钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱与钢柱在工业厂房中的应用比较

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1、联系方式：13865609016邮箱:chxy14603@163.com钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱与钢柱在工业厂房中的应用比较张华平（中冶华天工程技术有限公司马鞍山243005）[摘要]:针对普通工业厂房和重型工业厂房中的钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱与钢柱的计算和综合比较。为工业厂房设计人员提供柱子选型参考.[关键词]:工业厂房钢筋混凝土钢管混凝土钢柱钢筋混凝土柱与钢柱在目前的工业厂房中运用较多。而钢管混凝土柱作为一种新兴的主要以轴心受压和偏心较小的受压构件为主的组合结构[1]，在大型工业厂房的]中设计应用[2也越来越显示出其

2、突出的优点。作为设计人员应通过科学的计算,分析比较,合理地选用厂房柱的方案.1.中小型工业厂房中柱子形式的选择1.1工程概况福建某轧钢车间，厂房总长300米，双跨双坡屋面，跨度均为30米，柱距12米。主轧跨两台20/5吨吊车，原料成品跨两台16/3.2吨吊车，轨顶标高均为10.3米，吊车工作级别为A5。结构简图如图1所示:图1结构简图1.2按平面排架模型对厂房结构的分析针对排架柱子的几种形式组成A至C三种结构方案：方案A：钢筋混凝土上、下柱；方案B：钢上、下柱；方案C：钢管混凝土下柱+钢上柱。对上述不同结构形式分别进行平面排

3、架计算分析，其计算结果及经济指标见下表1,2,3.1.3指标分析从表1，2，3的结果可知：1）在柱外形尺寸相同，同样满足强度、变形的条件下采用钢筋混凝土柱及钢管混凝土柱比采用钢柱具有更好的抗侧移刚度和更大的强度安全储备；2）由于钢管混凝土柱是各向同性，无强轴弱轴之分，平面内与平面外的稳定应力相差很大，没有充分发挥柱子材料强度。而钢格构柱很容易将平面内与平面外的稳定应力调整到接近，能够充分发挥柱子材料强度；3）在相同的屋面形式下，方案A比方案B、C节省造价约25%。方案B与方案C造价基本相当，但考虑到方案B中下柱的长细比（80

4、）及管径与管壁厚的比值（60.8）均接近于参考文献[3，4]的限制。若加大管径及壁厚，则方案C比方案壁B的造价略高。表1方案A单品排架技术经济指标柱截面（mm）技术参数经济参数应力比长细比轨顶处位移角混凝土量（m3）总混凝土量（m3）用钢量(t)总用钢量（t）耗资（万元）边轴上柱500x500－－1/120001.2519.750.57.16.32边轴下柱2（500x250）－－4.51.7中轴上柱900x500－－1/140002.250.8中轴下柱2（500x250）－－61.9注:下柱均为双肢格构柱作者简介：张华平（1

5、978-）男，工程师，中冶华天工程技术有限公司土建室，安徽马鞍山，243005作者简介：张华平（1978-）男，工程师，中冶华天工程技术有限公司土建室，安徽马鞍山，243005表2方案B单品排架技术经济指标柱截面（mm）技术参数经济参数应力比长细比轨顶处位移角混凝土量（m3）总混凝土量（m3）用钢量(t)总用钢量（t）耗资（万元）边轴上柱H800X350X10X160.7850/671/4000－－0.811.618.71边轴下柱2H450X200X9X140.8528/49－2.56中轴上柱H800X400X10X180.

6、8245/1041/6250－1.36中轴下柱2H600X200X11X170.9129/38－3.53注:下柱均为双肢格构柱表3方案C单品排架技术经济指标柱截面（mm）技术参数经济参数应力比长细比轨顶处位移角混凝土量（m3）总混凝土量（m3）用钢量(t)总用钢量（t）耗资（万元）边轴上柱H800X350X10X160.7850/671/110006.90.810.628.11边轴下柱2（φ426x7+C35）0.5338/802.32.48中轴上柱H800X400X10X180.8245/1041/145001.36中轴下

7、柱2（φ426x7+C35）0.5835/802.32.7注:下柱均为双肢格构柱1.重型工业厂房中柱子形式的选择2.1工程概况江苏某转炉炼钢车间一期低跨厂房，总长432米，四跨双坡屋面，柱距均为24米。跨度分别为（33、31、21、30米），吊车吨位分别为（125，225，10，225吨），轨顶标高为29及23.8米，吊车工作级别为A6、A7。结构简图如下图图2所示：图2转炉炼钢车间一期低跨厂房2.2按平面排架模型对厂房结构的计算分析由于本工程柱距大，跨度大，吊车吨位大，厂房高。选择钢筋混凝土柱则柱截面会很大，柱子自重大，吊

8、装困难且需要大量的模板；同时与其它结构构件（如吊车梁，屋盖支座，围护，柱间支撑）的联结非常复杂，预埋件的埋设精度及受力性能需要可靠的保证。因此选用钢筋混凝土柱子十分不妥。本工程选用钢格构柱与钢管混凝土格构柱两种方案加以计算比较。为了计算结果的可比性，两者除下柱截面不同外其它均相同。针对排架