某钢管混凝土柱重型厂房设计分析.pdf

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1、某钢管混凝土柱重型厂房设计分析■潘小樟李勰李卫秋[摘要]钢管混凝土柱在重型钢结构厂房中的应用正在不厂房两跨均设有双层多台大吨位桥式吊车，上为0.9s，多遇地震下水平地震影响系数最大值为断推广。本文通过某重型钢结构厂房采用钢管混凝土柱和层起重量分别为650t、400t（单台），轨顶标高为0.08；钢管混凝土柱框架阻尼比0.035，钢格构柱钢格构柱对比分析，更加明确了钢管混凝土柱在大吨位吊24m；下层起重量为（150+75）t（控制组合），轨框架阻尼比0.05。车厂房中应用的良好的经济性和技术性。顶标高为16m。二、方案对比分析[关键词]重型工业

2、厂房钢管混凝土柱钢格构柱1.两种对比形式针对主框架中柱的两种形式（钢管混凝土格构随着国内经济的不断发展，大型特重甚至超大柱和钢格构柱）的选型方案（具体见下），用软件超重型设备的需求逐年增加，厂房均朝着大跨度、STS进行横向平面框架的结构计算。大柱距、大吨位吊车的方向发展。对于大跨度、大A为钢管混凝土柱+实腹梁（见图1）；柱距、重吨位吊车的厂房，为保证吊车的安全运行B为钢格构柱+实腹梁。和正常使用，通常采用传统的混凝土或钢格构式柱2.设计参数22和有较大刚度屋盖（如平面桁架加支撑的屋盖或空屋面恒载（包括吊重）1kN/m，活载0.5kN/m，间网

3、架上铺刚性屋面板的屋盖）的结构形式。随着吊车系统静载上层600kN，下层350kN；吊车荷载建筑技术水平的发展，新型结构层出不穷。对于设（根据吊车轮压、轮距按影响线法计算所得作用于有300或400t吊车的高大重型厂房，钢管混凝土柱上的力）：图1钢管混凝土柱+实腹梁方案立面示意图柱在工程中应用逐渐增多。本文通过具体设计实例上层650t吊车竖向力：7375kN/1907kN；3.构件截面——钢管混凝土柱和钢格构柱方案对比，进一步明上层650t吊车横向刹车力：278kN；A、B两种形式的平面框架主要构件截面参数见确了钢管混凝土柱在大吨位吊车厂房中应

4、用的优越上层400t吊车竖向力：4427kN/942kN；表1。性。上层400t吊车横向刹车力：153kN；4.分析结果一、工程概况下层吊车竖向力：2926kN/735kN；两种平面框架在上述相同荷载、各自特有的计某重型工业厂房平面轴线尺寸为362.5m×下层吊车横向刹车力：91kN。算参数条件下采用STS软件进行结构分析，其主要73.6m，柱顶标高为34m；纵向20×18m柱距，横地震作用：抗震设防烈度为7度，场地类别为计算结果见表2、表3。向2×36m跨度，纵向中部设有一道伸缩兼抗震缝。IV类，基本地震加速度值为0.1g，场地特征周期表1

5、单榀框架主要构件参数构件类型构件外形尺寸（m）构件主要截面（mm）边（1.6×3.0）四肢D550×12（内灌C40砼）钢管砼格构式下柱中（1.6×3.6）腹杆D300×8边柱上柱肢2L200×20×30(贴板)边（1.2×3.0）钢格构式下柱边柱吊车肢1200×650×20×34中（1.2×3.6）中柱双肢1200×650×20×34边（0.5×1.2）翼缘厚24实腹上柱中（0.5×1.25）腹板厚16边（0.3×1.9～1.4)翼缘厚18、20变截面实腹梁中（0.3×1.4～2.2）腹板厚12表2单榀框架技术指标应力比对比组合类型边下柱中

6、下柱边上柱中上柱上弦或梁边支座下弦或梁跨中腹杆或梁中支座A0.490.560.950.70.80.480.87B0.740.811.010.710.820.510.91表3单榀框架技术指标（变形等）对比组合类型自振周期风载下柱顶水平位移角吊车水平荷载作用下轨顶处位移角A0.9551/25021/2414B1.1311/14361/1344从上述技术指标对比中可以看出：采用钢格构式柱节约钢材29%。所以发生火灾时，钢管里面的混凝土会吸收钢管传在柱截面高度尺寸相同，且满足强度、变形条5.其他方面的比较来的大部分热量，减慢了钢管的升温速度，增加了件

7、下，采用钢管混凝土格构式柱比采用钢格构式柱（1）施工方面柱子的耐火时间。一旦钢管部分屈服，温度不高的具有更好的结构侧向刚度和更大的强度安全储备。钢柱施工周期短但板件较厚，焊接工作量较大；混凝土部分仍具有承载力，防止结构的倒塌。另外，上述两种形式的平面框架，其单榀结构的用钢钢管壁厚较薄，焊接工作量较小，但多一道混凝土钢管混凝土在火灾抢险时、在消防冲水时不会像钢量和造价见表4。浇灌工序，且混凝土被外围钢管包覆，管内混凝土筋混凝土那样会发生爆裂。表4单榀框架经济指标对比的浇灌质量无法像钢筋混凝土那样直观的检查，其（3）耐腐蚀性能组合类型用钢量（t）

8、浇灌质量必须依靠严格的施工。钢管混凝土柱表面为圆形且总表面积小于型钢柱屋盖合计比值A79.81796.81（2）耐火性能柱，其防腐处理比钢结构更方便，防腐性能更好。