门式刚架轻型房屋刚架柱脚方案的确定
- 格式:pdf
- 大小:158.74 KB
- 文档页数:4
门式刚架轻型房屋刚架柱脚方案的确定
摘要
结合某单层轻钢结构门式刚架厂房实际工程,将边柱柱脚分别按铰接、刚接两种方案进行刚架整体计算,
通过对主要技术指标及经济指标的详细比较,阐述对此类结构形式厂房的柱脚方案选择的必要性。
关键词
轻钢结构 柱脚 铰接 刚接
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002第4.1.4条规定:“门式刚架的柱脚多按
铰接支承设计,通常为平板支座,设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时,
宜将柱脚设计成刚接”。目前,部分设计人员对此条规定没有足够的理解,在方案设计过程中常常将
有无吊车作为柱脚方案选择的判断条件。本文通过对某建设中实际工程的计算比较,阐述在选择门
式刚架柱脚方案时,除按《规程》的一般规定外,还应结合工程实际情况,通过对主要技术指标以
及经济指标的综合控制,合理确定柱脚方案。
1 工程概况
该工程为轻型屋面门式刚架结构,长150m,宽132m,边柱柱顶标高为+5.000m,底脚标高取-0.300,
即边柱高5300mm,横向双坡刚架。根据工艺布置要求及工程经验,基本确定每5m设置刚架,采用
中间抽柱加设托梁方案,即沿厂房纵向外侧每5m设柱,内侧每10m设柱。 沿厂房横向每22m设刚
架柱,形成6×22=132的6连跨双坡刚架。刚架柱网平面布置见图1。
图1 刚架网柱平面布置图
2 方案比选
2.1 铰接方案
根据《门式刚架轻形房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002中第4.1.4条一般规定及此类厂房
的常规做法,基本可以确定该工程边柱脚采用铰接连接,中间柱按上下均为铰接的摇摆柱设计。但
经过PKPM-STS软件计算后发现,在同时满足刚架强度、稳定、变形等全部指标前提下,边柱的平面
内长细比成了主要的控制指标,而构件的强度系数却很低,即材料的强度没有充分发挥。这种结果
表明结构整体控制指标的不匹配性,同时也预示着在经济指标上可能存在的可缩性。刚架边柱柱脚
铰接立面简图见图2。
图2刚架边柱柱脚铰接立面简图
2.2 刚接方案
针对铰接方案中的控制指标,减少边柱的平面内长细比,在其它方案不变的情况下,将边柱的
柱脚改为刚接,边柱由变截面改为等截面,同时调整横梁构件尺寸。刚架边柱柱脚刚接立面简图见
图3.
图3 刚架边柱柱脚刚接立面简图
两种方案在各项技术指标均满足设计的条件下,主要技术及工程量指标比较分别见表1和表2。
表1 主要技术指标比较表
主要指标 铰接方案 刚接方案
边柱最大应力比 0.76 0.74
边柱最大长细比 171 129
边柱风载位移 1/666 1/1703
第一跨钢梁最大应力比 0.63 0.77
第一跨钢梁绝对挠度 1/286 1/320
第二跨钢梁最大应力比 0.65 0.80
第二跨钢梁绝对挠度 1/312 1/304
第三跨钢梁最大应力比 0.64 0.83
第三跨钢梁绝对挠度 1/299 1/272
表2 主要工程量指标比较表
主要指标 铰接方案 刚接方案
标准刚架重量,t/每榀18.6 17.9
托梁重量,kg/m 194 155
刚架最低点净高,mm 4000 4300
边柱基础钢筋砼,m
3
3.4 9.8
通过计算比较,刚接方案在综合(包括基础)工程造价显著降低,不仅约节省投资25万,而且
在同时满足刚架强度、稳定、变形的全部技术指标前提下,保证了结构整体控制指标的匹配性。同
时也显示出在相同檐口高度条件下,室内刚架根部使用净空提高300mm。
3 结语
综上所述,合理确定刚架柱脚形式,在遵循一般规定的同时,还要结合计算分析,重视对主要
综合指标的控制,才能创造出较满意的设计效果,获得较好的综合效益。