门式刚架含钢量影响因素及减小含钢量的几点建议-论文网__58期刊(2)

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柱网。扩大柱网的厂房，主构架不难处理，难处理的是次结构，因为所谓扩大后的柱网，柱距至少为十二米，由于冷弯檩条目前并没有合适的拼接节点。所以只能采用型钢充当檩条。次结构含钢量攀升的较快（主要原因一般是挠度控制）。实践中对扩大柱网一般有两种处理方法：一种是直接采用大柱距，一种是采用托架的方法。
　　下面我们采用一个实例来比较一下：24米双跨厂房，柱距7.5米,抽柱后综合柱距加大到15米。处理方案一：采用托梁结构，屋面仍同一般情况。这样少了根中柱，增加一根托梁，其他的中柱略有增大。由于托梁有一定的刚度要求，对整个结构来讲，含钢量增加了2~3kg/m2。值得注意的是我们此处的托梁不同于屋架的托梁，这是因为屋架支座为简支，对支座的下沉并不敏感，而门架为连续梁，支座下沉时会在刚架中产生内力重分布，弯距往往会有10%左右的变化。当然这是在托架满足1/400的挠度要求后的数据，如果挠度过大，弯距就会有更大的变化。同时原来梁满足挠度要求，当在支座下沉的基础上就很有可能不满足，这些都是设计应该注意的。处理方案二：增大柱距，采用桁架檩条，可采用冷弯型钢为弦腹杆的檩条，制作比较费工，加上要增加一定的支撑系统。安装也增大了一定的难度。檩条含钢量7.5kg/m2，主构架由于柱距加大，含钢量减小为9kg/m2，整体含钢量比不抽柱情况时略小一点。但桁架檩条单价比较高，并不是所有的钢结构厂都有制作和安装这种檩条的能力。并且由于钢架本身的荷载增强，对24m跨结构影响还小些，跨度再大往往刚架就会变成挠度控制，支撑系统也就变得更重要，需要加强。
　　综合讲，方案一操作上更强一些，需正视的一点是，抽柱的含钢量攀升得虽然比较多，如果对工艺有利的话，倒是种趋势。除了以上两种方案外，檩条也可采用连续的薄壁焊接H型钢，这种型钢本身的截面优势很强并不比冷弯檩条费，具有更大的惯性距。当采用简支时，一般以挠度控制，不经济，而当采用连续时，连接节点往往会阻碍屋面板的安装，故值得商榷。
　　5采用混凝土柱对含钢量的影响
　　对混凝土柱+钢梁这种结构来讲，规范中没有提到这种形式，但是在一些地区却大量的存在。存在就有着一定的合理性，混凝土抗压性好适合做柱，钢材强度高，适合做梁。刚开始由于设计安装理论的不太成熟以及实际操作中的不懂行，事故率较高。此种结构应当按排架结构设计，对于大跨度结构应当慎用。
　　6荷载对含钢量的影响
　　门式刚架这种结构是种古老的结构形式，只是由于冷弯薄壁型钢理论和考虑腹板的屈屈后强度，以及楔型构件的强度理论，才重新焕发出新的光彩的。但这一切都基于压型钢板和冷弯檩条形成的轻型屋盖系统，当屋面荷载过大时，门式刚架就会失去优势。我个人认为，如果门架很大程度都不是强度控制，而需要刚度控制时再采用这种结构形式就不再合理了。经过大量的计算发现在常规荷载下，30米跨9米柱距时，会出现强度和刚度同时控制的局面。而在此之下的组合例如27米跨10.5m柱距都将是以强度控制为主的。
　　7吊车对含钢量的影响
　　对于大部分的轻工业厂房，使用吊车的吨位大多集中在5吨左右。由于在采用吊车的厂房中，钢构的柱脚往往采用刚接，虽然基础较难处理但是钢结构的含钢量却大为减少。这样就造成虽然增加了两台5吨的吊车，厂房主构架的含钢量基本持平，或稍有增加，一般增幅为0～1kg/m2。
　　第二部分设计优化的一些建议
　　1对于一般的结构来讲，通常是在满足平面外稳定的情况下，截面越高惯性矩越大，应力越小，而门式刚架由于考虑了腹板屈曲后强度，故所允许的高厚比可以达到250。计算内力时考虑了有效截面的概念往往在达到一定高度以后，一味的加高截面，材料利用率就会大打折扣，所以一味的加高截面并不是好的办法。中段等部位的梁截面往

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