梁的受力特点是什么？为什么钢筋混凝土受弯构件不能有效利用高强钢筋和高强混凝土？为什么预应力混凝土构件必须采用高强钢筋和高强混凝土？先张法和后张法建立预应力的条件是什么？预应力混凝土受弯构件的受力特点与钢筋混凝土受弯构件有什么不同？试根据平衡荷载的概念确定图示均布荷载作用下悬臂梁的预应力钢筋曲线形状。为什么张拉控制应力C con 是按钢筋抗拉强度标准值确定的？血是否可大于抗拉强度设计值？ 引起预应力损失的因素有哪些？预应力损失如何分组？ 习题 某单层单跨厂房，跨度18m柱距6m内有两台10t的A4级桥式吊车。试求该柱承受的吊车竖向荷截D max、D m in和横向水平荷载Gax。 起重机有关资料如下：吊车跨度L k=16.5m,吊车宽B=5.55m,轮距K=4.4m, 吊车总质量，小车质量，额定起重量10t，最大轮压标准值P max,k=115kN。 试用剪力分配法求图示单跨排架在风荷载作用下各柱的内力。已知基本风 压。0.45kN/m2，15m高度处z 1.14(10m高z 1.0)，体型系数s示于图中。
单层厂房排架结构设计 A Design of Example for Mill Bents of One-story Industrial Workshops 3.9.1 设计资料及要求 1．工程概况 某机修车间为单跨厂房，跨度为24m，柱距均为6m，车间总长度为66m。每跨设有起重量为20/5t吊车各2台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高不小于9.60m。厂房无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为240mm厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度为3. 6m，室内外高差为l50mm，素混凝土地面。建筑平面及剖面分别如图3-76和图3-77所示。 图3-76
图3-77 2．结构设计原始资料 厂房所在地点的基本风压为2 /35.0m kN ，地面粗糙度为B 类；基本雪压为。．2 /30.0m kN 。风荷载的组合值系数为0.6，其余可变荷载的组合值系数均为0 7。土壤冻结深度为0.3m ，建筑场地为I 级非自重湿陷性黄土，地基承载力特征值为l65kN/m ：，地下水位于地面以下7m ，不考虑抗震设防。 3．材料 基础混凝土强度等级为C20;柱混凝土强度等级为C30。纵向受力钢筋采用HRB335级、HRB400级；箍筋和分布钢筋采用HPB235级。 4．设计要求 分析厂房排架内力，并进行排架柱和基础的设计； 3.9.2 构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在l5-36m 之间，且柱顶标高大于8m ，故采用钢筋混凝土排架结构。为了保证屋盖的整体性和刚度，屋盖采用无檩体系。由于厂房屋面采用卷材防水做法，故选用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。普通钢筋混凝土吊车粱制作方便，当吊车起重量不大时，有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车粱。厂房各主要构件造型见表3-16。 由设计资料可知，吊车轨顶标高为9. 80m 。对起重量为20/5t 、工作级别为A5的吊车，当厂房跨度为24m 时，可求得吊车的跨度k L =24-0. 75×2=22. 5m ，由附表4可查得吊车轨顶以上高度为2.3m;选定吊车梁的高度b h =1.20m ，暂取轨道顶面至吊车梁顶面的距离a h =0.2m ，则牛腿顶面标高可按下式计算： 牛腿顶面标高=轨顶标高-b h -a h =9.60-1.20-0.20=8.20m 由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为8. 40m 。实际轨顶标高=8. 40+1. 20+0.20=9. 80m>9. 60m 。
单层门式刚架结构工业厂房施工方案 技术总结 第一节钢结构制作施工方案 一、施工准备 1) 技术准备 a. 组织专业技术人员熟悉图纸,进行图纸会审,使施工人员更了解图纸及设计意图； b. 采用PKPM空间钢结构设计软件和对结构节点进行优化设计（中国建筑科学 研究院编）； c. 采用其他空间钢结构设计软件和对结构节点进行符合； d. 针对该结构的工艺特点，编制科学、细致、可行的加工、制作工艺流程。组织加 工、制作、安装人员进行技术交底,明确施工技术要点,做到严格按照工艺及安装技术措施施工。 2) 物质准备 a. 编制材料采购计划并提出材料采购的质量要求。材料进场前应首先复核材料质量保证书，主材及辅材质量均应达到国家相关的技术条件方可进行加工制作； b. 保养及检查维修机械设备，使其达到设计要求精度。编制运输车辆及安装机械需用量,根据施工进度及时调往施工现场； c.调动技术、加工、安装人员，编制施工进度计划，使之合理、有效的完成各道工序。 3) 劳动组织准备 a. 根据工程的规模、结构特点及复杂程度，组织调度精兵强将参加制作与安装。特殊工种必须具备相应的资格证书，安装工程成立以项目经理和技术负责为主的项目部具体实施厂房的安装指挥及技术、质量、安全管理体系； b. 对施工人员进行进行技术、质量、安全、防火、文明教育。 二、钢结构制作 1)钢结构制作的工艺流程（见下页）
2）制作工艺路线:样板,样杆及钻模制作→原材料的进厂→材质证明书的检查及外观检验(不合格应返回)→(对于要拼接的钢板需进行:钢板坡口的加工→拼接→焊接检验→放样下料→边缘清理→组装(“H”型钢)→焊接(四个主焊缝)→焊接检验→矫正→外形尺寸检查→铣端面→装端板→划线钻孔→产品制作部分外形最终检验→喷沙除锈(摩擦面处理)→油漆→编号包装 3）样板、样杆及钻模制作:样板,样杆及钻模的切割边均需铣平，样板、钻模的中心线应标出.制作样板、样杆应根据工艺要求预留切割,刨边加工余量。样板、样杆及钻模的极限偏差见表2. 4）原材料的进厂及检验:钢材应附有质量证明书，其质量标准应符合现行标准的各种技术条件并应符合设计图纸的要求，不得使用无质量证明的钢材。钢材由于长期露天堆放,受雨淋和空气的浸蚀,致使钢材表面锈蚀.为确保质量,因此要求钢材表面锈蚀,麻点和划痕的深度不得大于该钢材厚度负公差值的一半,且锈蚀、麻点的深度不得大于0.3mm,划痕的深度不得大于0.5mm. 钢材的表面,边缘和断面上不应有汽泡、结疤、裂纹、夹渣、压入的氧化皮分层等。 5）钢板对接坡口的加工及拼接:由于钢板难以做到定尺供料, 短的必须进行拼接.焊接梁上下翼板接料的位置应位于梁两端1/3长度内，并与腹板接口位置相互错开300mm以上，与加筋错开100mm以上，柱子上翼板的接料位置要避开节点100mm,拼接的接缝应避开孔群。拼接变形应及时用火焰及机械进行校正,校正后的钢板应达到的要求见下表. 注:坡口的加工应以机械加工为主,以火焰切割为辅, 坡口加工之后,按下列要求检查合格后方可进行拼接. a) 坡口处母材无裂纹,重皮及毛刺等缺陷.
单层厂房结构 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
学号 29 混凝土结构课程设计 单层厂房排架结构设计 院（系）名称：航天与建筑工程学院专业名称：土木工程 学生姓名：杨浩 指导教师：郭庆勇 2014年6月
目录
单层厂房排架结构设计 1. 设计资料及要求 (1)工程概况 某金工装配车间为两跨等高厂房，跨度均为18m ，柱距均为6m ，车间总长度为66m 。每跨设有起重量为150/30t 吊车各2台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高。厂房无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为240mm 厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度为，室内外高差为350mm ，素混凝土地面。建筑平面及剖面分别如图1和图2所示。 (2)结构设计原始资料 厂房所在地点的基本风压为m 2，地面粗糙度为B 类；基本雪压为m 2。风荷载的组合值系数为0.6c ψ=，雪荷载的组合值系数为0.6c ψ=其余可变荷载的组合值系数均为 0.7c ψ=。基础持力层为粉土，粘粒含量ρc =,地基承载力特征值f ak =180kN/m 2 ，埋深， 基底以上土的加权平均重度γm =17kN/m 3,基底以下图的重度γ=18kN/m 3。 (3)材料 基础混凝土强度等级为C20；柱混凝土强度等级为C30。柱中纵向受力钢筋采用HRB335级；箍筋和分布钢筋采用HPB300级。 (4)设计要求 分析厂房排架内力，并进行排架柱和基础的设计；绘制排架柱和基础的施工图。
图1 厂房平面图 图4 厂房剖面图
2. 结构构件选型、结构布置方案确定说明 因该厂房跨度在15?36m 之间，且柱顶标高大于8m ，故采用钢筋混凝土排架结构。为了保证屋盖的整体性和刚度，屋盖采用无檩体系。由于厂房屋面采用卷材防水做法，故选用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。普通钢筋混凝土吊车梁制作方便，当吊车起重量不大时，有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车梁。厂房各主要构件选型见表1。 表1主要承重构件选型表 由上图可知，吊车轨顶标高为。对起重量为150/30t 、工作级别为A5的吊车，当厂房跨度为18m 时，可求得吊车的跨度L k =18—=，由附表4可查得吊车轨顶以上高度为 2..05m ；选定吊车梁的高度 1.20b h m =，暂取轨道顶面至吊车梁顶面的距离 0.20a h m =，则牛腿顶面标高可按下式计算： 牛腿顶面标高=轨顶标高-b h -a h =——= 由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为。 考虑吊车行驶所需空隙尺寸7 h =220mm ，柱顶标高可按下式计算： 柱顶标高=牛腿顶面标高+b h +a h +吊车高度+7 h =++++= 故柱顶（或屋架下弦底面）标高取为。
单层单跨厂房排架结构设计 一设计内容和条件 某厂装配车间，该车间为单跨厂房，柱距距为6米，厂房纵向长度为96米，跨度为27米，15/3t 中级工作制吊车二台，牛腿面标高9.00米，柱顶标高为13米。 设计条件 1屋面活荷载：2/5.0M KN q =,不考虑积灰荷载，雪荷载2 /25.0M KN q = 2基本风压: 2 0/40.0M KN W = 3屋面做法 三毡四油：2 /35.0M KN 20mm 水泥砂浆找平层2 /4.0M KN 合计21/75.0M KN g g k ==∑ 屋面活荷载：2 /5.0M KN q = 屋面板采用G410标准图集6.15.1?m 预应力混泥土屋面板（卷材防水） 允许外荷载：2 /5.2M KN （板自重：22/40.1M KN g k = 灌缝重：2 3/1.0M KN g k =）大型屋面板（包括填缝 2/50.1M KN 屋 架 ： 屋 架 自 重 2 4/133M KN g k = 则 KN g g g G k k k k k 75.2485.0g 2 )(43211=?+? ?++=厂房跨度 柱距 4采用370mm 厚烧结粘土空心砖（重度2 /8M KN ）吊车梁以上设高侧窗，洞口尺寸为 8.12.4?m ，吊车梁以下设低侧窗，洞口尺寸42.4??高宽m ，圈梁设在柱顶处。 5排架柱：混泥土C30 钢筋：纵向受力钢筋HRB400级 箍筋：HPB235级 柱下独立基础：混泥土：C20，钢筋：HRB335级 6吊车：Q15/3t 桥式吊车 中级工作制 吊车梁：先张法预应力混泥土吊车梁，自重根/5.47KN 轨道及联结重量M KN /5.1 桥跨：m L k 5.25= 桥宽：m B 6400= 轮距：mm K 5250=
目录 第一章工程概况.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1-5 第二章目标管理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4-5 第三章主要施工方法及技术措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5-60 第四章主要材料、周转材料、构件、机具投入计划。。。。。。60-63 第五章管理、技术人员劳动力安排计划。。。。。。。。。。。。。。。。63-65 第六章施工现场平面布置。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。66-70 第七章确保工程质量的技术组织措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。71-77 第八章确保工期的技术组织措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。77-83 第九章确保安全生产的技术组织措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。83-88 第十章确保文明施工的技术组织措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。89-98 第十一章其它施工技术管理措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。93-97
第一章工程概况 第一节编制依据 （一）、土建类 设计图纸、招标文件、以及现行的各种规范（主要如下）： 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013） 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2013） 《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2011） 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015） 《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB50209-2010） 《屋面工程施工质量验收规范》（GB50207-2012） 《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》（GB50210-2011）（二）、钢结构制造、安装类 《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2012 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82－91）《钢结构焊接规范》GB50661-2011 《地脚螺栓》GB/T 3098.1-2010 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002） （三）、工程管理类 《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004） 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011 《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2011） 《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005） 《绿色建筑评价标准》（GB50378-2006）
学号 2012021129 混凝土结构课程设计 单层厂房排架结构设计 院（系）名称：航天与建筑工程学院专业名称：土木工程 学生姓名：杨浩 指导教师：郭庆勇 2014年6月
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单层厂房排架结构设计 1. 设计资料及要求 (1)工程概况 某金工装配车间为两跨等高厂房，跨度均为18m ，柱距均为6m ，车间总长度为66m 。每跨设有起重量为150/30t 吊车各2台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高9.30m 。厂房无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为240mm 厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度为4.8m ，室内外高差为350mm ，素混凝土地面。建筑平面及剖面分别如图1和图2所示。 (2)结构设计原始资料 厂房所在地点的基本风压为0.4kN/m 2，地面粗糙度为B 类；基本雪压为0.5kN/m 2。风荷载的组合值系数为0.6c ψ=，雪荷载的组合值系数为0.6c ψ=其余可变荷载的组合值系数 均为0.7c ψ=。基础持力层为粉土，粘粒含量ρc =0.8,地基承载力特征值f ak =180kN/m 2，埋 深-2.0m ，基底以上土的加权平均重度γm =17kN/m 3,基底以下图的重度γ=18kN/m 3。 (3)材料 基础混凝土强度等级为C20；柱混凝土强度等级为C30。柱中纵向受力钢筋采用HRB335级；箍筋和分布钢筋采用HPB300级。 (4)设计要求 分析厂房排架内力，并进行排架柱和基础的设计；绘制排架柱和基础的施工图。
图1 厂房平面图
图4 厂房剖面图 2. 结构构件选型、结构布置方案确定说明 因该厂房跨度在15?36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了保证屋盖的整体性和刚度，屋盖采用无檩体系。由于厂房屋面采用卷材防水做法，故选用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。普通钢筋混凝土吊车梁制作方便，当吊车起重量不大时，有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车梁。厂房各主要构件选型见表1。 表1主要承重构件选型表
第一章编制依据 1.1指导思想 本施工组织设计在国家基本建设路线、方针和政策指导下，从施工的全局出发，根据本工程的技术经济特点，确定施工方法、劳动组织、技术组织措施等，安排施工进度和劳动力、材料、机械、构件的供应，以及预计施工中的各种需要及其变化，协调施工中各部门之间的关系，使施工建立在科学合理的基础上，从而做到优质、低耗、高效地保质、保量、保安全按期完成施工任务，取得最好的经济效益和社会效益。1.2编制依据 1.2.1 甲方所提供的施工图纸、答疑文件以及公司工程技术人员的现场勘察所得到的信息资源。 1.2.2 《建筑结构荷载规范》
15 届课程设计 钢筋混凝土单层厂房排架结构设计 说明书
由于本学期开设了《混凝土结构设计》课程，在教学大纲的要求下我们需要开展课程设计工作。进一步加强对本设计是钢筋混凝土结构学课程学习的最后一个实践环节，是对课程作业的综合补充，对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。此次课程设计目的是为了加强我对钢筋混凝土结构设计知识的进一步了解，学习钢筋混凝土结构设计的主要过程,提高钢筋混凝土结构的计算，设计及构造处理，绘制结构施工图的能力。培养正确熟练运用结构设计规、手册、各种标准图集及参考书的能力。通过实际工程训练，初步建立结构设计，施工全面协调统一的思想。我的设计任务是根据已有的资料对某厂房进行排架结构设计。 目录
1 设计任务................................................................................................................................ (1) 1.1设计题目 (2) 1.2设计容 (2) 1.3设计要求 (2) 1.4设计资料 (2) 2 结构选型 (2) 3 荷载计算 (5) 3.1恒载 (5) 3.2屋面活荷载 (6) 3.3风荷载 (6) 3.4吊车荷载 (7) 4 排架力分析 (8) 4.1恒荷载作用下排架力分析 (9) 4.2屋面活荷载作用下排架力分析 (11) 4.3风荷载作用下排架力分析 (15) 4.4吊车荷载作用下排架力分析 (16) 5 力组合 (23) 6 柱截面设计（A柱） (25) 6.1上柱配筋计算 (25) 6.2下柱配筋计算 (27) 6.3柱裂缝宽度验算 (29) 6.4牛腿设计 (30) 6.5牛腿吊装验算 (31) 7 基础设计 (33) 7.1作用于基础顶面上的荷载计算 (34) 7.2基础尺寸及埋置深度 (35) 7.3基础高度验算 (36) 7.4基础底板配筋验算 (38) 致 (41) 参考文献 (42) 1．设计任务
单层门式刚架结构工业厂房施工方案 1
单层门式刚架结构工业厂房施工方案 技术总结 第一节钢结构制作施工方案 一、施工准备 1) 技术准备 a. 组织专业技术人员熟悉图纸,进行图纸会审,使施工人员更了解图 纸及设计意图; b. 采用PKPM空间钢结构设计软件和对结构节点进行优化设计 ( 中国建筑科学研究院编) ; c. 采用其它空间钢结构设计软件和对结构节点进行符合; d. 针对该结构的工艺特点, 编制科学、细致、可行的加工、制作 工艺流程。组织加工、制作、安装人员进行技术交底,明确施工技术要点,做到严格按照工艺及安装技术措施施工。 2) 物质准备 a. 编制材料采购计划并提出材料采购的质量要求。材料进场前应首先复核材料质量保证书, 主材及辅材质量均应达到国家相关的技术条件方可进行加工制作; b. 保养及检查维修机械设备, 使其达到设计要求精度。编制运输车辆及安装机械需用量,根据施工进度及时调往施工现场; 2
c.调动技术、加工、安装人员, 编制施工进度计划, 使之合理、有 效的完成各道工序。 3) 劳动组织准备 a. 根据工程的规模、结构特点及复杂程度, 组织调度精兵强将参加制作与安装。特殊工种必须具备相应的资格证书, 安装工程成立以项目经理和技术负责为主的项目部具体实施厂房的安装指挥及技术、质量、安全管理体系; b. 对施工人员进行进行技术、质量、安全、防火、文明教育。 二、钢结构制作 1)钢结构制作的工艺流程 ( 见下页) 3
4 2) 制作工艺路线: 样板,样杆及钻模制作→原材料的进厂→材质证明书的检查及外观检验(不合格应返回)→(对于要拼接的钢板需进
单厂钢筋混凝土结构设计计算 本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为24米，柱距6米, 长60米，跨内有20吨中级工作制吊车(A4) —台，轨顶标高不低于7.5米，建筑平、设计任 面图、剖面图如图1，已知该厂房所在地区基本风压为0.6 KN/m1 2 ,地面粗糙度B类，，务及资料基本雪压0.6KN/m2，该地区工程地质良好，地面下 1.5米左右为中密粗砂层，地基承 2 载力特征值为200 KN/m，常年地下水位为-5米以下。抗震设防烈度为6度，不要求进行抗震 计算，按构造设防。 1 屋面用二毡三油防水层加小豆石( 0.35 KN/m2),下为20厚水泥砂浆找平(20 2 2 KN/m)，80厚加气混凝土保温层(0.65 KN/m )。 2 A4工作制下20/5t吊车，最大轮压P MA= 215 KN，最小轮压P MIN=45 KN/，轮距 4400mm，小车重75 KN。
厂房平面图、剖面图、确定做法
3. 围护墙用240厚砖砌墙，钢门窗(0.45 KN/m2),围护墙直接支承于基础梁。基础梁高 450mm 4. 取室内外咼差围150mm得基础顶面标咼为-0.5m。 三、构件选型及相应何载标准值1. 屋面板选用1.5 x6 m预应力混凝土大型屋面板，屋面荷载标准值： 防水层G 1k=0.35kN/m2 2 保温层G 2k =0.65kN/m 2 20mm厚水泥砂浆找平层G 3k =0.40kN/m 雪荷载Q k =0.60kN/m 2 外加荷载基本组合设计值 q=1.35 X( 0.35+0.65+0.4 ) +1.4 X 0.7 X 0.60 = 2.478 kN/m 2 2 米 用标准图集04G410-1中的Y-WB-2H ,允许荷载：2.50 kN/m2>2.478 kN/m 自重标准值为1.5 KN/m 2(包括灌缝重)。不设天窗，采用内天沟板选用TGB68sa 算得屋面总荷载为 2.97 KN/m 2 2. 24m跨折线型预应力混凝土屋架，荷载设计值： 2 防水层G ik =0.35kN/m 2 保温层G 2k =0.65kN/m 2 20mm厚水泥砂浆找平层G 3k =0.40kN/m 2 屋面板Y-WB-2H(含灌缝) G 4k =1.50kN/m 2 雪荷载Q k =0.60kN/m 永久荷载效应控制的基本组合设计值： 2 2 q=1.35 X( 0.35+0.65+0.4+1.5 ) +1.4 X 0.7 X 0.60=4.598 kN/m <5.0 kN/m 采用标准图集04G415-1中的YWJ24-2Aa自重标准值为110.5kN/榀。屋架上下弦连有横向支撑和竖向支撑，屋盖支撑( 0.07 KN/m )。 3. 用6m跨等截面后张法预应力混凝土吊车梁(界面咼度为1200mm，选用标准图集 04G426中的YDL-2,每根梁重力荷载为41.50 KN吊车梁轨道连接选用标准图集04G325《吊车梁轨道连接及车挡》中的DGL-10,重力荷载为0.81KN/m。 4. 基础梁选用标准图集04G320中的JL-1和JL-3 ,按有无门窗选用，见基础平面布 置图。 三、选柱轨顶标高不低于7.5米，牛腿标高不低于 6.1米，根据吊车起重，选用标准图集05G355中BZ628-3C。截面尺寸如下： 上柱：b uX h u=400X400 下柱：b x h x hf=400 x 800 x 150 排架柱参数：H=10.2+0.5=10.7m, H u =3.90m, H i=6.80m 5 2 9 4 A u=1.6 江10 mm, 1 u=2.13 汇10 mm; 5 2 9 4 A=1.775 "0 mm, 1 i=14.3^< 10 mm; X= H u / H=0.364>0.3 \=伟=0.5 自重荷载：上柱：15.6 KN 下柱：49.5KN
单层厂房排架结构课 程设计
单层厂房排架结构设计 一、设计资料 某金工车间为两跨等高厂房，跨度均为21m ，柱距均为6m ，车间总长度66m ，每跨设有150/30kN 吊车各2台。吊车工作级别为A5级，轨顶标高为7.8m ，采用卷材防水屋面，240mm 厚双面粉刷围护砖墙，钢窗宽度3.6m ，高4.2m ，室内外高差为150mm ，素混凝土地面。厂房建设剖面如图，厂房所在地衡阳的基本风压为0.4kN/m2，地面粗糙度为B 类，基本雪压为0.35 kN/m2,修正后的地基承载力特征值为300 kN/m2,钢筋等级Ⅱ或Ⅲ级,柱、基础采用C25~C30混凝土。活荷载组合值系数φc =0.7，风荷载组合值系数取0.6，柱顶标高为10.5m ，基底标高为-0.5m ，高窗为3.6×1.8m 。要求进行排架结构设计。 二、结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在15~36m 之间，且柱顶标高大于8m ，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板，选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。 表1 主要承重构件选型表 图1 厂房剖面图 由图1 可知柱顶标高为10.5m ，牛腿顶面标高为6.6m ，室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则柱的总高度H ，下柱高度H l 和上柱高度H u 分别为： H=10.5+0.5=11.0m H l =6.6+0.5=7.1m H u =11.0-7.1=3.9m 根据柱的高度，吊车起重量及工作级别等条件可确定柱截面尺寸： 表2 柱截面尺寸及相应的计算参考
图2 计算单元和计算简图 三、荷载计算 1.恒载 （1）屋盖恒载 SBS改性沥青 0.3 kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 20 kN/m3×0.02m=0.40 kN/m2 20mm厚挤塑板 0.1 kN/m3×0.02m=0.002 kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 20 kN/m3×0.02m=0.40 kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.4kN/m2 钢屋盖支撑 0.05 kN/m2 2.552kN/m2 屋架重力荷载为88.8kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载标准值为：G1=2.552×6×21/2+88.2/2=205.2kN （2）吊车梁及轨道重力荷载标准值 G3=39.5+0.8×6=44.3kN （3）柱自重重力荷载标准值 A、C柱 上柱 G4A=G4C=4×3.9=15.60kN 下柱 G5A=G5C=4.44×7.1=31.52kN B柱 上柱 G4B=6×3.9=23.4kN 下柱G5B=44.4×7.1=31.52kN
门式刚架轻钢结构厂房工程质量控制 门式刚架轻钢结构厂房工程质量控制路桥与建筑门式刚架轻钢结构厂房工程质量控制陈福民（抚顺矿业集团公司，辽宁抚顺113008）摘要：门式钢架轻钢结构，因其适合大跨度单层工业厂房、仓库、办公楼等建筑，其使用范围更加广泛。但由于该类型轻钢结构刚度、整体稳定性受施工质量影响较大，因此，门式钢架在施工过程中应加强质量控制，确保施工质量达到门式刚架轻钢结构质量标准。关键词：门式轻钢结构；高强螺栓连接付；焊接工艺；质量控制0 引言抚顺矿业集团公司1.8亿块页岩烧结砖一期工程联合车间及原料大棚厂房采用门式刚架轻钢结构，钢梁与钢柱均采用H钢现场加工制作，所有钢构件均采用国家标准GB8923—88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级机械抛射除锈，达到Sa21/2等级。钢梁间、钢梁与钢柱间采用高强大六角螺栓连接。从现场施工质量控制方面，谈该轻钢结构厂房施工全过程质量控制方法。1 工程概况抚顺矿业集团公司1.8亿块页岩烧结砖项目一期工程投资7 800万元，建设一条年产页岩烧结砖6 000万块生产线，工程总建筑面积15 712 m2，建有联合车间厂房及原料大棚，厂房内有2条隧道窑用于烧制页岩砖。厂房最大跨度达72 m，厂房高度达26 m，该厂房适宜采用门式刚架轻
钢结构，钢柱最大截面尺寸为1 000 mm×250 mm，钢梁采用多段梁组合而成，最大截面尺寸1 350 mm×300 mm，以高强大六角螺栓连接梁与梁、梁与柱端连接板，柱间支撑采用φ159钢管作为柱间钢系杆支撑，屋面采用蓝白相间玻璃钢瓦，以满足防水、耐腐蚀及采光需求。以下按施工质量管理工作程序对轻钢结构厂房施工全过程质量控制方法进行论述。2 施工准备阶段的质量控制措施1）在工程开工之前，施工管理人员应尽快熟悉工程图纸、项目有关情况和工程选用的规范、标准，在此基础上，制定较为切实可行的施工组织设计。同时做好审图工作，按照工艺流程对照设备应与设备基础一致，不能存在错、漏、碰、缺现象。且应仔细核对认真各钢架节点标注尺寸是否齐全，是否采用特殊材质的钢材，连接钢构件所选用高强螺栓规格、等级是否达能到设计要求等。2）为保证焊接质量，焊接前应对钢构件加工场地作业环境进行检查，包括焊接设备、焊工资格、焊接材料、焊接工艺、方案等是否满足设计及规范要求。为保证吊装质量，在吊装前应重点审查吊装方案、安全措施等是否满足安装需求。3）现场技术人员要做好技术交底工作，与专职质检人员落实工程质量控制点及检查方法，明确原材料验收、隐蔽工程验收及分部（分项）、单位工程验收制度等。3 施工阶段的质量控制措施3.1 加工钢构件质量要求钢构件作为钢结构厂房最
单层厂房排架结构中 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
思 考 题 单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件，单层厂房中的支撑分几类，支撑的主要作用是什么？ 排架内分析的目的是什么，排架内力分析的步骤是怎样的？ max D 、min D 和m ax T 是怎样求得的？ 排架柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”的物理意义是什么，任意荷载作用下，等高铰接排架的剪力分配法是怎样的？ 什么是不同种类内力的组合，什么是同一种内力的组合，内力组合时应注意哪些事项，对内力组合值是怎样评判的？ 什么是厂房的整体空间作用？ 设计矩形截面单层厂房柱时，应着重考虑哪些问题？ 柱下扩展基础的设计步骤和要点是什么？ 吊车梁的受力特点是什么？ 为什么钢筋混凝土受弯构件不能有效利用高强钢筋和高强混凝土？ 为什么预应力混凝土构件必须采用高强钢筋和高强混凝土？ 先张法和后张法建立预应力的条件是什么？ 预应力混凝土受弯构件的受力特点与钢筋混凝土受弯构件有什么不同？
试根据平衡荷载的概念确定图示均布荷载作用下悬臂梁的预应力钢筋曲线形状。 为什么张拉控制应力σcon 是按钢筋抗拉强度标准值确定的？σcon 是否可大于抗拉强度设计 值？ 引起预应力损失的因素有哪些预应力损失如何分组 习 题 某单层单跨厂房，跨度18m 、柱距6m ，内有两台10t 的A4级桥式吊车。试求该柱承受的吊车竖向荷截max D 、min D 和横向水平荷载m ax T 。 起重机有关资料如下：吊车跨度L k =16.5m ，吊车宽B=5.55m ，轮距K=4.4m ，吊车总质 量，小车质量，额定起重量10t ，最大轮压标准值k m ax,P =115kN 。 试用剪力分配法求图示单跨排架在风荷载作用下各柱的内力。已知基本风压 2o 0.45kN/m =ω，15m 高度处)0.110(14.1==z z m μμ高，体型系数s μ示于图中。柱截面惯性距：
xxxx厨卫有限公司生产厂区Ⅰ期工程 监 理 规 划 xx市工程建设监理有限公司
xxxx厨卫有限公司生产厂区Ⅰ期工程编制人： 审核人： 审定人： 编制日期： xx市工程建设监理有限公司
目录 一、工程概况及监理依据 (4) 二、监理任务范围和目标 (5) 三、监理组织机构 (6) 四、监理工作方法 (11) 五、监理措施 (33) 六、监理制度 (34) 七、监理质量检验 (39) 八、安全、文明施工监控 (40) 九、监理工作程序 (43)
一、工程概况及监理依据 1、工程概况 （1）、工程名称：xxxx厨卫有限公司生产厂区Ⅰ期 （2）、工程地点：贵池区白浦路、六峰路、牌楼路围合范围内（3）、工程结构类型：本工程建筑面积约为78602㎡，其中钢构工程设计耐火等级二级，单层门式钢架，建筑结构安全等级为二级，轻钢结构合理使用年限为50年，梁、柱抗震等级四级，建筑面积为53270㎡，建筑单体高度9.2m，主框架结构均用焊接H型钢，钢梁、柱采用Q345钢材，檩条、纵墙梁、锚栓等采用钢号为Q235钢材，本工程螺栓采用10.9级高强螺栓与普通螺栓连接，构件主材的对接焊缝应符合二级质量标准，1#、3#、5#厂房基础为人工挖孔桩上钢筋混凝土承台，4#、10#、13#、14#厂房基础为沉管夯扩桩上钢筋混凝土承台，2#、6#-9#、11#、12#厂房为柱下独基，桩身砼等级均为C25，承台、承台梁、短柱砼等级均为C30，6mm厚钢化玻璃塑钢窗，消防为镀锌钢管丝扣连接，室内电线穿KBG管暗敷；土建工程建筑结构安全等级二级，办公楼为框架结构四层，2#-5#宿舍为框架结构六层，餐厅框架结构三层及停车库为框架结构两层，建筑面积约为25332㎡，办公楼基础为柱下独基（基础及主体砼等级均为C30），宿舍楼
单层工业厂房排架结构设计 预习自测题题库 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 3 关于变形缝，下列不正确 ．．．的说法是（C ） A．伸缩缝应从基础顶面以上将缝两侧结构构件完全分开 B．沉降缝应从基础底面以上将缝两侧结构构件完全分开 C．伸缩缝可兼作沉降缝 D．地震区的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求 7 下列关于影响温度作用大小的主要因素中，不正确 ．．．的是( D ) A.结构外露程度 B.楼盖结构的刚度 C.结构高度 D.混凝土强度等级 8 关于伸缩缝、沉降缝、防震缝，下列说法中，不正确 ．．．的是( C ) A.伸缩缝之间的距离取决于结构类型和温度变化情况 B.沉降缝应将建筑物从基顶到屋顶全部分开 C.非地震区的沉降缝可兼作伸缩缝 D.地震区的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝要求 12关于单层厂房排架柱的内力组合，下面说法中不正确的是( D ) A．每次内力组合时，都必须考虑恒载产生的内力 B．同台吊车的D max和D min，不能同时作用在同一柱上 C．风荷载有左吹风或右吹风，组合时只能二者取一 D．同一跨内组合有T max时，不一定要有D max或D min 17 单层厂房预制柱进行吊装阶段的裂缝宽度验算时，柱自重应乘以（ A ）A．动力系数B．组合值系数 C．准永久值系数D．频遇值系数
21 单层厂房排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，（D ） A．柱与屋架、基础铰接 B．柱与屋架、基础刚接 C．柱与屋架刚接、与基础铰接 D．柱与屋架铰接、与基础刚接 24 下列结构状态中，不属于 ．．．正常使用极限状态验算内容的是（A ） A．疲劳破坏B．裂缝宽度超过规范要求C．构件挠度超过规范要求D．产生了使人不舒服的振动 25 单层厂房排架考虑整体空间作用时，下列说法中不正确 ．．．的是（B ） A．无檩屋盖比有檩屋盖对厂房的整体空间作用影响大 B．均布荷载比局部荷载对厂房的整体空间作用影响大 C．有山墙比无山墙对厂房的整体空间作用影响大 D．在设计中，仅对吊车荷载作用需要考虑厂房整体空间工作性能的影响 26 下列关于荷载代表值的说法中，不正确 ．．．的是（D ） A．荷载的主要代表值有标准值、组合值和准永久值 B．恒荷载只有标准值 C．荷载组合值不大于其标准值 D．荷载准永久值用于正常使用极限状态的短期效应组合 28 单层厂房预制柱吊装验算时，一般情况下柱自重应乘以动力系数（A ）A．1.2 B．1.4 C．1.5 D．1.7
单层工业厂房排架结构设计 ㈠工程概况 1 设计题目 某煅工车间为一单层单跨钢筋混凝土装配式结构，跨度18m，长度66m。选用两台中级工作制桥式吊车（5t，15/3t），轨顶标高9.8m，考虑散热通风要求，需设置天窗和挡风板。 2 设计任务 ⑴完成屋面板、屋架、天窗架、天沟、吊车梁、基础梁等构件的选型，并初步确定排架 柱的截面尺寸； ⑵进行结构布置（包括支撑布置）； ⑶排架荷载计算； ⑷排架内力计算； ⑸排架内力组合； ⑹柱子配筋设计（包括牛腿）； ⑺柱下单独基础设计； ⑻绘制施工图，内容包括： I.基础平面布置图及基础配筋图 II.屋盖结构布置及结构平面布置图 III.柱子配筋图 3 设计资料 ⑴荷载 钢筋混凝土容重 25kN/m3 一砖墙（单面粉刷） 4.92kN/m2 20mm水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 钢门窗自重 0.4kN/m2 钢轨及垫层 0.6kN/m 二毡三油防水层 0.35kN/m2（沿斜面） 屋面活荷载 0.5kN/m2（沿水平面） 屋面积灰荷载 0.5kN/m2（沿水平面） 施工活荷载 0.5kN/m2（沿水平面） 风荷载 0.40kN/m2 屋面雪荷载 0.45kN/m2 吊车荷载 5t，15/3t ⑵工程地质资料 根据钻探报告，天然地面下1.2m处为老土层，修正后的地基承载力为120kN/m2，地下水位在地面下1.3m（标高-1.45m） ⑶材料 混凝土：柱C30，基础C15 钢筋：受力筋为HRB400级钢筋，钢箍、预埋件及吊钩为HPB300级钢筋
砌体：M5砖，M2.5砂浆 ㈡结构设计 1 结构平面布置 ⑴构件选型 I.屋面板：自重1.3kN/m2（沿屋架斜面），嵌缝0.1kN/m2（沿屋架斜面） II.天沟板：重17.4kN/块（包括积水重量） III.门型钢筋混凝土天窗架 IV.预应力钢筋混凝土折线型屋架 YMJA-18-xBb 上弦杆 b×h=240mm×220mm 下弦杆 b×h=240mm×220mm 腹板 b×h=120mm×240mm （F1） b×h=200mm×240mm （F2） b×h=120mm×120mm （F3~F6） 屋架自重：60.5kN/榀 V.屋盖支撑： 0.05kN/m2（沿水平面） VI.吊车梁重： 44.2kN/根（高1200mm） VII.基础梁重： 15.7kN/根（高450mm） VIII.联系梁、过梁均为矩形截面 IX.排架柱尺寸：上柱为矩形 400mm×400mm 下柱为工字型 400mm×800mm X.基础采用单独杯型基础，基顶标高-0.6m。 ⑵结构平面布置图 2 排架柱 ⑴截面特性、几何尺寸
钢结构课程设计---王子涵
一、设计资料 该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值0.05g。刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板，详细做法见建筑专业设计文件；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。 二、荷载计算 （一）荷载取值计算 1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面） 2．屋面可变荷载标准值
3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m2 4．风荷载标准值 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。 基本风压ω =1.05×0.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时， 按10m高度处的数值采用，μ z =1.0。风荷载体型系数μ s ：迎风面柱及屋面分 别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。 5．地震作用 据《全国民用建筑工程设计技术措施— （二）各部分作用的荷载标准值计算
三、内力分析 考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架内力。引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编着，机械工业出版社）中表2－29（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。 1．在恒荷载作用下 λ=l/h=18/6=3 ψ=f/h=0.9/6=0.15 k=h/s=6/9.0449=0.6634 μ=3+k+ψ(3+ψ)=3+0.6634+0.15×(3+0.15)=4.1359 H A =H E =ql λΦ/8=4.02×18×3×0.5289/8=14.35KN M C =ql 2 [1－(1+ψ) Φ]/8=4.02x182 [1－(1+0.15)×0.5289]=63.78KN ·m M B =M D =－ql 2Φ/8=－4.02×182×0.5289/8=－86.11KN ·m 刚架在恒荷载作用下的内力如图。 内力计算的“+、－”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。 2．在活荷载作用下 V A =V E =27.00KN H A =H E =3.00×18×3×0.5289/8=10.71KN M C =3.00×182[1－(1+0.15)×0.5289]/8=47.60KN ·m M B =M D =－3.00×182×0.5289/8=－64.26KN ·m 刚架在活荷载作用下的内力如图。