工业建筑可调式支座高层钢结构优化.pdf

26 福建建筑 19 9 7 一 增刊总第 5 6期 工程结构设计计算与研究 工业建筑可调式支座高层钢结构优化设 计 Op tim u m D e signo fT a llSt e e lSt ru etu e r w ithAd j u s tia l o fInd u s trial B u ilding 詹得志 厦门大学建筑设计研究院 王富康刘 利煤炭部合肥设计研究院 提 要本文结合国家 “ 八五 ” 重点工程之生命线工程 一 淮南犷务局谢桥煤矿副井钢井塔高层钢结构工程设计 , 看重分 析了未融冻土特珠地基拟建建筑物所遇到突出问题 一 地基沉降问题 , 通过概念设计 , 多方案优化比较 , 在支座 选型上突破了常规 , 选用滑动支座用于安装及支座沉降调节阶段和钦接支座用于正常使用阶段两种结构 计算模型 , 进行结构分析 。 采用与计算模型相适应 的特殊的结构构造措施 , 从而确定合理的结构方案 , 进行合 理的结构设计 。 本文优化重点在于结构选型 。 理论与实践同时证明 , 设计 是成功 的 , 经验可供设 计同类建筑 借鉴 。 关键词 冻融 土 支座可调结构选型框架 一 剪刀撑构造措施 汉汉汉 试试 认认 以以 ,粗次次红卫呈处 她丰斑 { { {团 十 【 鬓鬓鬓鬓鬓鬓鬓鬓鬓鬓 卜卜卜 l l l l l l l } } } } } 日日日 厂厂厂下 下厅 厅厅 口口口r茸, , , 口口口 l } 1 1 1 1 1 二二 一一一 立面图图一 钢梁平面布置图图二部面图图三 一 、 工程概况及工程设计特点 淮南矿务局谢桥矿井为年产 40 0 万吨原煤的国家特大 型矿井 , 系国家 “ 八五 ” 重 点工程 , 总投资达 2 0多亿元 。 谢 桥矿井副井井塔是矿井的咽喉 , 属生命线工程 。 该建筑采用全钢结构 , 框架一剪刀撑结 构体系 。 其建 筑特征 , 底层 1 2根斜柱每 三根斜柱交于一个基础 , 支座 中心线位于直径3 4 . 53 6m 的圆上 , 二层以上 主体平面尺寸 为 18 . 2m x2 0 . 2m , 建筑总高度 4 sm , 最 大层高12 . 65m , 最 小层高 5 . 4Om . 绞车 大厅标 高 3 4 . 4 5 m , 所装 提升设备为两 台直径为 4m 的多绳摩擦轮绞车 , 绞车提升行程为 63 6 米 , 1 60 0kw 、 12 50 k w直流直联悬挂式电 动机各 l 台 , 提升容 器为 3 只 4 绳罐笼及 1 只平衡锤双层出车 , 1 吨客货两用 电梯 1 部 。 组合钢罐道 , 分段分层式钢套 架 。 绞 车层并设 有一台 3 2号轿式析车 , 士0 . 00 0 以下为 与主体脱开的地上 一层地下一层钢筋硅地下室 , 底部为单层井口房含地下室 一层与钢井塔完全脱离 。 见图 一 、 图二 、 图三 据国家文献检索中心检索 , 该井塔为亚洲建成同类最 大的钢井塔 。 工程设计特点 1 、 该井塔为全钢 结构 , 结构型式为四腿岔开式 框架一 剪刀撑结构体系 。 2 、 四斜腿支座设计为自由滑移式 , 基础沉降可调 3 、 围护结构采用彩色压型钢板 , 以减轻结构自重 。 4 、 楼层采用钢与硅楼板组合结构 。 5 、 基础采用预制打人桩 , 桩 截面 40 0 X 40 0 . 桩长 15m o 6 、 上部套架采用分段分层式钢套架 , 支撑于井塔上 , 下 部套架落于井筒上 , 与井塔采用竖向 活动连接 。 自然条件场地地震烈度为七度 , 场地土类别为汀类 , 基本风压 o . 35 kN/耐 , 基本雪压 0 . s k N/澎 。 附主要构件截面特性一览裹表一 框框框截面面第二结构层层第三结构层层第四结构层层屋面结构层 } 备 注注 架架架 型式式式式式式 梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁梁 秦秦秦秦 A犬104 4 4 , 卜 、 、, h 、 、 A式10 , b 、 、, 上 、 、 人 K104 4 4 , 卜 、 、 森 A成104 4 4 森 点、 } 工宇型 , , 厚 厚 2 、. 】U n 、王 】 】nl声声 2 、刀 】 U 】 泣J J J、I IUl lJ J J 皿 】12 、月 】U】l 幻切产 一 二二书O , 服板厚 厚 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 140 0 肛 兮皿 刀 幻 户 为为 型型型型 2 . 8 3 3 3 30 0 0 01400 0 03 . 35 5 54o o o o150 0 0 03 . 47 7 74o o o o160 0 0 02 . 8 3 3 330 0 0 0 0 0 箱箱箱型 型 第五结构层“ 车大厅层 A 汤 . 3 8 i l 0 、 . 。一b 0 0 . h巍8 0 0 , t一3。 ” 云呵宽度度 框框框箱箱第一层层第二层层第三一五层层第六层 层 一 h 为 截面面 架架架 型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型 高度 t 度度 柱柱柱柱 A K104 4 4 力 “礼 礼 志 A 凡 104 4 4 越峡 峡 忘 个 l犷} 巡竺竺 赢 A犬104 4 4 州b飞飞 志 钢板厚度度 。功产 、 目 U】 蕊, , , 皿 n早 、】U 】 l, , , 、nUn- J I 、. ,“1 1, , , 2 、n Ull 2 2 2 2 2 2 2 0 . 16 6 61 30 0 0 040 1 1 1 15 . 36 6 610的 的 40 0 05 . 4 4 1 7 00 0 020 0 03 . 42 2 2550 0 016 6 6 6 6 剪剪剪箱箱第一层层 第二层 层第三一五层层第六层层 a 为 箱型 型 刀刀刀型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型 截面宽度度撑撑撑撑 2I2 8b 。 30 em m m 乙L乙知a己L己U a JOc l n n n 2[20 2[36卜。二3o em m m 2[2 0 Zf3 6b a 3价m m m m m 口口口口口3 0 e m 人 40c n t K3m m m m m m m m m r 二 、 结构选型及结构分析 一背景简介 淮南矿区虽然煤储备量大 , 但煤层地质极为复杂 , 煤层 面深达 一50 0 m左右 。 拟建矿井钢井塔 , 担负着整个矿井的 人员 、 设备及采煤所需材料的运输 , 对确保整个矿井之正常 运行起着举足轻重的作用 。 井筒是连接地面与地下的唯一 福建建筑 199 7 一 增 刊总第 5 6期27 通道 。 谢桥副井 井筒内径 sm 、 井壁 厚 1 . 8m 表土层 厚 29 8 . 6 8m , 井筒于1 98 4年 2 月采用冻结 法施土 , 当井筒施工 至 一 2 3 9 . 5 9 m , 出现涌水涌砂 , 涌砂量达 4 00 0 澎 。 事 故出现 后 , 地面出现塌陷 , 采用二次强化冻结开凿 , 冻结 半径1 5 m 至1 6m 。 198 7 年 8 月1 8 日停冻 。 施工临时井架置于冻结 范围内 , 出现了倾 斜 , 199 0 年 2 月一2日至 1 1月13日间 , 测 得基础最大沉降量 为 32 8m m , 基 础间 的 差异沉 降为 n o 。 1 99 1年 4 月 , 勘测 查明 , 冻结区内 , 上部融解 . 下 部尚未解冻 , 解冻深度为1 0 . 6n i一 15 . 2m , 地质情况 十分 复 杂 。 从上述情况看来 , 井塔设计存在下列问题 , 1 、 由于地基 土体未完全解冻 , 勘察 部门提不出有关 冻融土方 面可靠的 设计地质资料 , 从而不能进行基础底 面积选择和地基变形 计算 , 增加了基础选型的难度 ;2 、 冻结时间 、 冻结程度 、 融冻 时间都远远超过一般井筒周 围土壤冻融规 律 , 故冻土的性 质难以进行类比估计; 3 、 由于地基各处融冻速度和深度不 同 , 将增加基础的不均匀沉降 ;4 、 井下涌约 4 00 0m“ 、 将造成 土壤 扰动或结构疏松 , 融冻后可能引起地面继续沉降 . 情况 难以预料;5 、 采用各种桩基在冻结圈内融冻土上均无法钻 进击人 。 6 、 井壁 结构设计未考虑承载井塔荷载 。 故井塔改 座在井筒上已难实现 。 二结构选型 根据场地地基条件和现有 资料 , 综合我院冻土地基上 井塔设计经验 , 对该并塔设 计进行多方案优化比较 , 现分述 如下 根据有 关专业委托及打井前 的地质资料 . 确定井塔平 面尺寸为1 8 . 2X2 0 . 2m , 自标高 士0 . 00 0 算起 . 女儿墙顶高 58m , 绞车 大厅 高 43 . 95m , 最大层高 15m , 最小层高 5 . 2m 地面以上共 8 层 , 地下室一层 , 深 3 . 3 5 m 。 方案一 , 上部选用 内框外筒的框 一 剪结构 , 基础采用箱 一筏组合式基础 。 见图四 本方案基础为箱 一 筏组合基础 。 中部为2 6 . 4 x 2 8 . 4m 的箱型基础外 侧周边 均悬桃 4m 片筏并切去片筏部分四 角 , 箱基部分有关墙壁延 伸为筏板加筋肋 , 部分数 据如 r 1 、 基础顶面以上塔体重 N l二8巧7tf 2 、 基础以上土重 N Z103 65tf 3 、 基础重 N 34687tf 4 、 基底平均应力0 P 42 08kp a 5 、 片筏部分 , 基底净反力0 P 5 18 0ka P 方案二 , 上部结构采用可调式支座 、 岔开式钢筋混凝土 框架 一 剪刀撑结构 , 基础采用桩基 。 本方案桩基采用 40 0 x 40 0mm 预制打人 桩 . 单桩承载 力1 0 O0kN , 基础 落至冻结圈外老 土 。 经计算 , 基础 承台平 面中心位于距井筒中心2 0m的 圆上 。 基础与上部结 构采 用活动连接 , 连 接 处设千斤顶 , 以调节 基础发生不均 匀沉 降 。 部分数据如下 1 、 上部结构 荷重 Nl 6 500tf 2 、 桩基重 NZ 15 00t f 3 、 桩总数不少于9 0 , 调节用20 0吨千斤顶至少为 3 5 布 、 方案三 , 上部结构采用可调式支座岔开式钢结构 , 框架 一 剪刀撑体系 , 基础采用桩基 。 本方案桩基采用 40 0 x 40 0 预制打人桩 , 单 桩承 截 力1 0 0 0kN , 基础落至冻结圈外 老土 。 经计算 , 基础承 台平 面中心位于距井筒 中心 1 7 . 2 5 m的圆上 , 基础 与上部 结构 采用活动连接 , 连接处设千斤顶 , 以供基础发生不均匀沉降 时 , 调 节之用 。 部分数据如下 1 、 上部结构荷重 Nl 40 00tf 2 、 桩承台重 N Z750tf 3 、 桩总数不少于6 0 , 调节用 30 0 吨千斤顶至少为1 6 个 由上可知 方案一 , 对基础沉降是 采用抗的方式 。 其优点基底面 积大 , 对地基平均压应力小 , 基础部分落到冻结圈外老土 ; 上部结构刚度大 , 箱基刚度大 , 且箱筏基础与上部结构共同 工作 , 对调节不均匀沉 降有一定作用 , 但很难控制结构的整 体倾斜 。 该工程作为生命线工程 , 选用该方案尚有较大风 险 。 方案二 , 对基础沉降是 采用放的方式 。 虽较方案一 自 重轻 , 但 自重尚较大 ;可调难度大 , 且基础大 , 保证基础落在 冻结圈外老土层柱 岔开范围广 , 上部结构因调 节造 成支腿 为大偏心受 拉构件 , 易开裂;且钢筋混凝土结构适应不匀匀 沉降能力 差 . 易开裂 。 开裂后结构安全度 , 耐久性均律低 。 方案三 , 对基础沉降也是采用放的方式 。 为全钢结构 , 与前三方案比 , 自重最轻 , 基础最小 , 保证基础落在冻结圈 外老 土层柱岔开范围小 。 适应沉降变形能力强 , 支座可 调 千斤顶数最少 、 支座 同步可调容易 。 缺 点钢结构造 价比钢 筋混凝土相应要高一些 , 但其安 全性 、 可靠性 、 耐久性最高 。 作为生命线工程 , 应为首选结构 方案 。 经煤炭部专家论证并 经国家能源投资公司审定批 准 , 选用 可调式支座岔开式钢结构方案为保证方案实施 , 采用 如 下措施 1 底层基础位置 , 位于以井筒 中心为原点 , 以实测冻 土圈外加一定的安全间距为半径圆之外 。 见图五 2 通过各专业紧密协作 , 各专业提出相关设备最小净 高要求 , 优化设备布置 方式及选型 , 使 原初设楼层 减少一 层 , 个别层高有所降低 , 从而使建筑总高度由原初设5 8 . 巧m降至4 8 . o o m , 减轻了结构重量 。 3 建筑外维护结构 采用彩色压型钢 板 , 以减轻非结构 构 件 自重 。 4 结构楼层布置上 , 采用钢与硷组合楼板 , 减少主 、 次 染截面 , 降低结构 自重 。 为了减少上部结构应力集中 , 主次 梁采用 x 、 y 方向跃层布置 。 5 在基础选型上 , 采用群桩组成的独立式承台 , 桩 基 持力 层为冻结圈外粘土层 。 基础与柱脚顶面用螺栓与钢板 组成的柱脚钢靴形 成滑动连接 , 螺栓孔预留滑移量 , 柱脚钢 2 8 福建建筑 1997一增 刊 总第 5 6 期 靴与桩基承台之间预置千斤顶 , 以便当基础发生不均匀沉 降时竖向可调 。 6结构计算采用国 际通用程序S A卫5和北大力学系 开发的S A PS P对结构进行静动力结构分析 。 { . 馨 . 孟{ . 霆 . 孟} { . {馨 . 翼二 . 龙 黑 W 。 0 . 2 「「「〔 二二曰 曰「 「 门门门l了, ,曰曰曰 曰门门厚争争 口口口〔二二口口门门口口 ’ l l l 口口口【 二 二 二口 口口 口口 口口 口口口〔二 二口 口口 口口口巨1 1 1 门门门le e , ,「 「n n n 减减慨娜娜漂 漂 尸尸尸尸曰曰 一了一 一 乙乙乙乙乙乙乙乙 。 。 。 。 。 。 。 。 史史 爵爵爵爵爵爵爵爵爵爵爵 } } } } } } } } } } } } } . . . . . . .朋 1洲洲 「「 ’ 洲. . . 箱 一 筏基础布置图图四 桩基基础平面图图五 三结构分析 结构分析中 , 选择合理的符合实际的力学模型是关键 。 本工程因特殊地质条件造成地基沉 降 , 在力学模型选择上 , 要保证结构差异沉降可调 , 释放斜柱水平力是关键 。 因此 , 柱支座力学模型的选择 , 突破 常规结构固端或铰 接的单一 模式 。 固端支座在本工程中因斜柱产生三向力 , 尤 其水平 力 . 不能满足基础可调条件而没有采用 , 而选用滑动支座和 铰接支座两种状态 。 1 、 支座模型的选择 支座计算模型选用两个方案 ①柱 支座 为滑动支座 ;② 柱支座约铰接支座 。 滑动支座用于安装调式和支座沉降后 竖向调节阶段 , 铰接支座用于正常使用阶段 。 考 虑可 调的 可能性 , 支座约束选择上 , 先滑动 , 后铰接 , 待滑移和沉降稳 定 , 并释放水平力 , 且沉降竖直 方向调到正确位置后 , 方用 螺栓连接成铰接状态 。 实际情况 , 一旦基础发生不均匀沉 降超过许可限值 , 即要竖向调节 , 调节时支座放松到滑动状 态 , 待稳 定后铰接 , 铰接后 井塔开始使用 , 因此只要 是沉降 不稳定 , 斜柱支座 一直 处于 滑动与铰接相互交替 状态 。 抗 震及风震计算支座模型是支座放松后 的铰接 。 2 、 计算假定 ①柱与主梁为刚接节点 , 主梁与次梁为 铰接节点 ②剪刀撑与柱 、 梁连接节点均为铰接节 点 。 ③各杆以截面形心轴交于节点中心 。 ④楼板刚度因开洞率超过3 0 , 地展计算梭面 刚度无 限大假设在本工程不适用 。 因此利用平面洞口将楼板分成 几个刚块 , 各刚块之间连接点位移协调 , 采用子空间叠代法 计算 。 ⑤所有杆件均计算 杆件 的轴向变形引起的次应力 。 ⑥支座滑动状态 , 假定其中一个支座 在 x 、 y 方 向设水 平位移约束 。 这样既允 许柱脚间相对滑动 , 整个 支座系统 又为几何不变 。 3 、 荷载工况及其组合 { . 馨段盘 { . 馨找 . 鬓 地震力换算系数 K 3 . 56 80 58 18护 ⑤支座不均匀沉降 计算支座下沉相 对位移对上部结构的影响 。 位移控 制值以1 0 为单位 , 超过 此限值 , 基础柱支座则采用调节 方式解决 。 ⑥变形控制 顶点位移 △ /H簇1/3 0; 0层间相对位移 △ d/h簇1/25 0 4 、 计算结果 支座滑动 不 考虑支座摩擦时 , 对角线支座计算最大相 对滑移为 5 5 。 支座铰接 周期 T粗 1 18 ,, 毛 1 l . o s s. T e; l 05 ,, T沼 0 . 3 5 , 几 0 . 33 5, T巴0 2 7 , 顶点位 移 △ 、 1 . 5 2 X 10 一“ m , △ , l . 3 7 x 10 一 2 m , △ 1 . 33x10 一2m , 久2 . 76X10 一 3m , o , 2 . 2 1Xio 一 3 m 最大层间位 移 △ 6 . 5 x 10 一 3 m , △ 9 . 2 x10 一 3m . 飞 4 . 5 1 X io 一4 弧度 地 震 剪 力 嗽 二 7 3 2kN , 叽 二 7 6 Ok N , 飞/e G 1 . 83 , q 份/ e G 1 . 90 , 三 、 结构节点连接 本工程节点连接 , 采用焊接 , 高强 螺栓连接和栓 、 焊混 合连接多种形式 。 硷楼拔与钢梁之间加剪力键连接以保证结构的整体性 和组合楼盖T形翼缘效果的充分发挥 。 柱 、 梁主要构件一 般采用全焊透对接坡口焊缝;次梁尽可能用轧制型钢 , 或者 焊接工字钢 ;柱与主梁则视具体情况采用高强摩擦型螺栓 连接 , 或者栓焊结合连接;次梁 与主梁则多采用普通螺栓连 接 。 四 、 结构特殊构造措施 l 、 结构在计算模型选择 采用滑动支座 , 为了保证结构 实际受力情况与计算模型的一致性 , 经试验 , 柱支座与基础 连接面涂钙基润滑脂 , 既能满足计算假定 , 又能保证结构在 安装过程中正常风压设的结构稳定性 。 2 、 由于实际柱脚与承 台面间存 在摩擦 , 为此在 地下 室 四角适当标高增设加强的钢筋硅板 , 每个 承台设 7组2倪5 的钢筋与加强的硷板 拉结 , 钢筋采用预拉紧措施 , 承担了因 摩擦和部分荷载在斜柱铰接状态时产生的大部分水平力 。 3 、 设 计中在柱支座位 置增设四个 永久性沉降观测点 , 在施工 、 安装及沉降不稳定 阶段 , 对柱支座进行全天候连续 观测 , 一旦柱支座差异沉降 超过 一 定限值 , 即进行 支座校 正 。 待沉降稳定后 , 再定期观测 。 4 、 基础柱脚钢靴螺栓孔位置 , 预留滑移量 , 并在柱脚钢 靴与桩基承台之间预留安放千斤顶的位置 , 以便当基础 发 生差异沉降时进行调整 。 福建建筑 1 9 9 7一增 刊 总第 5 6期2 9 五 、 结 语 1 、 本工程 于 19 91年9月完成施 工图设计 , 19 93 年1 0 月竣工交付使用 。 根据近几年的实测观察 , 一切使用正常 。 从实测结果看 , 滑动支座对角线相对滑移4 5 , 理论 计算为5 5 mm 。 产生 差异 的原因 。 理论计算 , 支座 滑动无 摩擦 , 实际情况是有摩擦 , 而且实际受力比计算荷载小 。 这 说明计算假定与实际受力情况基础吻合 . 其出人 由构造措 施加强处理 , 是适 时而合理的 . 实践证明是成 功的 。 2 、 通过多专业相互协作 , 优化设计 . 使原初设建筑总高 5 8 . 巧m降低到4 8 . o o m , 楼层减少了 一层 , 仅此一项节约钢 材Zo o t , 硷6 0澎 , 由此使基 础工 程 相应节 约钢 材 46 t , 硷 3 1 8澎 , 两 项累计节 约钢材 24 6 t , 硅 37 8 衬 , 占总工 程 量 巧左右 , 节约1 0 的工程总投资 。 同时说明 , 合理 结构 设计离不开各专业相互协作 。 3 、 本工程为在未融化冻土地基上建高层钢结构建筑提 供了成功经验 , 保证了特大型矿井早日投产及正 常营运 , 其 社会经济效益可观 。 4 、 以钢结构 岔开 式井塔 设计为题的咪二小组 成果 , 获 9 3年度煤炭部优秀QC成果一等奖 。 参考文献 〔一」陈绍蕃钢结构设计原理科学出版社 198 7 年 〔二卜台金部建研总院译 姻结构理论与设计 【三」 高层建筑钢结构设计参考资料选编 , 中国建筑标 准设计 研究所选译梁和柱的连续连接 〔四」日本建筑学会大会学术讲演梗极集箱形柱角部焊缝有 关研究之二昭和6 0年10月 【五」 【西德」. F哈特等著夏英超等译姻结构建筑资料集 中国建筑 二业 出版社 【六]欧洲共同体委员会 欧洲规范第八卷第三部分第 三章 们结构 【七〕高层建筑翎结构设计与施工规程送审稿 【八l姻结构设计规范GB J1 7 一 8 8 收稿日期 19 97一 2 一 19 . 工程结构设计计算与研究 轻型 H 型钢在工业厂房中的设计及 应用 Th e D e sign an d Ap plie a tion o fLigh t H 一s e etion St ee l on Indu st r ialF a eo try B u ilding 邓宏 厦门市工 业设计院 提要本文是对所设计的数例焊接 H 型门式钢架的设计总结 , 根据杆件在不同位1所受力的 不 同 , 采用变截面优化 设计方 法 , 与传 统的 同一 断面设计法相比愉较 , 得到较为合理的经济断面 。 关键词 H型钥 受力分析 节点构造 一 、 前言 轻型 H型钢结构厂房是近年来迅速发展起来的一 种 新型建筑体系 ;其结构体系是采用焊接H 型钢作 主要承重 构件 , 冷弯薄壁型钢作攘条 、 墙梁 、 支撑和拉杆等次承重构 件 , 压型钢板作屋面及墙面维护结构 。 H 型钢 截面形状可 以按照实际受力情况进行变断面设计 , 不仅比传统的钢筋 混凝土结构具有优越性 , 而且与普通的钢结构比较 , 具有材 受力合理 、 利 用系数高及有效降低房屋高 度 , 可节省 钢材 2 0 一 3 0 。 因其自重轻 、 工效 高 、 易维护 、 整体抗震 性能好 及有 良好的综合经济效益等优 点 . 现越来越多地被厂家用 户所接受 。 工 ,虱 于 广戈飞于 阶劝 仁一一召 一一一斗 冬一工一闷 -一 一一毒 产丫 一勺丫一1 才 斗一一生一一丰一生一一丰一一连一J 图 l 刚架截面几何尺寸 图 2 结构形式 二 、 H型钢的截面特征 普通 l字钢由于两个主轴 方向 的惯性 矩相 差较大 , 不 宜单独作轴心受压或斜弯曲受力 的构 件 。 而焊 H 型钢可 任意调整翼缘的宽度 , 使其两个主轴方向 的惯性矩尽量相 近 , 提高其承受双向弯曲的能力 , 充分利用其强度 。 H型钢的截面特征如图1所示 , 其表示方法 为 H 一 h x b x t w xt o 三 、 结构形式及计算 1 、 结构 形式 H型钢结构 在厂 房 中常 采用单跨或多跨门式刚架 , 如 图2所示 。 门式刚架常用跨度为1 2一2 1m跨 , 也可用于2 4 一3 3m 一一一 一 . 一一 、, 1 1 跨厂房 . 屋面坡度可为宁一斋 。 。 , * , 一 , 410 “ 2 、 设计及计算 门式刚架主要按弹性理论进行设计 , 并按现行规 范 [2][3]进行 O l 断面高度的确定 根据柱高及吊车等不同情况 , 刚架断面高度与跨度之 比一般取 h / L二1/30一1/4 5 , 根据刚架的弯距图将梁柱设 计为变断面 , 梁柱断面在设计时尽量一致 。 2内力分析 刚架内力分析依据规范4 J [ ; 按不同的荷载组合系数 进 行荷载组合 . 可采用静力计算公式及图表进行 , 也可利用常 用结构电算程序 PK 、 T BSA 等进行计算 。 3构件计算长度的确 定