结构工程师钢结构厂房设计应注意问题三

同程教育（）专注于个性化人力资源开发与管理今同程，为明天！同程社区（club.toonedu.com）教育培训互动交流平台同人网（）教育培训网络营销平台结构工程师：钢结构厂房设计应注意问题（三）钢结构厂房砖砌内隔墙稳定计算问题——现手头设计这样一个工程，厂房长73.1m，宽47.3，柱距7.2m，檐口5.2m，双坡屋面，有中柱，半跨23.65m，现场复合屋面，砖砌外墙、内隔墙，在验算高厚比是有疑问，还望高手指点，1.在计算外墙高厚比时，以柱距7.2m为横墙间距（显然是刚性方案）计算，但是刚架是否能作为外墙的横墙，门钢与砌体规范是不一样的，本设计钢柱柱脚是铰接，柱顶侧移按照门钢规范控制（1/240），但是砌体规范4.2.2要求作为横墙条件是最大侧移H/4000，按照砌体规范要求控制侧移，又要增加用钢量且很难满足，业主也不干，不知做过这方面设计得如何解决？2.最麻烦是有一道内隔墙，在两品刚架之间的三分之一处，一直砌到内屋面板底，s=47.3m，只能是弹性方案，理论计算很难满足，别人告诉我，按照抗风柱间距加构造柱，3.6m处加一道圈梁，砖墙顶部加一道圈梁，构造柱顶用弹簧板与屋面系杆连接，这种方式是否合理？我想知道中间3.6m处加的圈梁是否能砖墙的计算高度减半？我认为砖墙加壁柱、加构造柱不能改变整面砖墙的计算高度，靠砖墙加壁柱、加构造柱来保证墙体稳定是不够经济的，保证稳定最重要的方式是控制横墙间距，——问题一；1．参见《砌体结构设计规范》6.1.2.1．当b/s≥1/30时，圈梁可视作壁柱间墙或构造间墙的不动铰支点（b为圈梁宽度）．圈梁宽为240，240X30=7200，即可加圈梁来减少墙的计算高度．2．柱顶侧移按照门钢规范控制（1/240），与砌体结构刚度不协调．可用刚体转动的方法设计，将外墙设计成依附于钢柱的一快刚体．不做外墙条基，外墙重量由地基梁承担．地基梁座于钢柱牛腿上．这样就释放了墙体与地面的转角．3．宜沿钢柱做构造柱，增强墙体与钢柱的整体性（拉筋连接），以利于抗震．问题二；1．做钢筋混凝土壁柱，壁柱柱脚应刚接，既应做独立基础，壁柱施工完后，再砌墙．2．钢筋混凝土壁柱与屋面钢结构，用弹簧板连接，传递水平力，释放垂直位移．3．墙顶应做压梁．压梁与屋面钢结构要有适当的间隙．门刚推荐轻质（柔性）墙板作维护，是有道理的．避免了主体结构与维护结构刚度不协调的矛盾．混凝土柱上加钢屋架梁，推力解决？如果钢屋架梁指的是H型钢，有如下几种处理；1.钢梁两端加张紧拉条，且有竖向拉条与横向拉条连接2.钢梁支座与混凝土柱连接处的螺栓孔作成长圆孔。混凝土柱为脆性材料，而钢梁为柔性材料，如何做成刚接？做成铰接比较合适。30米跨度，15米高。原设计用钢屋架，钢砼柱已经做完，甲方非要改钢梁。只好做个2米高的门式刚架，柱脚铰接，经计算，柱头在水平力的作用下位移过大，只好加上个水平拉杆，经计算须用36圆钢，施工难度太大，后改为24.5的油浸钢丝绳，上完恒载后拉了7吨的预应力。同程教育（）专注于个性化人力资源开发与管理今同程，为明天！同程社区（club.toonedu.com）教育培训互动交流平台同人网（）教育培训网络营销平台原则上来说，钢梁水平力不能有，否则，推力混凝土悬臂柱难以承受。1.假如水平推力2吨，柱高7米，则弯矩140kn.m，试想要多大配筋。400X400的砼柱，单侧也得配3@25（没好好算，估的）；2.一般，钢梁与柱顶用螺栓连接；考虑抗拔是主要的。3.水平力可以靠椭圆空释放，虽然水平力还会有一点，但好很多。4.要做得严格，应该节点处设置圆钢做成辊轴的支座。5.如果要刚接，也是可以的，只是螺栓可能稍多一些；梁断面也必须根据刚接设计了。一个38m跨度的钢梁，混凝土柱结构，本人采取下弦下折的屋架形式，但又不是屋架，本人建议你看看工业建筑的一篇有关下弦下折的钢屋架文章——一端平板支座，一端橡胶支座。对于跨度较小的此种轻钢屋盖可以做成简支梁，简支梁下翼缘拉平，上翼缘根据屋面坡度调节（一般屋面坡度要做的小的点），这样还可以便于梁下吊顶。我做36M的钢屋盖时候，是采用两端滑动（长圆孔25X60）处理的，长圆孔的长度必须考虑大于总的位移的1/2，否则锚栓易被剪断（只有两个）。屋架间的水平刚性系杆很重要。钢梁下加一短钢柱，钢柱与混凝土柱铰接与钢梁刚接——我亦处理过这类问题，跨度为27米，有吊车，如果用简支或铰接，则很难满足变形的需要，我们是采用刚接，工程实践也可以，只是施工上有些难度而已，不能把问题绝对化。节点处理上，我们参考了劲性（钢骨）砼的有关规程。建成后使用效果也不错，需要改进的是，如何使节点的设计能便于施工。此论题很有兴趣。论点有几条：1，刚接；2，铰接；3，一端铰支，一端按滑动铰；在这里讲一件我亲身经历的此连接的工程实例。供大家在设计中参考。1974年我在北京一个长途汽车站的工地现场进行指挥钢屋架的安装作业。工艺如下：1，钢屋架吊装就位。初步连接螺栓（此时螺栓不紧）；2，对钢屋架位置进行调整（对十字线）；3，用两组杉搞在钢屋架上弦进行临时固定（此时吊勾不松。）；4，用线坠检查钢屋架的垂直度。用两组杉搞进行调整钢屋架的垂直度。5，紧固钢屋架的地脚螺栓；6，焊接；7，履带吊变幅，松钩（此时只能变幅，如松钩则履带吊大臂由于会弹作用，将钢屋架拉偏）；8，安装各类支承；9，吊装大型屋面板。就这样完成了两榀钢屋架（一个节间）的安装作业。这时设计院的同志来了。说这样不行。设同程教育（）专注于个性化人力资源开发与管理今同程，为明天！同程社区（club.toonedu.com）教育培训互动交流平台同人网（）教育培训网络营销平台计是一端铰支，一端按滑动铰支座的。可是我们当时执行不了此设计。按此设计作业。钢屋架在安装中非常不稳定，很危险！最后商量还按原安装工艺执行。以后我在设计钢屋架和柱子时。将安装工艺因素考虑进去。使钢屋架的理论受力状态与实际接近。1.在两个脚支座处加个拉杆，不美观，但很多业主还是接受了。2.加一小截钢柱，与梁钢接，这样可以把水平推力转化为弯矩由刚接节点吃掉大部分。3.最好的方法，与第一点类似，而且我在ABC，扎米尔的手册上都见过——把简支梁的下翼缘拉成水平就行了，这样理论上是有水平推力的，但大家想一想，这个下翼缘与第1点的圆钢拉杆可以起到相同的作用呀！实际是没有推力的。如果下翼缘向下变截面并且低于了两边的铰支座，效果相同的。别光看软件的设计反力。1与钢结构有关的几个比较实用的问题——在以前的工程中遇到以下几个问题，请各位高手发表意见：1.钢结构厂房屋面z型连续檩条的计算及搭接所需的长度？2.吊车梁牛腿弹簧垫板何时与牛腿焊接？3.当地基持力层较深时有什么处理方法？4.门式钢架中夹层的设计：a.用pkpm软件计算时，如何建模计算？b.其计算结果中为什么有时会出现“柱超筋”？c.楼板配筋计算：有压型钢板与无压型钢板时计算的区别及构造要求？d.组合梁中剪力钉是否可以等同与栓钉直径的短钢筋来代替？若可，是用圆钢还是螺纹钢？若用弯筋，其弯起方向及构造有何要求？e.简支钢梁的设计是否考虑剪力钉的作用（无压型钢板时）？5.钢结构厂房中防火墙的设计问题：防火墙是否可以用压型钢板墙体？在钢结构厂房中常用何种防火墙（砖墙、砌块墙、压型板轻质墙体）？防火墙是否需要出屋面？若出，有何要求？其与屋面的节点做法？6.若设计抗震缝或沉降缝的两边柱为双柱式，请问其柱的基础如何设计？7.墙面隅撑的设置是否能有效减少柱的平面外计算长度？墙面隅撑需要满足那些要求？其设置间距以多少为宜？减少柱的平面外计算长度常用的方法有那些？平常在钢结构厂房的设计中，结构安全是以平面内控还是平面外控？8.多高层框架结构设计及三维建模和应注意的问题？9.门式钢架支撑系统：柱间支撑（有吊车、无吊车）、门式支撑、屋面水平支撑、系杆（刚性、柔性）、墙架的计算要点（即荷载的统计、内力的分配路径等）？同程教育（）专注于个性化人力资源开发与管理今同程，为明天！同程社区（club.toonedu.com）教育培训互动交流平台同人网（）教育培训网络营销平台10.吊车梁制动板在构造上是否有宽度要求？11.门式钢架无法设计柱间支撑时，如何处理，其计算过程如何？12.天沟排水的计算，落水管直径的选用？13.抗风柱的刚接、铰接分别适用于什么场合？14.吊车及吊车梁部分：a.进行疲劳计算时，应力循环次数的计算方法？b.桥式吊车和梁式吊车式怎样定义的？A1～A8工作制级别是否针对桥式吊车而言？单梁吊车是否可用于重级工作制级别中？15.厂房通风、采光要求及满足其要求而采取的措施？16.车间厂房保温要求的取值，采用多厚的玻璃丝棉及泡沫可满足其要求？17.与吊车梁有关的螺栓用高强螺栓还是普通螺栓，这与吊车的吨位有关系还是与工作制的级别有关系？okok.org18.带有天窗的钢架用PKPM建模的时候天窗架是否建上，如果建上，则输入风荷载的时候如果按照门规的风荷载体型系数，则此系数应如何选取？1.第2个：吊车梁牛腿弹簧垫板在安装柱间支撑的柱子上与牛腿焊接；2.第3个：当地基持力层较深时可以采用端承桩或摩擦桩基础；3.第4个：a．两种建立模型方法：（1）先计算二层的门刚架，然后按三维建立一层的钢框架，然后把门刚架柱底控制内力按节点荷载加在一层的柱头上；（2）先按三维建立一层的钢框架，然后抽取一榀框架再转到门刚里面建立整个的平面门式刚架，在门刚里面可以随意画线建立模型，建议门刚架（包括一层钢柱和柱脚）和一层的平台结构分开出图，这样工作量要少的多；b.“柱超筋”可能是总信息中框架选项你没有选成钢框架；c.压型钢板既可以作为楼板的正筋使用，厚度应该在1.0mm以上，这样楼板底部的配筋就少些，也可以只作为模板使用，厚度的选择满足构造即可，楼板配筋和不使用楼承板是一样的，只是加快了施工速度；d.组合梁中剪力钉不可以用等同与栓钉直径的短钢筋来代替，可以用槽钢和弯起钢筋代替，在＜＜钢结构设计手册＞＞的组合结构章节中有详细的介绍；e.简支钢梁的设计可以考虑剪力钉的作用，可作为组合结构来计算，计算方法参见＜＜钢结构设计手册＞＞中的组合结构，但两端铰接的框架梁按组合结构来分析十分困难，所以我是一般不考虑；4.第5个：钢结构厂房中防火墙用耐火砖砌成即可，防火等级较高的厂房（关于厂房防火等级的分类可参见＜＜建筑设计防火规范＞＞）需要出屋面，并且还要出墙体，两边的窗户的间距也有严格的要求，防火等级较低的厂房的厂房防火墙可以用防火卷帘门．5.第6个：如果两边的地耐力差别不是太大，两个钢柱的基础可以设计成一体的，差别太大的话，两个基础应该分开，只要是怕基础受不了不均匀沉降产生裂缝，不均匀沉降对轻钢结构影响不是很大，可以把两个钢柱之间的距离设同程教育（）专注于个性化人力资源开发与管理今同程，为明天！同程社区（club.toonedu.com）教育培训互动交流平台同人网（）教育培训网络营销平台的大一点，以使两个基础不重叠；6.第7个：墙面隅撑能有效减少柱的平面外计算长度，钢柱设置隅撑，两个隅撑.隅撑与柱底或柱顶之间的距离就是柱的平面外计算长度，设置间距与檩条的设置有关，减少柱的平面外计算长度常用的方法我只知道用隅撑，平面外控只要是保证柱子象扭转之类的大的变形，平面内控主要是防止钢板局部屈曲；7.第8个：多高层框架结构设计主要看整个结构的平面扭转系数是不是1，结构平面是不是规整，最好是矩形，周期分布是不是有规律，节点是否满足，钢柱的长细比和钢梁的挠度以及层间位移等．8.第9个：门式钢架支撑系统基本上是固定不变的，柱间支撑有吊车时采用角钢或方管做，主要看组成支撑的角钢或方管按压弯构件设计，柱间支撑和屋面水平支撑应该布置在同一位置，以便传递水平力到基础和组成几何不变体系，两个柱间支撑的间距有严格的要