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1、建筑钢结构进展第5卷第期200年l1钢管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中的应用吴建林如匕永中国船舶工业第九设计研究院摘要本文通过沪东造船厂船体装焊车阅大跨度、大柱距钢管混凝土柱的设计研究,论述了在大吊车荷载作用下,钢管混凝土柱,;、、比其他形式的柱更为经济更为合理对柱脚牛腿肩梁以及钢管混凝土组合柱的节点构造与受力性能提出了新的看法;并筒单介。绍了钢管混凝土组合柱的计算要点关键词、钢管混凝土纽合柱节点,,钢管混凝土结构具有承载力高塑性和抗震性能好劳、耐冲击的要求显得尤为重要。由于本工程采用了钢。,,、、施工方便等突出的优点在结构受压杆件中采用钢管管混凝土柱它的建成投产无疑将会为大跨度大柱
2、网,可大幅度地混凝土替代传统的钢筋棍凝土和结构钢节大吊车作用下的工业建筑提供一个可以借鉴的结构体、、,省钢木水泥用量和减轻结构自重使杆系结构的受力系,从而验证了钢管混凝土柱在此类建筑中无可比拟的。,。性能大为改善随着我国工业建设的不断发展钢管棍优越性。正在凝土的优越性也将越来越被广泛的体现建设中的、沪东造船厂船体装焊车间就是一个很好的例证l}}!L变些)J匿1工程概况Z丈、1沪东造船厂船体装焊车间跨度为70m,柱距分18m24nl,。2t,纂两种设有三层吊车上层为台160双小车桥吊,,轨高25。吊车跨度6。;中层为3台40t桥吊轨高1石rn,吊车跨度64.m4;下层为6台乃tT型吊,轨高9
3、.5。,吊车.19山和28功。266.6nl,跨度分别为车间全长纵向分高低图2船体装焊车间剖面图,,,跨高跨长13腼低跨长126m高低跨相接处设温度伸缩缝,间距2.6二。车间高度较高,高跨屋盖下弦标高为34,.,,、。2sm低跨屋盖下弦标高为21sm见图1图2荷载该车间屋盖采用钢网架结构和彩钢屋面板体系,屋,。由子厂房高度较高万脊处设置天窗(通风器)荷载较大故风荷载基本风压乘以系数1.1取用,基本风压实际取昌用值为.乃11。;。61咖砰抖沸所受主要荷载计算如下、、屋盖部分:网架静载主要包括彩钢屋面板屋脊通风器及网架下弦吊重,为1.41而1早;活载.7。研0kNL爪12屋盖作用于柱顶处最大竖
4、向力2082咖(静、活载之和,排架计。图1船体装焊车间平面图算时分开考虑),:上=吊车部分层吊车荷载作用于柱上界画42韶kNL,,沪东造船厂船体装焊车间地处黄浦江畔是迄今为向=;中层吊车荷载作用于风27肠kN水平刹车力98.9咖,,l”,,。,止亚洲最大跨度的工业建筑厂房最大高度43m多风荷柱上I几一137OkN一979水平刹车力294;蠕咖曰,,、、载非常大。并有三层吊车这对排架柱的强度塑性耐疲下层吊车荷载乘以动力系数后按静力考虑各层吊车均,.12V5ol3No3.200护卿PesinStelBuidli儿9Strcutures,,。考虑相应吊车梁系统所产生静、活荷载。工作量大焊接应力也
5、相应增大因而也不是很理想风荷载:基本风压.61kNn/1,钢管混凝土柱即由钢管制作成钢柱或钢格构柱,并0早作用于柱顶集中力350kN,作用于左右两边柱肢均布力分别为17.3kNLm/、在管内填充混凝土形成的复合材料构件,它集钢筋混凝,10.skN乃1飞。土和钢各自的优越性于一体大大提高了排架柱的受力:,,。,、、,地震作用抗震设防烈度为七度四类场地土近震及耐疲劳性能因而在大跨度大柱网大吊车作用下比。,。主要受力及计以往的钢筋混凝土柱或钢柱更有优越性经理论分析其余荷载在此不再详述算简图如图,3不。本工程采用钢管混凝土柱与钢柱相比在保持自重相近排架和承载能力相同条件下,可节省钢材约50%,焊接
6、工作量计算程序主要采用机械电子工业部设计研究院;;,编制的《工业厂房排架与混合框排架计算程序BENT》关可大幅度减少与普通混凝土柱相比在保持钢材用钢量。,,于多层吊车组合和地震力的计算和组合均参照此程序相近和承载能力相同条件下构件截面面积可减小一半混凝土和水泥用量、构件自重相应减少50%。3排架柱选型32钢管混凝土柱形式与截面的确定3.1不同型式柱的比较常用的单层工业厂房钢管混凝土格构式组合柱截面传统的大型工业厂房排架柱,一般都采用钢筋混凝形式有双肢柱、三肢柱、四肢柱(见图4所示)。双肢柱一土或钢为材料,组成格构式柱,以承受屋盖、吊车、风以及般用于轻型无吊车单跨和吊车起重量较轻的多跨厂房。
7、。,,地震力传来的荷载其中前者自重大施工时需要大量沪东造船厂船体装焊车间由于车间高度较高吊车及风,,,,的模板其质量受气候及季节的影响较大与其他结构构荷载较大因而下柱采用四肢柱轨高25m以上部分为三件(如吊车梁,屋盖支座、围护及柱间支撑)的联接较为复肢柱。根据排架分析结果及吊车布置选用柱截面如图5,,杂,需预先埋设予埋件,对整个工程来说费工费料,工程所示考虑到车间内部的整体性和美观性高低跨排架柱,、、,、;进度缓慢并缺乏
