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时间:2018-10-25
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1、大吨位吊车工业厂房的不同结构体系的对比分析【】在带有大吨位吊车的钢结构厂房的结构设计中,如何正确理解规范并合理选择结构体系,保证结构设计的合理与经济性,是设计人员认真解决的问题。 【关键词】工业厂房,门式刚架,分析比较,结构体系 【abstract】,ensurethestructuredesignofthereasonableandeconomy,itisdesignpersonnelearnestlysolveproblems. 【keye,theanalysisandparison,thestructuresystem :DF412:A: 一、概述 随着我国经
2、济建设的讯速发展,由于中小企业的不断壮大和生产的需要,钢结构因其施工方便、速度快,自重小,开间大和跨度大(可以自由调整)等特点,采用钢结构厂房已是许多企业和甲方的首选。近年来钢结构门式刚架厂房已广泛应用于大吨位、大跨度,工艺复杂的厂房。就我公司而言,近两年来接触较多的有:变压器厂房、造船厂、冶金厂房等。面对此种结构,选择合理的结构形式和采用合理的规范就相当重要,在结构安全的前提下,做到最经济。 前几年,一般的工业厂房采用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》基本都能适用,但是现在一些工程往往会因为工艺,生产需要等原因会超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的适用范围,所以如果直接采用《钢
3、结构设计规范》的话,结构用钢量就会大大提高,不尽合理,也不经济;又如果是一味地控制用钢量而在没有理论依据的前担下,采用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》进行设计就可能造成结构安全度的降低,不能“好钢用在刀刃上”。所以此时设计人员就必需要具体工程具体分析,让结构体系合理,使工程造价经济。 基于现阶段的这种情况,我们就要寻找一条将《钢结构设计规范》和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(以下简称《钢规》、《门钢》)结合起来的设计思路,进行大吨位吊车重型钢结构厂房的轻型化设计,现我们结合一个工程实例加以讨论,以供参考。 二、工程概况 本工程为某铝业有限公司的冷轧车间,长385米,宽169
4、米,柱距12米,共7跨,分别为(21米+27米*2跨+32米+30米*2跨+24米)共两个屋脊。在E轴处设伸缩缝,将车间分为两个区域,A~D轴为轻钢厂房,每跨设2台5T或2台10吨吊车,E~J轴为重钢区,每跨设40T~100T两台吊车,此车间总建筑面种积为67765.65平方米,为典型的单层钢结构厂房,总高度为21.3米,屋面板采用单层压型钢板,局部设采光带,现重点讨论 (E~J轴)详见(图一) (图一)E~J轴为重钢区剖面图 三、控制标准确定 本工程结构布置为开间12米、跨度(32m+30m+30m+24m)的四跨单脊双坡的钢结构厂房,经过对整个工程的分析
5、并结合规范认为可以按照《钢规》控制刚架柱侧移和吊车梁变形,刚架梁和维护结构的变形则偏向按《门钢》控制的基础上可稍加提高。具体如下: 1、40T、50T、100T吊车均超过了《门钢》的适用范围,故在设计主刚架时柱顶位移按《钢规》的要求1/400控制,且用《钢规》控制柱子的高厚比和长细比。 2、虽然吊车吨位较大,但屋面板和墙面板均采用了自重较轻的彩钢板,如按《钢规》的1/400控制,就过于保守;但考虑到吊车吨位较大,如按《门钢》的1/180控制屋面钢梁刚度过小,挠度过大,对整体结构刚度的影响不合理,综合以上二个因素,我们刚架梁挠度按1/250梁跨来控制,既保证安全又有一定经济性的措施。
6、 3、屋面钢梁按《门钢》验算,而钢柱按《钢规》定义计算。 四、钢柱截面形式和结构选型及计算分析 根据柱距、跨度、和吊车吨位情况,此工程都比较大,故中柱(F轴G轴H轴)采用构格式柱子,边柱E轴采用H钢柱,J轴则采用异型柱。梁柱节点形式有3种选择: 第一种:刚架梁柱节点全剖做成铰接(即铰接排架结构) 第二种:刚架梁柱节点全剖做成刚接(即刚接排架结构) 第三种:E-F、H-J跨采用刚结,F-H跨采用铰接 针对上述三种结构体系,我们就具体工程实例进行分析比较。现我们将E~J轴取出来做为计算单元,且钢柱按左风,右风均存在计算比较(这样更具有通用性) 工程荷载情况如下: 抗震设防
7、烈度:6度,设计基本地震加速度:0.05g,2类场地, 设计地震分组:第一组 荷载取值: 屋面恒载:0.40KN/m2屋面活载:0.35KN/m2(刚架) 悬挂荷载:0.02KN/m20.50KN/m2(檩条) 风载:0.55KN/m2雪载:0.35KN/m2: 计算软件:软件采用中国建筑科学研究院-PKPM计算软件STS、STPJ(2008版)。 从对比表中可以看出,第二种形式刚架梁柱刚接不但整体性好、应力比和挠度也明显
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