网站地图 全国服务热线: 18506320251

山东三维钢结构厂房加工公司

全国服务热线:18506320251
邮 箱:sunway@svbuilding.cn
网 址:http://www.sv-changfang.com
地 址:山东省滕州市益康大道858号

您现在的位置: 主页 > 新闻资讯 > 行业资讯 >

行业资讯

单层多跨钢结构厂房结构设计分析

人气:发表时间:2020-02-10

  对于单层多跨钢结构厂房的结构设计以及地震作用分析,必须清楚认识单层多跨钢结构厂房组成,具体包括柱子、屋顶等,主要建造材料为钢结构,是十分常见的工业厂房类型。当前工作现代化发展步伐加快,与此同时很多冶金领域发展范围扩展,对单层多跨钢结构厂房结构设计及地震作用提出严格要求。改善传统钢结构厂房施工中,使用年限短、自身重、不可回收等局限,真正做到单层多跨钢结构厂房的节能环保结构设计,延长其使用年限的同时,将施工周期缩短,减轻自身重量,为工业发展全面贯彻绿色节能环保理念创造条件。
  单层多跨钢结构厂房
  1 单层多跨钢结构厂房结构设计分析
  
  面对工业现代化发展对厂房结构提出的高要求与标准,积极提出单层多跨钢结構厂房设计理念,并且结合实际厂房设计需要,不断优化结构设计理念,积极从在钢结构厂房设计期间,动力特性与结构钢设计角度出发,充分认识到单层多跨钢结构厂房对工业化发展的重要性。
  
  1.1 动力特征钢结构设计研究
  
  单层多跨钢结构厂房设计过程中,必须认识到动力特征对钢结构设计的重要性。在进行结构设计期间,动力特征分析需要有限元软件SPA的支持完成操作。有限元软件SPA具体包括有点单元、体单元、线单元与面单元。四个单元分别对单层多跨钢结构厂房的结构设计进行分析。具体体现在静动力计算、有限元、线性、非线性等方面。有限元软件主要从单层多跨钢结构角度出发,对厂房空间进行动力特征分析,从而确定厂房空间结构。结合动力特征分析的方式,提前建立好空间结构模型,利用空间结构模型划分具体单元,同时采取网格划分的方式,实现墙面板、檩条以及屋面板等在单层多跨钢结构厂房中的自重减轻,实现钢柱梁重力的均摊[1]。利用有限元软件对模型中结构设计展开分析,及时将厂房空间结构情况加以了解,随后制定不同阶层的振型图,理清其中模型变化周期,及时统计特征频率表。根据有限元软件对钢结构厂房中一榀钢架的研究与动力特征分析,认识到一榀钢架其振型全部为平面外围状态,并且与其他位置的钢结构相比刚度较小,如果不能有效控制,极易出现左右摆动,影响钢结构厂房的结构安全。观察钢结构厂房结构设计振型图,结构设计的不同阶段,变形方向、钢结构位移等都存在明显区别,其中变形也划分为多种模式,比如扭转变形、整体变形或者平动变形等。钢结构顺着一个方向延伸,其中结构中很多位置都会出现较大位移变化,这期间就需要在结构设计中注意,控制钢梁截面大小,以此来控制钢结构的位移变化。但是相对方向如果支撑力不足,也会出现扭转变形现象,所以在实际钢结构厂房的结构设计中,必须注意双向钢结构位移情况,防止各种变形问题的出现。
  
  1.2 单层多跨钢结构厂房结构设计
  
  钢结构厂房结构设计中,还要根据单层多跨结构设计要求,综合考虑其多方面影响因素,必须做到每个结构设计都能够得到有效控制。单层多跨钢结构厂房结构设计中,厂房的钢梁、横纵跨度以及厂房柱网等,都会影响到最终结构设计质量。钢结构厂房结构设计中,柱网设计必须根据国家相关标准与规定进行结构设计,并且在结构设计中,充分考虑施工与维护工作,为柱网后期维护创造有利条件,确保随时能够检查柱网的柱距是否统一[2]。根据检查情况确定厂房横纵跨度与刚度,进而满足钢结构厂房建筑对柱网结构的需求,提高单层多跨钢结构厂房结构设计的安全性、功能性与经济性、钢结构厂房柱网设计期间,还涉及到钢结构厂房的伸缩缝位置、尺寸等方面,这些方面的科学设计,保证厂房横纵柱网尺寸。具体设计中需要注意,厂房横向跨度、纵向跨度之间,必须确保柱距符合厂房结构设计规定。其中厂房横向跨度中,设计主要以3m倍数为主,纵向柱网尺寸设计则以6m为主。钢结构厂房设计过程中,横向跨度设计期间,需要考虑到厂房中设备、生产线、物流、管理以及人员流动等因素,还要结合钢结构厂房结构设计要求与厂房实际应用等,选择专业团队进行技术分析与规划,确保单层多跨钢结构厂房结构设计的科学合理。   2 单层多跨钢结构厂房的地震作用研究
  
  不管是任何建筑,都必须认识到抗震的重要性。单层多跨钢结构厂房在结构设计中,也需要结合当地自然情况,增强钢结构厂房的地震作用,从而保证钢结构厂房的安全与工业发展的安全。对于单层多跨钢结构厂房地震作用,主要从地震作用特点分析、计算、地震作用分析等方面展开。
  
  2.1 地震作用特点
  
  单层多跨钢结构厂房设计中,地震作为其建筑结构安全设计的重要影响因素,一直困扰着钢结构厂房结构设计发展,并且十分受到工业行业的关注与重视。钢结构厂房设计中,抗震设计是设计师研究重点环节。当前我国对建筑结构要求越来越严格,在此背景下,传统工业发展行业积极创新改革,不断采取有效措施提高工业生产厂房的抗震能力,并且提高结构设计质量。但是抗震设计中,频繁出现雪荷载加大、风荷载加大、自然因素变化频繁等情况,相对来讲在一定程度上增加了厂房建筑的造价,所以为工业发展带来巨大压力。特别是部分工业生产建造中,对于厂房建筑的钢材使用量并不大,不能满足厂房承压需求,与轻钢厂房结构设计要求与经济性严重不符,体现出厂房建筑施工的局限性,缺少经济适用性[3]。面对这种情况,必须认识到钢结构厂房在实际结构设计中的不足,从地震作用角度进行分析,由此进一步提高单层多跨钢结构厂房设计科学性,并且增强钢结构厂房的实用性。地震作用的分析,其本身能够为建筑结构设计提供参考,尤其是具体设计中,能够根据掌握的地面运动制定适当结构设计方案,对地质变化进行间接性动态监督,具体考虑因素包括地震速度、加速度与位移等。结合具体地震发生的特點,突发性、偶然性与短暂性、破坏性等,分析这期间厂房结构出现的短暂性动力变化,具体体现在横向与竖向作用方面。通过相关实践研究发现,相较于水平地震作用,其本身作为单层跨度钢结构厂房,因为涉及范围广,所以必须结合地震作用特点,准确计算相关数据,确保地震作用计算到位,钢结构厂房的结构设计到位。
  钢结构厂房设计图纸
  2.2 地震作用计算
  
  地震作用计算,主要包括底部剪力法、时程分析法与振型分解反应谱法。其中振型分解反应谱法计算,基本原理在于单自由度体系加速度计算,结合相关数据准确设计出反应谱,同时根据地震作用运行与分解原理,准确从振型角度出发进行地震计算。统一振型对应地震作用效应,并且按照自由度体系将地震效应呈现出来。此方法计算比较适合自由度体系地震作用计算。相较于振型分解反映谱法,时程分析法,则以结构基本运动方程为着入点,准确记录地面加速度,并且通过方程积分的方式,准确分析出整个时间段的地震作用。将地震波带入到地震作用计算中,从地震开始到结束一直进行积分,将此方法与底部剪力法相结合,严格控制地震内力情况,防止钢结构厂房出现较大变形,跟随规律变化而调整结构设计,所以时程分析法在单层多跨钢结构厂房结构设计中最为适合。
  单层多跨钢结构厂房设计图纸
  2.3 地震作用对单层多跨钢结构厂房的影响研究
  
  单层多跨钢结构厂房结构设计过程中,必须严格遵循《建筑抗震设计规范》要求,并且结合当地实际发展情况,科学展开抗震设计。单层多跨钢结构设计,结合地震加速计算数据,将其设计为0.2g,并且梳理其中特征周期,根据实际情况周期设置0.56s。一般情况下单层多跨钢结构厂房,其本身的工程结构复杂、跨度较大,因此结构设计中在地震作用下,积极进行数据采集,掌握钢结构厂房结构设计中的关键节点,选择重要节点,准确分析数据与统计数据,确保钢结构厂房中涉及到的每榀钢架编号都十分明确[4]。完成数据采集之后,计算地震作用利用时程分析法,记录地面加速度,绘制地震加速度反应谱。准确分析地震反应谱中所展示的振幅、频谱等内容。并且根据地震变化影响系数,将其与动力系数、结构设计因素相结合,由此增强单层多跨钢结构厂房抗震结构设计,提高钢结构厂房结构设计的安全能力。
  
  3 单层多跨钢结构厂房结构设计注意事项
  
  对于单层多跨钢结构厂房的结构设计,积极发挥地震作用的同时,在实际结构设计中还要注意以下事项:第一,在单层多跨钢结构厂房设计过程中,必须对柱网尺寸严格把控。准确计算柱网尺寸,确保柱网尺寸符合施工要求的同时,将其与厂房施工的地址条件相互参考,从而确保打桩方法制定合理。单层多跨钢结构厂房在施工建设期间相对复杂,注意钢结构横向与竖向变化,科学控制方法基础上,设计好维护的结构形态,进而确保钢结构厂房施工安全。第二,注意单层多跨钢结构厂房结构设计期间,柱类型的选择至关重要。柱的长度、宽度等都要十分精确,根据自身建筑可能产生的负荷,将其科学分散到柱的身上,减轻钢结构厂房本身的承载压力。通过分离式的结构设计,拉大柱与柱之间的距离,充分利用柱惯性矩变化,保证钢结构厂房结构设计的稳定性。
  
  综上所述,单层多跨钢结构厂房结构设计与地震作用分析,对钢结构厂房的安全至关重要。科学的结构设计帮助钢结构厂房有效控制施工成本,同时真正实现现代化工业发展要求,做到节能环保。地震作用提高结构设计抗震能力,保证钢结构厂房的建设与使用稳定性。