【正文】 工程氣象條件 /， /， /。每跨設(shè)有10t吊車各一臺(tái)，吊車工作級(jí)別為中制A5，廠房無(wú)天窗，建筑剖面簡(jiǎn)圖如圖21所示。892 單層輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料 生產(chǎn)工藝要求某金工車間為兩跨等高廠房，跨度均為24m，柱距均為6m，車間總長(zhǎng)度66m。《荷載規(guī)范》規(guī)定：垂直于廠房各部分表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算 (15)式中 —基本風(fēng)壓值，由《荷載規(guī)范》中“全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖”查得； —某高度Z處的風(fēng)振系數(shù)，對(duì)于高度小于30m的單層廠房，取=； —風(fēng)壓高度變化系數(shù)，離地面越高，風(fēng)壓值越大，為各廠房標(biāo)高處的風(fēng)壓與其10m高度處的基本風(fēng)壓的比值；它還與地面粗糙度有關(guān)，其值可由《荷載規(guī)范》查得； —風(fēng)荷載體型系數(shù)，可根據(jù)建筑體型由《荷載規(guī)范》查得。4）風(fēng)荷載風(fēng)荷載崔志作用于廠房外墻面、天窗側(cè)面和屋面，在迎風(fēng)墻面產(chǎn)生風(fēng)壓力，在背風(fēng)墻面產(chǎn)生風(fēng)吸力。c）屋面積灰荷載按照廠方使用性質(zhì)及屋面形式的不同，標(biāo)準(zhǔn)值可由《荷載規(guī)范》查得3）吊車荷載a）吊車豎向荷載對(duì)于四輪橋式吊車，可按下式進(jìn)行計(jì)算: (12)式中 G—吊車橋架（大車）的總重；g—小車的重量；Q—吊車的額定最大起重量。2）屋面活荷載a）屋面均布活荷載《荷載規(guī)范》規(guī)定屋面水平投影面上的均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：石棉瓦；鋼筋混凝土[12]；當(dāng)檢修施工荷載較大時(shí)，按實(shí)際情況采用。c）吊車梁自重吊車梁和軌道及連接件自重按照吊車梁及軌道連接構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)圖取用，它以豎向集中力的方式沿吊車梁截面中心線作用在柱牛腿頂面，作用點(diǎn)距柱縱向定位軸線之間的距離，一般為750mm。計(jì)算單元范圍內(nèi)屋蓋的總重是通過(guò)屋架或屋面梁的端部以豎向集中力傳至柱頂，其作用點(diǎn)位置視實(shí)際連接情況而定。若選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，其值也可直接由標(biāo)準(zhǔn)圖查得。作用在橫向排架上的荷載有恒載、屋面活載、雪荷載、積灰荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載等，除吊車荷載外，其他荷載均取自計(jì)算單元范圍內(nèi)[6]。次結(jié)構(gòu)即墻面墻梁及屋面檁條，將由墻面及屋面?zhèn)鬟f來(lái)的荷載均勻地傳到主結(jié)構(gòu)上去，同時(shí)對(duì)主結(jié)構(gòu)提供良好的側(cè)向約束。 荷載取值一個(gè)建筑對(duì)外界防御的第一道防線由墻面和屋面組成的外維護(hù)體系?？癸L(fēng)柱、連系梁等構(gòu)件。5）基礎(chǔ)：承受住和基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載，并將它們傳至地基。4）支撐：包括屋蓋支撐和柱間支撐兩大類。 （a） （b）圖13 房蓋結(jié)構(gòu)Figure 13Housing cover structure2）排架柱：柱頂與屋架鉸接，柱底與基礎(chǔ)頂面剛接，承受屋架、吊車梁及外墻等構(gòu)件傳來(lái)的豎向荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載及地震作用等，并將它們傳至基礎(chǔ)，是廠房中的主要承重構(gòu)件。有檁體系由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支撐組成如圖13（a），這種屋蓋的結(jié)構(gòu)和荷載傳遞均比較復(fù)雜，整體性和空間剛度較差，但對(duì)一般中小型廠房能滿足使用要求，且構(gòu)件小而輕，便于運(yùn)輸和吊裝。 單層廠房結(jié)構(gòu)組成 圖 12單層廠房結(jié)構(gòu)組成Figure 12 Singlelayer workshop structures1）屋蓋結(jié)構(gòu)：位于廠房頂部，主要承受屋面上的豎向荷載，并與廠房柱組成排架承受結(jié)構(gòu)上各種荷載的作用。同時(shí)兩者均須強(qiáng)調(diào)安裝精度對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。整體吊裝的主要優(yōu)點(diǎn)是速度快，但機(jī)械和機(jī)具需用量大，并應(yīng)注意吊裝過(guò)程中的穩(wěn)定和作業(yè)安全等問(wèn)題；組合吊裝機(jī)械和機(jī)具需用量少，但工作量相對(duì)較大，用時(shí)較長(zhǎng)。另外，輕型門式剛架的安裝技術(shù)有別與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)。(3)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)領(lǐng)域技術(shù)方面①輕型門式剛架房屋鋼結(jié)構(gòu)體系的進(jìn)一步簡(jiǎn)化；②構(gòu)件節(jié)點(diǎn)(包括剛架和彩板節(jié)點(diǎn))設(shè)計(jì)的可靠性和方便適用；焊接I型鋼生產(chǎn)線的加工工藝的連續(xù)性和高效性，各環(huán)節(jié)效率如何協(xié)調(diào)同步，以及具體環(huán)節(jié)內(nèi)的專項(xiàng)技術(shù)。就目前的熱點(diǎn)問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：(1)理論研究方面：①應(yīng)力蒙皮效應(yīng)與結(jié)構(gòu)共同工作的空間作用；②I型變截面梁柱，在腹板局部屈曲后剛架結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定極限承載力；③以用鋼量為目標(biāo)函數(shù)，以極限承載力或不適合變形為控制參數(shù)的計(jì)算機(jī)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和評(píng)估軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等。有鑒于此，圍繞輕型門式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用過(guò)程中各環(huán)節(jié)的工作均不是簡(jiǎn)單的成果應(yīng)用。中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECSI()2：2002)就是針對(duì)這一結(jié)構(gòu)形式制定的[3]。這些問(wèn)題有待研究，它為鋼鐵企業(yè)提出了新的攻關(guān)課題。然而，應(yīng)該看到，盡管國(guó)產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)用鋼在研制、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)能上有了長(zhǎng)足進(jìn)展，但與鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和要求還存在一定的差距，目前國(guó)產(chǎn)的輕型薄壁型鋼材與我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑業(yè)的發(fā)展還不能完全相適應(yīng)。寶鋼開(kāi)發(fā)出新型的耐火耐候鋼，初步形成了具有國(guó)際先進(jìn)水平的和中國(guó)特點(diǎn)的系列產(chǎn)品B27O一B57ONQ，并在國(guó)內(nèi)的大型廠房、民居、商務(wù)樓等應(yīng)用，受到鋼結(jié)構(gòu)加工、施工單位好評(píng)；馬鋼也研制出耐火熱軋H型鋼，能耐600℃高溫，并在上海一幢高層建筑上應(yīng)用；上海大通鋼結(jié)構(gòu)有限公司采用寶鋼的材料開(kāi)發(fā)出耐火耐候高頻焊接H型鋼。鋼結(jié)構(gòu)新興產(chǎn)業(yè)方興未艾，國(guó)產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)用鋼發(fā)展迅速。輕型鋼結(jié)構(gòu)體系中擦條和墻梁一般采用“Z”型或“C”形冷彎薄壁型鋼【4】。2000年，市場(chǎng)滿足率只有41%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年中國(guó)每年大約有300多萬(wàn)平方米輕鋼結(jié)構(gòu)建筑竣工(包括門式鋼架、輕鋼房屋和壓型鋼板、拱殼屋蓋)。其中鋼筋混凝土用鋼筋、鋼絲、鋼絞線約2000萬(wàn)噸，鋼結(jié)構(gòu)約200萬(wàn)噸，金屬門窗及設(shè)備支架約300萬(wàn)噸。近幾年來(lái)采用鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)與民用建筑年平均用量呈迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)，其中輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋所占比重在迅速增加，并且由于其突出的特點(diǎn)及適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要而得到飛速發(fā)展。建設(shè)部、原國(guó)家冶金工業(yè)局成立的建筑用鋼技術(shù)協(xié)調(diào)小組制定的建筑用鋼發(fā)展計(jì)劃指出：爭(zhēng)取到2010年我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼達(dá)到鋼材總產(chǎn)量的5%，而發(fā)達(dá)國(guó)家建筑用鋼占鋼產(chǎn)量的比例目前都在10%以上。由從前的限制使用鋼結(jié)構(gòu)到現(xiàn)在鼓勵(lì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。隨著中國(guó)鋼材實(shí)現(xiàn)了從短缺到充裕的大跨度飛躍，國(guó)家相繼出臺(tái)了”發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)鋼結(jié)構(gòu)造和安裝施工新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策。2000年中國(guó)鋼產(chǎn)量占到世界鋼產(chǎn)量份額的巧 .23%，鋼材消費(fèi)量也一躍成為世界大國(guó)。（論文）單層輕鋼建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文1 緒論由于科技的飛速發(fā)展以及鋼材品質(zhì)的進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)的重要性己經(jīng)被先進(jìn)國(guó)家所肯定，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)鋼鐵工業(yè)與建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。中國(guó)鋼產(chǎn)量自1996年突破l億噸后，至今已實(shí)現(xiàn)”七連冠”。到了2004年，中國(guó)鋼產(chǎn)量占到世界鋼產(chǎn)量份額的25%。至此，中國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)擺脫了由于鋼材數(shù)量不足對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的束縛，駛上積極發(fā)展的快車道。由于國(guó)家政策、鋼材生產(chǎn)、設(shè)計(jì)研發(fā)等諸多方面的有利因素，近幾年我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)處于建國(guó)以來(lái)最好的發(fā)展時(shí)期，而且還會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。建設(shè)部1997年H月發(fā)布了新的《中國(guó)建筑技術(shù)政策》(1992010)，具體提出了發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的要求，這是幾十年來(lái)的第一次。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，1999年中國(guó)建筑用鋼約2500多萬(wàn)噸，占全部鋼材產(chǎn)量的20%一25%。包括橋梁、石油管線及各專業(yè)工業(yè)部門使用鋼材，其總量約為4000萬(wàn)一5000萬(wàn)噸，占全國(guó)鋼材產(chǎn)量45%左右。輕型鋼結(jié)構(gòu)所用鋼板大量為涂層鋼板。而到了2004年，我國(guó)僅新增彩色涂層板生產(chǎn)能力143萬(wàn)噸/年。目前，我國(guó)冷彎型鋼年產(chǎn)量在30萬(wàn)噸左右。這幾年，為適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)對(duì)鋼材的需求，一大批新型鋼結(jié)構(gòu)用種相繼問(wèn)世，產(chǎn)量在不斷擴(kuò)大。我國(guó)的熱軋H型鋼從零開(kāi)始發(fā)展到2002年的100多萬(wàn)噸，其他鋼結(jié)構(gòu)用的中厚板、型鋼、鋼管、冷彎型鋼、涂鍍層鋼板等產(chǎn)品，都有明顯的增長(zhǎng)，基本滿足國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的需求，為其不斷發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。比如，板材的焊接能力差，16Mn板材在焊接時(shí)往往出現(xiàn)層狀撕裂；高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼在冷彎薄壁型鋼中的應(yīng)用尚未解決，不能滿足輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的需要；我國(guó)生產(chǎn)的大多為鍍鋅薄板，而鍍鋁鋅薄板幾乎沒(méi)有，在輕鋼房屋中，用戶多選用抗蝕性能更好的鍍鋁鋅薄板；我國(guó)的型材品種規(guī)格還不能滿足建筑需要，H型鋼的規(guī)格不多，對(duì)其推廣應(yīng)用帶來(lái)一定影響；近年來(lái)，方鋼管在建筑建筑工程應(yīng)用增多，但這種型材的規(guī)格不夠齊全，尤其是大規(guī)格的很少，對(duì)推廣應(yīng)用有一定影響；目前國(guó)產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)用鋼主要是Q235，建筑用高強(qiáng)度低合金鋼品種還太少，Q39O鋼材在實(shí)際工程中尚未見(jiàn)采用；耐火耐候鋼等鋼材的新品種還需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)；等等。對(duì)于輕型鋼結(jié)構(gòu)，我國(guó)目前主要還是接受輕型門式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系，我國(guó)現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)規(guī)程也是針對(duì)這一結(jié)構(gòu)形式。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系相比，輕型門式剛架房屋鋼結(jié)構(gòu)體系在理論還很不完善，存在著很大的理論探索空間。另外，輕型門式剛架房屋鋼結(jié)構(gòu)體系在各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用發(fā)展，除必要的技術(shù)導(dǎo)入之外，應(yīng)根據(jù)自身能力，追逐理論熱點(diǎn)，以科技為先導(dǎo)，開(kāi)展必要的科研工作，以最大限度地挖掘利潤(rùn)空間，追求更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)需要。(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面：①節(jié)點(diǎn)、基本構(gòu)件和整體剛架結(jié)構(gòu)，在靜力和動(dòng)力荷載作用下的受力性能、破壞機(jī)理和對(duì)穩(wěn)定極限承載力的影響；②剛架結(jié)構(gòu)體系，在動(dòng)力和地震荷載作用下的工作性能和破壞機(jī)理等。如切割、組立(或拼裝)、焊接、校正以及除銹和防腐處理技術(shù)等。剛架的安裝要區(qū)別具體情況和自身安裝能力，選擇整體或組合吊裝方案。并且由于作業(yè)量大，空中作業(yè)的安全性等問(wèn)題顯得十分突出。壓型板以及配套附件安裝則應(yīng)著重于根據(jù)不同板型的需要，選擇不同的安裝工藝，并且更強(qiáng)調(diào)板型連接和節(jié)點(diǎn)處理質(zhì)量，達(dá)到外形美觀和符合功能性要求等[4]。屋蓋結(jié)構(gòu)分為有檁體系和無(wú)檁體系兩種。無(wú)檁體系由大型屋面板（包括天溝板）、屋架及屋蓋支撐組成如圖13（b），有時(shí)還包括有天窗架和托架等構(gòu)件，這種屋蓋的屋面剛度大、整體性好，構(gòu)件數(shù)量和種類較少，施工速度快，適用范圍廣，是單層廠房中最常用的一種屋面形式，適用于具有較大噸位吊車或有較大振動(dòng)的大、中型或重型工業(yè)廠房。3）吊車梁：兩端焊接（簡(jiǎn)支）在柱的牛腿頂面，主要承受吊車傳來(lái)的豎向荷載及橫向或縱向水平荷載，并將它們及其自重傳遞給排架柱。其主要作用是加強(qiáng)廠房的空間剛度和整體性，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用時(shí)的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)傳遞山墻風(fēng)荷載、吊車水平荷載和地震作用等。6）圍護(hù)結(jié)構(gòu)：包括縱墻、橫墻（或稱山墻）。主要承受墻體和構(gòu)件自重及墻面上的風(fēng)荷載，并將它們傳遞至柱和基礎(chǔ)，抗風(fēng)柱還將部分風(fēng)荷載傳至屋蓋結(jié)構(gòu)[5]。它們同時(shí)承受風(fēng)載，雪載等荷載的作用，并將這些荷載傳到次要支承結(jié)構(gòu)上。對(duì)于門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)，其主結(jié)構(gòu)由柱及橫梁構(gòu)成，承受荷風(fēng)載、雪載及其它的荷載，并將其傳遞到基礎(chǔ)。1）恒載恒載包括屋蓋、柱、吊車梁及軌道連接件、圍護(hù)墻體自重，其值可根據(jù)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸和材料容重計(jì)算。a）屋蓋自重屋蓋自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天溝板、屋面構(gòu)造層（找平層、保溫層、防水層）、天窗架和屋蓋支撐等重量。b）懸墻自重當(dāng)設(shè)有連系梁支承圍護(hù)墻體時(shí)，排架柱承受著計(jì)算單元范圍內(nèi)連系梁、墻體和窗等自重，它以豎向集中力的方式作用在支承連系梁的柱牛腿頂面，作用點(diǎn)通過(guò)連系梁或墻體截面的形心軸。d）柱自重，上、下柱自重及分別作用于各柱截面的幾何中心線上，且上柱自重對(duì)下柱幾何中心線有一偏心距。b）屋面雪荷載《荷載規(guī)范》規(guī)定屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算: (11)式中—基本雪壓值，由《荷載規(guī)范》中“全國(guó)基本雪壓分布圖”查得； —屋面積雪分布系數(shù)，可由《荷載規(guī)范》查得。b）吊車橫向水平荷載對(duì)于各類四輪橋式吊車，當(dāng)小車滿載時(shí)，大車每一個(gè)輪子傳遞給吊車梁的橫向水平制動(dòng)力為 (13)式中為水平制動(dòng)力系數(shù)，對(duì)軟鉤吊車:當(dāng)t時(shí)，取當(dāng)t時(shí)，取當(dāng)t時(shí)，取c）吊車縱向水平荷載作用在吊車梁上的縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 （14）式中 —吊車每端制動(dòng)輪數(shù)，對(duì)一般四輪橋式吊車，=1； —制動(dòng)輪在輪壓下與鋼軌間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。風(fēng)荷載的大小與建筑場(chǎng)地的基本風(fēng)壓、建筑體型、高度及建筑地面粗糙度等因素有關(guān)。橫向排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下述有關(guān)公式計(jì)算: (16) (17) (18)式中B為計(jì)算單元寬度?？偨ㄖ娣e3168。耐火等級(jí)為二級(jí)，屋面防水等級(jí)三級(jí)，建筑耐久年限二級(jí)。 工程地質(zhì)條件 根據(jù)對(duì)建筑基地的勘察結(jié)果，地質(zhì)情況見(jiàn)下表21表 21建筑地層一覽表（標(biāo)準(zhǔn)值）Table 21 List of building ground (standard value)序號(hào)巖 土分 類土層深度（M）厚度范圍（M）地基承載力fk（KPa）樁端阻力（KPa）樁周摩擦力（KPa）1雜填土2粉土110103中砂200254礫砂3002400305圓礫500350060注：１）地下穩(wěn)定水位距地坪－6 M以下； ２）表中給定土層深度由自然地坪算起；建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類場(chǎng)地土。圖21 廠房剖面示意圖Figure 21 diagrammatic crosssection of factory