設(shè)置懸掛起重機(jī)的門式剛架設(shè)計(jì)

江陰市民用建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇省江陰市 214400

摘要：介紹門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房中，設(shè)置3t懸掛起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)受力體系，特別是關(guān)鍵受力構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，保證懸掛吊在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：懸掛起重機(jī)；門式剛架；屋面支撐；軌道梁

一、工程概況

本工程“信一科技（江陰）有限公司”單層四跨24m鋼結(jié)構(gòu)廠房，柱距7.5m，總長(zhǎng)115.62m，建筑面積11207平方米，檐口高度10.2m，坡度i=1/15，每跨設(shè)置二條縱向3t懸掛起重機(jī)，其中半跨設(shè)置一臺(tái)5t電動(dòng)單梁起重機(jī)，13～15軸與B～E軸間設(shè)置一條橫向1t懸掛起重機(jī)，采用門式剛架，廠房結(jié)構(gòu)剖面見GJ1 圖一：

二、主體結(jié)構(gòu)分析

1.設(shè)計(jì)基本參數(shù)，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，地震加速度為0.05g，基本風(fēng)壓0.45kpa，基本雪壓0.4kpa，地石粗糙度B類，安全等級(jí)為二級(jí)。

2.主體結(jié)構(gòu)分析

本工程剛架梁設(shè)置3t電動(dòng)單架起重機(jī)，<<門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程>>CECS102：2012適用于3t懸掛起重機(jī)的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，設(shè)計(jì)需滿足<<鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>>（GB50017—2003），<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>（GB5009—2012）第6.1條，懸掛吊車的橫向及縱向水平荷載應(yīng)由支撐系統(tǒng)承受，可不計(jì)算，見屋面鋼梁，系桿，支撐，懸吊梁布置圖二：

門式剛架只考慮承受懸掛吊車荷載。<<鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>>第3.2.3條，在同一跨間按2臺(tái)考慮懸掛吊車荷載。依據(jù)<<鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>>附錄A。在滿足強(qiáng)度、剛度、撓度的要求下，還應(yīng)滿足腹板高厚比及翼緣寬厚比的結(jié)構(gòu)總要求。

懸掛吊車的鋼吊柱（H200×150×4.5×6）與剛架梁下翼緣二級(jí)焊，軌道梁與鋼吊柱采用螺栓連接。

三、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橫向設(shè)計(jì)按承受節(jié)點(diǎn)荷載的門式剛架，采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM—STS軟件分析。

結(jié)構(gòu)縱向設(shè)計(jì)因是懸掛吊，且每跨有四條吊車梁軌道，吊車在運(yùn)行過程中容易引起軌道的晃動(dòng)，為了不出現(xiàn)大的晃動(dòng)，產(chǎn)生不安全因素。設(shè)計(jì)中將鋼吊柱僅可能與鋼梁下翼緣貼近，采用軌道梁代替縱向支撐，橫向支撐采用L80×5，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。

由梁柱拼接點(diǎn)彎矩設(shè)計(jì)值來計(jì)算高強(qiáng)度螺栓和端板厚度t：

A-A：M=587.5KNm

N===111.9KN M20：0.8×155=124 KN

===16.6㎜ 取

B-B：M=324.8 KNm M20，C-C：M=209.5 KNm M20，

D-D：M=502.6 KNm M22，E-E：M=266.1 KNm M24，

柱腳錨柱及底板厚度可由STS軟件自動(dòng)生成，鉸接一般采用4只錨栓（主要是為了保證鋼柱安裝的穩(wěn)定性）。

四、主要構(gòu)件及主要節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

縱向軌道梁I36（3t），橫向軌道梁I32（1t）與鋼吊柱采用螺栓鉸接。軌道梁沿縱向設(shè)置側(cè)向支撐，用于增加軌道梁及軌道的整體穩(wěn)定性，減小懸掛吊車在橫向運(yùn)行時(shí)的擺動(dòng)，懸掛吊支撐布置圖，軌道梁側(cè)向支撐布置，如圖三：

懸掛吊車軌道梁與鋼吊柱采用普通螺栓連接，螺栓承受軸向拉力，因軌道梁承受動(dòng)力荷載，為防止螺柱松動(dòng)，采用雙螺母。

五、結(jié)論

本工程于2012年8月竣工驗(yàn)收并投入使用，使用狀況良好，達(dá)到了建設(shè)方預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖，表明設(shè)計(jì)中采用的各種技術(shù)措施安全可靠。通過對(duì)本工程的設(shè)計(jì)分析，總結(jié)以下幾條：

1.根據(jù)門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房的實(shí)際受力情況，合理選擇構(gòu)件截面形式。

2.通過STS軟件計(jì)算分析，確定單層鋼結(jié)構(gòu)廠房橫向抗側(cè)力體系，要合理設(shè)置剛架及柱間支撐，屋面水平支撐，縱向軌道梁從而形成廠房的縱向及橫向抗側(cè)力體系。

3.設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)主要受力構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的處理，重點(diǎn)保證懸掛吊，這樣才能使我們的設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50017-2003 << 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>>

[2]GB50009-2012 << 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>

[3]CECS：2012 << 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程>>

[4]<< 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)>> 第三版 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004