钢结构厂房篇1

关键词：钢结构厂房安装施工

中图分类号：TU291文献标识码：A

1工程概况

宝钢不锈带钢冷IV标主厂房主要由中间库（A-B跨1～17线）、冷轧跨（一）（B-C跨5～26线）、不锈钢酸洗成品库（C-D跨21～26线）三部分组成，跨度均为36m，基本柱距15m、18m,个别柱距为12m～31.5m。总建筑面积约26586m2，钢结构安装总量约5300t。主体结构于2008年7月20日开始安装，2009年元月安装完毕。

2工程特点：

（1）冷轧跨(一)1-17～1-26线B列柱头较高，屋面结构与原中间库相接，中间库在17线处与原厂房相接；待厂房封闭后再拆除墙皮，不能影响正常生产。

（2）五机架设备基础深、范围大，厂房结构需跨外吊装；施工过程中牵涉各专业之间工序交叉作业及施工场地、道路紧张。

（3）中间库（续建部分）1～17线布置有V标、VI标设备基础，安装时要加强和V标、VI标厂房结构安装的配合，避免相互影响。

（4）施工机具和人员投入较大，作业面广，施工组织受到一定的影响。

（5）受深基础施工的影响，容易造成部分先期施工的柱基位移，要做好对柱基位移的预防措施。

3施工准备及施工部署

3.1施工技术准备

施工技术文件的准备、施工方案及有关设计文件的审核，执行施工技术文件管理程序。

3.2吊装机械选择

根据工程特点，厂房结构安装采用跨内、跨外相结合的安装方法。吊装机械选择如下：依据厂房的跨距、高度及构件重量，采用2台150t和2台80t履带吊作为主结构的安装；2台50t履带吊配合安装和构件卸车及拼装。

3.3施工场地要求

吊车行走道路及作业场地应分层夯实重复碾压后上铺200mm厚道渣，并确保地耐力不小于127Kpa。

3.4施工部署

根据工程特点和结构形式，总体施工顺序如下：先施工冷轧跨（一），接着施工不锈钢酸洗成品库，然后施工中间库（续建部分）；中间库（已建部分）1-B列1-17～1-26线墙面板待主厂房完全封闭后方可拆除。详见图1～图3厂房结构吊装示意图。

1）冷轧跨（一）（1B-1C跨1-5～1-26线）

该区域柱最大重量约20t；吊车梁单件(31.5m吊车梁)最大重量约37.0t；屋面梁最大重量约9t。

选用1台80t履带吊接主杆28m，回转半径R=7～11m（Q=32.95～17.35t），行走在1-C～1-D跨内依次从1-26线向1-17线方向安装1C列的柱、柱间支撑、吊车梁等立面结构。1-26线～1-17线1B列的上部接长柱由50t履带吊进入跨内吊装，待该区间立面结构满足平面结构施工后，80t履带吊改接46m主杆，回转半径R=10～18m（Q=17～8.3t），行走在冷轧跨（一）内从1-19线向1-26线方向安装该跨的平面结构，在履带吊行走区域铺路基箱保护已施工完的混凝土基面。

然后另1台80t履带吊进入冷轧跨（一）内安装1-5～1-10线立、平面结构，其中1-5～1-6线屋面结构待行车就位后封闭。屋面板随着平面结构的安装吊至屋面，摆放在靠近屋面

梁的位置固定牢，待厂房结构调整完毕后进行铺设。

冷轧跨（一）1-11～1-19线区域五机架轧机基础及地下油库，基础深、范围大，因此采取跨外吊装施工。而电气室地下室随轧机基础施工，因此选用1台150t履带吊安装1-C轴1-16～1-13线的立面结构和1-17～1-19线的平面结构，然后另1台150t履带吊进入1-A～1-B跨内安装1-B轴1-10～1-17线柱子、吊车梁、托架梁以及1-B～1-C跨1-17～1-10线的平面结构。1-C轴1-13～1-15线吊车梁重约37t，因此选用1台150履带吊站在电气室底板上安装1-C轴1-13～1-15线吊车梁和托架梁，80t履带吊施工完冷轧跨（一）1-10～1-5线平面结构后配合施工。

2）不锈钢酸洗成品库（1C-1D跨1-21～1-26线）

该区域柱最大重量约12t；吊车梁单件最大重量约10t；屋面梁最大重量约9t。

选用50t履带吊行走在跨内从1-21线向1-26线方向安装1D列的柱、柱间支撑、吊车梁等立面结构，80t履带吊跨内安装平面结构，屋面板随着平面结构的安装吊至屋面靠近屋面梁的位置固定牢，待厂房结构调整焊接完毕后进行铺设。

3）中间库（1A-1B跨1-1～1-17线）

该区域柱最大重量约12t；吊车梁单件最大重量约21t；屋面梁最大重量约9t。冷轧跨(一)轧机区域安装完后，50t履带吊跨内安装1-A轴的柱、柱间支撑等立面结构，施工方向从1-17线向1-1线方向。待该区间立面结构满足平面结构施工后，80t履带吊行走在跨内从1-17线向1-1线方向安装该跨1-17～1-5线和1-3～1-1线的平面结构，1-3～1-1线屋面结构待行车安装结束后封闭。

3.5吊车负荷计算

吊车梁单根重量为37t，吊耳和钢丝绳重量合计1t。选择1台150t履带吊，根据已知条件，起重总重量（即构件加钢丝绳重量）F=37+1=38t。150t履带吊采用45m主臂，工作半径10～14m，起重量42.5t＞38t，满足要求。

4施工管理概述

4.1技术管理

（1）该项目在整个施工过程中，从前期图纸自审、会审到施工过程的控制再到后期的竣工验收，始终处于受控状态。

（2）在编制方案过程中充分考虑了电气室部位大吊车梁的特点，编制科学合理的施工方案。

（3）在做好图纸自审和会审的同时，深入细致调查现场实际情况，做好现场跟踪管理，及时解决施工中出现的问题；做好分项工程开工前的技术交底，严格按施工规范及施工工艺进行施工。

（4）按照施工网络进度计划,合理安排施工程序，合理安排劳动力的投入，提高大型机械的使用效率。

4.2质量管理

（1）项目部配备了专职质量检查员，认真履行自检、交检、专检，确保工程质量验收一次通过率。

（2）对影响工程质量因素进行全面控制，严密施工管理，做到对工程质量事前、事中、事后三控制，严格执行国家、行业施工规范及验评标准。

（3）定期召开技术质量例会，通过会议形式不断总结和改进施工过程质量。

（4）加强原材料、成品、半成品的质量管理和控制，未经检验或检验不合格的原材料、成品、半成品一律不得在工程上使用。

（5）对加工制作的钢构件等进场前定期组织检查和验收，不合格不准进现场。

（6）在钢结构的焊接施工中，对持证上岗的焊工，必须经实际模拟考试合格后，方可进行钢结构的焊接。

（7）针对本工程的施工特点和实际情况，制定治理质量通病的措施，施工中加以预防，最大限度减少质量通病的发生。

4.3最终检验结果

钢结构厂房共划分为2个分部工程（制作和安装），检验结果为合格。

5施工体会

本工程本着为业主负责,以企业利益为出发点的主导原则，在全体参战人员的共同努力下，安全顺利地完成了钢结构安装工程。但是在施工中还存在许多不足之处尚需在今后的施工过程中加以改进和完善：

1）加强施工技术管理

（1）积极参加由业主组织的设计交底，认真组织施工图纸自审、会审，重点做好对施工班组进行操作规程和质量标准的交底工作。

（2）严格审查外协队伍的技术力量,指导外协作业人员熟悉施工方法。

（3）认真做好施工记录、隐蔽工程记录等，及时办理各种验收签证手续,保证资料与实体同步。

2）加强施工过程质量控制

（1）做好工序交接和隐蔽工程验收工作。

（2）制定严格的检查制度，质量检查员每天巡检,发现问题马上整改；定期进行质量、安全联合检查,发现问题限期整改。

3）加强施工安全过程控制

（1）本着“以人为本，安全第一”的主导思想，认真做好安全措施的准备工作。

（2）加强职工的自我保护意识，严格遵守“三不伤害”的原则。

钢结构厂房篇2

【关键词】钢结构；工业厂房；抗震设计

一、结构体系

一般单层钢结构厂房采用框架支撑体系，即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱间支撑体系，这种体系经济节约，但柱间支撑可能会影响使用功能。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的单层工业厂房。

1、截面设计

钢结构厂房与钢筋混凝土房屋一样，同样应遵守强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的抗震设计基本原则。

1.1强柱弱粱。指在粱柱连接节点处柱端实际受弯承载力要大于梁端实际受弯承载力。一般采用增大柱端弯矩的做法。也就是使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求，用以提高结构的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。“强柱弱梁”不仅是手段，也是目的，其手段表现在人们认为对柱的设计弯矩放大，对梁不放大。其目的表现在调整后，柱的抗弯能力比之前强了，而梁不变。即柱的能力提高程度比梁大。这样梁柱一起受力时，梁端可以先于柱屈服。

1.2强剪弱弯。指避免构件（梁、柱、墙）剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏，即控制脆性破坏形式的发生。也就是说结构（框架梁、柱）的抗剪承载力要大于抗弯承载力，目的是控制构件发生弯曲破坏，而不是剪切破坏，避免脆性破坏，充分发挥塑性铰的能力。

1.3强节点若构件。以下为在设计中加强节点的措施：（1）构造保证。①增加连接强度，如增加焊缝厚度和螺栓大小。②梁端加腋或加隅撑。③加厚梁柱节点域的腹板厚度或增设水平和斜向加劲肋。（2）计算保证。①按抗震弹性设计：计算中考虑抗震承载力调整系数为0.85，初步确定焊缝尺寸或螺栓数量、间距、直径。②按以上确定的焊缝尺寸或螺栓数量、间距、直径验算连接的抗震极限受弯、受拉和拼接承载力是否大于其构件的屈服承载力，并留有一定的裕量。

2、支撑体系

屋面支撑和柱间支撑是保证单层工业厂房结构稳定的重要构件，尤其是柱间支撑，在地震中常出现支撑斜杆的扭曲，随之引起支撑与钢柱连接节点的破坏，而交叉式支撑中部的连接处则出现节点板扭曲变形。当支撑与柱的连接节点为焊接时，其破坏特征多呈现为焊缝断裂或节点板撕裂，或者将连接处钢柱腹板拉裂；当支撑与柱子连接节点为螺栓连接时，多呈现为：螺栓孔处的节点板断裂，支撑杆端的连接孔处断裂、连接螺栓剪断、支撑螺栓连接端部板开裂、支撑节点板与柱剪断等破坏。据统计，螺栓连接的支撑破坏高于焊接连接。故在抗震设计时，支撑连接宜优先选用焊接连接，在实际工程中也有螺栓连接和焊接连接同时使用的情况。柱间支撑的设置和构造，应符合下列要求：（1）一般情况下，应在厂房单元中部设置上下柱间支撑，且下柱支撑应与上柱支撑配套设置；（2）有起重机或8度和9度时，宜在厂房单元两端增设上柱支撑；（3）厂房单元较长或8度III、Ⅳ类场地和9度时，可在厂房单元中部1/3区段内设置两道柱间支撑。（4）下柱支撑的下节点位置和构造措施，应保证将地震作用直接传给基础；当6度和7度（0.109）不能直接传给基础时，应计及支撑对柱和基础的不利影响采取加强措施。（5）交叉支撑在交叉点应设置节点板，其厚度不应小于lOmm，斜杆与交叉节点板应焊接，与端节点板宜焊接。

3、围护结构

维护结构的破坏多由于拉结不足或者高宽比比较大造成破坏，在以后的设计中应加强柱与墙的拉结，调整高宽比，局部可采用框架、轻质围护墙等措施减少震害。

二、构件连接

1、节点脆性破坏原理

众多学者的研究表明，节点的脆性破坏原因主要是由焊缝的质量和较高的二向应力引起。节点脆性破坏的典型模式为：脆性裂纹自梁下翼缘与柱翼缘相交焊缝处，通过不同途径扩展，导致多种多样的断裂模式。相关学者一共总结了8种裂纹形式，其中有7类裂纹起源于梁下翼缘和柱翼缘的交叉区域，这充分说明了节点的梁底部翼缘焊接区是发生脆性破坏的主要区域，具体的破坏原因可以总结为以下几点：首先是结构在焊接过程中的问题。在焊接过程中容易产生各种影响因素，包括焊缝金属的冲击韧性低和焊缝存在的缺陷，这些都是应力集中可能产生的结果。在地震力作用下，梁柱的节点外应力值较大且状态复杂，焊接部位的钢材往往处于二向应力状态，从而使节点焊缝截面成为结构的薄弱环节。而钢材的韧性，仅在较细的杆件处于单轴应力状态下才得以充分发挥，当其处于三向应力状态下，就很难充分发挥材料的优势性能，从而就会在没有明显屈服现象的情况下发生脆性破坏。其次，在坡口焊缝处的衬板和引弧板造成的“人工”裂缝的存在，也会使裂缝尖端的应力极度系数超过临界值，从而引发不稳定断裂。再次，梁柱连接处的钢材因受到约束不能转动，尤其是当柱翼缘板材较厚时，这种约束使梁柱节点处钢材不能屈服，从而加剧了该处焊缝的局部高应力，也增大了再焊缝缺陷中引发裂缝的几率。另外还有柱节点板域过大的剪切屈服变形，组合楼板产生的负面影响等其他多种因素。

2、梁柱节点的设计原则

钢框架梁柱连接节点的基本设计原则就是节点必须能够完全传递被连接板件的弯矩和剪力，充分发挥钢材的塑性性能，保证钢框架梁柱节点在地震作用下少发生甚至不发生脆性破坏。据此提出的节点设计方法，概括起来为如下几点：①将塑性铰的位置外移；②对梁翼缘焊缝衬板缺口效应进行处理；③改进形切角构造；④选用有较高冲击韧性的焊缝；⑤将梁腹板与柱子焊接。

在抗震设计中，直接的满焊焊接可能无法满足要求，要通过抗震措施来加强。目前，主要采用将塑性铰自梁端外移来避免强震下梁柱连接外焊缝破坏的做法，其常用的方法有以下几种：①加强梁端截面；②局部削弱梁截面；③狗骨式与梁端加强式相结合的做法。这几种方法的目的都是相对地加大梁端的局部截面，减小该处的局部应力，确保结构发生延性破坏。但在节点局部加强时应十分注意，不要因此而出现弱柱的情况，否则违背强柱弱梁的设计原则。

另外，还应注意以下构造措施：①梁与柱刚性连接时，按抗震设防要求，柱在梁翼缘上下各500ram的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱型柱壁板间的组合焊缝，应采用全焊透剖口焊缝；②当梁翼缘的塑性截面模量小于全截面塑性截面模量的70%时梁腹板与柱的连接螺栓不得少于两列。当仅需要一列时，仍应布置两列，且螺栓总数不得少于计算值的1.5倍；③螺栓孔等对粱全截面的削弱率不应大于25%。通过这些构造措施的改进，就能保证在大震作用下，梁上出现塑性铰，从而减轻震害，实现大震不倒的抗震设计目标。

钢结构厂房篇3

关键词钢结构；细节；完善

中图分类号TU3文献标识码A文章编号1674-6708（2013）83-0073-02

1轻钢结构厂房的优缺点

轻钢结构厂房在我国还尚属起步阶段，相比传统的砖混和混凝土结构建筑钢结构建筑的优点如下：

1）钢结构抗震性能非常好，钢材有良好的抗拉，抗压，抗剪性，能承受较大的弯曲，是延展性极好的材料。其重量比较轻，对比其它结构的建筑物大约可以轻百分之三十左右，尤其是厂房在地震设防裂度相对较高的地点，它的综合经济性是比钢筋混凝土结构要具有一定的优势的；

2）在空间的布置上相对灵活，而且开间也相对较大，这样就提高了整个建筑物的实用面积可以提升3～5个百分点；

3）钢结构在生产方面可以实现在工厂里的成批次生产，而且施工上相对简单，安装起来也比较方便，这就将施工的周期很大程度的缩短了；

4）钢结构建筑是一种绿色的环保型建筑，同时钢材本身它的特点是高效能高强的材质，并且可以实现循环使用，施工也不用去制模；

5）但是钢结也有一些缺点例如容易被腐蚀、在防火的性能上相对较差，技术人员在设计的过程中应根据钢结构自身的特点“取其精华去其糟粕”这才能将钢结构的作用发挥到最好，

2在设计的过程中需要注意的问题

1）整个厂房在平面的设计取决于工艺布置，同时要尽力做到统一和简单。立面上的设计，主要要把握线条、规模、变化、色彩这四个方面的特征。轻钢结构厂房可以做成彩色的这相比传统的钢筋混凝土结构就显得丰富的多。在轻钢厂房的设计中可以用不同的色彩来代表主要的出入口、不同功能的车间等等，既区分了功能同时增强了立面的效果。传统的混凝土墙面在采光效果上无法达到要求，所以只能在墙面上设计一下采光的窗户。钢结构的厂房通过一些线条将钢结构建筑独特的风格、金属的流畅质感，来体现出来，如果在墙面上有很多采光的窗户，那么建筑整体的美观就会被破坏了。所以，钢结构的厂房可以使用大量采光均匀的屋面采光板，这样还可以同时将厂房的通风问题一起解决了；

2）设置变形缝。厂房过长会由于温度的变化而发生变形，结构就会产生一个温度的应力，如果轻钢结构厂房的平面较大，想要避免温度应力很大对整个厂房产生影响，就要在厂房的纵横方向上设置温度伸缩缝，温度伸缩缝的设置：门钢厂房是纵向300m，横向150m。普钢厂房在采暖的条件下纵向220m，横向120m～150m。温度伸缩缝通常是采用双柱设置的方法来进行处理。当厂房的结构比较复杂时，例如纵横相交，单层和多层高层相连等，可以通过设置结构抗震缝把复杂的厂房分成几个独立的结构单元，使每个单元结构简单，受力明确；

3）厂房的结构受力分析。在今天计算机技术已经在轻钢结构厂房的设计中被广泛应用，常运用的是设计软件主要有中国建科院的PKPM-STS；同济大学同磊的3D3S；北京金土木的ETABS；中冶建研院的PS2000；大连阿依艾的STAADD；同济大学的MTS，这些软件有的是平面计算，简单快捷；有的是整体分析，适用广泛，结果精确。在进行受力分析的时候一定要注意概念设计，有的厂房的布置相对比较复杂，有经验的设计师会采用一些简化手法去进行计算分析。设计人员还要对软件计算的结果进行分析判断，是否存在明显的不合理；

4）厂房的支撑系统。屋盖支撑与柱间支撑是保证每个结构单元能够独立构成空间稳定体系，增加整体刚度，其重要程度不言而喻。屋盖支撑还能将山墙面抗风柱的纵向风荷载传递到有柱间支撑的柱列上，柱间支撑还能决定柱子的平面外计算长度，支撑系统还能便于结构安装的稳定和构件的定位。一般情况下屋盖的支撑系统包括：上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，纵向水平支撑，垂直支撑，系杆等。柱间支撑多为角钢剪刀撑，当有特殊要求时可以门式支撑。一些无吊车轻型钢结构厂房的柱间支撑可以为剪刀式圆钢拉杆，圆钢只承受拉力不考虑受压作用；

5）轻钢结构厂房外维护构件设计，包括屋面檩条和墙梁及彩色压型钢板。檩条一般采用冷弯薄壁型钢，冷弯型钢实腹檩条受力性能好，承载力高，整体刚度大。现工程中通常采用冷弯薄壁卷边C型钢和Z型钢。C型钢为简支檩条，Z型钢为连续檩条，当采用连续檩条时，比简支檩条节约左右10%。檩条和墙梁间距一般为1.5米。当檩条的跨度大于4米时还应设置拉条，其中包括直拉条，斜拉条和撑杆。压型钢板有镀锌钢板和镀铝锌钢板，镀铝锌钢板强度高耐腐蚀价格高，一般常用为镀锌钢板，其基板厚度通常为0.4～1.6mm。屋面板长度可连续，但当坡屋面长度大于40米时应增设斜拉条，防止直拉条受力过大。

3轻钢结构厂房一些问题的探讨

1）随着时代的发展一些企业对维护材料要求也不断提高，目前出现了厂房外墙为玻璃幕墙和干挂石材等脆性材料，采取应对措施有：（1）控制柱顶变形，无吊车厂房刚架柱顶位移限值为h/240，有吊车为h/400；（2）风荷载计算时应考虑阵风系数；（3）幕墙和石材设计时增加变形能力；

2）在钢筋混凝土柱上设计轻钢屋盖，这种结构对混凝土柱子和锚栓非常不利，折钢梁变形产生挠度对支座产生很大的推力，采取应对措施有：（1）设计成钢梁下缘支座间为直线或设水平拉杆；（2）按两铰拱计算出变形产生的推力，建模型时单独加水平推力荷载；（3）钢屋盖构件设支撑系统，防止钢梁失稳，尤其是平面外的稳定；（4）钢梁与混凝土柱间设抗剪键，锚栓只能安装用和作为安全储备；

3）厂房内彩板隔墙也要考虑风荷载。根据荷载规范要求内隔墙的风荷载的体形系数为-0.2或0.2；

4）轻钢结构厂房的经济跨度，跨度在18m～27m较为合，柱距一般为7m～9m。吊车吨位较大时或厂房檐口较高时取大值，反之取小值。

4结论

相信随着我们国家在建筑型式上的发展，整个建筑种类和样式会更加丰富，建筑物的节能、实用、建筑美观轻巧和施工快捷等等这些一定都会是建筑物好坏的重要指标，这就是说钢结构的大多数特点正是迎合了这种需求，所以轻钢结构厂房设计将会成为未来被普遍应用的厂房设计。同时对轻钢结构厂房的设计人员提出的要求是，要将轻钢结构厂房的特点最大程度的发挥出来，设计上要安全可靠，外观要美观大方并且在费用方面做得合理。

参考文献

[1]林同炎.斯多台斯伯利SD.结构概念和体系[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2009．

钢结构厂房篇4

中图分类号：[TU393.2]文献标识码：A文章编号：

在冶金企业、重型机械装备基地、大型造船基地、炼钢厂等大多数厂房采用重型钢结构厂房。这种厂房钢结构的安装方法不同于普通的轻型钢结构厂房的安装,下面就对这种钢结构厂房的安装方法进行简要的介绍。

1钢结构安装施工前准备

1.1熟悉施工图纸，反复阅读，理解设计意图，了解结构的形式。

1.2对使用的设备及材料进行分析,能否满足施工规范要求。

1.3确定标高基准线与平面位置，找出结构与其他专业之间有无矛盾，认真解决所发现问题。

1.4对施工图纸不明确和需要改动的部分，提出图纸会审意见，提交甲方、监理与设计院。

2钢结构现场安装

2.1钢结构的吊装

吊装顺序一般按照柱子—梁—屋架进行。

2.1.1柱子吊装

柱子安装前在柱身上绑扎作业用爬梯、吊索具、拖拉绳等,以便于安装。柱子吊装:选用适当的吊车性能参数,采用旋转法缓慢起吊钢柱,然后使柱子缓缓就位。柱子就位后，校垂直度,偏差控制在20mm以内,方可松钩。柱子的校正:首先应将柱子十字中心线与基础中心线对正,用楔块初步固定,然后复测调整柱子标高,再调整柱子垂直度。在柱子校正时,各项指标应综合调整,直至各项指标调整合格为止。调整完成后,将垫板与柱底板焊接。

2.1.2吊车梁的吊装——在钢柱吊装完成后,即可吊装吊车梁。

①吊车梁安装应从有柱间支撑跨开始,依次安装。为方便施工,在吊车梁安装前应将吊车梁端头的支座垫板和水平支撑连接板直接带在吊车梁上一同安装。

②吊车梁安装时应按柱肩梁处的中心线进行严格对中,当有偏差时可通过更换梁与梁之间的调整板来调节,切实做到统筹预测,公差均匀分配,以减少吊车梁的调整工作。

③吊车梁安装,特别是双吊车梁安装,必须兼顾制动板与吊车梁、柱子高强螺栓的连接,因此在保证梁与桁架或者梁之间的距离的同时,必须控制好梁的纵向位移。

④制动板安装应严格按图纸编号进行,不得随便串号使用,安装前应清理高强螺栓摩擦面的杂物,安装后用临时螺栓进行固定。

⑤吊车梁及其制动系统安装后,均应进行临时固定,以确保安全。特别是大跨度吊车梁,在没有形成稳定体系前,应加缆风绳进行临时固定

2.1.3钢屋架的吊装

大部分屋面梁出厂时是分段出厂的,每跨屋面梁有2、3段,一般屋面梁在地面拼装成整体,然后整体吊装。屋面梁吊点位置的确定既要保证方便就位又要考虑到钢梁的稳定性,防止因钢梁稳定性差吊点位置集中而产生弯曲变形。由于屋面梁较长,吊装宜采取增加吊点进行4点吊装,或者根据实际情况使用扁担,以防止吊装过程平面内挠曲。拼装好的屋面梁整体吊装,缓慢就位。就位时用临时螺栓过眼,屋面梁校正固定后,经检查合格后,进行高强螺栓连接。

2.2安装高强度螺栓

2.2.1高强度螺栓连接在施工前应对连接副实物和摩擦面进行检验和复验，合格后才能进入安装施工。

2.2.2对每一个连接接头，应先用临时螺栓或冲钉定位，为防止损伤螺纹引起扭矩系数的变化，严禁把高强度螺栓作为临时螺栓使用。对一个接头来说，临时螺栓和冲钉的数量原则上应根据该接头可能承担的荷载计算确定，并应符合下列规定：

①不得少于安装螺栓总数的1/3。

②不得少于两个临时螺栓。

③冲钉穿入时数量不宜多于临时螺栓的30%。

2.2.3高强度螺栓的穿入，应在结构中心位置调整后进行，其穿入方向应以施工方便为准，力求一致；安装时要注意垫圈的正反面，即：螺母带台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧；对于大六角头高强度螺栓连接副靠近螺头一侧的垫圈，其有倒角的一侧朝向螺栓头。

2.2.4高强度螺栓的安装应能自由穿入孔，严禁强行穿入。如不能自由穿入时，该孔应用绞刀进行修整，修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时，为防止铁屑落入板迭缝中，绞孔前应将四周螺栓全部拧紧，使板迭密贴后再进行，严禁气割扩孔。

2.2.5高强度螺栓在终拧以后，螺栓丝扣外露应为2至3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。

2.3焊接固定

2.3.1预热。低温环境下的预热温度应稍高于常温下的焊接预热温度,加热区域为构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于l00mm范围内的母材。

2.3.2对接接头、T形接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及组合焊缝应在焊缝的两端设置引弧和引出板;其材料和坡口形式应与焊件相同。引弧和引出的焊缝长度:埋弧焊应大于50mm,手弧焊及气体保护焊应大于20mm。焊接完毕应采用气割切除引弧和引出板,不得用锤击落,并修磨平整。

2.3.3角焊缝转角处宜连续绕角施焊,起落弧点距焊缝端部宜大于10mm;角焊缝端部不设引弧和引出板的连续焊缝,起落弧点距焊缝端部宜大于10mm,弧坑应填满。

2.3.4下雪或下雨时不得露天施焊,构件焊区表面潮湿或冰雪没有清除前不得施焊。

2.3.5采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅,多层多道焊,严格控制层间温度多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理并检查,如发现焊接缺陷应清除后再施焊,焊道层间接头应平缓过渡并错开。

2.3.6焊缝坡口和间隙超差时,不得采用填加金属块或焊条的方法处理。

3现场安装预防安全设施

3.1预防人员坠落设施

预防人员坠落主要从以下几个方面考虑:

3.1.1人员爬钢梯时,采用坠落自锁装置,解决钢爬梯无保护的问题。自锁装置使用时应注意不能装反。人员爬行时,自锁装置应始终在人员的上方。

3.1.2安装钢梁及支撑时,由于通道暂不能搭设,因此安装同钢柱连接的钢梁时,人员站在操作平台上,安全带挂在防护栏杆上。安装同主梁连接的钢梁及支撑时,主钢梁部位挂安全防护绳,人员将安全带挂在防护绳上行走。当主梁安装完成后应及时挂设安全网,并在结构外侧搭设挑网。

3.2预防物体坠落设施

安装使用的工具,如扭矩扳手、过冲、扳手、撬棍、角磨机等应采用安全保护绳,防止坠落。使用的螺栓垫片等应放入工具袋。

4安装过程的个人体会

4.1基础的正确交接是关键的一项,只有交接准确才能保证结构安装的正确性。

4.2安装钢柱时采用钢板凳定位销法与常规的预埋件、垫板安装法对比,具有简便易行、降低人工、机械成本以及工人的劳动强度、提高安全系数和工作效率等优点。

4.3结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等,只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行。

4.4对于高强螺栓施工,初拧顺序及紧固力大小对螺栓紧固的均匀性有很大影响。通过对称初拧使构件连接板层密贴程度提高,保证各螺栓均匀受力,摩擦面性能得到充分利用,节点承载力提高。

4.5施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证。

5结束语

总之：常见的重型工业钢结构厂房的结构形式是多种多样的，任何形式的厂房钢结构只有按照正确的施工方法进行施工，才能保证钢结构厂房安装精度，避免不必要的返工。同时安装人员只有严格苛求工作理念,以精益求精的工作态度认真控制各工序质量,才能取得工程进度和工程质量双丰收。

参考文献：

[1]GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[S]．北京：中国计划出版社，2001．

钢结构厂房篇5

[关键词]建筑钢结构厂房

引言

最近20多年，我国建筑钢结构经历了历史上最快速发展的时期，钢结构在建筑工程中得到广泛的应用，各种结构形式如大跨度钢结构、多层钢框架结构、轻型门式钢架结构以及高层钢结构等多种钢结构体系已经越来越多的应用于工业、民用以及公共建筑等各个领域。这些建筑之所以采用钢结构作为主要承重结构材料，一是因为钢材具有强度高、塑性及韧性好的特点，可以减轻结构自重，因而更适合于大荷载及大空间的结构；另外，钢材的延性好、抗震性能优、便于实现工厂化生产及材料可以回收利用等特点也使建筑钢结构具有更大的后续发展空间。

一、钢结构厂房的优点及实用性

从钢结构厂房的设计施工方面来看，其优越性可以体现在三个方面：（1）在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；（2）钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；（3）造价合理：钢结构建筑自重轻，减少基础造价，建造速度快，可早日建成投产，综合经济效益大大优于混凝土结构建筑；（4）从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要支模施工。

另外，钢结构厂房在使用过程中具有良好的抗震性、抗风性、耐久性和保温性等，集环保、节能与一体。正因为如此，钢结构厂房在当今社会生产和生活个部门中广泛应用，它可适用于工厂、仓库、办公楼、体育馆、飞机库等。既适合单层大跨度建筑，也可用于建造多层或高层建筑，本文主要就其中的单层钢结构厂房作简要介绍。

二、单层钢结构厂房的组成

单层厂房的结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性，以抵抗来自屋面、墙面、吊车设备等各种竖向及水平荷载的作用。单层厂房钢结构一般由天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁、制动梁、各种支撑及墙架等构件组成。下图是单层钢结构厂房的构造简图，它详细反映了钢结构厂房的构造情况。

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图1单层钢结构厂房构造简图

1-框架柱；2-屋架（框架横梁）；3-中间屋架；4-吊车梁；

5-天窗架；6-托架；7-柱间支撑

这些构件按所起作用可以归并成以下体系：（1）横向平面框架。它是厂房的基本承重结构，由框架柱和横梁（或屋架）构成，承受作用在厂房的横向水平荷载和竖向荷载并传递到基础。（2）纵向平面框架，由柱、托架、吊车梁及柱间支撑组成等，其作用是保证厂房骨架的纵向稳定性和刚度，承受纵向水平荷载，如吊车的纵向制动力、纵向风力等，并传递到基础等。（3）屋盖结构，由天窗架、屋架、托架、屋盖支撑及檩条等构成。（4）吊车梁及制动梁，主要承受吊车的竖向荷载及水平荷载，并传递到横向排架和纵向支撑。（5）支撑，包括屋盖支撑、柱间支撑及其他附加支撑，所起作用是将单独的平面框架连接成空间体系，以保证结构具有必要的刚度和稳定性，同时也有承受风力及吊车制动力的作用。（6）墙架，承受墙体的重量和风力。

此外，还有一些次要的构件，如梯子、门窗等，在某些厂房中，由于工艺操作上的要求，还设有工作平台。各种构件的用钢量占整个厂房结构的总用钢量的比值大致如表1所示。另外，厂房按单位面积计算的用钢量是评价设计的经济合理的一项重要指标，各类厂房单位面积用钢量的统计数值见表2

表1厂房主要构件用钢量百分比参考值

表2厂房结构的用钢量指标

三、单层钢结构厂房的设计程序

单层钢结构厂房的设计程序主要包括以下三个方面：

（1）结构选型及整体布置

主要包括：柱网布置，确定横向框架形式及主要尺寸，布置屋盖结构、吊车梁系统及墙架、支撑体系，选择各部分结构采用的钢材标号。这是应该充分了解生产工艺和使用要求，建厂地区的自然地质资料、交通运输、材料供应等情况，密切与建筑、工艺设计人员配合，进行多方案的分析比较，以确定出合理的的结构方案。

（2）技术设计

根据已确定的结构方案进行荷载计算、结构内力分析；计算各个构件需要的截面尺寸（或验算）及设计各构件间的连接。

（3）绘制结构施工图

根据技术设计确定的构件尺寸和连接，绘制施工图纸，但应了解钢材供应情况和钢结构制造厂的生产技术和安装设备等条件。

四、几个设计计算的重点

4.1柱网的布置

横向框架和纵向框架的柱形成一个柱网，柱网的布置不仅要考虑上部结构，还应该考虑下部结构，如基础和设备（地下管道、烟道、地坑等）要与柱网相配合，柱网的布置主要是从工艺、经济和结构三个方面来考虑。

在一般车间中，边列柱的间距采用6m较经济，各列柱距相等，且又接近于最经济柱距地柱网布置亦最为合理。但是，在某些场合下，由于工艺条件的限制或为了增加厂房的有效面积或考虑到将来工艺过程可能改变等情况，往往又需要采用不相等的柱距。

当增大柱距时，沿厂房纵向布置的构件，如吊车梁、托架等由于跨度增大而用钢量增加，但柱子和柱基础由于数量减少而用钢量降低。最经济的柱距应该是使总用钢量最少。表3给出了不同跨度吊车梁、屋盖结构用钢量的影响，假设该厂房为50/10t的吊车、6m的柱距。

表3厂房跨度对用钢量的影响

由上表可知，吊车梁与屋盖结构两项的总用钢量随跨度的增大而略有变化，但柱子用钢量则随跨度的增加而减少，因此在厂房面积一定时，采用较大的跨度比较有利。

4.2温度缝的设计

温度变化时厂房结构将产生温度变形及温度应力，温度变形的大小与柱子的刚度、吊车梁轨顶的标高和温度变形等有关，及温度变形量

ΔL=α•Δt•L

式中α――钢材的线膨胀系数

Δt――温度差

L――构件的长度

所以，当厂房面积尺寸很大时，为避免产生过大的温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度缝。

温度缝的布置决定于厂房的纵向和横向长度。纵向很长的厂房在温度变化时，纵向构件伸缩的幅度较大，引起整个结构变形，使构件内产生较大的温度应力，并可能导致墙体和屋面的破坏。为了避免这种不利后果的产生，常采用横向温度缝将厂房分成伸缩时互不影响的温度区段。

4.3荷载的计算

钢结构厂房的荷载类型分为永久荷载和可变荷载，永久荷载是指屋面材料和檩条、支撑、屋架、天窗架等结构的自重；可变荷载指屋面活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载以及悬挂吊车荷载等。其中屋面活荷载和雪荷载不会同时出现，可取两者中的较大值计算。

各种荷载作用下节点荷载汇集按下列方式计算：

Pi=ri•qk•a•s

式中qk――每平方米屋面水平投影面上的标准荷载值，由于屋面构造层得重量沿屋面分布，计算时需把它折算到水平投影面上去，即qk=g/cosα；

g――沿屋面坡向作用的荷载；

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

α――上弦与水平面的夹角；

a――屋架弦杆节间的水平长度；

ri――荷载分项系数，对永久荷载取1.2，可变荷载取1.4.

屋架及支撑自重的荷载可按下面的经验公式计算：

qk=0.117+0.011lkN/m2

式中l――屋架的标志跨度，以米计。

当不设吊顶时，可以假设屋架自重全部作用在上弦节点；有吊顶时，则平均分配于上、下弦节点。当设有悬挂吊车时，必须考虑悬挂吊车与屋架连接的具体情况，以求出其对屋架的最大作用力。

对于风荷载，视不同的建筑外型按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》和《建筑结构荷载规范》中不同的体型系数采用。

五、关于钢结构设计控制指标的确定

钢结构设计主要执行的规范有《建筑抗震设计规范》、《钢结构设计规范》及《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》。

当厂房主要承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架，符合以下条件：具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机。变形控制指标及构件的构造要求均可按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的要求执行，能使设计成果得到较好的经济效益。

当厂房设计要求不符合以上条件时，就应按照《建筑抗震设计规范》及《钢结构设计规范》的要求设计。

传统的排架厂房从计算假定看，屋面刚度为无穷大，且通常采用钢筋混凝土大型屋面板，荷载较大，所以对屋架的挠度限值要求较严格。目前这种结构型式已逐渐减少，门式刚架型式大量采用。屋面也经常采用轻型彩钢板型式，荷载轻，对钢梁挠度变形要求不严。按笔者的设计经验，大吨位吊车轻型屋盖的钢结构厂房，如果结构的位移指标已满足规范要求，屋面钢梁上也没有悬挂吊车等较大的荷载，则钢梁挠度可适当放宽，参考《门钢规程》取值。

由于大吨位吊车的刚架柱脚弯矩较大，平板式柱脚已不能满足受力需要，通常采用插入式柱脚，插入深度的确定要满足《建筑抗震设计规范》及《钢结构设计规范》的要求，取大值确定插入深度。

钢结构厂房篇6

关键词：重型钢结构厂房；结构设计；横向框架；纵向刚度；柱的计算

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

引言

重型钢厂房具有承载能力较强，整体刚度及抗震性能好，耐热，钢构件便于制作、运输及安装，厂房的建造周期短等优点。近年来，在冶金、机械制造、造船、火力发电、飞机制造等行业普遍应用。这类结构的显著特点是跨度大，高度大，吨位大，有些厂房的跨度可达30m，高度达60m，吊车起重量高达1200t，耗钢量很大。随着我国钢材产量、品种的日益增加，以及综合考虑制造、运输、安装等多种因素，钢结构厂房的应用会更加广泛。

1.工程概况

某重型钢结构厂房用于单层船体高跨车间，其建筑总面积约为33690㎡，形状规则，呈长方形，檐高为26.5m，结构总高度为28.3m，车间纵向长度约为231m，横向长度约为144m。该车间为4跨，高度和宽度均一样，跨度为36m，高度为28.3m，配备为30~200t不等的桥式吊车，柱间距均为12m。本工程厂房上部结构采用钢结构，屋面为网架结构，基础形式采用预应力静压管桩基础，取粉细砂层或粉细砂与粉质粘土交互层为桩基持力层。该结构的厂房平面布置图及剖面图分别如图1和图2所示。本工程很有代表性，因为该车间尺寸均为国内少见，为此本文针对此次钢结构设计中的一些特殊之处，谈谈自己的做法和体会，望能为类似工程提供参考。

图1平面布置图

图2横向剖面图

2.结构设计与分析

（1）设计基本参数

本工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度，基本地震加速度0.05g，地震分组第一组，建筑场地类别III类，按6度采取抗震构造措施，建筑场地不考虑地基土液化，地面粗糙程度B类，建筑结构安全等级为二级，建筑结构合理使用年限为50年(屋面15年)，屋面活荷载为0.35kN/㎡，屋面恒荷载为0.3kN/㎡，风荷载为0.505kN/㎡，吊车选用软钩吊车，工作级别均为A5，荷载组合按规范来确定，钢柱材料采用Q345b和Q235b两种形式。

（2）结构布置

厂房的结构布置要综合考虑工艺、结构、经济和建筑模数标准化的要求。从结构要求方面考虑，为保证厂房的正常使用，使房屋具有足够的横向刚度，本工程将柱布置在同一横向轴线上。同时，以所有柱列的间距均为相等的布置方式（柱间距为12m）。这时厂房横向刚度最大，屋盖和支撑系统布置最为简洁，本工程吊车梁的跨度均为相等，保证结构构件达到最大限度的定型化和标准化。从经济角度考虑，柱的纵向间距的大小对结构重量影响很大。加大柱距，柱的数量及重量减少，但会使布置在柱距间的屋盖结构、吊车梁和托架的重量增加。最适宜的柱距与柱上的荷载及柱高有密切关系。屋面支撑选用角钢支撑，纵向屋盖支撑按照通长设置，为了提供厂房整体刚度，将纵向支撑与横向支撑组成一个封闭体系；厂房在屋檐、屋脊、转折处以及相应位置通长设置刚性系杆。

（3）横向框架的计算简化

本单层厂房框架由柱和屋架组成，各框架之间由屋面板或檩条、托架、屋盖支撑等纵向构件相互连接在一起，故框架实际上是一个空间工作的结构。当框架受荷载后，通过纵向构件的联系作用，将部分荷载传递到相邻不受载的框架上去，从而减少了直接受载框架的负担。在这种情况下，以大型钢筋混凝土屋面板和屋盖纵向水平支撑的刚度最大，传力较可靠。但空间结构的计算工作繁重，且大型屋面板与屋架的焊接质量也常常不能完全保障，本工程中将框架分解为平面计算单元，即假定各计算单元之间是相互独立的，同一计算单元中的屋盖为一刚性体，使各点侧位移相等。在计算中不考虑屋盖上的天窗架和檩条、厂房内的吊车桥架、吊车梁系统、平台、墙架构件等参与框架的共同工作。

（4）厂房纵向刚度的计算简化

厂房的纵向刚度主要由柱间支撑和其他纵向框架结构来保证。由于本工程属于重型，因此设有重级工作制吊车的厂房柱，在吊车梁或吊车桁架的顶面标高处，由一台最大吊车纵向水平荷载标准值(不乘动力系数)所产生的计算位移值，不应超过柱的纵向水平位移容许值。柱的纵向水平容许位移值应控制为H/4000，其中H为自柱脚底面至吊车梁或吊车桁架顶面的高度。计算柱的纵向位移时，我们做了下列的假定：1)仅考虑柱间支撑或其他纵向框架的刚度，而忽略柱刚度的影响；2)当纵向水平构件(如吊车梁系统结构、墙架等)的截面较大时，忽略其轴向变形的影响；3)计算十字形交叉支撑时，仅考虑拉杆受力而压杆不受力，支撑与柱的连接节点为铰接；4)吊车纵向水平荷载分配在温度区段内所有柱间支撑或纵向框架上。

（5）柱的计算

本工程的框架柱均为压弯构件，在计算时，应进行截面强度计算、框架平面内和框架平面外的稳定性计算。其中格构式柱还应进行整体稳定计算、分肢的强度和稳定计算以及缀件的设计。此外还须核算截面受压部分的局部稳定。经计算本工程的柱尺寸采用200*200mm。

（6）计算结果

本工程选用中国建筑科学研究院出版的PKPM系列软件进行重型钢结构建模、内力计算以及结果分析。同时用同济创迪钢结构系统电脑辅助设计软件3D3S11.0和冶金部建筑研究总院的PS2000对设计结果进行校核。整个设计过程均按照国家现行规范设计，柱子和梁等构件的应力均能满足设计规范的要求，厂房的主要节点荷载位移和地震位移均能满足规范的变形要求（如图3）。

图3吊车水平荷载和地震位移

3.钢结构设计的体会和需注意的问题

（1）支撑杆件的设计

平面屋架本身在屋架平面外的侧向刚度和稳定性则很差，受到水平荷载后极易产生较大的变形，为使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统屋架的横向和纵向水平支撑都是平行弦桁架，屋架或托架的弦杆均可兼作支撑桁架的弦杆，斜腹杆一般采用十字交叉式，斜腹杆和弦杆的交角在30°~60°之间。通常横向水平支撑节点间的距离为屋架上弦节间距离的2～4倍，纵向水平支撑的宽度取屋架端节间的长度，一般为6m左右。

（2）温度缝

温度变化将引起结构的变形，使结构产生温度应力，并可能导致墙和屋面的破坏。故当厂房平面尺寸很大时，为避免产生过大的温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。围护结构可根据具体情况参照有关规范单独设置温度缝。无桥式吊车厂房的柱间支撑和有桥式吊车厂房在吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑，宜对称布置于温度区段中部。当不对称布置时，上述柱间支撑的中点(两道柱间支撑时为两支撑距离的中点)至温度区段端部的距离，不宜大于表中纵向温度区段长度的60％。

（3）柱脚构造

在实腹式柱中均采用整体式柱脚，而在格构式柱中则可采用分离式柱脚或整体式柱脚。但一般格构式柱由于两分肢的距离较大，采用整体式柱脚所耗费的钢材较多，故在大多数的情况下宜采用分离式柱脚。为了使柱所承受的荷载安全地传递到基础中，柱脚要有适当的整体刚度，各部分的板件要有足够的强度和可靠的连接。

4.结束语

由于重型钢结构具有自重轻、性能好、环保、施工速度快、劳动强度小、工厂化程度高等优点，越来越多的厂房采用此种形式，而混凝土结构厂房也慢慢的被取代了，本工程于2012年初开始施工，在2013年3月初投入使用，经过试运行，业主对该工程的设计和施工很满意，而实际情况也证明本工程设计效果良好。

参考文献：

[1]周瑞．某重型钢结构工业厂房结构设计[J]．建筑结构，2010，（04）：30-31.