中级职称用论文——浅析影响门式刚架结构经济性因素.docVIP

论文 浅析设计中提高门式刚架轻型钢结构经济性的方法 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司厦门分院 刘江鸿 浅析设计中提高门式刚架轻型钢结构经济性的方法 刘江鸿 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司厦门分院 摘要：本文讨论设计钢结构工业建筑的门式刚架轻型钢结构的经济性，主要研究设计过程中影响其经济性的各种因素，各个因素是如何影响门式刚架轻型钢结构的经济性。本文通过研究各个因素对门式刚架轻型钢结构的经济性影响，并结合实际工程，得到：合理的布局，合理的主构件，合理的次构件等因素对门式刚架轻型钢结构经济性的影响明显。 关键词：钢梁；造价；经济性；门式刚架 引言：近十多年来，随着国民经济的迅速发展，钢结构在我国得到了广泛的应用，单层门式刚架轻型钢结构房屋大量应用于工业建筑中，空间网架，桁架，高层钢框架大量应用于工业和民用建筑中，其中门式刚架轻型钢结构房屋需求最大，门式刚架轻型钢结构已经成为我国钢结构设计的主要内容之一。同时由于业主和环保考虑，经济性门式刚架轻型钢结构设计的主要考量因素，直接关系了项目的好坏。 影响门式刚架轻型钢结构经济性因素 影响门式刚架轻型钢结构的造价的因素很多，主要有以下几个因素： 柱网布置 平面布置和高差变化 主构件选型 次构件的选型和截面尺寸 建筑所在地的气候影响 新型建筑材料的使用 根据以上各个因素下文逐项进行分析，并提出优化方案。 提高门式刚架轻型钢结构经济性方法 柱网布置 合理的柱网布置对门式刚架轻型钢结构经济型影响非常大。跨度固定的情况下，门式刚架轻型钢结构的柱距变化不大，门式刚架轻型钢结构榀与榀间的变化不大，单榀门式刚架受荷面积宽度不变，可以降低整体造价。同理跨度固定，柱距变化大的门式刚架轻型钢结构，将大大提高造价，并且给设计人员带来更大的工作量。以下是石狮泓一食品项目成品仓库的柱网分析： 成品仓库42mX66.75m，原设计方案是屋面东西找坡排水，也就是说，门式刚架两跨每跨21m，是东西布置，根据业主要求内部布置货架，货架过道间有钢柱会影响叉车运行。为满足货架要求，66.75m被分为6.5m、7.5m、8.2m、9m等柱距。单榀门式刚架的受荷面积宽度被分为6.5m、7.5m、7.2m、8.5m等。如果按此柱距设计的话，需设计四种刚架，而且由于受荷面积宽度差异大，导致各榀的钢梁钢柱截面差异非常大。考虑到钢结构采购和加工的，我们只计算了7.2m和8.5m两种受荷面积宽度计算。这样6.5m和7.5m的两种宽度就有很大的应力余量，也就造成造价的提高。 考虑到这个问题，我们修改了原有方案，将东西找坡排水改为南北东西找坡排水，这样门式刚架改为三跨22m+22.75m+22m。柱距变成6m。于是设计时只要设计一榀门式刚架，钢结构采购和加工，乃至安装都十分方便。整体造价也下降20%左右 于是合理的柱距对造价影响很大。 根据工程经验柱距6m~8m间造价省。 平面布置和高差变化 规整的平面布置和高差变化不大的屋面对门式刚架轻型钢结构的造价影响很大。规整的平面布置和高差变化不多的门式刚架轻型钢结构，设计时，设计的单榀刚架数将大大减少，避免了大量单榀刚架设计时，为了协调榀与榀之间的钢梁和和柱截面尺寸以及美观上考虑，造成的浪费。 以下以厦门出口加工区09地块厂房扩建工程为例，说明： 如上业主得到的土地是类似三角的地块，业主想最大限度的利用土地。于是最早的方案是虚线标示的建筑外形。设计时，几乎每一榀刚架都不一样，给设计加工安装等都带来不小的麻烦。若采用三榀刚架按一种设计的话，也同样造成浪费，加工安装也同样困难。于是我们建议业主将方案修改，将建筑分隔为四个单体，这样设计是整个建筑只需要设计四种刚架，大大节省设计成本，同时也为造价作出了巨大的贡献。据概算反馈节省的造价不小于19%。 主构件选型 主构件包括钢梁和钢柱，是影响门式刚架轻型钢结构经济性的主要因素。而影响钢梁钢柱的截面主要因素有：材料等级、荷载、跨度、高厚比、宽厚比、构造措施、坡度等 a. 材料等级 挠度大的钢梁可以适当采用Q235B的，以下以厦门翔安宝格丽展厅为例说明： 项目为60mx30m两层门式刚架轻型钢结构，每榀为单跨30m。前期建模设计是采用Q345B钢材，计算出来的钢梁平面内外应力达到60%的同时钢梁的挠度却超限。后期调整后当钢梁挠度满足现行规范的情况下，钢梁的应力才56%，浪费非常巨大。最后改为Q235B时，挠度和应力均能同时达到80%。于是造价就省很多。 b. 荷载 由于门式刚架轻型钢结构的结构特点，其对荷载变化非常敏感，及时0.1kN/m2的变化对钢梁钢柱的影响也是很大的。所以方案初期对建筑内的吊挂荷载等审核计算十分关键，做到不多算也不少算。 c. 跨度 跨度大小直接影响了钢梁和钢柱截面大小，所以前期设计时业主若为提出大跨度的情况