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怎么制作鋼結(jié)構(gòu)方案可以減少用鋼量?

作者:admin 日期:2019-07-15 11:16:54 瀏覽:632

我們都知道,鋼結(jié)構(gòu)工程造價預(yù)算絕大部分取決于工程所用鋼量,為了節(jié)約成本,我們可以在鋼結(jié)構(gòu)工程的哪些階段部分減少用鋼量?

一、柱距選擇

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表明,標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的*經(jīng)濟(jì)柱是8~9m,超過9m時,屋面檁條與墻架體系的用鋼量增加太多,綜合造價并不經(jīng)濟(jì)。這里標(biāo)準(zhǔn)荷載是指:屋面活載0.3KN/m2,基本風(fēng)壓0.5KN/m2,當(dāng)荷載更大時,經(jīng)濟(jì)柱距應(yīng)相應(yīng)減少。對于帶有10噸以上行車的廠房,經(jīng)濟(jì)術(shù)距應(yīng)該是6~7m。

在布置柱距時,如需采用不等柱距時,應(yīng)盡量將端跨距布置得比中間跨小,這是由于端跨風(fēng)荷載要比中間跨大,另外在采用連續(xù)檁條設(shè)計時,端跨的撓度及跨中彎距總是比其他跨要大。采用較小的端跨能使屋面檁條設(shè)計更方便節(jié)省。

1:建筑物長度 = 70m

經(jīng)濟(jì)柱距可?。?/span> 1@7 + 7@8 + 1@7 或者 1@8 + 6@9 + 1@8

2:建筑物長度 = 130m,行車10

經(jīng)濟(jì)柱距可?。?/span> [email protected] + 17@7 [email protected] 或者 [email protected]

二、合理跨度的確定

不同的生產(chǎn)工藝流程和使用功能在很大程度上決定著廠房跨度,有的業(yè)主甚至要求輕鋼生產(chǎn)廠家根據(jù)自己的使用功能,確定較為經(jīng)濟(jì)的跨度。在盡可能滿足生產(chǎn)工藝和使用功能上,應(yīng)根據(jù)房屋的高度確定合理的跨度。一般情況下,當(dāng)柱高、荷載一定時,適當(dāng)加大跨度,剛架的用鋼量增加不太明顯,但節(jié)省空間,基礎(chǔ)造價低,綜合效益較為可觀。通過大量計算發(fā)現(xiàn),當(dāng)檐高6m、柱距為7.5m,荷載情況完全一致下,跨度在18-30m之間的剛架單位用鋼量(Q345-B)為10-15kg/m2,當(dāng)跨度在21-48m之間的剛架單位用鋼量為12-24kg/m2,當(dāng)檐高為12m、跨度超過48m時宜采用多跨剛架(中間設(shè)計搖擺柱),其用鋼量較單跨剛架節(jié)約40%以上,因此設(shè)計門式剛架時根據(jù)具體要求選擇較為經(jīng)濟(jì)的跨度,不宜盲目追求大跨度。

三、建筑物長與寬的選擇

一般來說,在布置柱網(wǎng)時應(yīng)遵循長度大于寬度的原則,能減輕剛架用鋼量,同時也能減少柱間支撐的風(fēng)荷載,從而降低支撐系統(tǒng)的用鋼量。

1:建筑物尺寸為60×50m,則在布置廠房時應(yīng)將60m作為長度方向,50m作為跨度方向,即:60L)×50W),而不是50L)×60W)。

四、屋面坡度的選擇

屋面坡度需要按照屋面板的構(gòu)造與排水坡面長度及柱結(jié)構(gòu)高度等綜合因素考慮確定,一般取1/10~1/30。研究表明不同的屋面坡度對剛架的用鋼量有較大的影響。

以下我們通過對單跨42m,檐口高度為6m的在不同屋面破度下的用鋼量進(jìn)行計算分析得出的結(jié)果:

當(dāng)屋面破度為0.510時,一榀框架重量為:3682 Kg

當(dāng)屋面破度為1.010時,一榀框架重量為:3466 Kg

當(dāng)屋面破度為1.510時,一榀框架重量為:3328 Kg

當(dāng)屋面破度為2.010時,一榀框架重量為:3240 Kg

可以看出,對于單跨剛架,一種較好的減少剛架重量的方式是增大屋面坡度,坡度越大用鋼量越節(jié)省。

然而對于多跨框架來說情況就不同了,坡度大反而會增加框架用鋼量,這是由于大的破度將導(dǎo)致內(nèi)柱長度增加。當(dāng)建筑物跨度較大時,破度增加能降低屋面鋼染的撓度。

通過研究計算,較經(jīng)濟(jì)的坡度為:

多跨建筑: 120

單跨,跨度小于45m 0.510

單跨,跨度小于60m 1.510

單跨,跨度大于60m 2.010

實際上,屋面坡度的選取還與建筑有無女兒墻有關(guān)系,坡度則增大將會導(dǎo)致女兒墻造價的增加。

五、檐口高度選擇

檐口高度對造價影響較大,主要表現(xiàn)為以下幾個方面

1.檐口高度增加將導(dǎo)致墻面板面積增加,墻面檁條增加,同時柱的用鋼量也將增加;

2.如果鋼柱無側(cè)向支撐(如中柱,或邊柱無法設(shè)置隅撐),則檐口高度對框架重量影響將更為突出;

3.檐口高度增加,將導(dǎo)致作用在框架上的風(fēng)荷載增加。如果檐口高度/建筑寬度 >0.8,為控制側(cè)向位移,有時甚至需要將柱腳由鉸改為剛接。

檐口高度由以下因素決定:

1.檐口處的凈高要求;

2.有夾層時,夾層的凈高要求及夾層梁高度;

3.有吊車時,吊車梁及吊車吊鉤高度。

六、溫度區(qū)段

根據(jù)輕鋼規(guī)程,*大縱向長度不大于300m,橫向不應(yīng)大于150m。縱向溫度區(qū)段的伸縮縫設(shè)置可采用雙柱布置(圖3-2a),或者將檁條連接采用橢圓孔的單柱伸縮縫(圖3-2b)。

這里需要說明 的是規(guī)程所規(guī)定的*大長度并非是所有建筑都允許所能達(dá)到的長度。對于不同建筑,應(yīng)根據(jù)建筑物本身的使用條件,所在地的自然條件,根據(jù)計算所能出*大的溫度區(qū)段。

七、支撐布置

(一)支撐的作用

在門式剛架柱網(wǎng)的每個溫度區(qū)段間,應(yīng)布置完整的支撐體系,以形成完整的空間結(jié)構(gòu)體系。輕型門式剛架沿寬度方向的橫向穩(wěn)定性,是通過剛架的自身剛度來抵抗所承受到的橫向荷載而保證的。由于在長度方向的縱向結(jié)構(gòu)剛度較弱,需要沿縱向設(shè)置支撐,以保證其縱向穩(wěn)定性。支撐所受力主要是縱向風(fēng)載、吊車剎車力和地震作用以及溫度作用等;計算支撐內(nèi)力時一般假定節(jié)點為鉸接,并忽略偏心的影響,并且一般的支撐都是按拉桿考慮。所以,一般適宜雙向布置。

(二)支撐的常見類型

輕型門式剛架常用的柱間支撐類型見圖3-4。由于建筑功能及外觀要求,或者工藝設(shè)備布置,上述支撐都不允許使用時,可考慮使用縱向框架。這時需要利用柱弱軸的抗彎剛度。

20160803115618621862_ZYCH.jpg

(三)支撐設(shè)置的基本原則

1.盡管有的屋面板有一定的蒙皮效應(yīng),但這種作用目前還很難去量化,因此在設(shè)計支撐時還不能考慮這種蒙皮效應(yīng);

2.柱間支撐應(yīng)盡量與屋面支撐設(shè)在同一跨,當(dāng)由于墻面有門洞而無法設(shè)置時,可以將柱間支撐設(shè)在臨跨;

3.通常來說,支撐的間距一般不宜超過5跨;當(dāng)無吊車時宜取30~45m,有吊車時,間距一般不宜大于60m;

4.屋面支撐需要在屋脊處斷開。

5.以下情況需要考慮設(shè)置縱向水平屋面支撐

1)當(dāng)有抽柱時,如局部抽柱,僅局部設(shè)縱向支撐即可,見圖3-5a;

20160803115657385738_ZYCH.jpg

2)當(dāng)柱距較大,邊柱采用假墻架柱的方案時,見圖3-5b

3)吊車噸位大于15噸,且?guī)в旭{駛室。

6.當(dāng)建筑寬度大于60m進(jìn),在內(nèi)列柱宜適當(dāng)增加柱間支撐,當(dāng)不能布置交叉支撐時,可采用圖3-4b,3-4c的支撐形式。也可以不增加內(nèi)部柱間支撐而采取加大屋面支撐或柱間支撐的規(guī)格的方式,此時需要嚴(yán)格進(jìn)行內(nèi)力計算,確保支撐受力安全。

7.在同一柱列,不應(yīng)將不同類型的支撐混用,否則剛度小的支撐受力小,起不到應(yīng)有的作用,而剛度大的支撐由于超負(fù)荷工作而破壞。柱間支撐應(yīng)優(yōu)選選擇使用交叉支撐。

8.下列情況柱間支撐需要分層設(shè)置。

20160803115777047704_ZYCH.jpg

1)當(dāng)有高低跨時(或帶有通長大雨蓬時),需要在高低跨處(或大雨蓬處)分層設(shè)置柱間上支撐和下支撐(見3-6a);

2)當(dāng)檐口高度大于9m,可根據(jù)支撐的夾角設(shè)置雙層柱間支撐,交叉支撐與水平面的夾角以45°為佳,不宜大于55°;

3)有吊車時,需在吊車梁處分層設(shè)置柱間上支撐和下支撐。端開間可不設(shè)下層支撐以減少吊車梁的溫度應(yīng)力(見圖3-6b)。



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