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浅谈影 响门式刚架结构造价的几种因素

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浅谈影 响门式刚架结构造价的几种因素

发布日期:2018-01-25 00:00 来源:http://www. 点击:

一、建筑物 长度与宽度选择

    一般来说,在布置 柱网时应遵循长度大于宽度的原则,能减轻刚架用钢量,同时也 能减少柱间支撑的风荷载,从而降 低支撑系统的用钢量。

例1:建筑物尺寸为60×50m,则在布置厂房时应将60m作为长度方向,50m作为跨度方向,即:60(L)×50(W),而不是50(L)×60(W)。

   blob.png

二、柱距选择:

    技术经济比较表明,标准荷 载作用下的最经济柱是6~9m,超过9m时,屋面檩 条与墙架体系的用钢量增加太多,综合造价并不经济。这里标准荷载是指:屋面活载0.3KN/m2,基本风压0.5KN/m2,当荷载更大时,经济柱距应相应减少。对于带有10吨以上行车的厂房,经济术距应该是6~7m。

在布置柱距时,如需采用不等柱距时,应尽量 将端跨距布置得比中间跨小,这是由 于端跨风荷载要比中间跨大,另外在 采用连续檩条设计时,端跨的 挠度及跨中弯距总是比其他跨要大。采用较 小的端跨能使屋面檩条设计更方便节省。

例1:建筑物长度 = 70m

经济柱距可取: 1*7 + 7*8 + 1*7 或者 1*8 + 6*9 + 1*8

例2:建筑物长度 = 130m,行车10吨

经济柱距可取: 1*5.5 + 17*7 +1*5.5 或者 20*6.5

三、合理跨度的确定:

不同的 生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房跨度,有的业 主甚至要求轻钢生产厂家根据自己的使用功能,确定较为经济的跨度。在尽可 能满足生产工艺和使用功能上,应根据 房屋的高度确定合理的跨度。一般情况下,当柱高、荷载一定时,适当加大跨度,刚架的 用钢量增加不太明显,但节省空间,综合效益较为可观。通过大量计算发现,当檐高6m、柱距为7.5m,荷载情况完全一致下,跨度在18-30m之间的 刚架单位用钢量(Q345B)为10-15kg/m2,当跨度在21-48m之间的 刚架单位用钢量为12-24kg/m2,当檐高为12m、跨度超过48m时宜采用多跨刚架(中间设计摇摆柱),其用钢 量较单跨刚架节约40%以上,因此设 计门式刚架时根据具体要求选择较为经济的跨度,不宜盲目追求大跨度。

四、屋面坡度选择:

    屋面坡 度需要按照屋面板的构造与排水坡面长度及柱结构高度等综合因素考虑确定,一般取1/10~1/30。研究表 明不同的屋面坡度对刚架的用钢量有较大的影响。

以下我们通过对单跨42m,檐口高度为6m的在不 同屋面破度下的用钢量进行计算分析得出的结果:

当屋面破度为0.5:10时,一榀框架重量为:3682 Kg

当屋面破度为1.0:10时,一榀框架重量为:3466 Kg

当屋面破度为1.5:10时,一榀框架重量为:3328 Kg

当屋面破度为2.0:10时,一榀框架重量为:3240 Kg

可以看出,对于单跨刚架,一种较 好的减少刚架重量的方式是增大屋面坡度,坡度越 大用钢量越节省。

然而对 于多跨框架来说情况就不同了,坡度大 反而会增加框架用钢量,这是由 于大的破度将导致内柱长度增加。当建筑物跨度较大时,坡度增 加能降低屋面钢梁的挠度。

通过研究计算,较经济的坡度为:

多跨建筑: 1:20

单跨,跨度小于45m:  0.5:10

单跨,跨度小于60m:  1.5:10

单跨,跨度大于60m:  2.0:10

实际上,屋面坡 度的选取还与建筑有无女儿墙有关系,坡度则 增大将会导致女儿墙造价的增加。

五、檐口高度选择:

    檐口高 度对造价影响较大,主要表 现为以下几个方面

1.檐口高 度增加将导致墙面板面积增加,墙面檩条增加,同时柱 的用钢量也将增加;

2.如果钢柱无侧向支撑(如中柱,或边柱无法设置隅撑),则檐口 高度对框架重量影响将更为突出;

3.檐口高度增加,将导致 作用在框架上的风荷载增加。如果檐口高度/建筑宽度 >0.8,为控制侧向位移,有时甚 至需要将柱脚由铰改为刚接。

檐口高 度由以下因素决定:

1.檐口处的净高要求;

2.有夹层时,夹层的 净高要求及夹层梁高度;

3.有吊车时,吊车梁 及吊车吊钩高度。

六、支撑布置:

(一)支撑作用:在门式 刚架柱网的每个温度区段间,应布置 完整的支撑体系,以形成 完整的空间结构体系。轻型门 式刚架沿宽度方向的横向稳定性,是通过 刚架的自身刚度来抵抗所承受到的横向荷载而保证的。由于在 长度方向的纵向结构刚度较弱,需要沿纵向设置支撑,以保证其纵向稳定性。支撑所 受力主要是纵向风载、吊车刹 车力和地震作用以及温度作用等;计算支 撑内力时一般假定节点为铰接,并忽略偏心的影响,并且一 般的支撑都是按拉杆考虑。所以,一般适宜双向布置。

(二)支撑常见类型:轻型门 式刚架常用的柱间支撑类型见下图。由于建 筑功能及外观要求,或者工艺设备布置,上述支 撑都不允许使用时,可考虑使用纵向框架。这时需 要利用柱弱轴的抗弯刚度。

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   (三)支撑设置的基本原则:1.柱间支 撑应尽量与屋面支撑设在同一跨,当由于 墙面有门洞而无法设置时,可以将 柱间支撑设在临跨;

2.通常来说,支撑的 间距一般不宜超过5跨;当无吊车时宜取30~45m,有吊车时,间距一般不宜大于60m;

3.屋面支 撑需要在屋脊处断开。

4.在同一柱列,不应将 不同类型的支撑混用,否则刚 度小的支撑受力小,起不到应有的作用,而刚度 大的支撑由于超负荷工作而破坏。柱间支 撑应优选选择使用交叉支撑。

5.下列情 况柱间支撑需要分层设置:

(1)当有高低跨时(或带有通长大雨蓬时),需要在高低跨处(或大雨蓬处)分层设 置柱间上支撑和下支撑。

   blob.png

(2)当檐口高度大于9m,可根据 支撑的夹角设置双层柱间支撑,交叉支 撑与水平面的夹角以45°为佳,不宜大于55°。

(3)有吊车时,需在吊车梁处分层设 置柱间上支撑和下支撑。端开间 可不设下层支撑以减少吊车梁的温度应力。


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