大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计探究.docVIP

PAGE PAGE 1 大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计探究 　　摘要：伴随着建筑行业逐渐在目前国内经济浪潮中的地位不断地攀升，人们对生活、生产和居住环境的要求也来越高，从而使新型材料的运用随之越来越广泛，近年来，轻型钢结构的应用在南方以及沿海一些地区发展迅猛，由于具有用钢量低、造价低、施工周期段、应用范围广、节能环保等优点的门式刚架轻型钢结构的应用发展最快。目前已经被广泛应用到工业厂房建设中。本文就大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房的优化设计进行讨论和研究。 　　关键字：大吨位吊车；门式刚架；轻型钢结构厂房；优化 　　中图分类号：TU391文献标识号：A文章编号：2306-1499（2013）03-（页码）-页数 　　1.大吨位吊车门式刚架轻钢结构的概念 　　根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定：当刚架间距设置为6m时，这种结构的房屋可以布置起重量不大于30t的中、轻级工作制桥式吊车。其中，吊车起重量小于15t的称为普通门式刚架轻钢结构，而吊车起重量在大于15t小于30t之间的门式刚架称为大吨位吊车门式刚架轻钢结构。 　　2.门式刚架结构形式 　　门式刚架结构一般由主结构系统，（包括屋面梁、内梁、支撑体系等）；次结构系统，（主要是屋面和墙壁檩条等）；维护机构系统，（墙面体系和屋面板体系）；辅助结构系统，（饰面体系和楼梯体系）和一些基础结构系统五个方面组成。门式刚架结构根据跨度和门式组成结构可以分为：单跨、双跨、多跨以及单层门式刚架和带挑檐或带毗邻的单层门式刚架等几种结构形式。 　　3.大吨位吊车门式刚架轻钢结构厂房设计方案优选 　　带吊车的厂房总体构造和没有吊车的大致相同，但是有些地方是需要做特殊处理和优化的，具体优化形式主要包括以下几个方面： 　　3.1大吨位吊车门式刚架钢结构厂房构造上的优化设计 　　（1）跨度上的处理和优化，对于大吨位吊车的门式刚架轻型钢结构厂房设计来说，合理的优化跨度，是可以实现节省钢材和降低总造价的目标的，有资料表明，大吨位吊车厂房的跨度设计在24m到30m之间，设计合理的情况下，可以节省钢材5%～15%，降低总造价2%～7%，因此，跨度并不是人们认为的越大越好。另一方面，跨度的选择要根据吊车相关的技术参数做出相应的调整，这个跨度的测量是通过吊车的跨度加上相应的余量，避免出现厂房建立后吊车无法安装或者与厂房有摩擦等结果的出现，一般情况下，跨度的选择尽量用标准跨距吊车，特殊情况的非标准吊车则要按实际情况进行调整。 　　（2）高度的处理和优化，这个高度不仅要根据厂房内净高度确定，还要满足吊车的起吊高度要求，同时，还要根据吊车起吊高度确定吊车和牛腿的标高，另一方面，为了方便吊车与吊车轨道的安装以及吊车的行走，必须给牛腿和钢架梁最低点之间留有适当的空间。 　　（3）柱间距的优化，由于吊车的需要，厂房设计中必须根据吊车的具体情况在厂房相应的位置设置柱间支撑，且应注意把握好柱间支撑的柱间距，一般情况下，纵向间距在大于45m小于60m之间，具体情况还得做相应具体的调整。同时设计中还需要注意几何稳定体系的应用和建立。 　　（4）当吊车起重量大于15t的时候我们还应注意在屋盖边缘设置纵向支撑桁架以及增设相关辅助制动梁等结构，以保证吊车的稳定和安全运行。 　　（5）柱间支撑的优化，由于大吨位吊车的因素，厂房必须采用刚性柱间支撑，并且要根据支撑设置的温度区段来判断刚性柱间支撑在吊车梁上是否设置的情况，以及设置的位置等情况等。要注意的是，不管采用何种柱间支撑方式，与之相连的刚架柱柱底板必须设置响应的抗剪键。 　　3.2大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的制造和安装优化 　　（1）焊接方式的选择和优化 　　一般来讲，通常的轻钢构造厂房G钢都是采用节约焊材、制作效率高的单面角焊缝成型，但是在有吊车的厂房H钢焊接方面不宜采用这种焊接工艺。在满足焊缝受力强度允许的情况下，牛腿与刚架柱间的焊接是可以采用不开坡口的角焊缝的。但是如果实际操作超过这个条件，则需要采取在牛腿上下翼缘开坡口后与刚架柱熔透的工艺焊接。 　　（2）钢材原料选择的优化 　　一般情况下，焊接材料的选择包括选择针对不同焊接要求选择相应的母材的种类和型号，同时根据母材的具体参数再选择与之相匹配的同级焊条、焊丝或者焊剂以满足焊接工作的要求。但是，对于直接承受动力荷载的连接点或者重要部位厚板的焊接需要选用低氢焊条。 　　（3）节点设计优选 　　在实际的大吨位吊车门式刚架轻型钢结构厂房设计工程中，节点的连接方式一般采用栓焊与全焊连接的结构，这种连接方式具有节点转动刚度大、构建费用低、焊接量大等优点，因此广泛被用于有大吨位吊车要求的的门式刚架结构中。 　　（4）柱脚连接优化设计 　　柱脚连接的种类主要有铰接柱脚和刚接柱脚两类。在实际的工程设计中，绝对的铰接或刚接都