輕型門式剛架廠房柱距比選

梅冬生

(安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 合肥 231603)

1 案例選擇

本文所選擇的柱距分別為門式剛架中具有代表性的三種：6 m、7.5 m、9 m。為便于比較，跨度統(tǒng)一為具有代表性的24 m，不考慮吊車。檐口高度統(tǒng)一為8 m?；撅L(fēng)壓：0.4 kN/m2；基本雪壓：0.6 kN/m2。屋面恒荷載為：0.3 kN/m2；屋面活荷載：0.5 kN/m2?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，建筑場(chǎng)地土類別為Ⅱ類，地震分組為第一組。屋面排水坡度均為5%。廠房平面尺寸為24 m×90 m，三種不同柱距所對(duì)應(yīng)的縱向柱列分別為6 m×15、7.5 m×12、9 m×10。

2 主剛架模型建立及計(jì)算

建模所采用的軟件為PKPM2010結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 10版V5.1.1中門式剛架模塊。設(shè)計(jì)所采用的主要設(shè)計(jì)規(guī)范為《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB 51022-2015)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50017-2017)、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2010，2016年版)等。作用彎矩與抗彎承載力比值控制標(biāo)準(zhǔn)一致均為0.9。鋼梁及鋼柱截面均采用實(shí)腹式焊接H型鋼，鋼材鋼號(hào)采用Q345。鋼柱柱腳采用鉸接，剛架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1所示。圖中鋼柱截面為GZ1，鋼梁截面分別為GL1、GL2。經(jīng)計(jì)算三種不同柱距分別對(duì)應(yīng)的GZ1、GL1、GL2截面見(jiàn)表1。

圖1 主剛架立面簡(jiǎn)圖

表1 不同柱距對(duì)應(yīng)的主要構(gòu)件截面型號(hào)

三種不同柱距的剛架用鋼量見(jiàn)表2。

表2 主剛架用鋼量對(duì)比表

3 次要結(jié)構(gòu)計(jì)算

鋼結(jié)構(gòu)廠房次要構(gòu)件主要包括屋面檁條、墻面檁條、系桿、屋面支撐、水平支撐等，本文比選時(shí)，主要針對(duì)屋面檁條、墻面檁條、系桿構(gòu)件用鋼量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其余次要構(gòu)件就本案例而言對(duì)工程造價(jià)影響較小，本次統(tǒng)計(jì)可暫不考慮。屋面檁條構(gòu)件均采用斜卷邊Z型鋼，墻面檁條構(gòu)件均采用卷邊C型鋼，系桿采用圓鋼鋼管，鋼材鋼號(hào)采用Q235。經(jīng)計(jì)算各次要構(gòu)件主要截面型號(hào)見(jiàn)表3。

表3 次要構(gòu)件截面型號(hào)

屋面檁條用鋼量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4、墻面檁條用鋼量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5、系桿用鋼量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6。

表4 屋面檁條用鋼量對(duì)比表

表5 墻面檁條用鋼量對(duì)比表

表6 系桿檁條用鋼量對(duì)比表

4 對(duì)比分析

針對(duì)主剛架用鋼量：6 m柱距由于剛架榀數(shù)較多，用鋼量較高；9 m柱距剛架榀數(shù)較少，主剛架用鋼量較低。但由于9 m柱距較大，縱向次要構(gòu)件截面均高于6 m和7.5 m柱距，并且用鋼量差別較大。在門式剛架房屋中，次要構(gòu)件的用鋼量所占比例也是非常大的，對(duì)工程造價(jià)影響比較明顯。現(xiàn)將主剛架及次要構(gòu)件用鋼量匯總于表7。

表7 主要構(gòu)件用鋼量匯總對(duì)比表

5 結(jié)束語(yǔ)

從表7可以看出，采用7.5 m柱距時(shí)綜合用鋼量最經(jīng)濟(jì)。從結(jié)構(gòu)安全及經(jīng)濟(jì)合理方面考慮，本文建議在門式剛架柱距選擇時(shí)可選擇7.5 m柱距，也可以根據(jù)廠房實(shí)際尺寸選擇7.5 m左右柱距。當(dāng)然影響門式剛架工程的因素有很多，除了本文所列舉的主要因素外，還有水平支撐、垂直支撐、隅撐、拉條、地基承載力、維護(hù)彩鋼板等等，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體情況進(jìn)行綜合考慮。