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摘要：现代工业自动化的大力发展，全国各地经济技术开发区飞速发展，建国初期的工业厂房已不能满足产能和设备工艺的要求，新的城市规划涉及工业企业整体外迁，在新的工业园里新型钢结构轻型、重型钢结构厂房拔地而起。结合工程实践，从钢结构的设计方面做了较为详细的叙述，并结合工程实例总结重钢厂房的设计概念，仅供参考。
Abstract: Development of modern industrial automation, rapid development of economic and technological development zone all over the country, founding industrial plants can not meet the requirements of production process and equipment, new urban planning involves the overall relocation of industrial enterprises, in the new industrial park, new light and heavy steel structure factory building of steel structure are springing up. Combination of engineering practice, from the steel structure design of a more detailed description of the design concept and combining engineering instance of summing up the Chongqing steel factory building, is for informational purposes only.
关键词：轻钢与重钢；选用的规范；重钢厂房的常规设计
Keywords: light steel and chongqing steel; Choose standard; Chongqing steel plant of conventional design
中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：
轻型钢结构设计规程（上海市标准）是这样来区分轻钢和普钢的： 轻型钢结构房屋没有严格的定义，一般可用主要受力构件的截面组成来区分。 因此以下的结构都可称为轻型钢结构： （1）由冷弯薄壁型钢做成的结构；
（2）由热轧轻型型钢做成的结构； （3）由焊接和高频焊接轻型型钢组成的结构；
（4）由圆管、方管、矩形管等做成的结构； （5）由薄钢板焊成的构件做成的结构； （6）由以上各种构件组合做成的结构。
判定结构为重钢与轻钢结构确实没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断： （1）厂房行车起吊重量：大于等于25吨，可以认为为重钢结构了。
（2）每平米用钢量：大于等于50KG/M2，可认为是重钢结构。 （3）、主要构件钢板厚度：大于等于10MM，轻钢结构用的较少。 另外，还有一些参考值：如每平米造价，最大构件重量，最大跨度，结构形式，檐高等，以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据，当然现在很多建筑都是轻、重钢都有。但有一些我们可以较肯定的说是重钢：如：石化厂房设施、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心，高层或超高层钢结构。 实际上国家规范和技术文件都并没有重钢一说，为区别轻型房屋钢结构，也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广，可以包含各种钢结构，不管荷载大小，甚至包括轻型钢结构的许多内容，轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容，而且范围只局限在单层门式刚架。 轻钢也是一个比较含糊的名词，一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》（GBJ50017－2002）中“圆钢、小角钢的轻型钢结构”，是指用圆钢和小于L45＊4和L56＊36＊4的角钢制作的轻型钢结构，主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构，现已基本上不大采用，所以这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。另一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》所规定的具有轻型屋盖和轻型外墙（也可以有条件地采用砌体外墙）的单层实腹门式刚架结构，这里的轻型主要是指围护是用轻质材料。既然前一种已经快取消，所以现在的轻钢含义主要是指后一种。 由此可见，轻钢与普钢之分不在结构本身的轻重，而在所承受的围护材料的轻重，而在结构设计概念上还是一致的。 以某钢结构工程为例，仅供参考。
1工程概况
本厂房位于辽宁省铁岭市经济技术开发区，宽84m，长408.5m，总面积为34314m2。主厂房为4跨21m钢结构厂房，柱距6m，纵向设置温度伸缩缝。边跨各设有2台16 t吊车；第二跨的1-14轴设有1台25t；17-54轴设有2台32t吊车；第三跨为双层吊车,上部32t吊车，下部20t吊车；第四跨各设有2台16 t吊车；
2主厂房的结构形式
主厂房横向采用框架体系，纵向设置柱间支撑。在框架结构中，边柱为实腹工字型柱；中列柱下段柱为格构柱，上段柱焊接工字型柱；屋面梁为焊接工字型梁。檩条为Z型连续檩条，间距为1.5m。在高低跨处檩条局部加强，防止雪堆积的破坏。屋面支撑采用角钢支撑，且设有通常纵向水平撑，与横向水平撑形成封闭体系，使厂房整体刚度得到加强。水平撑与梁腹板相连，同时在相连位置设有压杆。屋面梁下翼缘的侧向稳定通过设置隅撑来保证。吊车梁为焊接工字形截面，简支，采用突缘支座。山墙风柱下端铰接于地面；上端通过竖向长椭圆孔与屋面梁连接，这样既可以保证水平力的传递，又能满足竖向变形的需要。
3设计特点
3.1格構柱+分离柱
该工程局部为双层吊车，上部为32t吊车，下部为20t吊车。经过综合考虑采用格构柱+分离柱方案：格构柱肢用于承担屋面荷载、风荷载、下部吊车横向水平荷载和上部吊车荷载等；分离柱肢仅承担下部吊车的竖向荷载，它们各自单独受力。双肢之间通过水平工字形柱连接，分离柱肢在框架平面内的稳定性依靠连在格构柱肢上的水平连接件来保证，在框架平面外的稳定通过设在分离柱肢之间的纵向交叉支撑来解决。由于吊车梁为突缘式支座，独立柱肢可以按轴心受压构件进行计算。在框架平面内的计算长度为水平连接件之间的距离，平面外计算长度为0.7H(H为独立柱肢高度，柱脚为插入式柱脚)。
3.2变截面屋面梁
本工程将变截面屋面梁运用到大吨位吊车厂房中。由于屋面采用轻型彩钢板，屋面荷载较小，跨度也不大，故采用变截面实腹梁。与传统的钢屋架、网架等结构形式相比，用钢量基本相同，制作简单，外观简洁明快，且可以很容易地和钢柱刚接，形成刚框架。在变截面屋面梁计算时应考虑轴向力的不利影响，但《钢结构设计规范》中无法考虑该不利因素，且《钢结构设计规范》也未给出楔形梁的计算公式。因此在按《钢结构设计规范》计算完成后，应采用轻型门式技术规程进行复算。按抗震规范进行屋面梁设计时，梁的腹板将会非常的厚，用钢量将大大的增加。设计中通过加设肋板的方法来改变腹板的高厚比，把腹板做薄，从而达到节约钢材的目的。
3.4防扭支撑
当柱伸出牛腿，而吊车梁无制动结构时，柱会出现受扭的问题。针对这一问题，在设有下柱撑的柱间，与牛腿等高的平面内设置支撑梁，隅撑将牛腿与支撑梁相连，保证从吊车梁上传来的纵向力能够可靠的传递到柱间支撑，且使柱不出现受扭状况。见图4
4. 典型节点构造
4.1插入式柱脚
在单层厂房设计中，刚接柱脚的用钢量比较多，其耗钢量约为整个柱重的5%~20%。为了便于制作、节约钢材，采用插入式柱脚，柱端直接插入钢筋混凝土杯形基础的杯口中，埋置深度按《钢结构设计规范》取值。为了便于安装和浇筑混凝土，在柱底板处设置通气孔，在±0.000处的横隔板上开设灌浆孔。
4.2吊车梁连接节点
吊车梁为焊接工字形截面，采用突缘式支座，简支于牛腿或肩梁上。突缘支座相对于平板支座而言，支座反力更接近于牛腿和吊车肢的中心，减小偏心对牛腿和吊车肢的不利影响。为了保证吊车梁与计算假定相符合，在相邻的梁上翼缘分别用相互独立的水平连接板与上柱连接，且在连接板的端部只用一颗螺栓连接；吊车梁之间的纵向连接在梁端高度中下部加设调整填板并用螺栓连接。
5结论
设计中采用下段柱为格构柱，上段柱为焊接工字型柱，屋面梁为焊接工字型梁的框架形式，外观轻巧美观、综合经济指标较好。局部双层吊车，采用格构柱+分离柱方案，较以往的双阶格构柱方案有所改变，而且传力清晰明确；在有下柱撑柱间的牛腿处设置防扭支撑来解决柱子受扭问题。为相似工程的设计提供了新的解决思路。该工程为采用轻型围护材料的大型钢结构厂房，不适用于门式刚架，需按“普钢”控制，按结构用料属于重钢，但是实际上该工程属于轻钢钢结构房屋。
参考文献
[1] 《全国民用建筑工程技术技术措施-结构》2003
[2] 赵熙元《建筑结构设计手册》
[3] GB 50017-2003 《钢结构设计规范》
[4] 《钢结构设计手册》
Abstract: Development of modern industrial automation, rapid development of economic and technological development zone all over the country, founding industrial plants can not meet the requirements of production process and equipment, new urban planning involves the overall relocation of industrial enterprises, in the new industrial park, new light and heavy steel structure factory building of steel structure are springing up. Combination of engineering practice, from the steel structure design of a more detailed description of the design concept and combining engineering instance of summing up the Chongqing steel factory building, is for informational purposes only.
关键词：轻钢与重钢；选用的规范；重钢厂房的常规设计
Keywords: light steel and chongqing steel; Choose standard; Chongqing steel plant of conventional design
中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：
轻型钢结构设计规程（上海市标准）是这样来区分轻钢和普钢的： 轻型钢结构房屋没有严格的定义，一般可用主要受力构件的截面组成来区分。 因此以下的结构都可称为轻型钢结构： （1）由冷弯薄壁型钢做成的结构；
（2）由热轧轻型型钢做成的结构； （3）由焊接和高频焊接轻型型钢组成的结构；
（4）由圆管、方管、矩形管等做成的结构； （5）由薄钢板焊成的构件做成的结构； （6）由以上各种构件组合做成的结构。
判定结构为重钢与轻钢结构确实没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断： （1）厂房行车起吊重量：大于等于25吨，可以认为为重钢结构了。
（2）每平米用钢量：大于等于50KG/M2，可认为是重钢结构。 （3）、主要构件钢板厚度：大于等于10MM，轻钢结构用的较少。 另外，还有一些参考值：如每平米造价，最大构件重量，最大跨度，结构形式，檐高等，以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据，当然现在很多建筑都是轻、重钢都有。但有一些我们可以较肯定的说是重钢：如：石化厂房设施、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心，高层或超高层钢结构。 实际上国家规范和技术文件都并没有重钢一说，为区别轻型房屋钢结构，也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广，可以包含各种钢结构，不管荷载大小，甚至包括轻型钢结构的许多内容，轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容，而且范围只局限在单层门式刚架。 轻钢也是一个比较含糊的名词，一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》（GBJ50017－2002）中“圆钢、小角钢的轻型钢结构”，是指用圆钢和小于L45＊4和L56＊36＊4的角钢制作的轻型钢结构，主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构，现已基本上不大采用，所以这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。另一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》所规定的具有轻型屋盖和轻型外墙（也可以有条件地采用砌体外墙）的单层实腹门式刚架结构，这里的轻型主要是指围护是用轻质材料。既然前一种已经快取消，所以现在的轻钢含义主要是指后一种。 由此可见，轻钢与普钢之分不在结构本身的轻重，而在所承受的围护材料的轻重，而在结构设计概念上还是一致的。 以某钢结构工程为例，仅供参考。
1工程概况
本厂房位于辽宁省铁岭市经济技术开发区，宽84m，长408.5m，总面积为34314m2。主厂房为4跨21m钢结构厂房，柱距6m，纵向设置温度伸缩缝。边跨各设有2台16 t吊车；第二跨的1-14轴设有1台25t；17-54轴设有2台32t吊车；第三跨为双层吊车,上部32t吊车，下部20t吊车；第四跨各设有2台16 t吊车；
2主厂房的结构形式
主厂房横向采用框架体系，纵向设置柱间支撑。在框架结构中，边柱为实腹工字型柱；中列柱下段柱为格构柱，上段柱焊接工字型柱；屋面梁为焊接工字型梁。檩条为Z型连续檩条，间距为1.5m。在高低跨处檩条局部加强，防止雪堆积的破坏。屋面支撑采用角钢支撑，且设有通常纵向水平撑，与横向水平撑形成封闭体系，使厂房整体刚度得到加强。水平撑与梁腹板相连，同时在相连位置设有压杆。屋面梁下翼缘的侧向稳定通过设置隅撑来保证。吊车梁为焊接工字形截面，简支，采用突缘支座。山墙风柱下端铰接于地面；上端通过竖向长椭圆孔与屋面梁连接，这样既可以保证水平力的传递，又能满足竖向变形的需要。
3设计特点
3.1格構柱+分离柱
该工程局部为双层吊车，上部为32t吊车，下部为20t吊车。经过综合考虑采用格构柱+分离柱方案：格构柱肢用于承担屋面荷载、风荷载、下部吊车横向水平荷载和上部吊车荷载等；分离柱肢仅承担下部吊车的竖向荷载，它们各自单独受力。双肢之间通过水平工字形柱连接，分离柱肢在框架平面内的稳定性依靠连在格构柱肢上的水平连接件来保证，在框架平面外的稳定通过设在分离柱肢之间的纵向交叉支撑来解决。由于吊车梁为突缘式支座，独立柱肢可以按轴心受压构件进行计算。在框架平面内的计算长度为水平连接件之间的距离，平面外计算长度为0.7H(H为独立柱肢高度，柱脚为插入式柱脚)。
3.2变截面屋面梁
本工程将变截面屋面梁运用到大吨位吊车厂房中。由于屋面采用轻型彩钢板，屋面荷载较小，跨度也不大，故采用变截面实腹梁。与传统的钢屋架、网架等结构形式相比，用钢量基本相同，制作简单，外观简洁明快，且可以很容易地和钢柱刚接，形成刚框架。在变截面屋面梁计算时应考虑轴向力的不利影响，但《钢结构设计规范》中无法考虑该不利因素，且《钢结构设计规范》也未给出楔形梁的计算公式。因此在按《钢结构设计规范》计算完成后，应采用轻型门式技术规程进行复算。按抗震规范进行屋面梁设计时，梁的腹板将会非常的厚，用钢量将大大的增加。设计中通过加设肋板的方法来改变腹板的高厚比，把腹板做薄，从而达到节约钢材的目的。
3.4防扭支撑
当柱伸出牛腿，而吊车梁无制动结构时，柱会出现受扭的问题。针对这一问题，在设有下柱撑的柱间，与牛腿等高的平面内设置支撑梁，隅撑将牛腿与支撑梁相连，保证从吊车梁上传来的纵向力能够可靠的传递到柱间支撑，且使柱不出现受扭状况。见图4
4. 典型节点构造
4.1插入式柱脚
在单层厂房设计中，刚接柱脚的用钢量比较多，其耗钢量约为整个柱重的5%~20%。为了便于制作、节约钢材，采用插入式柱脚，柱端直接插入钢筋混凝土杯形基础的杯口中，埋置深度按《钢结构设计规范》取值。为了便于安装和浇筑混凝土，在柱底板处设置通气孔，在±0.000处的横隔板上开设灌浆孔。
4.2吊车梁连接节点
吊车梁为焊接工字形截面，采用突缘式支座，简支于牛腿或肩梁上。突缘支座相对于平板支座而言，支座反力更接近于牛腿和吊车肢的中心，减小偏心对牛腿和吊车肢的不利影响。为了保证吊车梁与计算假定相符合，在相邻的梁上翼缘分别用相互独立的水平连接板与上柱连接，且在连接板的端部只用一颗螺栓连接；吊车梁之间的纵向连接在梁端高度中下部加设调整填板并用螺栓连接。
5结论
设计中采用下段柱为格构柱，上段柱为焊接工字型柱，屋面梁为焊接工字型梁的框架形式，外观轻巧美观、综合经济指标较好。局部双层吊车，采用格构柱+分离柱方案，较以往的双阶格构柱方案有所改变，而且传力清晰明确；在有下柱撑柱间的牛腿处设置防扭支撑来解决柱子受扭问题。为相似工程的设计提供了新的解决思路。该工程为采用轻型围护材料的大型钢结构厂房，不适用于门式刚架，需按“普钢”控制，按结构用料属于重钢，但是实际上该工程属于轻钢钢结构房屋。
参考文献
[1] 《全国民用建筑工程技术技术措施-结构》2003
[2] 赵熙元《建筑结构设计手册》
[3] GB 50017-2003 《钢结构设计规范》
[4] 《钢结构设计手册》