门式刚架轻型钢结构厂房最优柱距研究.pdf

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1、圃咖门式刚架轻型钢结构厂房最优柱距研究孙萌源施卫星同济大学结构工程与防灾研究所摘要：门式刚架轻型钢结构被广泛应用于无重型起吊设备的单层厂房中，其用钢量与结构形式、荷栽大小、建筑尺寸、抗震等级等条件有关。其中以柱距影响为甚。本文基于某实际工程，以主结构、吊车梁及次结构三者用钢量为比较对象，采用3D3SV9．0软件并配合计算一定荷载条件下不同柱距时的结构用钢量，对门式轻钢结构厂房最优柱距进行了研究。关键词：轻钢结构；最优柱距；用钢量；门式刚架；_r-if-房1引言檩条时0．5kN／m2；地震作用：设防烈度7度(o．19)，IV类场门式刚架轻型钢

2、结构以其耗钢量低、节约造价和施工简地，第一组。单等优点，被广泛用于无重型起吊设备的单层厂房，其用钢2．1．2主钢架量是衡定结构经济性的关键指标。有吊车的门式轻钢结构用钢材：Q345B；跨度：21m；吊车：每跨2台10T，A5工作制钢量主要集中在主刚架、吊车梁及围护结构，各部分用钢量吊车：各开间柱距相等。计算中对于不同柱距下的单榀刚架与结构形式、荷载大小、建筑尺寸、抗震等级等条件有关，其尽量满足相同位置的梁柱应力比、最大挠度相近。中建筑尺寸包括刚架的跨度、柱距、檐I=I高度和屋面坡度等。2．1．3吊车及吊车梁对于同一结构，各个参数的影响程度彼

3、此耦合。其中，柱距的吊车采用大连重工起重集团生产的DQQD型10T吊钩桥减小使单榀刚架的受荷面积及檩条、吊车梁等构件的跨度减式起重机。吊车跨度19．5m,最大轮压123kN，小车重3．424t。小，用钢量降低；但由此引起刚架榀数的增加，也可能提高总吊车梁简支支承，由于吊车吨位较小，跨度较大时刚度用钢量，两者相反的趋势也决定了最优柱距的存在。《门式刚起控制作用，故吊车梁钢材全部采用Q235B；轨道采用架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002}第4．2．2节建议140mm钢轨(43k咖)。吊车梁实腹式等截面，无制动结构。纵向柱距宜采用6

4、m一9m，模数1．5m或3．0m。但实际工程中，2．1．4墙梁檩条等围护结构因轻型钢结构构件生产的任意性和轻质屋面、墙面材料施工根据工程惯例。本文验算8．5m及以上柱距算例时采用的灵活性，柱距有时不采用建议值。连续z型檩条。8m及以下采用C型简支檩条，墙梁均采用简本文阱某实际工程为例，在保证承载力及正常使用的前支C型冷弯薄壁型钢。提下，采用3D3SV9．0软件，配合计算一定跨度和荷载条件考虑拉条、隅撑、檩托等重量，对于简支檩条、墙梁，用钢下柱距范围为6．0m一10．0m，模数为0．5m，共9种柱距下的主量放大5％：对于连续檩条，需在支座两边

5、一定范围搭接以满结构、吊车梁及次结构三者用钢量，对门式刚架轻钢结构厂足连续条件。本文根据工程经验，并参照《轻型钢结构设计指房的最优柱距进行研究。南(实例与图集)》内容：端跨相邻的中间跨按15％L，其余5％L2某实际工业厂房概况进行计算。该工业厂房为上海某3跨单层车间，长160m，宽63m，用钢量为某一构件总用钢量(kg)与总建筑面积(m2)之跨度21m，檐口标高14m，轨顶标高llm，屋面建筑标高比，单位为k咖：。15．5mo3计算结果与分析2·1结构参数3．1主结构用钢量2·1·1荷载条件主结构主要包括刚架梁、柱以及连接节点等，耗材最多，

6、恒载：O．3kN／m2；活载：计算主钢架时0．3kN／m2,计算屋面2013．0137圃TM直接影响整个结构的经济性。为客观比较不同柱距下的主所示。钢架用钢量，控制主要应力比在O．8—0．95之间，结果如表1表1主结构用钢量l柱距，m6．06．57．07．58．O8．59．09．510．OI用钢量／(kg／m：)19．3718．4717．7017．1l16．4515．9615．6615．3215．02计算结果分析：a)由于钢架数量减少对用钢量的影响大于单榀钢架用钢量的上升趋势，主结构用钢量随着柱距增加而降低；b)随着柱距的增加，作用于单榀钢

7、架上的恒活荷载非线性增加，其对用钢量的影响逐渐增大，用钢量下降幅度趋于平缓。3．2吊车梁用钢量控制主要应力比在0．8～1．0之间，结果如表2所示。表2吊车梁用钢■柱距／m6．06．57．07．58．O8．59．09．510．O翼缘强度0．9300．9160．8990．9040．8440．8400．8430．8770．855应支座抗剪0．6870．694O．6960．6770．7410．7320．7210．6660．698力比整体稳定0．9830．9820．9770．9980．9390．933O．9810．9990．985挠度0．6740．6

8、610．6470．6300．6660．7850．7870．7640．810用钢量／(kg／m2)8．238．749．249．7210．4511．1l11．6612．2213．03