轻型门式刚架抽柱结构设计

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1、广东建材2010年第6期建筑设计与装饰轻型门式刚架抽柱结构设计李庚生赵波[博思格建筑钢结构(广州)有限公司]摘要：近年来，轻钢建筑中抽去部分立柱的工程越来越多，解决的方案有多种，各有优缺点及适用范围。本文主要介绍了托梁及纵向框架的方案，对比荧国惦眦规范，对其荷载及组合的特点应注意的问题进行了评述，也对国内轻铡规程及软件提出一些建议以供参考。关键词：纵向刚架；纵向风荷载；悬挂荷载：风吸；风压；侧移；支撑系统近年来，单层厂房越来越多的采用门式刚架结构，其中许多厂房冈工艺需要开阔的操作空间而抽去了部分立柱，本

2、文是笔者对广东合捷国际供应链有限公司南沙博禄塑胶粒物流中心仓库结构设计一些心得体会，供探讨。1结构选型1．1桁架檩条这是一种用次结构解决大跨度问题的方案，该系统已被广泛使用在大型超市，物流中心，厂房及仓库，为业主提供了更加宽阔的操作空间。桁架檩条方案特别适合中柱纵向柱距12～18m，边墙柱距6～9m的规则建筑，它的用钢量是所有方案中最低的。桁架檩条的最大跨度可达18m，其上下弦杆件均采用冷成型薄壁结构，腹杆采用直缝电焊管，壁厚均1．5～3mm。桁架檩条系统的缺点是运费很高，与斜卷边Z型檩条相比，它不能叠

3、放，，运输时所占的体积较大，且一般超长，运费高昂，当施工现场与加工厂距离较远时，其经济性将大打折扣。另外，公路运输对道路转弯半径等也有要求，对一些途径山区的项目，仅从运输条件来讲，该方案就被否定了。1．2300高z檩条这也是一种用次结构解决大跨度问题的方案，它通过增加传统Z型檩条的截面高度，使之跨越更大的跨度。他适用的范围约10～13m跨度，且悬挂荷载不大。1．3高频焊H型钢檩条此方案用钢量大，不经济。1．4纵向托粱或纵向刚架用主结构解决大跨度问题的方案，也是应用最多，最普遍的一种方案。屋面梁布置及次结

4、构系统与一般非抽柱厂房相同，只在抽柱处用托梁将屋面梁托起。国内早期的钢结构厂房，一般是钢屋架大型屋面板结构体系，遇到抽柱的情况，一般采用桁架托梁，再加大跨度的柱间支撑。但在现在的轻型屋面系统中，设置纵向实腹刚架(兼托梁)更为常见，方案中最大的优点为可以取消中柱柱间支撑，无论多宽的厂房，只要设置合理的纵向刚架，与屋面支撑系统一同组成纵向受力体系，那么所有的中柱柱间支撑都可以取消。一般纵向刚架间距取30～50m，屋面支撑及边柱柱问支撑用圆钢拉杆都可以满足计算要求。另外，当建筑物屋面的悬挂管线较多且复杂，该方

5、案有其优越性。举例来说，某项目，侧墙柱间距6m，中柱抽柱，柱距12m，悬挂荷载50kg／m2，经过侧算选择冷弯Z形檩条方案较为经济，但在设计过程中，工艺设备的悬挂管线陆续增加，有些管线荷载很大很集中，冷弯Z形檩条无法承受，管线本身也不能跨越12m的屋面梁间距，结构增加多条12m跨焊接工字钢梁来为悬挂管线提供吊点，大大超出预算费用。此情况下，纵向刚架方案反而较为经济合理，间距6m的屋面梁为悬挂管线提供了吊点，不必另设钢梁，而且日后管线位置调整，移动也有余地。纵向托梁，纵向刚架方案也有缺点，耗钢量较大，用钢

6、量明显重于桁架檩条方案。合捷物流纵向方案结构示意图如图1。纵向刚架与横向刚架相交处的节点做法有两种：平接与叠接。平接节点方案，由于在相交处始终要保证纵向刚架梁高大于横向刚架梁高，纵向刚架的截面高度受到限制，不能仅按弯距包洛图来改变截面高度，通常做成等高直粱而仪改变厚度。同时，横向刚架在相交处必须分段拼接。这种做法厂房净较高，比较美观，缺点是用钢量——175——建筑设计与装饰广东建材2010年第6期大。叠接做法就是在相交处横向刚架叠在纵向刚架上面，横向刚架不必被分段拼接，可直接通过，纵向刚架可按弯距包络图

7、来变高变厚，显然，用铡量较小，但是对净空影响较大，观感稍差。同时，还要在相交出为纵向刚架下翼缘设斜撑，提供风吸力作用下翼缘受压的平面外支撑。叠接节点平接节点图2下面将重点论述纵向刚架方案的几个设计问题。1．4．1风荷载纵向托梁或纵向刚架在门式建筑中的应用越来越多，但在国内规范对它的规定比较模糊，比如《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECSl02：2002)中刚架的风荷载体型系数源自美国金属房屋制造商协会MBMA《底层房屋体系手册》(1996)，但只是MBMA96横向风荷载下刚架的体型系数和纵向风荷载

8、下端墙的体型系数的简单组合，不够完整，没有严格区分横向风荷载和纵向风荷载两套体型系数，而后者是设计纵向刚架所必需，这两方向的体型系数在MBMA96中差别还不大，但在MB—MA2002中就差别很大了，体型系数的分区就完全不同，表l、表2是MBMA96的双向风荷载下刚架的体型系数，供参考。表格中的两个工况分别对应内表面风压的正负情况，因为工况II通常不起控制作用，轻钢规程CECSl02：2002将它省略了。但是，应该有设计师通过软图3双坡刚架端