CN111305379A - 超高单层厂房结构支撑体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高单层厂房结构支撑体系，属于建筑工程结构技术领域。该结构支撑体系包括多个混凝土筒体、一个屋面钢桁架和多个框架梁；所述混凝土筒体呈矩形的筒体结构，多个混凝土筒体分为左右对称的两列，每列混凝土筒体在纵向呈直线排列，混凝土筒体的底部与地基固定，混凝土筒体的顶部通过屋面钢桁架连接成一体，同一侧的相邻混凝土筒体之间通过框架梁固定连接形成整体结构支撑体系。本发明不采用传统的排架和钢架结构，能够满足高度超过40米的单层厂房的受力、变形要求。
Description
技术领域
本发明涉及超高厂房的支撑结构体系，具体涉及一种超高单层厂房结构支撑体系，属于建筑工程结构技术领域。
背景技术
单层厂房主要用于重型机械制造、冶金工业等重工业，特点是设备体积大、重量重，厂房内以水平运输为主。所以要求高大的使用空间，单层厂房的结构形式主要有排架结构和钢架结构两种。最基本、最普遍的形式为排架结构，结构跨度可超过30米，高度可达30～40米，竖向受力构件主要是钢或混凝土柱。钢架结构的缺点是受载后会发生跨变，所以对于大吨位吊车的厂房，钢架的应用收到一定的限制。
对于高度超过40米的单层高大空间厂房，竖向支撑构件为单根混凝土柱或钢柱时，现有的结构支撑体系已无法提供安全可靠的支撑。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种超高单层厂房结构支撑体系，该结构支撑体系不采用传统、简单的排架和钢架结构，能够满足高度超过40米的单层厂房的受力、变形要求。
一种超高单层厂房结构支撑体系，该结构支撑体系包括多个混凝土筒体、一个屋面钢桁架和多个框架梁；所述混凝土筒体是呈矩形的筒体结构，多个混凝土筒体分为左右对称的两列，每列混凝土筒体在纵向呈直线排列，混凝土筒体的底部与地基固定，混凝土筒体的顶部通过屋面钢桁架连接成一体，同一侧的相邻混凝土筒体之间通过框架梁固定连接形成整体结构支撑体系。
进一步地，所述屋面钢桁架分为上、中、下三层，上下两层通过横向杆件与混凝土筒体进行固定，横向杆件与混凝土筒体的横向墙体位于同一平面内，横向杆件通过纵向杆件互相焊接；中间层为支撑桁架，支撑桁架中的杆件以空间交叉的形式连接在横向杆件和纵向杆件之间；横向杆件与混凝土筒体的横向墙体形成横向结构体系，支撑桁架与混凝土筒体的纵向墙体形成纵向结构体系。
进一步地，所述混凝土筒体根据使用需求按楼层分隔成功能用房或楼电梯间，功能用房和楼电梯间布置在大厅两侧。
进一步地，所述结构支撑体系增强抗震性能采取的措施包括：针对结构平面刚度薄弱的楼板增加厚度，双层双向配筋；约束边缘构件上延至轴压比小于0.25处，提高延性；框架梁的连接构件增设钢骨。
有益效果：
1、本发明的结构支撑体系为超高的单层厂房提供了安全、合理的结构形式，空间利用合理，抗倒塌性强并能保证结构整体安全，使超高超大单层空间成为可能，为我国工业发展提供有力保障和支持。
2、本发明中的屋面钢桁架是左右两侧混凝土筒体群中唯一的连接构件，屋面钢桁架能够协调两侧主体结构的受力和变形，并确保剪力传递。
3、本发明中的每个混凝土筒体能形成明确的、独立的结构抗侧力体系，强震下，如果整体建筑连接失效，独立的筒体可独自存在，因此抗倒塌性强。
附图说明
图1为本发明结构支撑体系的俯视图；
图2为图1中纵、横向结构体系的局部示意图；
图3为本发明结构支撑体系的主视图；
图4为本发明的实施例示意图。
其中，1-混凝土筒体、2-屋面钢桁架、3-框架梁、4-横向墙体、5-纵向墙体、6-支撑桁架。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种超高单层厂房结构支撑体系，该结构支撑体系包括多个混凝土筒体1、一个屋面钢桁架2和多个框架梁3；呈矩形结构的混凝土筒体1垂直固定在地面基座上，混凝土筒体1在纵向呈直线排列且在平面上左右对称分布，混凝土筒体1的顶部通过屋面钢桁架2连接成一体，同一侧的相邻混凝土筒体1之间通过框架梁3固定连接形成整体结构支撑体系。
如附图2所示，混凝土筒体1由两面横向墙体4和两面纵向墙体5组成，如附图3所示，屋面钢桁架2分为上、中、下三层，上下两层通过横向杆件与混凝土筒体1进行固定，横向杆件与混凝土筒体1的横向墙体4位于同一平面内，横向杆件通过纵向杆件互相焊接后形成一体；中间层为支撑桁架6，支撑桁架6中的杆件以空间交叉的形式连接在横向杆件和纵向杆件之间；横向杆件与混凝土筒体1的横向墙体4形成横向结构体系，支撑桁架6与混凝土筒体1的纵向墙体5形成纵向结构体系。
本发明在海南发射场5m直径及3.5m直径垂直总装测试厂房得到应用。垂直总装测试厂房是新建海南发射场的重要设施之一。其功能主要是为了满足新一代大直径运载火箭发射场“三垂”模式要求，在厂房内完成运载火箭的垂直组装，火箭和航天器/整流罩组合体的垂直对接，以及相关测试准备等工作后，通过活动发射台垂直整体转运到发射区。
该厂房位于海南省文昌县龙楼镇，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组。建筑场地类别为Ⅱ类。建筑抗震设防类别为重点设防类(乙类)建筑。建筑结构的安全等级：一级。
5m直径垂直总装测试厂房平面尺寸为44.4m×60.5m，主体高97m，地下1层，地上14层，除上部三层外其余层层高均为7.2m。厂房中间的测试大厅是厂房的主要工作区域，大厅宽30m，长53m，高90m，顶部设50t/30t吊车一部，吊高84.5m，如附图4所示。
东西两侧利用楼电梯间布置了六个带端柱的剪力墙筒体，作为主要抗侧力和支撑体系。
左右每一侧三个混凝土筒体1之间以框架梁3连接。
屋面钢桁架2将左右两侧的混凝土筒体群连接成整体建筑。屋面钢桁架2是两侧高大主体结构间唯一的连接构件，在协调筒体的变形、保证剪力传递上起着重要作用，综合考虑屋面的整体刚度效果及施工难易等因素，采用双向钢桁架结构。
采用国内常用的结构分析软件SATWE和PMSAP进行计算分析，并采用国际通用的ETABS有限元软件进行校核。计算时将全楼楼板设成弹性板，考虑偶然偏心和双向地震作用进行平扭耦联计算，采用弹性时程分析法进行补充计算。
计算包括整体结构建模分析、多塔连体模型计算分析，并对各筒体结构，北侧抗风柱、钢屋盖等进行单独补充计算。此外，对底部加强区，连体支座，吊车牛腿等关键部位及节点进行中震不屈服验算。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.超高单层厂房结构支撑体系，其特征在于，该结构支撑体系包括多个混凝土筒体、一个屋面钢桁架和多个框架梁；所述混凝土筒体是呈矩形的筒体结构，多个混凝土筒体分为左右对称的两列，每列混凝土筒体在纵向呈直线排列，混凝土筒体的底部与地基固定，混凝土筒体的顶部通过屋面钢桁架连接成一体，同一侧的相邻混凝土筒体之间通过框架梁固定连接形成整体结构支撑体系。
2.如权利要求1所述的超高单层厂房结构支撑体系，其特征在于，所述屋面钢桁架分为上、中、下三层，上下两层通过横向杆件与混凝土筒体进行固定，横向杆件与混凝土筒体的横向墙体位于同一平面内，横向杆件通过纵向杆件互相焊接；中间层为支撑桁架，支撑桁架中的杆件以空间交叉的形式连接在横向杆件和纵向杆件之间；横向杆件与混凝土筒体的横向墙体形成横向结构体系，支撑桁架与混凝土筒体的纵向墙体形成纵向结构体系。
3.如权利要求1或2所述的超高单层厂房结构支撑体系，其特征在于，所述混凝土筒体根据使用需求按楼层分隔成功能用房或楼电梯间，功能用房和楼电梯间布置在大厅两侧。
4.如权利要求3所述的超高单层厂房结构支撑体系，其特征在于，所述结构支撑体系增强抗震性能采取的措施包括：针对结构平面刚度薄弱的楼板增加厚度，双层双向配筋；约束边缘构件上延至轴压比小于0.25处；框架梁的连接构件增设钢骨。
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