單層鋼結構廠房圍護結構設計流程

　　一、輕型門式剛架的結構體系組成

　　Fig. 1輕鋼結構廠房一Fig. 2輕鋼結構廠房二Fig. 3輕鋼結構廠房三Fig. 4輕鋼結構廠房結構體系組成輕型門式剛架的結構體系包括以下組成部分：

　　1、主結構：剛架、吊車梁、支撐系統；

　　2、圍護結構：屋面檁條、墻面檁條、屋面板和墻板等；

　　3、輔助結構：樓梯、平臺、欄桿等；

　　4、基礎。

　　二、圍護結構的組成

　　輕鋼結構的圍護系統包括檁條、墻梁、墻面及屋面彩板、收邊系統、采光系統、排水系統和通風系統等。

　　Fig. 5圍護結構一Fig. 6圍護結構二剛架、支撐系統以及吊車梁組成了結構的主要受力骨架，即主結構體系。

　　屋面檁條和屋面檁條既是圍護材料的支承結構，又為主結構梁柱提供了部分側向支撐作用，構成了建筑的次結構。外部荷載（風、雪等）直接作用在圍護結構上，通過圍護結構再傳遞到主結構上。

　　Fig. 7冷彎薄壁型鋼

　　三、設計流程

　　1、收集資料；

　　1.1建筑平行作業圖：

　　包括平、立、剖面；

　　門洞、窗戶位置、標高；

　　廠房墻面、屋面做法；

　　廠房有無吊頂；

　　檐口高度、檐口節點。

　　1.2公用專業（主要是暖通專業和水道）所提的資料：

　　屋面風機的重量和位置；

　　管道的重量和位置；

　　屋面開洞的位置和大小。

　　2、墻梁、檁條截面計算；

　　使用PKPM鋼結構模塊中的工具箱計算

　　3、繪制節點圖紙。

　　要重視節點圖紙四、程序計算參數的選取a．檁條計算參數的選取Fig. 8檁條計算界面

　　1、注意不是所有的屋面檁條都是5連跨，下列情況就需要考慮檁條的實際跨度：

　　（1）屋頂通氣器和屋頂天窗在端跨一般不設置（有時候第二跨也不設置），此時檁條為單跨簡支（或兩跨連續）；

　　（2）屋面有橫向采光通風天窗或順坡通氣器時，檁條可能會被打斷，檁條應根據實際情況確定跨數；

　　（3）檁條本身的跨數就少于5跨。

　　2、屋面材料選擇時，若有吊頂，須選取“有吊頂”選項。檁條僅支承壓型鋼板屋面時，撓度控制為l/200；

　　有吊頂時，撓度控制為l/240。

　　《冷彎薄壁鋼結構技術規范》第8.1.6—2；

　　《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》表3.4.2—2。

　　3、屋面傾角：建筑圖所標的是坡度，需要換算成角度。有弧形屋面梁時，須考慮檁條傾角的不斷變化。

　　4、拉條道數的設置：

　　當檁條跨度≤4米時，一般不設置拉條；

　　當檁條跨度>4米、≤6米時，一般在檁條跨中設置一道拉條；

　　當檁條跨度>6米、≤9米時，一般設置兩道拉條（三分點處）；

　　當檁條跨度為12米時，一般設置三道拉條。

　　拉條均為雙層拉條，同時約束檁條上、下翼緣。

　　5、檁條間距：

　　檁條的間距一般控制在1.0~1.5米之間，常用的間距有1.2、1.4、1.5米。檁條間距不得超過1.5米；對于屋面荷載較大的部位（例如高低垮處），局部檁條間距可以小于1米。若有吊頂，間距不大于1.2米。

　　6、檁條搭接長度的取值：檁條搭接長度取跨長的10%（兩邊各5%）。9米跨度一般取500mm，12米跨度一般取600mm。

　　7、屋面一般采用斜卷邊Z形連續檁條。當柱距≥12米，且屋面荷載較大時，可采用格構式檁條或高頻焊接H型鋼。

　　8、截面選擇：

　　設計時盡量選擇標準截面，常用的標準截面高度有：200、220、250mm，常用的標準截面厚度有2.0、2.2、2.5mm，若需選擇非標準截面，可通過“檁條庫”選項增加截面參數。

　　標準截面詳見《鋼結構設計手冊》和《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》；

　　截面也參考《檁條墻梁的計算比較》。

　　注意：（1）非標準截面的截面厚度不得大于3.0mm；

　　（2）非標準截面的截面高度不宜大于280mm，若高度大于280mm，須采用加強措施，避免檁條側向失穩。

　　Fig. 9檁條計算界面二9、分析參數中：

　　（1）“屋面板能阻止檁條上翼緣受壓測向失穩”選項，不選擇。

　　（2）“構造保證風吸力下翼緣受壓穩定性”選項，不選擇。屋面下層彩鋼板可以起到約束檁條下翼緣的作用，偏于安全，我們不選擇此選項。

　　（3）“考慮活荷最不利布置”和“程序自動計算檁條截面自重”選項，選擇。

　　（4）驗算規范選擇“薄鋼規范GB50018”。門規CECS102：20xx中，檁條僅支承壓型鋼板屋面時，撓度控制為1/150；薄鋼規范GB50018中，撓度控制為1/200。

　　（5）支座雙檁條考慮連接剛度折減系數取0.5。

　　（6）支座雙檁條考慮連接彎矩調幅系數取0.9。

　　10、屋面自重：柱距不超過9米時，取0.3KN/㎡；柱距12米時，取0.35KN/㎡。

　　注意：有吊頂的廠房，需要計算吊頂重量（及風管重量），然后疊加到屋面自重中。

　　11、雪荷載不均勻系數的取值：

　　（1）普通位置不均勻系數1.25（全部屋面均乘1.25）；

　　（2）高低跨處不均勻系數2.0（影響范圍：2倍的高差，但不小于4米，不大于8米）；

　　（3）屋頂通風器和屋頂天窗兩側不均勻系數2.0（規范中取1.1，考慮到實際情況，我們規定取2.0；

　　影響范圍同高低跨處）；

　　（4）注意一些地區的特殊規定：沈陽地區規定雪荷載的不均勻系數提高1.5倍，且按照百年一遇的基本雪壓進行考慮。

　　12、風吸力的驗算：對于屋面高度高于15米、基本風壓大于0.4KN/㎡的廠房，需要驗算屋面周邊檁條的風吸力，此時屋面恒載取0.2 KN/㎡，風壓體型取—2.2。

　　屋面周邊的范圍詳見《建筑結構荷載規范》第41頁。

　　b．墻梁計算參數的選取Fig. 10墻梁計算界面

　　1、柱距不超過9米時，墻梁一般按照C形簡支墻梁設計；柱距12米時，墻梁一般按照Z形連續墻梁進行設計。

　　2、注意C形墻梁的開口方向。口朝上時，計算應力比小。

　　3、“墻板能阻止墻梁外翼緣側向失穩”、“構造保證風吸力內翼緣側向穩定性”選項，不選擇。墻板確實能約束墻梁的內外翼緣，偏于安全，我們不選擇這兩個選項。

　　4、拉條設置的原則同屋面檁條。

　　5、風荷載的取值：

　　（1）調整后的基本風壓值：注意按照《建筑結構荷載規范》的規定值乘以1.05（見《門規》第56頁）；

　　（2）背風體型系數：當吊車噸位大于20t時，對于墻角處的負風壓系數，應按照《建筑結構荷載規范》第41頁的規定取值。

　　五、設計注意事項

　　一、檁條部分

　　1、注意避開剛架拼接點。跨度9米的檁條中心線離拼接點的距離不小于250mm；

　　跨度12米的檁條中心線離拼接點的距離不小于350mm。

　　Fig. 11剛架拼接點Fig. 12剛架拼接點

　　2、第一道檁條的位置需要根據檐口節點（天溝大樣）進行調整。

　　Fig. 13外天溝節點

　　3、檁條的安裝方向：Z形檁條上翼緣的肢尖朝向屋脊方向，圖紙中增加示意圖。

　　Fig. 14檁托布置示意圖

　　4、確定屋面是否有預留洞。若有，應根據留洞大小調整檁條間距。

　　5、當柱距≥12米（即檁條跨度≥12米）時，一般每隔一個檁條間距設置一排C形鋼，C形鋼的截面高度可取檁條截面高度的一半，C形鋼設置的位置同拉條。

　　6、屋面檁條設計時，當單坡超過50m或者兩跨，需要在中間正方兩個方向設置斜拉條。

　　7、若使用多段線（PL線）畫圖，應定義線寬。

　　8、檁條節點詳圖中，應仔細核對螺栓孔的位置、檁托板的大小及墊片的尺寸等相關細節。

　　注意：9米跨的檁條單個檁托處設置4個螺栓；

　　12米跨的檁條單個檁托處設置6個螺栓。

　　9、設計墻梁和檁條時，須注意《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》第7.2.14條：在檐口位置，剛架斜梁與柱內翼緣交接點附近的檁條和墻梁處，應各設置一道隅撐。

　　10、屋面檁條的隅撐，應隔一設一，間距不大于3米；

　　在柱頭處應加密（3道或4道）。

　　Fig. 15隅撐設置示意圖

　　11、隅撐的計算見《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》第6.1.6—4條。

　　12、隅撐與檁條的連接，不宜設計成雙螺栓；

　　若單螺栓計算不能滿足要求，可考慮加密隅撐，減小單個隅撐的受力。

　　二、墻梁部分

　　1、墻梁計算和畫圖前，應先確定墻面材料。若為夾芯板（或稱“橫板”），則墻梁間距均采用1米；

　　若為普通壓型鋼板（或稱“豎板”），則墻梁間距不大于1.5米即可。

　　2、一般每隔5道拉條設置一對斜拉條，以分段傳遞墻體自重。

　　《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》第8.4.2條。

　　Fig. 16拉條設置示意圖3、若使用多段線（PL線）畫圖，應定義線寬。

　　4、墻梁立面布置圖中，最下面一根墻梁標高和砌體墻壓頂圈梁標高的確定，常用的方法有兩種：

　　（1）將墻梁的標高定為1.5左右（以1.2米高的砌體墻為例），壓頂圈梁頂標高定為1.2；

　　標高1.5左右的墻梁遇窗戶處斷開，壓頂圈梁在窗框對應的位置增設預埋件。

　　（2）將墻梁的標高定為1.2米，壓頂圈梁頂標高定為：1.2－墻梁翼緣寬。

　　注意：無論按照哪種方法確定標高，都需要核對建筑圖紙中此處的節點大樣，以便與建筑圖紙保持一致。

　　Fig. 17 方案一Fig. 18 方案一Fig. 19 方案二Fig. 20 方案二5、廠房內隔墻墻梁注意以下地方：

　　（1）有走道板的地方，縱向內隔墻的拉條無法通過；

　　（2）橫向內隔墻的墻梁需要避開吊車梁與吊車軌道。

　　6、有豎向窗時應注意，窗框（包括豎向的窗框和窗頂、窗低墻梁）的構件尺寸應通過計算確定。

　　Fig. 21窗框圖一Fig. 22窗框圖二

　　7、當廠房大門是提升門時，設計時注意下列內容：

　　（1）門柱需延伸至門高×2+500的高度；

　　（2）大門所承受的風荷載會通過導軌傳給門柱，計算門柱時要考慮此荷載；

　　（3）核對大門上方是否有足夠的空間：高度方向是否滿足門高×2+500；

　　是否有走道板、系桿等構件，走道板和系桿離墻邊應留一定的距離，以便讓導軌和大門升上去。

　　Fig. 23提升門一Fig. 24提升門二

　　8、當廠房大門是推拉門時，需在門梁上部設置一根H型鋼（或雙槽鋼、雙C形鋼）用于固定懸掛推拉門的導軌，計算此H型鋼時，應考慮通過導軌傳過來的大門所承受的風荷載，以及門的重量。

　　Fig. 25推拉門一Fig. 26推拉門二

　　9、注意常用雨篷詳圖的適用范圍和計算條件，雨篷梁并非雙墻梁就夠，須計算確定雨篷梁的構件大小。雨篷懸挑長度一般取≤1米。

　　10、墻梁節點詳圖中，應（與墻梁立面布置圖）核對是否缺少墻梁連接節點，并應仔細核對螺栓孔的位置、檁托板的大小及墊片的尺寸等相關細節。

　　注意：9米跨的墻梁單個檁托處設置4個螺栓；

　　12米跨的墻梁單個檁托處設置6個螺栓。

　　11、核對墻面是否有預留洞（主要是暖通專業）：

　　（1）核對洞口是否碰墻梁。若碰墻梁，應與相關專業商量調整；

　　（2）若洞口需放置一些較輕的設備（例如軸流風機），應增加節點做法。

　　Fig. 27洞口節點做法

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