18米跨度钢结构厂房设计需要哪些关键步骤？从选材验收到防火防震全解析

一、设计准备阶段需要关注哪些基础参数？

在进行18米跨度钢结构设计前，必须明确以下核心参数：

• 跨度与柱距：标准跨度为18米，柱距通常设置为6米，需结合车间功能确定是否配备吊车（如30/5吨中级工作制吊车）。
• 荷载条件：包括永久荷载（屋面板、防水层、保温层、屋架自重等）和可变荷载（雪荷载、风荷载、积灰荷载等）。例如，大型屋面板荷载约1.4kN/㎡，雪荷载取值需结合地区规范，一般不低于0.35kN/㎡。
• 环境因素：最低温度（如-20℃地区需考虑钢材冷脆性）、抗震设防烈度（7-9度地区需专项验算）及腐蚀性环境下的防腐要求。

二、结构选型与材料规范有哪些具体要求？

1.
屋架形式：优先采用芬克式或简支三角形钢屋架，端部铰支于混凝土柱，屋面坡度建议1/10，端部高度常设为1900mm。

2.
钢材选用：主体结构推荐Q235B或Q345钢，焊条匹配E43/E50系列，檩条可选用槽钢或方管，间距控制在1.5-4米以内。

3.
防火设计：钢材在540℃临界温度下会丧失承载力，耐火极限仅15分钟，需通过防火涂料或包覆措施延长耐火时间，确保符合《建筑钢结构防火设计规程》要求。

三、荷载组合与杆件计算如何实施？

设计需综合三种荷载工况：

• 全跨永久荷载+全跨可变荷载：用于主弦杆与腹杆最大内力计算，例如恒载与活载组合后节点荷载可达42.12kN。
• 半跨荷载组合：验算屋架不对称受力状态，避免杆件失稳。
• 特殊组合：如屋架自重+半跨屋面板荷载，确保施工阶段安全。

四、支撑系统与节点构造应注意哪些细节？

1.
支撑布置：必须设置上弦横向支撑、下弦水平支撑及垂直支撑，形成稳定空间体系。

2.
节点设计：支座节点板厚度需达12mm，其余节点板不少于10mm，焊缝长度与强度需通过计算验证，防止应力集中。

3.
抗震措施：在7度以上设防区，柱顶标高超过12米时需进行动力特性验算，节点区域采用加强型连接。

五、施工验收与质量控制关键点是什么？

• 基础施工：混凝土基础强度等级不低于C25，预埋螺栓定位误差需控制在±2mm内。
• 安装精度：钢梁垂直偏差≤H/1000，檩条间距误差≤5mm。
• 防腐防火检测：涂装厚度需满足设计值，防火涂层需通过高温试验验证性能。

六、常见设计隐患与优化方向有哪些？

1.
挠度控制：屋面挠度需小于跨度1/200，防止积水变形。

-
局部稳定：受压腹杆长细比限值为150，需设置加劲肋防止局部屈曲。

2.
标准化应用：推荐参考《轻型屋面三角形钢屋架》图集06SG517-2，实现节点与杆件标准化，降低成本。