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中、重型厂房结构设计
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钢结构设计考试重点缩印1
一、门式钢架
1、门式刚架结构形式：按跨度单跨 双跨 多跨；按层面坡脊分 单脊单坡 单脊双坡 多脊多坡 2、摇摆柱：单脊双坡多跨刚架，无桥式吊车房屋，与雪荷载或者屋面均布荷载中的较大值同时考虑③施工或检修荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑④多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定⑤当需要考虑地震作用时，风荷载不与21、拉条作用：防止檩条侧向变形和扭转，并且提供X轴方向的中间支点
22、拉条位置：檩条跨度大于4m中间设置 跨度大于6m三分点出各设置一道
钢架不是很高，且风荷载不是很大时 中柱宜采用两端铰接的摇摆柱，计算长度系数玩取1.0 3、门式刚架结构支撑和刚性系杆的布置原则：(1)在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系（2）在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系（3）端部支撑宜设置在温度区段端部的第一或第二个开间（4）当房屋高度高度较大时，柱间支撑应分层设置，当房屋宽度大于60m，内柱列宜适当设置支撑（5）当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆（6）在刚架转载处应沿房屋全长设置刚性系杆（7）由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑（8）刚性系杆可由檩条兼任此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H形钢或其他截面形式的杆件
4、支撑构件设计：交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计；非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆可按压杆设计
5、节点形式：梁与柱的连接节点、梁与梁的拼接节点、柱脚
6、门式刚架柱脚：一般采用平板式铰接柱脚；当有桥式吊车或钢架侧向刚度过弱时采用刚性柱脚 7、节点设计：斜梁与柱的刚性连接，采用高强度螺栓----端板连接
三种形式：端板竖放 端板斜放 端板平放
8、节点验算内容：①端板厚度②高强螺栓强度③节点强度④腹板强度
9、设计伸缩缝目的：若建筑物平面尺寸过长，因热胀冷缩的原因，可能导致在结构中产生过大的温度应力，需要在结构一定长度位置将建筑物分成几部分，防止房屋因气候变化而产生裂缝。做法：设置双柱，在搭接檩条的螺栓处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许涨缩
10、门式钢架荷载：永久荷载：结构构件自重和悬挂在结构上非结构构件的重力荷载；
可变荷载:屋面活、雪、积灰、吊车、风、地震荷载 11、荷载组合原则：①屋面均布荷载活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值②积灰荷载应
地震荷载作用同时考虑。
12、内力组合：①最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值②最大弯矩Mmax和同时出现此案的V及N的较大值③最小轴压力Nmin和相应的M及V 13、腹板屈曲后的强度利用：①工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板的高度变化不超过60mm/m时②横向的加劲肋间距宜取hw---2hw③受弯受压板幅利用屈曲后强度时按有效宽度计算其截面几何特征
14、变截面柱：①在钢架平面内的计算长度方法：查表法 一阶分析法 二阶分析法；②柱验算内容：强度、刚度、平面内整体稳定、平面外整体稳定、局部稳定
15、斜梁的验算内容：①当边坡不超过1：5时，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和钢架平面外的稳定，不计算平面内的稳定②当斜梁上翼缘承受集中荷载处不设横向加劲肋时，验算腹板上边缘正压力、剪应力和局部压应力共同作用时的折算应力应力外，尚应验算腹板压皱（屈皱）验算；③即强度、刚度、局部稳定、平面外稳定
16、隅撑设计：实腹式刚架斜梁的两端为负弯矩区，下翼缘在该处受压。为了保证梁的稳定，常有必要在受压翼缘两侧布置隅撑（山墙处刚架仅布置在一侧）作为斜梁的侧向支撑，隅撑的另一端连接到你檩条上，能对隅撑提供不动支承点
17、隅撑布置：隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的16235/Fy倍
18、如何保证压型钢板翼缘受压时全部有效：设置尺寸适当的中间纵向加劲肋
19、加劲肋要求：①加劲肋必须有足够的刚度②中间加劲肋间距不能过大
20、檩条分类:①实腹式(檩条跨度小于等于9米）②格构式（屋面荷载大或檩条跨度大于9米）
布置：一般等间距布置屋脊两侧各布置一道，天沟附近布置一道檩条
21、檩条计算原理：按双向受弯构件计算内力
验算内容：①当尾部能阻止檩条的失稳和扭转时，验算强度②当尾部不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时，验算整体稳定。③变形计算（垂直于尾面方向的挠度）
23、撑托的目的：阻止檩条端部截面的扭转，以增加其强度稳定性
24、济南郊区一轻钢门式刚架结构，没有吊车，列出刚架内力计算时可能的荷载组合形式 (1)截面强度和稳定性计算1.2x永久荷载+0.9x1.4x[积灰荷载+max{屋面均布活荷载、雪荷载}]+0.9x1.4x风荷载 （2）锚栓抗拉计算1.0x永久荷载+1.4x风荷载
二、中重型厂房
1、托梁/托架作用：通常在拔柱处设一构件来支撑屋架，上承屋架下传柱子（简支受弯构件） 2、柱的形式：实腹式 格构式 分离式
3、肩梁 ：阶形柱无论是实腹式还是格构式，均已肩梁将其各部分连在一起形成整体；分单腹壁和双腹壁
4、柱间支撑作用：①提高纵向刚度②承受厂房山墙风荷载、吊车纵向水平荷载、地震荷载③决定柱在框架平面外的计算长度
5、桁架外形：三角形 梯形 平行弦
6、桁架受力更合理：①对弦杆来说：使各节间弦杆的内力相差不太大②对腹杆来说：应使长杆受拉短杆受压
7、屋盖支撑作用：①保证屋盖结构的集合稳定性②保证屋盖的刚性和空间整体性③为弦杆提供适当的侧向支撑点④承担并传递水平荷载⑤保证结构安装时的稳定和方便
8、屋盖支撑分类：①上弦横向水平支撑②下弦横向水平支撑③纵向水平支撑④垂直支撑⑤系杆 9、屋盖支撑杆件的选取：①受力较小时，按容许长细比②受力较大时，除满足长细比外尚需按桁架体系内力计算确定杆件截面
10、系杆布置原则：在垂直支撑平面内设置上下弦系杆，屋脊节点及主要承重节点设刚性系杆，天窗侧住处及下弦跨中或跨中附近设柔性系杆。 11、厂房内力计算：将单层厂房结构化为平面刚架来分析
12、内力组合：（M最大正，V）(M最大负，V)(V最大正，M)(V最大负，M)
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单项选择题
某电力炼钢车间单跨厂房，跨度30m，长168m，柱距24m，采用轻型外围结构，厂房内设置两台Q=225/50t重级工作制软钩桥式吊车，吊车轨面标高26m，屋架间距6m，柱顶设置跨度24m的托架，屋架与托架平接，沿厂房纵向设有上部柱间支撑和双片的下部柱间支撑，柱子和柱间支撑布置如图(a)所示。厂房框架采用单阶钢柱，柱顶与屋面刚接，柱底与基础假定为刚接，钢柱的简图和截面尺寸如图(b)所示。钢柱采用Q345钢，焊条用E50型焊条，柱翼缘板为焰切边，根据内力分析，厂房框架上段柱和下段柱的内力设计值如下：
上段柱：M1=2250kN&m Nl=4357kN V1=368kN
下段柱：M2=12950kN&m N2=9830kN V2=512kN
阶形柱采用单壁式肩梁，腹板厚60mm，肩梁上端作用在吊车柱肢腹板的集中荷载设计值F=8120kN，吊车柱肢腹板切槽后与肩梁之间用角焊缝连接，采用hf=16mm，为增加连接强度，柱肢腹板局部由-944×25改为-944×30，试问，角焊缝的剪应力(N/mm2)，与下列何项数值最为接近（）
提示：该角焊缝内力并非沿侧面角焊缝全长分布。
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内蒙古科技大学钢结构设计重型钢结构.ppt 216页
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第二章重型厂房结构设计重型钢结构厂房的特点：跨度大、高度大、吨位大。承载能力大，整体刚度大，抗震性能好，耐热（但不耐火），制做安装运输都方便，综合分析可靠性、耐久性和经济性，重型工业厂房最适宜采用全钢结构建造。1．大型冶金厂房：如炼钢车间、轧钢车间，如鞍钢，首钢，武钢，宝钢的主要厂房都是钢结构。2．重型机械制造厂房：如大型电机装配车间，通常大型装配车间配有双层吊车。3．大型造船厂，火力发电厂，飞机制造车间，通常采用平板网架结构。2.1结构形式和结构布置单层厂房钢结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁（或制动桁架）、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??由柱和它所支承的屋架或屋盖横梁组成，是单层厂房钢结构的主要承重体系，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基础。(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、吊车梁等组成单层厂房钢结构的纵向框架，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构连成空间的整体结构，从而保证了单层厂房钢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。在某些单层厂房钢结构中，由于工艺操作上的要求，还设有工作平台。1、结构选型及整体布置，根据工艺要求，确定厂房的长、宽尺
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