1、钢结构参观认知课程名称： 钢结构-房屋建筑钢结构设计 题 目： 轻、重型厂房及多层及高层房屋结构认知 院（系）： 西建大华清学院 专业班级： 土木 1306 班 姓 名： 张茂晨 学 号： 41 号 2016 年 6 月 5 日多层及高层房屋结构多层房屋民用建筑：2-9 层或房屋高度不大于 28m 的住宅建筑以及房屋高度不大于 24m 的其他民用建筑；高层房屋民用建筑：10 层和 10 层以上或房屋高度大于 28m 的住宅建筑以及房屋高度大于 24m 的其他民用建筑。多、高层钢结构设计主要在于侧向荷载作用，关键因素是抗侧移刚度（静力刚度和动力刚度）。根据侧向荷载作用效果的功效，分为纯框架体系（
2、构造复杂，用钢量多），柱支撑体系（施工简单，结构变形大），框-支撑体系（混合体系，要保证刚度），框剪体系，筒体（框筒，筒中筒，桁架筒，束筒），巨型框架，巨型框架屈曲约束支撑框架。 剪切变形模式：纯框架结构；弯曲变形模式：抗剪结构，筒体结构。除了风荷载外还有地震荷载，高层民用建筑钢结构技术规程规定如下。建筑抗震设计规范规定，超过 12 层的钢结构应采用偏心支撑框架，顶层可以用中心支撑；不超过 12 层的钢结构宜采用中心支撑，有条件也可采用偏心支撑，除此之外也可采用上表延性墙板，屈曲约束支撑作为抗侧力构件。目的使其发生局部破坏，而不影响整体结构。交叉支撑 人字支撑 单斜支撑 中心支撑：以上三种,不
3、宜采用 K 形支撑；支撑的轴线宜交汇于梁柱构件轴线的交点偏心支撑：偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接，并在支撑与梁交点和柱之间或同一跨内与另一支撑与梁的交点之间形成耗能梁段。门架式，单斜杆，人字形，V字形。采用屈曲约束支撑时，宜采用人字支撑、成对布置的单斜杆支撑等形式，不应采用 K 型或X 形，支撑与柱堵塞夹角宜在 3555之间。屈曲约束支撑受压时，其设计参数、性能检验和作为一种消能部件的计算方法可按相关要求设计。普通支撑和屈曲约束支撑的对比钢板剪力墙轻型门式刚架厂房门式刚架为一种传统的结构体系， 该类结构的上部主构架包括 刚架斜梁、 刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式刚架
4、轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式 刚架轻型房屋钢结构起源于美国，经历了近百年的发展，目前已成为设计、制作与施工标准相 对完善的一种结构体系。轻型门式刚架房屋组成力学原理:门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。刚架:刚架柱和梁均采用截面 H 型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。支撑、系杆:刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。柔性支撑为圆钢。系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。屋面檩条、墙梁:一般
5、为 C 型钢、Z 型钢。承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。隅撑:就是在靠边墙角的部位、梁与柱之间、梁与檩、柱与檩之间的支撑杆。墙面上的叫墙隅撑，屋面上的叫屋面隅撑。设置隅撑的目的一是为了保证构件的平面外的稳定性，减小构件平面外的计算长度；二是为了解决屋盖梁下翼缘受压时的弯扭失稳问题。隅撑对檩条有一定的支承作用，但当仅在屋盖梁受压翼缘单侧布置隅撑时，此时隅撑不再能支承檩条，而其轴向力可能反而要加大檩条的弯矩，对檩条受力不利。双重肩梁檩条吊车梁屋面支撑柱间支撑拉条的作用是与檩条（与斜拉条相连的两根檩条）和撑杆一起组成几何不可变体系。因为对于屋脊处檩条在屋面受力时，由于存在屋面坡
6、度，使得檩条在弱轴方向受力，如果没有斜拉条和撑杆，檩条在弱轴方向将会产生变形。重型厂房厂房结构的组成厂房结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁（或桁架）、各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系。这些构件按其作用可分为下面几类（1）横向框架 由柱和它支撑的屋架组成，是厂房的主要承重体系，承受结构的自重、风、雪荷载和吊车的竖向与横向荷载，并把这些荷载传递到地基。（2）屋盖结构 承担屋盖荷载的结构体系，包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。（3）支撑体系 包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等， 它一方面与柱、吊车梁等组成厂房的纵向框架，承担纵向水平荷载；另一方面又把主要承重体系由个别的平面结
7、构连成空间的整体结构，从而保证了厂房结构所必需的刚度和稳定。（4）吊车梁和制动梁（或制动桁架）主要承受吊车竖向及水平荷载，并将这些荷载传到横向框架和纵向框架上。（5）墙架 承受墙体的自重和风荷载。此外， 还有一些次要的构件如梯子、走道、门窗等。在某些厂房中，由于工艺操作上的要求，还设有工作平台。厂房结构的框架形式厂房的主要承重结构通常采用框架体系，因为框架体系的横向刚度较大，且能形成矩形的内部空间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接，而柱顶可分为铰接和刚接两类。柱顶铰接的框架对基础不均匀沉陷及温度影响敏感性小，框架节点构造容易处理，且因屋架端部不产生弯矩，下
8、弦杆始终受拉，可免去一些下弦支撑的设置。但柱顶铰接时下柱的弯矩较大，厂房横向刚度差，因此一般用于多跨厂房或厂房高度不大而刚度容易满足的情况。当采用钢屋架、钢筋混凝土柱的结构时，也采用铰接框架形式。反之，在厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度要求较高时，钢结构的单跨厂房框架常采用柱顶刚接方案。在选择框架类型时必须根据具体条件进行分析比较。厂房的结构布置厂 房 的 柱 网 布 置 要 综 合 考 虑 工 艺 、 结 构 和 经 济 等 诸 多 因 素 来 确 定 ， 同 时 还 应 注意符合标准化模数的要求。柱网布置首先要满足生产工艺流程的要求，包括预期 的 建和 工 艺 设 备 更 新 的 需
9、求 。 这 些 要 求 往 往涉 及 到 设 备 基 础 ， 地 下 管 沟 等 与 柱 基 础的 协 调 布 置 。 柱 网 布 置 必 须 满 足 结 构 上的 要 求 ， 在 保 证 厂 房 具 有 必 需 的 刚 度 和强 度 的 同 时 ， 注 意 柱 距 和 跨 度 的 类 别 尽量 少 些 ， 以 利 施 工 。 柱 柜 的 大 小 ， 直接 影 响 着 布 置 在 柱 距 间 的 构 件 (如 檩 条 ，吊 车 梁 等 )的 截 面 大 小 。 加 大 柱 距 一 般可 减 少 处 理 地 基 的 费 用 和 基 础 的 造 价 ，但 将 使 布 置 在 柱 距 间 的 构 件
10、 的 材 料 增 加 。因 此 ， 合 理 的柱 网 布 置 应 使 总 的 经 济 效 应 最 佳 。 一 般 地 ， 在 跨 度 不 小 于 30m、 高 度 不 小 于 于 14m、吊 车 额 定 起 重 量 不 小 于 50t 时 ， 柱 距 取 12m 较 为 经 济 ； 参 数 较 小 的 厂 房 取 6m 柱距 较 为 合 适 。 如 果 采 用 轻 型 围 护 结 构 ， 则 取 大 柱 距 15m， 18m 及 24m 较 适 宜 适 宜 。位 于 软 弱 地 基 上 的 重 型 厂 房 ， 应 采 用 较 大 柱 距 。 在 一 些 工 业 部 门 ， 为 了 满 足 工艺要求，厂房亦可呈多跨形式。随着我国社会经济的发展，各种工业厂房的建设日益加快。钢结构形式的重型工业厂房无疑具有其它结构形式所不具有的显著优势。采用何种结构形式和结构布置应该综合考虑生产工艺，经济技术等因素的影响。随着我国钢产量的增加，采用全钢结构的重型厂房将越来越普遍。柱间支撑：抵抗山墙风荷载，吊车纵向水平荷载，纵向地震力，为厂房提供纵向刚度。上层柱间支撑下层柱间支撑桁架形式屋盖支撑及作用：保证屋盖结构几何不变稳定性；保证屋盖刚度和空间整体性；为弦杆提供侧向支承点；承担并传递水平支撑；保证结构安装时的稳定与方便。
