某格构式柱钢结构厂房结构设计

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1、2013年12月建材与装饰规划与设计某格构式柱钢结构厂房结构设计熊丽红（中冶长天国际工程有限责任公司长沙410007）摘要：钢结构厂房是工业建筑中颇为常见的建筑物，而且也是将来发展的趋势。钢结构厂房中柱子有两种形式：实腹式钢柱和格构式钢柱。钢结构厂房梁柱可以利用PKPM软件整体建模计算。但格构式钢柱中缀条、吊车梁处肩梁以及梯形钢屋架与柱刚接相关计算还得受力分析计算。本文将根据作者的实际工程设计中的经历，着重讨论格构式钢柱这些细部结构计算。关键词：格构式钢柱；双肢柱缀条计算；肩梁计算；梯形钢屋架与柱刚接相关计算中图分类号：TU391文献标识码：B文

2、章编号：1673-0038（2013）40-0009-031引言格构式钢柱相对实腹式钢柱有以下几点优点：淤格构式柱是由较小截面构件组成，所以同样承载能力下，比实腹式柱自重更轻；于格构式柱的毛截面（虚截面）大，在X-X、Y-Y两个方向主轴的转半径更大，因而在与实腹式柱等高情况，细长比更小，所以纵向稳定性更好；盂格构式柱的毛截面（虚截面）大，它的抗弯刚度大，在受横向荷载作用时，如同桁架比梁般，抗弯矩能力大，侧向变形（挠度）小。总之，格构式钢柱相对实腹式钢柱来说更经济，受力更好。但计算相对来说复杂，格构式柱截面的形常数（如两个方向主轴的转半径的计算、惯

3、性矩的计算等）一般无表格可查。其中格构式钢柱中缀条、吊车梁处肩梁以及梯形钢屋架与柱（a）格构式大样图（b）1-1构件断面图刚接相关计算是计算中的重点和难点。笔者以原设计工程为实图1双肢柱缀条计算简图71.39kN例，谈谈自己在设计过程中的一些心得体会。姿x=2052/24.4=84.12工程概况准=0.553A2缀条=12.3cm2011年，笔者设计了河北钢铁集团燕山钢铁有限公司2伊N/准A22缀条=71.39伊1000/0.553伊12.3伊100=105N/mm约215N/mm300m2烧结机工程中主抽风机室（二期），全钢结构，当地基本风满足

4、要求。压0.40kN/m2，本工程按地震烈度喻度设防。主抽风机室全长算出的水平缀条及斜缀条长细比可以和PKPM软件整体建45m，净宽15m。车间纵横向柱距均为7.5m。车间有一台型号为一模计算算出的结果比较。得出的结果是一致的。这样也验证了台32/5t双钩桥式起重机，吊车轨顶标高为16.000。车间全高PKPM软件整体建模计算的准确性。20.700m。车间下柱采用格构式双肢柱（2HM588伊300伊12伊20），上4柱肩梁计算柱采用实腹式柱HM488伊300伊11伊18。本工程基础采用柱下独立在工业厂房中柱肩梁位于上柱与下柱交接处，用以将上柱的基

5、础，基础持力层为粉质粘土，其地基承载力特征值为fak=内力传递到下柱并兼作吊车梁的支座。因此，肩梁必须具有足够150kPa。的刚度和强度，以保证阶形柱的整体工作。柱的肩梁构造形式有3双肢柱缀条计算两种：单壁式肩梁和双壁式肩梁。单壁式肩梁制作和装配要比双格构式双肢柱（2HM588伊300伊12伊20），缀条为L80伊8，计算简壁式肩梁方便得多，用料也少，普遍应用于实腹式和格构式阶形图如图1所示。柱中。双壁式肩梁的上下和左右两侧均有盖板封闭，形成箱形结双肢柱2HM588伊300伊12伊20缀条L80伊8构。为便于在此箱形体内施焊，必须要考虑有必要的施

6、焊空间和A=192.5cm22A=385cm2双肢柱双肢柱开设通风洞口。由于双壁式肩梁施焊较困难，用钢量又较多，只V=（A/85）（235/f）0.5=（385伊100伊215/85）伊1=97.38kNfy有当采用单壁式肩梁的强度不能满足要求时才采用。在本工程V/2=97.38/2=48.69kN中吊车梁传来荷载不大，考虑采用单壁式肩梁。肩梁计算简图如水平缀条：L80伊8ix=24.4mmL=1400mmN=48.69kN图2所示。姿x=1400/24.4=57.3受力简图如图3所示。准=0.726A2缀条=12.3cm上柱传来荷载：N=202

7、kNM=45kN·mN/准A22缀条=48.69伊1000/0.726伊12.3伊100=54.5N/mm约215N/mm取肩梁腹板厚20mm，高度800mm。满足要求。W=2伊802/6=2133cm4斜缀条：L80伊8ix=24.4mmL=2052mmN=48.69/cos47毅=·9·规划与设计建材与装饰2013年12月图4肩梁受力简图出连接螺栓所受的最大拉力：Hb=（150.1+212.8）/8=45.36kNt（1）钢屋架下部支承节点处，与柱相连的支承连接板（垂直端板）厚度计算：t逸0.5（3Hbb/Lf）0.5ptdPtp逸R/（bP

8、fce）且tp逸20mmt逸0.5（3Hbb/Lf）0.5ptdP逸0.5[（3伊45.36伊1000伊100）（/390伊215）]0