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钢结构方案如何选择,才能减少用钢量?

钢结构方案如何选择,才能减少用钢量?

一般来说,布置柱网时应遵循长度大于宽度的原则,这样可以减少刚架的用钢量和柱间支撑的风荷载,从而降低支撑系统的用钢量。

例1:建筑物尺寸为60×50米时,布置厂房时长度方向为60米,跨度方向为50米,即60(长)×50(宽),而不是50(长)×60(宽)。

列间距选择

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技术经济比较表明,标准荷载作用下最经济的柱为8-9m,超过9m时,屋面檩条及墙架系统用钢量增加过多,综合成本不经济。此处标准荷载为:屋面活荷载0.3kn/m2,基本风压0.5kn/m2,当荷载较大时,应相应减小经济柱间距。10吨以上起重机的车间,经济技术距离宜为6-7米。

在柱距布置中,如需不等柱距时,端跨应尽量小于中跨,因为端跨的风荷载大于中跨。此外,在连续檩条的设计中,端跨的挠度和跨中弯距往往大于其他跨。采用小端跨,使屋面檩条的设计更加方便、经济。

建筑长度=70m

经济柱距:1@7+7@8+1@7或1@8+6@9+1@8

建筑长度=130m,行驶10吨

经济柱距:1@5.5+17@7+1@5.5或20@6.5

合理跨度的确定

不同的生产工艺和使用功能在很大程度上决定了车间的跨度。一些业主甚至要求轻钢制造商根据自己的使用功能来确定更经济的跨度。合理跨度应根据房屋高度确定,以尽可能满足生产工艺和使用功能。一般来说,当柱高且荷载固定时,应适当增大跨度,刚性框架的钢材消耗不明显增加,但节省空间,基础成本低,综合效益可观。通过大量计算发现,当屋檐高度为6m,柱间距为7.5m,荷载条件完全一致时,跨度18-30m的刚架(q345-b)单耗为10-15kg/m2,跨度21-48m时,刚架单耗为12-24kg/m2,当屋檐高度为12m,跨度大于48m时,宜采用多跨刚架(中间设计为摆动柱),用钢量比单跨钢架少40%,因此门式刚架设计应根据具体要求选择较经济的跨度而不是盲目追求大跨度。

屋面坡度选择

屋面坡度根据屋面板结构、排水坡长度、柱结构高度等综合因素确定,一般为1/10~1/30。研究表明,不同的屋盖坡度对刚架的用钢量影响很大。

通过对单跨42m、檐口高度6m不同破顶度下钢材消耗量的计算分析,得出如下结论:

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当破顶率为0.5:10时,框架的重量为3682kg

当破顶率为1.0:10时,框架的重量为3466kg

当破顶率为1.5:10时,框架的重量为3328kg

当顶板破碎率为2.0:10时,框架的重量为3240kg

可以看出,对于单跨刚架,一种较好的减轻刚架重量的方法是增加屋盖坡度,坡度越大,钢材消耗越少。

但是,对于多跨框架,情况不同。大坡度会增加框架的钢材消耗,因为大坡度会导致内柱长度的增加。当建筑物跨度较大时,断裂度的增大可以减小屋面钢筋的挠度。

经研究计算,更经济的坡度为:

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,屋面坡度的选择也与建筑物内是否有女儿墙有关,坡度的增大会导致女儿墙造价的增加。

檐口高度选择

檐口高度对造价影响很大,主要表现在以下几个方面

1。檐口高度的增加会导致墙板面积、墙檩条和柱用钢量的增加;

2。如果钢柱没有侧向支撑(如中柱,或侧柱不能设置角撑),檐口高度对框架重量的影响将更加突出;

3。檐口高度的增加会导致框架风荷载的增加。如果檐口高度/建筑宽度大于0.8,为了控制横向位移,有时甚至需要将柱脚从铰缝改为刚性节点。

檐口高度由以下因素决定:

1。檐口净高要求;

2。当有夹层时,夹层的净高要求和夹层梁的高度;

3。有吊车时,吊车梁和吊车吊钩的高度。

温度段

根据轻钢规定,最大纵向长度不大于300米,横向长度不大于150米,纵温段伸缩缝可采用双柱布置,或檩条可采用椭圆孔单柱伸缩缝连接。

应注意的是,条例中规定的最大长度并不是所有建筑物都能达到的长度。对于不同的建筑物,最高温度范围可根据建筑物本身的使用条件和所在地的自然条件计算。

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支架布置

一。支持作用

在门式刚架柱网各温度段之间设置完整的支撑体系,形成完整的空间结构体系。轻型门式刚架在宽度方向上的横向稳定性由其自身的刚度来保证,以抵抗横向荷载。由于纵向结构在长度方向的刚度较弱,为保证其纵向稳定性,必须沿纵向设置支座。支架的主要受力为纵向风荷载、吊车制动力、地震作用和温度作用等;计算支架内力时,一般假定节点为铰接,忽略偏心距的影响,一般将支架视为拉杆。因此,一般适用于双向布局。

二。 常用支架类型

显示了层支撑的总体布局和作用在山墙上的风荷载的力传递路径。轻型门式刚架柱间支撑常见形式。由于建筑功能和外观的要求,或工艺设备的布置,当不允许使用上述支架时,可考虑纵向框架。在这种情况下,应使用柱弱轴的弯曲刚度。

三。 支护设置的基本原则

1。虽然有些屋面板具有一定的集肤效应,但目前难以量化,因此在支护设计中不能考虑集肤效应;

2。柱间支撑应尽可能设置在与屋面支撑相同的跨度上。当因门洞无法设置墙体时,可在临时跨度处设置柱间支撑;

3。一般来说,支架间距不应超过5跨;无吊车时,间距应为30-45m;有吊车时,间距不应超过60m;

4。屋脊处的屋顶支架需要断开。

5。在下列情况下,应考虑纵向水平屋顶支架

(1) 当有柱图时,如果有局部柱图,只能设置局部纵向支撑,

(2) 当柱间距较大,边柱采用假墙框架柱方案时,

(3) 吊车吨位15吨以上,带驾驶室。

6。当建筑物宽度大于60m时,应适当增加柱间支撑。当不能设置交叉支撑时,可采用支撑形式。也可以在不增加内部柱支撑的情况下增加屋顶支撑或柱支撑的规格。此时,要严格计算内力,确保支架的安全。

7。同一柱中,不同类型的支座不能混用,否则,由于应力小,刚度小的支座将不能发挥应有的作用,而刚度大的支座将因超载而损坏。柱间支撑宜采用交叉支撑。

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8。在以下情况下,需要在层中设置列之间的支持。

(1) 当有高低跨(或有全长雨棚)时,高低跨(或雨棚)柱间应分层设置上下支撑;

(2) 当檐口高度大于9m时,可根据支撑间的夹角设置双层柱支撑。横撑与水平面夹角为45°优于55°;

(3) 有吊车时,应在吊车梁上逐层设置柱间上下支撑。端舱不得设置较低的支撑,以降低吊车梁的温度应力。


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