钢筋混凝土平腹杆双肢柱设计要点与分析

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1、·14·中固有色冶金A卷生产实践篇钢筋混凝土平腹杆双肢柱设计要点与分析韦晓东，鲍巍(1．金川集团公司，甘肃金昌737100；2．中国恩菲工程技术有限公司，-ITS'：100038)[摘要J介绍了常压富氧直接浸出炼锌工程DL浸出车间结构设计中的主要技术内容，对钢筋混凝土平腹杆双肢柱在工程中的应用及其计算方法进行了探讨。【关键词l平腹杆双肢柱；刚度折减系数；内力计算；偏心距增大系数f中分类号1TU273[文献标识码1Bf文章编号J1672-6103(2011)03—0014-030引言在T业建筑中，钢

2、筋混凝土结构具有造价低廉、防火防腐蚀性能优越，同时可减少经常性的、工作量大的日常维护的特点，在冶金厂房中广泛应用。但在特殊工艺要求及受建筑场地等条件制约需要建造跨度较大、高度较高的空旷厂房时，如果仍采用传统结构形式，在结构上很难实现或导致昂贵的建造成本。钢筋混凝土平腹杆双肢柱的采用，解决了这一矛盾。本文重点介绍某工程DL浸出车间中钢筋混凝土平腹杆双肢柱的主要技术内容。l工程概况图1建设中的DL浸¨{车常压富氧直接浸出是目前世界上锌冶炼的新：[受轴向力、弯矩和剪力的共同作，【=fj，随着水半倚裁方艺

3、、新技术，被普遍认为是锌冶炼的义一次重大技术向的改变，肢柱既是偏压剪构件又是偏拉剪构：，可按照偏心受拉或偏心受压杆件设计平蝮杆双肢柱突破，号称第三代炼锌技术。DL浸出车问作为主要车间，占地面积49mx32m，高度34m，横向分为22ITI、的腹杆系受弯矩作用，可按受弯杆件设计。双肢十}的肩梁，承受上柱传来的弯矩、剪力及轴力，根据静27n两跨，有10T吊车两台。柱采用钢筋混凝土平腹杆双肢柱(双600mmxl600mmx400mm)，屋面力平衡条件可求得其内力。2．2平腹杆双肢柱刚度折减系数采用实腹式

4、钢屋面梁。T程于2007年2月开工，2008年5月竣丁并投入使用。建设中的DL浸出车双肢柱的开孔率大，呈空腹型，其受力性能Lj实间见图1。腹柱不同，在计算顶点位移及排架柱内力时，除要考虑柱子截面弯矩引起的整体弯曲变形外，还应陔考2钢筋混凝土平腹杆双肢柱设计要点虑由水平剪力引起的局部变形。住一一般的设汁lf1，2．1平腹杆双肢柱受力特点为简化计算，在计算双肢柱的顶点位移及排架【人J力在水平荷载(水平地震作用、风荷载、吊车横向时，仍将双肢柱看作实腹柱，但其截面的刚度乘以水平刹车力)作用下，平腹杆双肢柱

5、的肢杆系同时承个小于1．0的折减系数，以考虑剪力引起的局部变形的影响。折算后的双肢柱的刚度：[作者简介J韦晓尔(1968一)，男，金川集团广西公司副总经理，国家B=0．85e^，(1)注册监理工程师，闰家注册咨询r程师。，，一×，(2)【收稿日期12011—04—0l2011年6月第3期韦晓东等：钢筋混凝土平腹杆双肢柱设计要点与分析-15·当按双向偏心受力构件进行构件强度计算时，魄(㈦则在上述各种内力组合中考虑相应的平面外弯矩值，并补充由该弯矩与相应的平面内内力构成的组确定双肢柱刚度折减系数的原则

6、是：实际的双合。肢柱与假想的实腹柱在相同的荷载作用下，同一点2．4平腹杆双肢柱内力计算的水平位移相同。平腹杆双肢柱各杆件内力可按弹性方法进行计口=(4)算，同时考虑材料的弹性变形影响。平腹杆双肢柱实际上是一个单跨的多层框架结构，可以用解超静A=爱㈦定的方法求得各杆件的内力值，所以在PKPM中建立计算模型时可选用平面杆系框架模拟平腹杆双肢(6)柱求得个杆件的内力值。两个肢柱截面相同的平腹杆双肢柱，符合下列条件时：式中：为考虑腹杆变形的修正系数，K=I．2；，为双5Bz肢柱整体截面惯性矩；为双肢柱单肢

7、截面惯性矩；B腹杆线刚度：irt为肢杆层数。B：掣(7)平腹杆双肢柱计算简图见图2。LjB肢杆线刚度：B：毕(8)2．4．1各层肢杆的下端内力值拉肢或压力较小肢的轴向力：N一一号【一]压肢轴向力：=+(一1图2平腹杆双肢柱计算简图肢杆弯矩：2．3平腹杆双肢柱内力组合一=争+⋯)柱各截面的强度计算需根据《建筑结构荷载规肢杆剪力：程)GB50009—2001的荷载组合原则，并考虑柱的截面形式、配筋方式等情况，组合各截面的最不利内Qz=Qz’=去Q(12)力。当采用对称配筋和对称基础时，应考虑以下荷2．

8、4．2各层肢杆的上端内力值载组合：拉肢或压力较小肢的轴向力：最大轴向力Ⅳm与相应的正弯矩+M和负弯N=一矩(取绝对值最大者)；号[+)⋯，最小轴向力与相应的正弯矩+和负弯压肢轴向力：矩一M(取绝对值最大者)；最大弯矩和最小负弯矩一(取绝对值最Ⅳ2=N+罢【+等))大者)与相应的轴向力Ⅳ；肢杆弯矩：对基础顶处柱的控制截面，除在上述各种内力组合中增加相应的剪力Q值外，尚需补充：最大正剪一一争一)力+p一＼最大负剪力一p～与相应轴向力Ⅳ和弯矩；肢杆剪力：·16·中固有色冶金A卷生产实践篇