口對(duì)口C型雙檁在工程實(shí)踐中的應(yīng)用

劉迅(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司，北京100120)

口對(duì)口C型雙檁在工程實(shí)踐中的應(yīng)用

劉迅
(中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司，北京100120)

結(jié)合具體工程實(shí)例對(duì)常規(guī)檁條設(shè)計(jì)形式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行闡述，并針對(duì)檁條的選型進(jìn)行計(jì)算比較。通過(guò)分析比較，發(fā)現(xiàn)口對(duì)口C型雙檁可以用于較大柱距的輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房中，同時(shí)由于冷彎薄壁卷邊C型檁條的截面互換性大，應(yīng)用普遍，用鋼量省，制造和安裝方便，值得在具體工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用，為類似工程提供了借鑒。

檁條；計(jì)算比較；效益；應(yīng)用

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.113

1 引言

檁條形式有實(shí)腹式和桁架式兩種。在常規(guī)輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中，檁條及墻梁用鋼梁約占總用鋼梁的10%～40%，因此合理的檁條設(shè)計(jì)及構(gòu)造對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性等有著十分重要的意義[1]。在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中，由于工藝布置需要，較大跨度的柱距常常出現(xiàn)在工程實(shí)踐應(yīng)用中。本文以9m柱距的某選煤廠機(jī)修車間工程為例，對(duì)其屋面檁條設(shè)計(jì)進(jìn)行分析比較。

2 工程概況

某選煤廠機(jī)修車間工程，結(jié)構(gòu)采用輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)，高度為8.7m，檁距為1500mm。建筑物場(chǎng)地類別Ⅱ類，地面粗糙度為月類，屋面檁條布置如圖1所示。

圖1 屋面檁條布置圖

3 分析比較

3.1 檁條選擇

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定：實(shí)腹式檁條包括冷彎薄壁型鋼和普通型鋼兩種。冷彎薄壁卷邊C型檁條的截面互換性大，應(yīng)用普遍，用鋼量省，制造和安裝方便。目前常用于檁條跨度≤6m，荷載較小的平坡屋面或墻面。高頻焊接薄壁H型鋼系引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的一種輕型型鋼，具有腹板薄、抗彎剛度好、兩主軸方向的慣性矩比較接近及翼緣板平直易于連接等優(yōu)點(diǎn)，目前常用于檁距≥1.5m或跨度＞6m，荷載較大的屋面或墻面[2]。

在常規(guī)設(shè)計(jì)中，往往采用簡(jiǎn)直檁條設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)支檁條的優(yōu)點(diǎn)則是制作與安裝方便、受力明確，較多地使用于跨度和荷載不大的結(jié)構(gòu)中[3]。但對(duì)于9m柱距的廠房，普通的C型單檁條一般不能滿足要求，需要設(shè)置雙檁（口對(duì)口C型雙檁）。

根據(jù)以上所述，檁條可選用以下2種形式：簡(jiǎn)支C型冷彎薄壁型鋼雙檁（口對(duì)口C型鋼）和高頻焊接薄壁H型鋼[4]。

3.2 計(jì)算比較

檁條形式即已確定，則需要根據(jù)荷載計(jì)算條件進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比。

3.2.1 計(jì)算

1）設(shè)計(jì)依據(jù)：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（G月50009—2001）；《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（G月50018—2002）；《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 102:2002）；

2）鋼材鋼號(hào)：Q235鋼；

3）屋面自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.3 kN/m2；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5 kN/m2；雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.2 kN/m2；檢修荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.0kN；基本風(fēng)壓：0.6kN/m2；

4）計(jì)算軟件：采用中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院PKPM（2010版）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，采用電腦輸入數(shù)據(jù),程序自行優(yōu)化計(jì)算，所有檁條的強(qiáng)度、撓度、穩(wěn)定性均需滿足規(guī)范要求；

經(jīng)程序優(yōu)選截面計(jì)算，簡(jiǎn)支C型冷彎薄壁型鋼雙檁（口對(duì)口C型鋼）選用2C250×7×20×2.0型檁條，高頻焊接薄壁H型鋼選用H250×150×3.2×4.5型檁條。核對(duì)計(jì)算結(jié)果，可以看出，該2種截面形式的檁條均滿足規(guī)范中對(duì)檁條截面強(qiáng)度、穩(wěn)定性及垂直于屋面的撓度要求。

3.2.2 比較確定

檁條截面選定后，就要從經(jīng)濟(jì)、材料采購(gòu)以及施工難易程度來(lái)考慮檁條形式的選用。

1）經(jīng)濟(jì)對(duì)比：對(duì)兩種形式的檁條來(lái)說(shuō)，在跨度和檁距均相同的情況下，可以從檁條每米長(zhǎng)質(zhì)量角度來(lái)進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)表1經(jīng)濟(jì)對(duì)比表，可以清楚發(fā)現(xiàn)，采用C型冷彎薄壁型鋼雙檁（口對(duì)口C型鋼）比采用高頻焊接薄壁H型鋼經(jīng)濟(jì)。

表1 經(jīng)濟(jì)對(duì)比表

2）施工采購(gòu)：C型檁條應(yīng)用普遍，制造方便，市場(chǎng)購(gòu)買便利，且單價(jià)較低。高頻焊接薄壁H型鋼系引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的一種輕型型鋼，偏遠(yuǎn)地區(qū)產(chǎn)量較低，且大多地區(qū)建筑市場(chǎng)短缺，材料大多從內(nèi)地訂貨，購(gòu)買時(shí)間長(zhǎng)，且長(zhǎng)途運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，成本較高。

3）施工難易：C型檁條自重輕，安裝方便，特別是作為墻梁的時(shí)候，口對(duì)口C型雙檁更有利于窗戶部位節(jié)點(diǎn)的施工。高頻焊接薄壁H型鋼較為笨重，安裝較為不便，在與檁托連接的節(jié)點(diǎn)及窗戶部位節(jié)點(diǎn)施工時(shí)，困難程度會(huì)大許多。

通過(guò)以上3方面對(duì)比，確定檁條選型采用簡(jiǎn)支C型冷彎薄壁型鋼雙檁（口對(duì)口C型鋼）2C250×75×20×2.0型檁條。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

后期，對(duì)比同期在新疆烏魯木齊某選煤廠的同樣大小使用高頻焊接薄壁H型鋼的輕型鋼結(jié)構(gòu)機(jī)修車間工程，造價(jià)降低了4.5萬(wàn)元，工期提前了30d，即給投資方帶來(lái)了“早完成早投產(chǎn)，早投產(chǎn)早見效益”的愉悅，也給投資方及參建的施工單位節(jié)約了成本。

4 結(jié)語(yǔ)

使用口對(duì)口C型雙檁后的設(shè)計(jì)，不但降低了工程建設(shè)的成本，縮短了施工工期，節(jié)約了社會(huì)資源，而且結(jié)構(gòu)上也達(dá)到了經(jīng)久耐用、安全可靠的效果?？趯?duì)口C型雙檁在遠(yuǎn)離內(nèi)地的偏遠(yuǎn)地區(qū)的工程實(shí)踐中的應(yīng)用，具有重要的作用。通過(guò)本次分析比較，可以清楚地看到，口對(duì)口C型雙檁可以用于較大柱距的輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房中，同時(shí)由于冷彎薄壁卷邊C型檁條的截面互換性大，應(yīng)用普遍，用鋼量省，制造和安裝方便，值得在具體工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用。

【1】紀(jì)福宏,汪一駿.檁條設(shè)計(jì)中若干問(wèn)題的探討[J].鋼結(jié)構(gòu)，2005（5):1-3.

【2】岳昌智,郭小農(nóng).輕型建筑鋼結(jié)構(gòu)的檁條設(shè)計(jì)[J].結(jié)構(gòu)工程師，2001 (2):6-9.

【3】張錦松,葉修喜,胡繼剛,等.12m柱距屋面檁條設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2011(6):65-67.

【4】汪一駿，等.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）[K].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

Application of Mouth-to-Mouth C-Shaped Double Purlins in Engineering Practices

LIU Xun
(CCTEG Beijing Huayu Engineering Co.Ltd.,Beijing100120,China)

By citing a specific project case, this paper illustrates the advantages and disadvantages of conventional purlin design forms, andconducts calculation and comparison for the purpose of purlin model selection. Through analyzing and comparing, it concludes thatmouth-to-mouth C-shaped double purlins can be satisfyingly used in light-weight-steel-structure work shops with relatively large column spacing.Besides, with a quite impressive section interchangeability and steel economy, the cold-bended thin-wall edge-rolled C-shaped purlin is widelyapplied, easily manufactured and mounted, thus worth being promoted for practical engineering applications. This paper can provide somereference in similar engineering practices.

purlin；calculation and comparison；efficiency；application

TU393

A

1007-9467（2016）12-0028-02

2016-11-08

劉迅（1978～），男，河南南陽(yáng)人，高級(jí)工程師，從事工程設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理研究。