12米柱距檁條設(shè)計(jì).doc

12米柱距屋面檁條設(shè)計(jì)一：檁條選擇12米柱距屋面檁條可選用以下幾種形式：連續(xù)Z型冷彎薄壁型鋼檁條簡(jiǎn)支C型冷彎薄壁型鋼檁條(雙檁) 高頻焊接H型鋼 桁架式檁條 主次梁結(jié)構(gòu)冷彎薄壁型鋼的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)材高效，耗鋼少，自重輕，制作運(yùn)輸簡(jiǎn)單，安裝工期短，容易批量生產(chǎn)，因此廣泛應(yīng)用于輕鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面和墻面的圍護(hù)檁條和墻梁。而Z型冷彎薄壁型鋼檁條可利用不同上下翼緣寬度（即檁條的大小頭的加工）進(jìn)行相鄰檁條嵌套形成連續(xù)檁條。連續(xù)檁條的受力特點(diǎn)與連續(xù)梁相同，相比較簡(jiǎn)支檁條而言，檁條采用連續(xù)形式，從而降低了跨中彎矩峰值，減小檁條的斷面及檁條變形，因此在檁條跨度和作用荷載較大的情況下使用較多。簡(jiǎn)支檁條的優(yōu)點(diǎn)則是制作與安裝方便、受力明確，較多的使用于跨度和荷載不大的情形中。對(duì)于12米柱距的廠房，則普通的單檁條一般是滿足不了要求的，需要設(shè)置雙檁。相對(duì)連續(xù)檁條，采用簡(jiǎn)支的雙檁條用鋼量上會(huì)比較大，所以整個(gè)工程全部采用肯定不經(jīng)濟(jì)。簡(jiǎn)支檁條可配合連續(xù)檁條，僅用于屋面端跨或者不能形成連續(xù)處。 高頻焊接H型鋼與冷彎薄壁型鋼檁條相比，具有承載能力高、側(cè)向剛度大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此適用于屋面荷載大、檁條跨度大、檁條間距大或者吊車噸位較大的工業(yè)廠房中。 桁架式檁條由上弦、下弦、腹桿組成，其主要經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)在空腹上，一般桁架式檁條高度較其它形式檁條高度要高，又因其與屋面梁采用平接，故在屋面體系中可以身兼數(shù)職，使整個(gè)體系更加經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)潔-可以兼做屋面剛性系桿，可以兼做屋面垂直支撐、減少屋面鋼梁平面外計(jì)算長(zhǎng)度，可以兼做檐口抗風(fēng)桁架的弦桿，還可以作為屋面通風(fēng)氣樓的支撐梁。傳統(tǒng)的桁架式檁條上弦、下弦桿件為雙角鋼，腹桿為單角鋼。而近幾年新型的歐本桁架檁條，其上下弦桿通常采用“幾”字形冷彎薄壁型鋼，腹桿則采用焊接圓管。桁架式檁條適用于吊車噸位大，廠房高度高，屋面荷載較大的普通廠房里。傳統(tǒng)桁架式檁條焊接、加工制作比較麻煩；歐本桁架生產(chǎn)廠家較少，產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)較高。主次梁結(jié)構(gòu)則是在屋面主鋼梁間增設(shè)主次梁，將屋面檁條的跨度變?yōu)?米，從而采用簡(jiǎn)支C型檁條，增設(shè)的屋面主梁可以兼做屋面系桿。采用這種結(jié)構(gòu)形式，屋面檁條用鋼量較省，但主結(jié)構(gòu)的用鋼量有所增加，施工安裝相對(duì)復(fù)雜。二：算例比較以某一屋脊高度為10米的兩跨雙坡廠房為例，地面粗糙度B類，平面布置圖如下： 圖一 廠房平面及主次梁結(jié)構(gòu)中主次梁布置圖對(duì)其屋面檁條按兩類荷載工況進(jìn)行分析比較，荷載工況一 恒載標(biāo)準(zhǔn)值：0.25 kn/m2 活載標(biāo)準(zhǔn)值：0.30 kn/m2 風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值：0.40 kn/m2雪載標(biāo)準(zhǔn)值：0.40 kn/m2 ；荷載工況二 恒載標(biāo)準(zhǔn)值：0.25 kn/m2 活載標(biāo)準(zhǔn)值：0.30 kn/m2 風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值：0.40 kn/m2雪載標(biāo)準(zhǔn)值：0.70 kn/m2 。各檁條材質(zhì)均按Q345B考慮，計(jì)算軟件采用STS鋼結(jié)構(gòu)軟件中檁條計(jì)算和簡(jiǎn)支梁計(jì)算模塊，所有檁條的強(qiáng)度、穩(wěn)定、撓度計(jì)算均滿足規(guī)范要求。采用連續(xù)Z型檁條時(shí)，檁距均為1.5米，計(jì)算結(jié)果如下表：工況一工況二備注邊跨檁條截面Z 250X75X20X3.0Z 300X80X25X3.0中跨檁條截面Z 250X75X20X2.2Z 300X80X25X2.5搭接長(zhǎng)度L1=L3=600，L2=800L1=L2=710，L3=620L1,L2,L3如圖二示意總用鋼量統(tǒng)計(jì)26603.8kg33603.14kg每平米用鋼量6.16kg/m27.78 kg/m2 圖二 連續(xù)檁條搭接長(zhǎng)度示意圖 圖三 雙檁條示意圖采用簡(jiǎn)支C型檁條時(shí)，檁距均為1.5米，計(jì)算結(jié)果如下表：工況一工況二備注檁條截面C 280X75X20X2.0C 300X80X20X2.2雙檁，如圖三示總用鋼量統(tǒng)計(jì)42833.52kg50101.35kg每平米用鋼量9.916kg/m211.598 kg/m2采用高頻焊接H型鋼時(shí)，計(jì)算結(jié)果如下表：工況一工況二備注檁條截面GH 250X125X3.2X4.5GH 300X150X3.2X4.5GH為高頻焊接H型鋼檁條間距1.6m2.0m總用鋼量統(tǒng)計(jì)32657.04kg39975.12kg每平米用鋼量7.56kg/m29.26 kg/m2采用桁架式檁條時(shí)，檁距均為3.0米，計(jì)算結(jié)果如下表,桁架式檁條剖面如圖四。工況一工況二備注上弦桿件2L45X28X32L45X28X4下弦桿件2L50X32X32L50X32X4腹桿L40X3L45X4桿件用鋼梁121kg164kg連接板用鋼量40kg40kg總用鋼量統(tǒng)計(jì)20286kg25704kg每平米用鋼量4.70kg/m25.95 kg/m2圖四 桁架式檁條剖面示意圖上表及圖四中桁架均為傳統(tǒng)桁架檁條，若實(shí)際工程中需采用歐本桁架檁條，可以參照歐本鋼桁架產(chǎn)品手冊(cè)進(jìn)行選用，本文不做贅述。采用主次梁結(jié)構(gòu)時(shí)，主梁(ZL-1,2)、次梁（CL-1）平面布置詳見(jiàn)圖一，各檁條截面及鋼梁截面見(jiàn)下表，檁距均為1.5米。工況一工況二備注6m檁條截面C160X60X20X2.0C180X70X20X2.2檁條用鋼量14051.52kg17416.8kgZL-1截面H400x200x5x10H450x200x5x10ZL-2截面H300x180x5x8H350x190x5x8CL-1截面GH250x150x3.2x4.5GH300x150x3.2x4.5GH為高頻焊接H型鋼主次梁用鋼量37990.9kg44226kg減少的系桿用鋼量7768.8kg7768.8kg總用鋼量統(tǒng)計(jì)44273.52kg538