门式刚架轻钢筋结构柱网尺寸的合理选用.doc

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1、......门式刚架轻钢结构柱网尺寸的合理选用柴昶刘迎春(中国钢结构协会)(包头钢铁设计研究院)提要  本文结合工程实际设计经验，对影响合理选用柱网尺寸的主要因素，如跨度与柱距的变化，不同钢号的变化、荷载大小的变化以及有无吊车的影响等，进行了较详细的计算比较，并分析了这些因素变化对用钢量影响的基本规律。同时还综合考虑了钢结构安装工期及基础工程等的影响与分析意见，并提出了合理选择柱网尺寸的具体建议，供设计参考。关键词  门式刚架 用钢量门式刚架轻钢结构的柱网布置首先应满足工艺使用的要求，在设计中往往也是由工艺或业主与建筑师选定柱网尺寸，但是

2、要作到合理的选择柱网尺寸，还离不开结构工程师的参与，这是因为除了工艺使用要求外，柱网尺寸（柱距、跨度等）的合理选定还应综合考虑结构用钢量、工期、基础工程等诸多因素的影响，在这方面结构工程师有责任提出正确的建议，协助决策。本文结合实际工程设计经验及有关资料，针对主要影响柱网合理选用的主要变化因素，如柱距、跨度的变化、不同钢号及荷载大小的变化及有无吊车。工期与基础工程等进行了详细计算比较与分析，目的是得出这些影响的基本规律，从结构工程的角度提出合理选用柱距的建议，供设计参考。一、柱网尺寸对结构用钢量的影响                用钢量

3、直接影响工程的造价，几乎已习惯地成为从结构因素考虑柱网选用时的重要因素，但应注意到，除柱网尺寸这一主要因素外，结构高度、材料强度、荷载大小、有无吊车、单跨多跨等都对结构用钢量变化有明显的综合影响，不能不在分析比较中，一并予以考虑。本文以单跨门式刚架为对象，考虑了不同跨度、不同柱距、不同高度、不同钢号、不同荷载及有无吊车等因素变化对用钢量影响，各用钢量数值均在理论计算基础上参照工程实际经验进行了加工余量及构造余量的增量调整，以更符合工程实际。（一）无吊车门式刚架用钢量的分析比较1．当荷载及跨度条件变化时的用钢量分析跨度12m～36m及0.3

4、KN/m2、0.6KN/m2、1.0KN/m2三级活荷载的门式刚架用钢量变化列如表1与图1。从图1可得出以下几点结论意见：（1）随着跨度由小变大，门式刚架的用钢量曲线呈马鞍形规律变化，较经济的用钢量跨度约在21.00～24.0m跨度区间；（2）屋面荷载（雪荷、灰荷及吊挂荷载等）增大引起门式刚架用钢量增加，特别当跨度较大时，增幅也较大。当荷载由0.3KN/m2增大到0.6KN/m2时，门式刚架用钢量平均增幅为17％，最大增幅为21.2％；专业.专注.......（3）当跨度超过30m后，用钢量的增幅率明显增大，故单从用钢量的经济性考虑，门式

5、刚架合理的最大跨度不宜大于36m；表1 不同跨度及荷载的门式刚架用钢量（kg/m2）     当屋面治荷载分别为说 明0.3KN/m20.6KN/m21.0KN/m21屋面恒载0.25kn/m2屋面海载0.3、0.6、1.0kn/m2基本风压0.45kn/m22单跨门式刚架、檐高7.2m、柱距6.0m、变截面梁柱、屋面坡度1/20、用钢量包括刚架、屋（墙）面檩条、山墙柱及支撑。3．钢材为Q235钢1225.923.527.71522.522.126.61818.521.125.32117.921.325.52418.021.226.927

6、18.822.827.93020.123.829.43623.025.732.5专业.专注.......2．不用柱距、跨度及钢号条件下的用钢量分析。表2对了无吊车门式刚架在不同钢号及三种常用跨度与三种常用柱距条件下的用钢量比较，其规律性的折线比较分别如图2、图3所示。表2无吊车时不同跨度、柱距与钢号的门式刚架用钢量比较。钢号跨度（m）柱距（m）刚架用钢量（kg/m2）次结构用钢量（kg/m2）总计用钢量（kg/m2）说 明屋盖檩条其它 合计Q2351367.5914.212.210.63.54.04.23.77.27.77.921.419

7、.918.51.按单跨计算,檐高6.0m;2.恒载0.2KN/m2、活载0.5KN/m2、基本风压0.5KN/m23.刚架为变截面梁柱,柱脚为铰接4.采用Q345时,仅刚架采用,次结构仍采Q2355.建筑物按单跨60m长(9m柱距为63m)计算2467.5914.512.310.93.54.04.23.67.17.57.721.619.818.63067.5916.615.214.33.54.04.23.46.97.47.623.522.621.9Q345（*仅刚架用）1867.5912.410.79.23.54.04.23.77.27.

8、77.919.618.417.12467.5912.911.29.43.54.04.23.67.17.57.72018.117.13067.5913.612.311.63.54.04.23.4