門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)選擇與用鋼量關(guān)系

1、門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)選擇與用鋼量關(guān)系摘要：本文文結(jié)合工工程實(shí)際際設(shè)計(jì)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)對(duì)影響合合理選用用柱網(wǎng)尺尺寸的主主要因素素，如跨跨度與柱柱距的變變化，不不同鋼號(hào)號(hào)的變化化、荷載載大小的的變化以以及有無(wú)無(wú)吊車的的影響等等，進(jìn)行行了較詳詳細(xì)的計(jì)計(jì)算比較較，并分分析了這這些因素素變化對(duì)對(duì)用鋼量量影響的的基本規(guī)規(guī)律。同同時(shí)還綜綜合考慮慮了鋼結(jié)結(jié)構(gòu)安裝裝工期及及基礎(chǔ)工工程等的的影響與與分析意意見(jiàn)，并并提出了了合理選選擇柱網(wǎng)網(wǎng)尺寸的的具體建建議，供供設(shè)計(jì)參參考。關(guān)鍵詞：門門式剛架架用鋼量量門式剛架輕輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的柱網(wǎng)網(wǎng)布置首首先應(yīng)滿滿足工藝藝使用的的要求，在在設(shè)計(jì)中中往往也也是由工工藝或業(yè)業(yè)主與建建筑師選選定

2、柱網(wǎng)網(wǎng)尺寸，但但是要做做到合理理的選擇擇柱網(wǎng)尺尺寸，還還離不開(kāi)開(kāi)結(jié)構(gòu)工工程師的的參與，這這是因?yàn)闉槌斯すに囀褂糜靡笸馔?，柱網(wǎng)網(wǎng)尺寸（柱柱距、跨跨度等）的的合理選選定還應(yīng)應(yīng)綜合考考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)用鋼量量、工期期、基礎(chǔ)礎(chǔ)工程等等諸多因因素的影影響，在在這方面面結(jié)構(gòu)工工程師有有責(zé)任提提出正確確的建議議，協(xié)助助決策。本本文結(jié)合合實(shí)際工工程設(shè)計(jì)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及及有關(guān)資資料，針針對(duì)主要要影響柱柱網(wǎng)合理理選用的的主要變變化因素素，如柱柱距、跨跨度的變變化、不不同鋼號(hào)號(hào)及荷載載大小的的變化及及有無(wú)吊吊車。工工期與基基礎(chǔ)工程程等進(jìn)行行了詳細(xì)細(xì)計(jì)算比比較與分分析，目目的是得得出這些些影響的的基本規(guī)規(guī)律，從從結(jié)構(gòu)工工程的角角

3、度提出出合理選選用柱距距的建議議，供設(shè)設(shè)計(jì)參考考。1 柱網(wǎng)網(wǎng)尺寸對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)用用鋼量的的影響用鋼量直接接影響工工程的造造價(jià)，幾幾乎已習(xí)習(xí)慣地成成為從結(jié)結(jié)構(gòu)因素素考慮柱柱網(wǎng)選用用時(shí)的重重要因素素，但應(yīng)應(yīng)注意到到，除柱柱網(wǎng)尺寸寸這一主主要因素素外，結(jié)結(jié)構(gòu)高度度、材料料強(qiáng)度、荷荷載大小小、有無(wú)無(wú)吊車、單單跨多跨跨等都對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)用用鋼量變變化有明明顯的綜綜合影響響，不能能不在分分析比較較中，一一并予以以考慮。本本文以單單跨門式式剛架為為對(duì)象，考考慮了不不同跨度度、不同同柱距、不不同高度度、不同同鋼號(hào)、不不同荷載載及有無(wú)無(wú)吊車等等因素變變化對(duì)用用鋼量影影響，各各用鋼量量數(shù)值均均在理論論計(jì)算基基礎(chǔ)上參參照工程程

4、實(shí)際經(jīng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行行了加工工余量及及構(gòu)造余余量的增增量調(diào)整整，以更更符合工工程實(shí)際際。1.1 無(wú)吊車車門式剛剛架用鋼鋼量的分分析比較較1.1.11當(dāng)荷載載及跨度度條件變變化時(shí)的的用鋼量量分析通過(guò)以往所所做工程程比較，可可得出以以下幾點(diǎn)點(diǎn)結(jié)論意意見(jiàn)：（1）隨著著跨度由由小變大大，門式式剛架的的用鋼量量曲線呈呈馬鞍形形規(guī)律變變化，較較經(jīng)濟(jì)的的用鋼量量跨度約約在21124mm跨度區(qū)區(qū)間；（2）屋面面荷載（雪雪荷、灰灰荷及吊吊掛荷載載等）增增大引起起門式剛剛架用鋼鋼量增加加，特別別當(dāng)跨度度較大時(shí)時(shí)，增幅幅也較大大。當(dāng)荷荷載由00.3kkN/mm2增大到到0.66kN/m2時(shí)，門門式剛架架用鋼量量平均增增幅

5、為117，最最大增幅幅為211.2；（3）當(dāng)跨跨度超過(guò)過(guò)30mm后，用用鋼量的的增幅率率明顯增增大，故故單從用用鋼量的的經(jīng)濟(jì)性性考慮，門門式剛架架合理的的最大跨跨度不宜宜大于336m。1.2 不同柱柱距、跨跨度及鋼鋼號(hào)條件件下的用用鋼量分分析表2對(duì)無(wú)吊吊車門式式剛架在在不同鋼鋼號(hào)及三三種常用用跨度與與三種常常用柱距距條件下下的用鋼鋼量比較較。從表2可得得出以下下結(jié)論性性意見(jiàn)：（1）在無(wú)無(wú)吊車剛剛架體系系鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)中，次次結(jié)構(gòu)（屋屋面檁條條、墻面面檁條、山山墻抗風(fēng)風(fēng)柱、柱柱及屋面面支撐、柱柱桿等）用用鋼量可可占到總總用鋼的的3046，故故設(shè)計(jì)人人員應(yīng)注注意并合合理地作作好次結(jié)結(jié)構(gòu)部分分設(shè)計(jì)；（2）

6、影響響次結(jié)構(gòu)構(gòu)用鋼量量比重增增加的主主要因素素是柱距距增加，主主結(jié)構(gòu)選選用高強(qiáng)強(qiáng)度鋼及及建筑物物高跨比比增加等等；影響響其減小小的主要要因素是是：跨度度加大、跨跨數(shù)增加加（多跨跨）等；（3）不論論鋼號(hào)如如何，無(wú)無(wú)吊車剛剛架在常常用跨度度范圍內(nèi)內(nèi)（188m30mm），當(dāng)當(dāng)柱距并并按常用用的6mm9m范圍圍增大時(shí)時(shí)，其總總用鋼量量均隨之之減小，減減幅與77左右右；（4）當(dāng)主主結(jié)構(gòu)采采用不同同鋼號(hào)時(shí)時(shí)，其跨跨度變化化對(duì)總用用鋼量的的影響上上有一定定差異。當(dāng)當(dāng)采用QQ2355鋼時(shí)，用用鋼量折折線仍符符合馬鞍鞍形分布布的規(guī)律律，在118m24mm壓向較較低，到到30mm時(shí)明顯顯上升；而當(dāng)剛剛架采用用Q3

7、445鋼時(shí)時(shí)，則跨跨度188m、24mm、30mm的總用用鋼量差差別很小小。表1 不不同跨度度及荷載載的門式式剛架用用鋼量（kg/m2）活荷載用鋼量跨度（m）當(dāng)屋面活荷荷載分別別為說(shuō)明0.3kNN/m220.6kNN/m221.0kNN/m221、屋面恒恒載0.25kkN/mm2屋面活活載0.3、1.66、1.00kN/m2基本風(fēng)風(fēng)壓0.45kkN/mm22、單跨門門式剛架架、檐高高7.22m、柱柱距6.0m、變變截面梁梁柱、屋屋面坡度度1/220、用用鋼量包包括剛架架、屋（墻墻）面檁檁條、山山墻柱及及支撐。3鋼材為為Q2335鋼1223.525.927.71522.022.526.61818

8、.521.125.32117.921.325.52418.021.926.92718.822.827.93020.123.829.43623.025.732.5表2 無(wú)無(wú)吊車時(shí)時(shí)不同跨跨度、柱柱距與鋼鋼號(hào)的門門式剛架架用鋼量量比較鋼號(hào)跨度（m）柱距（m）剛架用鋼量量（kgg/m22）次結(jié)構(gòu)用鋼鋼量（kkg/mm2）總計(jì)用鋼量量（kgg/m22）說(shuō)明屋蓋檁條其它合計(jì)Q23518614.23.53.77.221.41.按單跨跨計(jì)算，檐檐高6.0m；2.恒載00.2kkN/mm2、活載載0.55kN/m2、基本本風(fēng)壓00.5kkN/mm23.剛架為為變截面面梁柱，柱柱腳為鉸鉸接4.采用QQ3455時(shí)

9、，僅僅剛架采采用，次次結(jié)構(gòu)仍仍采Q22355.建筑物物按單跨跨60mm長(zhǎng)(9m柱距距)計(jì)算7.512.24.07.719.9910.64.27.918.524614.53.53.67.121.67.512.34.07.619.9910.94.27.818.730616.63.53.46.923.57.515.24.07.422.6914.34.27.621.9Q345（*僅剛架架用）18612.43.53.77.219.67.510.74.07.718.499.24.27.917.124612.93.53.67.1207.511.24.07.618.899.44.27.817.230613.6

10、3.53.46.920.57.512.34.07.419.7911.64.27.618.21.3 不同檐檐口高度度時(shí)的用用鋼量比比較由比較可知知，不論論柱距、跨跨度及鋼鋼號(hào)如何何，檐口口高度的的增加，均均會(huì)引起起總用鋼鋼量的增增加。在在常用跨跨度及柱柱距條件件下，檐檐高由66m增為為8m時(shí)，總總用鋼量量的增幅幅約與11216。在在風(fēng)荷載載較大地地區(qū)，此此影響程程度會(huì)更更加強(qiáng)。2 有吊吊車時(shí)不不同跨度度、柱距距與鋼號(hào)號(hào)的門式式剛架用用鋼量比比較表3列出了了有吊車車時(shí)，門門式剛架架在不同同跨度、不不同柱距距及不同同鋼號(hào)條條件下的的用鋼量量，可歸歸納以下下各點(diǎn)：表3 有有吊車時(shí)時(shí)不同跨跨度、柱柱距與

11、鋼鋼號(hào)的門門式剛架架用鋼量量比較鋼號(hào)跨度（m）柱距（m）無(wú)吊車時(shí)有Q=5tt吊車時(shí)時(shí)說(shuō)明剛架次結(jié)構(gòu)總計(jì)剛架吊車梁次結(jié)構(gòu)總計(jì)1.按單跨跨計(jì)算、檐檐口高88.0mm2.恒載00.255kN/m2活載0.45kkN/mm2、基本本風(fēng)壓00.5kkN/mm23.吊車與與2名地面面操縱單單梁吊車車4.剛架與與變截面面梁、等等截面柱柱、柱腳腳剛校5.材質(zhì)為為Q3445時(shí)，僅僅用于剛剛架與吊吊車梁6.次結(jié)構(gòu)構(gòu)包括屋屋面與墻墻面檁條條、山墻墻柱及支支撐7.屋面坡坡度1/158.建筑物物為單跨跨長(zhǎng)度660mQ23518615.68.824.418.86.98.834.57.513.49.322.716.38.0

12、9.333.6911.79.521.213.99.79.533.1246168.524.519.25.08.532.77.513.59.022.516.36.19.031.49129.221.215.07.39.231.530618.38.226.520.74.88.233.77.516.78.725.419.16.08.733.8915.78.924.617.67.38.933.8Q34518613.68.822.414.56.38.829.67.511.89.321.113.27.29.329.7910.19.519.611.88.99.530.224614.28.522.715.94.9

13、8.529.37.512.39.021.314.35.59.028.8910.39.219.512.66.89.228.6306158.223.217.34.78.230.27.513.58.722.215.65.48.729.7912.88.921.714.16.78.929.7（1）同樣樣尺寸的的門式剛剛架，當(dāng)當(dāng)設(shè)有吊吊車（QQ=5tt）時(shí)的的總用鋼鋼量（包包括剛架架與吊車車梁主結(jié)結(jié)構(gòu)與次次結(jié)構(gòu)）比比不設(shè)吊吊車時(shí)有有較大的的增加，其其增幅為為2136；此增幅幅隨跨度度增大而而減?。ㄓ捎?6降降至277），隨隨柱距增增大而增增大（平平均由224增增至311），而而鋼號(hào)的的差別對(duì)對(duì)此增幅幅的變

14、化化沒(méi)有明明顯的影影響。（2）在有有吊車剛剛架的總總用鋼量量變化中中，跨度度的變化化影響雖雖仍基本本呈現(xiàn)出出馬鞍形形分布，但但增減幅幅度已很很小，約約在37范圍圍內(nèi)；而而柱距變變化的影影響變小小，除了了Q2335鋼的的18mm、24mm跨度剛剛架總用用鋼量尚尚因柱距距加大而而略有減減少外，其其余情況況下，特特別是主主結(jié)構(gòu)采采用Q3345鋼鋼的情況況下，不不論柱距距在69m間如如何變化化，其總總用鋼量量幾乎保保持一個(gè)個(gè)常量而而不受影影響。這這一基本本規(guī)律也也值得在在設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)用中注注意。3 影響響柱網(wǎng)尺尺寸合理理選擇的的其它因因素3.1 檁條的的選材門式剛架輕輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)屋面、墻墻面檁條條均采用用冷

15、彎薄薄壁C型鋼或或Z型鋼，這這已是國(guó)國(guó)內(nèi)外傳傳統(tǒng)和成成熟的配配套技術(shù)術(shù)。由于于原料條條件（帶帶鋼，冷冷軋薄板板經(jīng)縱剪剪成鋼帶帶等）更更有保證證，小型型專用成成型設(shè)備備及其應(yīng)應(yīng)用技術(shù)術(shù)也陸續(xù)續(xù)普及，現(xiàn)現(xiàn)國(guó)內(nèi)已已可方便便的提供供截面高高度達(dá)（300350）mm（甚至達(dá)400mm）的C型鋼，但從較合理的群面造型考慮，檁條截面高度也不宜過(guò)高，一般以不大于300mm為宜。據(jù)此考慮，為了使檁條都能方便地采用冷彎薄壁型鋼（便于加工及維護(hù)），避免采用格構(gòu)式檁條，門式剛架的柱距（即檁條跨度）一般以不大于9.0m為宜。3.2 減少構(gòu)構(gòu)件數(shù)量量鋼結(jié)構(gòu)工程程的造價(jià)價(jià)由材料料價(jià)格（與與鋼材用用量直接接有關(guān)）與與加工、安

16、安裝價(jià)格格（加工工、拼裝裝、運(yùn)輸輸、吊裝裝等）共共同組成成。顯然然，在工工程中構(gòu)構(gòu)件數(shù)量量的多少少，將直直接影響響加工、安安裝的工工程量、施施工進(jìn)度度及造價(jià)價(jià)。一個(gè)個(gè)工程采采用9mm柱距時(shí)時(shí)的剛架架、檁條條、吊車車梁等構(gòu)構(gòu)件的數(shù)數(shù)量（注注意，不不是重量量）要比比采用66m柱距距時(shí)減少少30%，其對(duì)對(duì)縮短施施工周期期、降低低工程造造價(jià)的有有利影響響十分明明顯，在在綜合考考慮合理理確定柱柱網(wǎng)時(shí)，采采用較大大柱距，減減少構(gòu)件件數(shù)量，也也是一個(gè)個(gè)不應(yīng)忽忽略的因因素。3.3 基礎(chǔ)的的條件同上分析，整整體工程程的造價(jià)價(jià)還應(yīng)包包括基礎(chǔ)礎(chǔ)工程造造價(jià)（基基槽、土土方及基基礎(chǔ)），而而基礎(chǔ)的的數(shù)量多多少也直直接影響響總的造造價(jià)與施施工周期期，特別別是當(dāng)為為軟土等等不良土土層而需需采用樁樁基等人人工地基基時(shí)，則則采用較較大柱距距，減少少基礎(chǔ)數(shù)數(shù)量的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效果果與意義義更為重重要。4 合理理選用柱柱網(wǎng)的幾幾點(diǎn)建議議（1）不論論是否設(shè)設(shè)有吊車車，門式式剛架的的較經(jīng)濟(jì)濟(jì)跨度建建議在221.00m24.0m范范圍內(nèi)采采用，其其合理的的最大跨跨度不宜宜大于336.00m。（2）不論論是否沒(méi)沒(méi)有吊車車，門式式剛架的的合理柱柱距建議議采用為為8m9m的較較大柱距距，對(duì)無(wú)無(wú)吊車剛剛架采用用較大柱柱距的經(jīng)經(jīng)濟(jì)性更更為明顯顯。（3）門式式剛架的的跨度及及荷載較較大時(shí)，或