陶雄壯，馮劍，張昆，羅正山

（共享鋼構(gòu)有限責(zé)任公司，海南 ?？?570100）

多層工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房實例分析

陶雄壯，馮劍，張昆，羅正山

（共享鋼構(gòu)有限責(zé)任公司，海南 ?？?570100）

鋼結(jié)構(gòu)由于具有強度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點，近年來得到了快速的發(fā)展，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。對多層設(shè)備公用鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房實際工程進行分析，根據(jù)有關(guān)技術(shù)資料和現(xiàn)行規(guī)范要求，運用建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計軟件，對該廠房進行結(jié)構(gòu)的受力綜合分析。

鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；設(shè)計

0 引言

近年來，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在工業(yè)中得到越來越多的應(yīng)用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在廠房結(jié)構(gòu)中也是越來越普遍。所以，通過實例的分析可對框架結(jié)構(gòu)的廠房有更多的了解和更好的應(yīng)用；也增進了框架結(jié)構(gòu)在鋼結(jié)構(gòu)里面的發(fā)展空間和市場前景。

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房具有以下特點：抗震性、抗風(fēng)性、耐久性。

1 工程概況

本工程項目名稱為寧夏泰益欣生物科技有限公司103車間擴建工程,建設(shè)地點位于寧夏銀川生物科技園區(qū)。建筑工程等級為：二級，建筑工程規(guī)模：小型。耐火等級為：二級，生產(chǎn)類別為：戊類生產(chǎn)車間。結(jié)構(gòu)類型為：鋼結(jié)構(gòu);建筑層數(shù)為：地上3層?？偨ㄖ娣e：6148.15 m ,建筑總高度為23.450 m。建筑物占地面積1949.21 m。設(shè)計使用年限為50年?？拐痤悇e為丙類,抗震設(shè)防烈度為8度。本工程建筑防火分類及耐火等級為二類二級。屋面壓型鋼板為 0.426 mm厚（基材厚度）鍍鋅彩色鋼板，波高 >41 mm，波寬為215 mm；墻板采用 950型，0.426 m厚（基材厚度）彩色鋼板，波高>35 mm，波寬195mm。

圖形見圖1、圖2。

2 多層框架工業(yè)廠房設(shè)計理念

2.1 鋼框架體系概念

框架體系是利用梁柱組成的縱橫兩個方向的框架形成的結(jié)構(gòu)體系。用于大跨度、高層、荷載較重的民用和工業(yè)建筑。民用建筑和大跨度工業(yè)建筑的鋼框架，其桿件可以采用構(gòu)架式和實腹式。對于大跨度的工業(yè)和重型的橋式吊車廠房，剛架的鋼柱可以采用單階和雙階柱來支承吊車梁。

圖1 整體模型動

2.2 純框架體系的主要特點

（1）可以形成較大的使用空間,平面布置比較靈活,對于建筑面積處理比較方便;自重相對來說比較輕,可以節(jié)省材料;施工周期較短，可以加快建造速度；抗震性能較好，既可以削弱地震反應(yīng)，又能夠使得鋼結(jié)構(gòu)具有抵抗強烈地震的變形能力。所以對于層數(shù)不多的房屋而言，框架體系是一種比較經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系。

（2）由于側(cè)向剛度較小，在水平的荷載作用下產(chǎn)生的二階效用不能忽視；鋼框架結(jié)構(gòu)的耐火性能比較差；在框架中的梁、柱、支撐及作為承重結(jié)構(gòu)的壓型鋼板需要用噴漆和防火涂料。

3 荷載取值

結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載條件：屋面活載為0.5 kN/㎡；基本風(fēng)壓為0.65 kN/㎡；基本雪壓為0.20 kN/㎡；抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g。

主體結(jié)構(gòu)材料：鋼柱、鋼梁的鋼板及為Q345B焊接H型鋼，檁條、隅撐、柱間支撐、屋面水平支撐及拉條均采用Q235鋼。

設(shè)計計算則按照GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

該廠房結(jié)構(gòu)采用多層框架結(jié)構(gòu)，總共三層，其中鋼柱采用鋼框柱焊接方管鋼。該廠房共三跨，每跨之間的鋼柱連接都是剛接連接；柱與柱之間沒有支撐連接。二三層的結(jié)構(gòu)和第一層的基本層的結(jié)構(gòu)相同。

屋面類型：屋面采用有組織排水方式，排水坡度為 2%，由檁托板找坡；屋面復(fù)合板，用 M5鍍鋅的自攻自鉆螺釘固定于冷彎薄壁 C型鋼檁條，其中 C型鋼檁條只承重屋面板，不得吊掛其余構(gòu)件，熱軋H型承重鋼梁及彩鋼屋面板均采用長尺規(guī)格，不允許中間搭接。

圖2 軸網(wǎng)布置圖

5 計算分析

（1）在該廠房中，我們是通過PKPM軟件進行結(jié)構(gòu)分析和計算，現(xiàn)選取其中一跨來作為分析。首先對每層的構(gòu)件進行荷載的輸入；先是對恒載和活載進行數(shù)值的確定。然后通過確定的值進行荷載在構(gòu)件之間的布置。對于荷載的布置，首先是對樓板進行恒載和活載的布置。接下來是對梁間和柱間荷載的布置。輸入完荷載以后要對設(shè)計參數(shù)進行處理和變動，接著對樓層進行組裝。

接著進行對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分析和核算，看是否能滿足設(shè)計的要求；如果不滿足則需要進行重新分析和驗算，找出具體的參數(shù)或者荷載。

（2）內(nèi)力計算。①內(nèi)力先用 SATWE 進行整體受力分析。②橫向框架通過 SATWE 形成單榀框架用 STS 計算。③節(jié)點及吊車梁設(shè)計。a.梁柱節(jié)點。主框架梁與柱連接節(jié)點均采用 M10.9 級 高 強 螺栓柱側(cè)連接。b.柱腳設(shè)計。主框架柱柱腳剛接，柱腳均設(shè)型鋼抗剪鍵。

6 結(jié)束語

綜上所述，本項目可以通過PKPM軟件進行綜合全面分析。通過軸線的布置、荷載的輸入、內(nèi)力的組合，確定該結(jié)構(gòu)的受力是否滿足設(shè)計的要求。如果滿足，則進行施工圖的布置；不滿足，則需要重新進行核算和分析。

圖3 鋼柱受力分析

[1]崔芃.淺談鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計[J]. 山西建筑，2007，24.

[2]沙昱楠，康樂.對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計及施工問題的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，14.

[3]梁中力，黃文明，齊立軍.淺談鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計與安裝施工 [J].中小企業(yè)管理與科技，2010，27.

[4]張海玲.多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計問題分析 [J].科技致富向?qū)В?011，20.

[5]張興玉.多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計與實例 [J].科技與生活，2010，9.

TU393

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1671-0711（2016）10（上）-0128-02