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设计轻钢厂房时应考虑的荷载类别详解

人气:发表时间:2018-09-22

  作用于轻钢厂房的荷载应按照《建筑结构荷2001),《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)进行。通常情况下,设计轻钢厂房时应考虑的荷载类别如下:
  轻钢结构厂房
  1轻钢厂房恒载
  
  轻钢厂房恒载包括刚架自重及屋面板,檩条,保温棉等重量。以下为一些常规的恒载取值:
  
  檩条+屋面板(0.5mm): 0.10 KN/m2
  
  檩条+屋面板(0.5mm)+屋面内衬板(0.5mm) 0.15 KN/m2
  
  檩条+夹芯板: 0.15 KN/m2
  
  具体的恒载计算还需要根据具体情况进行计算,如果屋面悬挂设备较多,用于悬挂设备的联系梁的重量也不容忽视,都应该计入屋面恒载。
  
  2活载及屋面悬挂荷载
  
  屋面活荷载:当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向活荷载的标准值应取0.5KN/m2 (注:当刚架或檩条仅有一个可变且受荷面积超过60m2时,对钢框架,活荷载可取0.3KN/m2)。
  
  屋面悬挂荷载是指由喷林,管道,灯具等,屋面悬挂荷载可以被包括在屋面活荷载内。
  
  常用的屋面悬挂荷载值可参考如下:
  
  石膏天花板吊顶 0.15 KN/m2
  
  空调管道 0.05 KN/m2
  
  灯具 0.05 KN/m2
  
  喷淋 0.15 KN/m2
  
  需要指出的是,由于轻钢结构屋面系统很轻,当采用STS 等设计软件时(该软件不允许用户增加悬挂荷载工况),屋面悬挂核载归并在活荷载是比较适合的。如将屋面悬挂荷载考虑在恒载内,则恒载+风载组合时设计偏于不安全。
  
  3轻钢厂房雪荷载
  
  在考虑雪荷载时需要注意:
  
  1.需要按照规范50009-2001,考虑μr—屋面积雪分布系数,基本雪压乘以积雪系数便是雪荷载标准值;
  
  2.在设计建筑结构及屋面的承重构件时,可按下列规定采用积雪的分布情况:
  
  (1)屋面板和檩条按积雪不均匀分布的最不利情况采用;
  
  (2)屋架和拱壳可分别按积雪全跨均匀分布情况、不均匀分布的情况和半跨的均匀分布的情况采用;
  
  (3)框架和柱可按积雪全跨的均匀分布情况采用。
  
  4轻钢厂房风荷载
  
  门式刚架的风荷载体型系数,可以按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)取值,也可按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)。请注意以下事项:
  
  1.基本风压应按荷载规范附录D.4 中附表D.4 给出的50 年一遇的风压采用,但不得小于0.3kN/m2。
  
  2.并非所有门式刚架的体型系数都可以按CECS,门规仅适用于:屋面坡度α≤10,屋面平均高度≤18m,房屋高宽比≤1,且檐口高度≤房屋最小水平尺寸;
  
  3.当柱脚铰接且刚架的l/h小于2.3和柱脚刚接且l/h小于3.0, 采用GB50009规定的风荷载体型系数进行刚架设计偏于安全,而在其他各种情况用GB50009取值,将会导致设计不安全;
  
  4.任何情况下,横向刚架两侧墙面体型系数的代数和不宜小于1.2。
  
  5轻钢厂房吊车荷载
  
  1.桥(梁)式吊车或悬挂吊车的竖向荷载应按吊车的不利位置取值;
  
  2.对手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。
  
  六、 轻钢厂房地震荷载
  
  当抗震设防烈度较高并且房屋跨度很大、高度很高,或宽度方向有很多摇摆柱时,可按《建筑抗震设计规范》进行水平地震作用效应下刚架地震左右组合下的验算。计算时,阻尼比可取为0.05。
  
  荷载组合
  
  一、 承载力验算的荷载组合
  
  (一)由可变荷载效应控制基本组合:
  
  1.2 x 永久荷载 + 1.4 x 最大可变荷载
  
  1.2 x 永久荷载 + 0.7 x 1.4 x 可变荷载
  
  1.0 x 永久荷载 + 1.4 x 最大风吸力
  
  (二)由永久荷载效应控制的基本组合:
  
  1.35 x 永久荷载 + 1.4 x 可变荷载 x 相应的组合系数
  
  (三)地震作用组合:
  
  1.2 (或1.0) x (重力荷载代表值效应)+ 1.3 x 水平地震作用标准值效应 计算时不考虑风荷载作用,重力荷载代表值应按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第5.1.3条计算。
  
  二、 轻钢厂房荷载组合的注意事项
  
  1.屋面活荷载不与雪荷载同时组合;
  
  2.地震作用不与风荷载同时考虑;
  
  3.由于风荷载效应与永久荷载效应二者符号相反,当恒载与风载进行组合时,恒载的组合系数应取为1.0,并且恒载不应取得过大,不应将屋面悬挂荷载等考虑在恒载中。
  
  三、 钢结构厂房常用的荷载组合方式
  
  为了使内力组合更为合理,笔者将悬挂荷载作为单独工况列出。以下为常用的荷载组合(无吊车的情况),用于承载力验算,可供读者参考。
  
  1. 1.2(恒载 + 悬挂荷载)+ 1.4屋面活载+1.4楼面活载
  
  2. 1.2(恒载 + 悬挂荷载)+ 1.4屋面雪载+1.4楼面活载
  
  3. 1.0恒载 + 1.4左风载
  
  4. 1.0恒载 + 1.4右风载
  
  5. 1.2(恒载 + 悬挂荷载+ 0.5楼面荷载 + 0.5屋面雪载) + 1.3左地震
  
  6. 1.2(恒载 + 悬挂荷载+ 0.5楼面荷载 + 0.5屋面雪载) + 1.3右地震
  
  7. 1.0(恒载 + 悬挂荷载+ 0.5楼面荷载 + 0.5屋面雪载) + 1.3左地震
  
  8. 1.0(恒载 + 悬挂荷载+ 0.5楼面荷载 + 0.5屋面雪载) + 1.3右地震
  
  9. 1.2(恒载 + 悬挂荷载) + 0.9(1.4楼面荷载+ 1.4雪载 + 1.4左风)
  
  10.1.2(恒载 + 悬挂荷载) + 0.9(1.4楼面荷载+ 1.4雪载 + 1.4右风)
  
  11.1.35(恒载+悬挂荷载)+ 1.4x0.7(楼面活载 + 屋面活载)
  
  12.1.35(恒载+悬挂荷载)+ 1.4x0.7(楼面活载 + 屋面雪载)
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