柱网布置原则及经济柱距选择技巧

   日期:2024-08-07     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:576    
核心提示:一般来说,在布置柱网时应遵循长度大于宽度的原则,能减轻刚架用钢量,同时也能减少柱间支撑的风荷载,从而降低支撑系统的用钢量。研究表明不同的屋面坡度对刚架的用钢量有较大的影响。1.檐口高度增加将导致墙面板面积增加,墙面檩条增加,同时柱的用钢量也将增加;

一般来说,在布置柱网时,应遵循长度大于宽度的原则。这样可以减少刚架的用钢量,也可以减少柱支撑所受的风荷载,从而减少支撑体系的用钢量。

例1:若建筑尺寸为60×50m,则在布置厂房时,应以60m为长度方向,以50m为跨度方向,即:60(长)×50(宽),而不是50(长)×60(宽)。

柱间距选择

技术经济比较表明钢结构 墙面檩条,标准荷载下最经济的柱距为8~9m,超过9m时,屋面檩条、墙架体系用钢量增加过多,综合造价不经济。这里的标准荷载是指:屋面活荷载0.3KN/m2,基本风压0.5KN/m2。荷载较大时,经济柱距应相应减小。对于有10吨以上吊车的厂房,经济柱距应为6~7m。

在布置柱距时,如果需要不等距柱距,则应尽可能将端跨布置得小于中跨。这是因为端跨的风荷载大于中跨的风荷载。另外,当采用连续檩条设计时,端跨的挠度和跨中弯矩总是大于其他跨度。采用较小的端跨可以使屋面檩条设计更加方便和经济。

例1:建筑长度=70米

经济柱距:1@7+7@8+1@7或1@8+6@9+1@8

例2:建筑长度=130米,起重机10吨

经济柱距:1@5.5+17@7+1@5.5或20@6.5

合理跨度的确定

生产工艺和使用功能的不同在很大程度上决定了厂房的跨度,有的业主甚至要求轻钢厂家根据自己的使用功能来确定更经济的跨度。为了尽可能满足生产工艺和使用功能,应根据房屋高度确定合理的跨度。一般情况下,在柱高和荷载一定的情况下,适当加大跨度,刚架用钢量增加不明显,但节省空间,基础造价低,综合效益可观。通过大量计算发现,当檐高为6m,柱距为7.5m,荷载条件完全一致时,跨度在18-30m之间的刚架单位用钢量(Q345-B)为10-15kg/m2,跨度在21-48m之间的刚架单位用钢量为12-24kg/m2。 当檐高为12m,跨度超过48m时,宜采用多跨刚架(中间设计摆动柱),比单跨刚架节省钢材40%以上。因此,门式刚架设计时,应根据具体要求选择较为经济的跨度,不能盲目追求大跨度。

屋顶坡度选择

屋面坡度需根据屋面板结构、排水坡长、柱结构高度等综合因素确定,一般为1/10~1/30。研究表明,不同的屋面坡度对框架用钢量影响很大。

钢结构 墙面檩条_钢结构墙檩条是什么_墙面檩条与钢柱连接图片

对单跨42m、檐口高度6m的结构在不同屋盖裂缝情况下的用钢量进行计算分析,结果如下:

当屋面断口为0.5:10时,一栋框架的重量为:3682Kg

当屋面比为1.0:10时,框架重量为:3466 Kg

当屋面比为1.5:10时,框架的重量为:3328 Kg

当屋面比为2.0:10时,框架重量为:3240 Kg

可见,对于单跨框架,减少框架自重的较好方法是增加屋面坡度,坡度越大,节省的钢材越多。

但对于多跨框架,情况就不同了。坡度大会增加框架的用钢量钢结构 墙面檩条,因为坡度大会增加内部柱的长度。当建筑跨度较大时,坡度的增加可以减少屋面钢筋的挠度。

经研究计算,较为经济的坡度为:

多跨建筑:1:20

单跨,跨度小于45m:0.5:10

单跨,跨度小于60m:1.5:10

单跨,跨度大于60m:2.0:10

其实,屋面坡度的选择还与建筑是否有女儿墙有关,坡度的增大,会导致女儿墙造价的增加。

檐口高度选择

檐口的高度对造价影响很大,主要体现在以下几个方面:

1、檐口高度的增加,将导致墙板面积增加,墙檩条增多,柱的用钢量增加;

2、若钢柱无侧向支撑(如中柱,或边柱不能设角撑),则檐口高度对框架重量影响更为显著;

3. 檐口高度增加会导致框架所受风荷载增加。若檐口高度/建筑宽度>0.8,为了控制侧向位移,有时需要将柱脚由铰接改为刚性。

檐口的高度由以下因素决定:

1.屋檐处的净高要求;

2、有夹层时,夹层的净高要求及夹层梁的高度;

3、有起重机时,起重机梁、起重机吊钩的高度。

温度范围

轻钢规范规定纵向最大长度不宜超过300m,横向最大长度不宜超过150m。纵向温度段伸缩缝可采用双柱布置(图3-2a),或采用带椭圆孔的单柱伸缩缝与檩条连接(图3-2b)。

这里需要注意的是,规范规定的最大长度并不是所有建筑都能达到的长度,对于不同的建筑,其能够计算出的最大温度范围要根据建筑本身的使用条件以及所在地的自然条件来决定。

支持安排

1. 支持的作用

门式刚架柱网各温度段之间应设置完整的支撑体系,组成完整的空间结构体系。轻型门式刚架沿宽度方向的侧向稳定性由框架自身的刚度来抵抗所受的侧向荷载来保证。由于长度方向的纵向结构刚度较弱,因此需沿纵向设置支撑来保证其纵向稳定性。支撑所受力主要有纵向风荷载、塔吊制动力、地震作用、温度作用等。计算支撑内力时,一般假定节点为铰接,忽略偏心的影响,一般支撑作为拉杆考虑。因此,一般适合双向布置。

2. 常见的支持类型

图3-3为层支撑的总体布置及风荷载作用于山墙上的传力路径。轻型门式刚架常用的柱间支撑型式如图3-4所示。当建筑功能、外观要求,或工艺设备布置等不允许采用上述支撑时,可考虑采用纵向框架。此时需利用柱弱轴的弯曲刚度。

墙面檩条与钢柱连接图片_钢结构 墙面檩条_钢结构墙檩条是什么

(三)支持设置的基本原则

1.虽然有些屋面板有一定的表皮效应,但这种效应还很难量化,因此在设计支撑时不能考虑这种表皮效应;

2、柱间支撑尽量与屋面支撑设置在同一跨度内,如因墙体设有门洞而无法设置时,可将柱间支撑设置在相邻跨度内;

3、一般来说,支撑间距不宜超过5跨;当无吊车时,建议取30~45m,有吊车时,间距不宜大于60m;

4. 屋脊处需拆除屋面支撑。(见图3-3)

5.下列情况需考虑设置纵向水平顶板支撑

(1)当需要拆除柱时,如部分拆除柱,只需设置局部纵向支撑,见图3-5a;

(2)当柱距较大时,边柱采用假墙框架柱方案,见图3-5b;

(3)起重机吨位大于15吨,并配有驾驶室。

6、当建筑宽度大于60m时,宜在内柱内适当增加柱间支撑。当无法设置交叉支撑时,可采用图3-4b、3-4c所示的支撑形式。也可在不增加内部柱间支撑的情况下,增加屋面支撑或柱间支撑的规格。此时需严格进行内力计算,确保支撑力的安全。

7、同一柱排内不应混合设置不同类型支撑,否则,刚度小的支撑受力小,起不到应有的作用,刚度大的支撑又会因超载而损坏。柱间支撑应采用交叉支撑。

8、下列情况下,柱间支撑需分层设置。

(1)当有高、低跨(或有较长雨篷时)时,需在高、低跨处(或雨篷处)分层设置柱间上、下支撑;

(2)当檐高大于9m时,可按支撑角度设置双层柱支撑,横支撑与水平面夹角宜为45°,不宜大于55°;

(3)当有吊车时,应在吊车梁处分层设置柱间上、下支撑,端跨可不设置下部支撑,以减少吊车梁的温度应力。

-结尾-

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