文档介绍：浅析轻型门式刚架厂房用钢量影响因素
工业厂房设计中柱X布置往往采用模数化柱距,对门式刚架轻型刚架结构工业厂房来说,采用过去的钢筋混凝土厂房模数柱距会使用钢量指标过大。笔者根据从事的几个门式刚架厂房的实际工程,对轻钢厂房的用钢量因素作了一些研究。
关键词门式刚架用钢量
门式刚架在我国迅速发展,得到越来越广泛的应用,成为建筑结构中发展最快的结构类型。它已用钢省,造价低,制作安装简便,工期短,使用范围广泛,外形美观,可以拆迁的一系列的优点,深受用户的欢迎,已基本取代了过去长期沿用的大型屋面板和梯形钢屋架式的工业厂房。因此,在门式刚架的设计中,为了充分发挥其优越性,结构工程师应尽可能地优化结构设计,从而达到“用钢量最省”的这个目标。
影响门式刚架轻钢厂房用钢量的因素较多,主要与荷载、跨度、柱距、檐高、钢材性能、抗震等级等条件有关。
1、荷载对用钢量的影响
荷载的大小对于结构用钢有着直接的影响。荷载增加,用钢会随之增加。笔者对实际工作中的一个刚架用钢作了一个比较,/M2,,。,,由此可见用钢随荷载的增加是非常显著的。
荷载中屋面恒载是容易确定的,屋面活载按规范取值,但附加吊载则常因厂房而异。因此,在结构设计时必须慎重荷载的取值,应从业主或设计院得到文字依据。
2、跨度对用钢量的影响
厂房跨度对用钢量也有影响。跨度大,用钢量也大。门式刚架的经济跨度一般在18m~36m,吊车吨位较大时,经济跨度在24m~36m,无吊车活吊车吨位较小时,经济跨度在18m~24m ,采用合理的经济跨度可以节省钢材的5%~15%,总造价降低2%~7%。
增加中间柱,减少厂房跨度,降低用钢的效果非常显著。当然设不设中间柱要根据工艺等各方面的要求作综合考虑。在方案确定之前,向业主(建设方)提供专业咨询信息,在满足业主工艺需要的同时,又能达到结构的经济跨度,降低用钢量,节约建设费用。
3、柱距对用钢量的影响
不少研究都表明,刚架折成每平方米的重量随着柱距的增加而减少,而减少的趋势会随着柱距的增加而趋于平缓。这是因为,一方面柱距增加,每榀刚架的受荷面积随之增加,刚架梁、柱的截面尺寸,从而单榀刚架的重量亦会随之增大。另一方面,由于柱距增加,跨度不变,则刚架折成每平方米的重量随着面积增大而减小。当柱距不大时,例如从6M增至8M,单榀刚架荷载增加不很大,单榀刚架的重量增加亦不很大,因此折成每平方米的重量减少较为明显,当柱距进一步增加(例如超过9M),单榀刚架的重量随着荷载的进一步增大而增幅较大,折算到每平方米的重量的减少就不是很明显了,减少趋势趋于平缓。
因此,对于常用刚架,建议柱距取7~9m,当无吊车活吊车吨位较小时,柱距可取8~9m,当吊车吨位较大时,柱距可取7m左右,用钢量比常规6m柱距可节省3%~5%,总造价可节省2%~6%。
4、檐高对用钢量的影响
当荷载跨度、柱距等因素相同时,檐高(柱长度)愈高,用钢愈大。这不仅仅是由于柱加长了一节,柱高增加,结构的侧向刚度降低,柱顶在水平荷载下的侧移增大,要控制柱顶位移值,必须增加柱截面尺寸。柱长度愈大,柱愈容易受压失稳,其临界压力是与柱长