本鋼結構工程是東南沿海某鋁箔公司高精鋁板帶工程熱軋車間1號廠房。廠房橫向寬123 m，縱向長303 m，平面呈“L”型，建筑面積為23 653 mz。①一⑥軸區(qū)域廠房橫向為五跨連續(xù)(24+30+20+24+25)m。檐口高度18 m；⑩一◎軸區(qū)域廠房橫向為兩跨(24+25)m，檐口高度18 m。廠房縱向標準柱距為12 m，因為工藝布置要求，縱向還有8，10，11，14，18，19 m柱距；局部抽柱形成24 m開問。廠房內設有3臺32 t橋式吊車(A7級)，1臺20 t電動智能硬鉤橋式吊車(A8級)，1臺100／50 t橋式吊車(A5級)，1臺50／20 t橋式吊車(A5級)，1臺70／16 t橋式吊車(A5級)，1臺20／5 t橋式吊車(A5級)，吊車軌頂標高復雜多樣，分別有8．0，8．5，9．O，10．5，12．5 m．
2 結構設計
2．1主要構件截面
剛架采用“H”型實腹式屋面梁及雙肢格構式變階柱。30 m跨屋面梁高1 000 mm，其余跨屋面梁高800 mm。邊跨格構柱高1 000 mm，上階“H”型實腹柱高600 mm；中間跨格構柱高2 000 mm，上階“H”型實腹柱高800 mm。吊車梁采用焊接實腹式工字型梁，吊車梁最大截面高度為3 000 mm。
2．2 支撐布置
由于廠房平面呈“L”型，屋面結構布置詳見圖l，因此在⑩軸處設置了伸縮縫，將廠房分成兩個規(guī)則的矩形單體。每個溫度區(qū)段均設置了完整的屋面縱橫向水平支撐及柱間支撐，形成穩(wěn)定的結構體系。
屋面支撐設計時有兩點需要注意：
首先，廠房標準柱距為12 m(因為工藝要求，尚有柱距達到14，18，19 m，山墻抗風柱標準柱距為8 m)，屋面若按常規(guī)采用“十”字交叉支撐，為滿足長細比要求，支撐截面會很大。而且支撐構件最大長度超過20 m，這對制作、運輸、安裝都是個考驗。此外，支撐在自重作用下將產生較大變形，會影響支撐體系的受力。為改善這種情況，先在交叉支撐的中部交點處設置一根剛性系桿，在18，19 m開間處系桿采用H450×200×5×10，其余開間采用}-1300×150×5×6，然后屋面永平支撐在交叉處斷開，并與此系桿連接，這樣系桿就可以作為屋面水平支撐的平面外支點，使屋面支撐的計算長度減小一半。水平支撐采用經濟高效的焊接鋼管奪140×4．5。
其次，這類工業(yè)廠房屋面一般會有較多比較大的洞口。遇到這種情況，首先應當同建筑、暖通等其他專業(yè)溝通，讓其調整洞口的位置，以免與屋面支撐沖突。本工程在⑩一⑨軸開間屋面上有一個奪l 900的洞口，暖通專業(yè)的管道經此洞口穿出屋面，使得洞口處無法布置橫向水平支撐桿件。經與暖通專業(yè)溝通，無法調整洞口位置。最終在相鄰的⑨一⑩軸開間，洞口兩側3個抗風柱柱距范圍內補充設置了橫向水平支撐，從而使屋面縱向地震作用及山墻傳來的縱向風荷載可以有效地通過這部分支撐傳遞給柱間支撐，保證了荷載作用傳遞路線的可靠與完整。
2．3 吊車系統(tǒng)的設計及優(yōu)化
2．3．1 吊車梁截面形式的選擇
鋼結構工業(yè)廠房的柱網一般是由工藝布置決定的。工藝布置決定了廠房縱向柱距復雜多樣。廠房縱向標準柱距為12 m，同時還有8，10，11，14，18，19 m柱距，此外還有局部抽柱形成的24 m大開間。這為吊車梁的設計帶來了困難。經權衡，對同一柱列上不同跨度的吊車梁，在經濟合理的前提下，盡量減少不同截面高度的種類，同時采用梁端直角階形變高度的吊車梁，從而盡可能使各軸線上格構式變階柱的肩梁位于同一標高，以簡化連接節(jié)點的種類，同時
2．3．2 吊車梁制動結構上的開洞處理
通常在吊車梁制動板上開設上吊車檢修人孑L和通風管道洞口時，洞口寬度要小于制動板寬的2／3；也便于 鋼結構工廠加工制作。
如圖2所示，梁端變高度吊車梁的做法有3種：第1種采用梁端部逐漸變化高度的形式(即楔形變截面)，第2種采用端部圓弧變截面，第3種采用端部直角階形變截面。第1種吊車梁因為下翼緣彎折處與腹板的焊接困難，易開裂，所以已經較少采用。
第2種吊車梁加工制作復雜，耗鋼量大，而且端部腹板圓弧過渡處應力集中嚴重，疲勞強度低口]。某煉鋼廠車間曾采用這種端部構造的吊車梁，投產10余年后即出現疲勞裂縫，經加固后使用不久仍繼續(xù)開裂，不得巳只能更換新梁叩]。第3種吊車梁是將端部下翼緣開槽插入腹板后焊接(對于重級工作制吊車梁，腹板可以在下翼緣插入的端部開止裂孔，孑L壁必須打磨光滑)，并在梁的下部加封頭板。試驗研究證明矗莖種端部構造加工制作方便，受力性能也較令人滿意_2]。同時對其端部變截面處進行構造設計，優(yōu)化其幾何尺寸，可以大大減小變截面處的應力突變，提高吊車梁的疲勞強度。具體構造措施詳見文獻[1]。當采用制動桁架時，可以改變某一腹桿的布置方法
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