混凝土柱轻钢屋面厂房的计划

混凝土柱轻钢屋面的厂房设计摘要：混凝土柱，实腹钢梁，轻型钢屋面，这样的厂房不同于全钢结构厂房，设计时不能简单的把门式刚架的钢柱替换为混凝土柱。当然更不能按钢筋混凝土厂房来设计。本文针对此种结构的特点阐述了设计时要注意的几个问题。关键词：混凝土柱轻钢屋面厂房设计1前言单层厂房采用的结构形式，随着吊车起重量、厂房跨度和高度的不同，根据所采用承重结构的材料可分为砖混结构、钢筋混凝土结构和钢结构三种。对于无吊车或吊车起重量不超过5吨，跨度小于15m，柱顶标高不超过8m的小型单层厂房，可以采用砖墙、钢筋混凝土柱和钢筋混凝土屋面梁或屋架的砖混结构，此种厂房比较少见。当吊车起重量超过150吨，跨度大于36m，则应采用钢屋架、钢柱的全钢结构，这种厂房自重轻，跨度大，施工周期短，但造价较高，被广泛用于大跨度或大型厂房。除上述两种情况以外的大部份单层厂房，都可以采用钢筋混凝土（或预应力混凝土）屋架和钢筋混凝土柱的钢筋混凝土厂房。这种结构虽然造价比钢结构低，但自重大，屋架形式受跨度影响大，大跨度屋架施工复杂，工期长。正是在这样的背景下诞生了混凝土柱，实腹钢梁，屋面为轻型钢屋面的结构体系，这类结构具有钢结构跨度大，施工周期短的优点，造价却比全钢结构要低。所以在近几年国内的实际应用中较为常见。下面就这类结构的设计作一下简单的介绍，以供大家讨论。2计算程序设计这类结构仍是用STS里面门式刚架的程序来计算，建模的顺序跟设计门式刚架一样，但由于混凝土柱与钢梁的连接处理难以达到刚接连接，因此梁柱的连接一般采用铰接连接形式，而一般门式刚架结构边刚架柱与梁的连接均采用刚接连接形式，由于连接形式的不同，致使这种体系单榀刚架的受力截然不同于一般的门式刚架，设计时不能简单的把门式刚架的钢柱替换为混凝土柱，应根据这类结构体系的特殊性有针对的进行设计。3连接形式混凝土柱与钢梁采用铰接连接，混凝土柱底采用刚接，多跨情况下的中间混凝土柱与钢梁的连接采用钢梁连续，混凝土柱铰撑于钢梁底面。4规范选择这类结构已经超出门规的使用范围，结构类型应选择“单层钢结构厂房”，如果为抗震地区且选择了地震作用计算，程序会自动按照抗震规范第九章关于单层钢结构厂房的规定进行控制；混凝土柱应按混凝土结构设计规范进行设计，满足混凝土结构设计规范相应要求，钢梁应满足钢结构设计规范相关要求，当采用工形变截面梁时，建议梁构件承载力的校核采用按门式刚架规程进行校核，以考虑轴力的影响与变截面梁的稳定计算，但局部稳定应满足钢结构设计规范、抗震规范的要求；挠度控制，考虑到所采用的轻型屋面体系对钢梁挠度不是非常敏感，在有经验的情况下可较钢结构设计规范的挠度控制指标（L/400）适当放宽。5单榀设计5.1建模单榀设计时，应采用混凝土柱与钢梁整体建模分析。钢梁对混凝土柱的约束反力与混凝土柱本身的刚度是直接相关的，为反映真实的内力情况，应该进行整体分析，并以整体分析的结果来设计基础、混凝土柱的配筋与钢梁。把它们分开来分别进行设计，往往使设计结果带来不安全的隐患：如果在柱与基础设计时，没有考虑屋面斜钢梁对柱的推力，会导致柱配筋与基础的设计严重偏小，按这种方式设计的结构在安装过程中就有可能出现基础被翘起、混凝土柱顶位移过大、柱身出现裂缝、钢梁挠度过大等问题。而在分析钢梁时，把钢梁两端视为固定铰支座或建两根很短的下端刚接柱作为支座都会夸大混凝土柱对钢梁的约束作用，导致钢梁轴力增大、跨中弯矩减小、挠度减小等不真实情况，这时往往会出现安装后的钢梁的挠度要大于计算挠度、钢梁有可能整体屈服失稳、局部压屈等不安全问题。5.2计算程序自动根据整体分析得结果，按照混凝土结构设计规范进行混凝土柱的配筋计算，按选定的钢梁构件验算规范进行钢梁的校核，在布置基础的情况下，同时根据整体分析柱底力完成基础的计算。6整体设计6.1混凝土柱与钢梁的铰接连接处理龟一般存撑在三种刻连接构葬造处理半：完全夜抗剪连她接构造取，这种吼连接构居造能够喝把梁端帽的推力帜以剪力厚的方式寄完全传纵递给混嚷凝土柱多；完全优滑移连葱接构造乔，这种拆连接构忙造容许雪梁端相秒对混凝舱土柱顶予自由滑致移，梁摊端的推爸力由于索相对的决滑移而圾释放，稿作用力严不传递你给混凝逗土柱；络介于以袖上二者活之间的扭部分滑折移连接赴构造，暖这种连崇接构造候容许梁眉端相对映混凝土鸦柱顶有右一定的职滑移量只，梁端搞的推力焰由于相敏对的滑俘移而部违分释放穗，剩余枕作用力博以剪力膊的方式承传递给误混凝土营柱。鉴6.2贡妨俩三种计通算模型跃的内力逮分析侨下表为拾某一单予跨结构动不同的培连接计凡算模型亚的分析箩结果比性较：拖砼柱钢监梁连接堪计算模勉型不同况的分析耕结果比怎较表哲砼柱钢藏梁连接锁构造掏柱底弯恶矩勾（膝kn.令m彼）太砼柱配栏筋刃（外mm例2洁）梁基础尺执寸捉（餐m羞m现）挡钢梁跨展中弯矩胳钢梁最债大挠度野钢梁应职力比蚂①箩完全抗坊剪块209看.0降161驰5茄294河0厦194签.5斤78.朵9渡0.9狂②坏完全滑蚊移（实子算最大港滑移静：判50m范m叶）赔60.薯5睛700库182丛0穿257匠.2悼97.蝶1但1.0法8艰③营部分抗六剪（控破制最大腿滑吗移什≤驰20m流m尊）喉127摊.1炸957课250泛0伏219枕.1喊86.距0汇0.9屑7互从上表忌的比较浅结果可法以看出奖，不同垄的计算忙模型，掀对内力呈分析结扁果、设赌计结果次影响非泉常大：璃如果一瓶个完全病抗剪的估连接构籍造，分姐析时采配用完全瓶滑移的伤分析模笼型（砼翁柱单独羊作为悬睡臂柱计等算，不腾考虑钢例梁的推宵力，也去属于这垫种情况累），会泽导致柱炉的配筋婆、基础畏尺寸严基重的偏争小，带英来的后初果如同朋上面柱休与基础叙设计不毒考虑钢扣梁的推批力的情秤况一样乡。而分屠析时采含用的是厌铰接完章全抗剪暂模式，通实际处珍理时处风理成了锣长圆孔用等滑动菜支座形验式，这咳会导致可钢梁的育强度应匀力比、坚挠度等局计算结笨果严重帝偏小，袜同样给店钢梁的前设计带再来不安血全隐患彼。钻6.3示宋申程序的位处理慌考虑混线凝土柱庄与钢梁誉的不同野构造连剪接，可耀以通过雄设置混智凝土柱漂的柱顶刺不同约跑束情况朴来实现贪。匙6.3基.1视阀完全抗站剪连接炸构造：墙普通的科铰接连立接。围6.3祸.2蹲盯完全滑件移连接尼构造：哀采用铰钉接＋混涛凝土柱辣顶定义列约束胜为斧“机水平方怖向自由壳滑葬动昆”残。撤6.3弓.3援士部分滑皂移连接哭构造：丢采用铰笑接＋混缴凝土柱迅顶定义乐约束能为判“框约束水欣平方向质相对位泊移申差名”葛。白绒对于定歪义完全变滑移与钢部分滑踢移的分友析模型础，必须扰保留一流个梁端喉为完全卫约束的专普通铰坑接节点深，否则旨会出现超分析上兼的可变泛体系，悼使分析乳无法进桃行。在桐定义完落全滑移吴或部分塔滑移约阶束的情咐况下，碗程序分迫析结果核中，在任查看该霜混凝土直柱的构孟件信息梢时，能宇够发现觉程序实烧际分析孩出来的肾滑移量津，根据她分析结盏果可以器用来处枕理设置挡滑移的咱节点构谱造。馒6.4昂懂纱施工图红的处理庆门式刚维架施工咳图程序季中，能达够根据圆整体分性析的结睛果，处芹理这类辉节点及既钢梁的慎施工图愉。在容栽许滑移伸的连接惕节点施月工图中稼，底板返设置长椒圆孔，投长圆孔命标注的绳长度尺尺寸为支不座底板垦相对于老支承面靠的容许跪滑移距邮离，为剂保证滑币移的顺别利进行立，垫板拒与底板胃之间不盘应施焊纪，底板战于混凝催土柱顶造接触面挤处理应健保证支贴座底板萄与支承限面间在玻容许距致离内自恳由滑动钻。对于需限制滑顷移量的熔连接节自点中，量当滑移鱼量达到来容许距寿离时支捡承面应圆设置可种靠抗剪云措施，拣限制继缎续滑移库，使剩盯余剪力苦能够完系全传递向给柱。横7新誓施工图营的绘制脂施工图戴的绘制核：混凝瓶土柱身蹈配筋图甘，可以慕在待ST横S令二维整垦体分析马的基础侨上，接凡力供P鉴K送进行绘纤图，有露吊车作损用的混浸凝土排泼架柱，哀直接神接丈P马K唉模块中香的排架斩柱绘图住，普通畜无吊车赤混凝土薄柱，传接盆P倍K就模块中芽的框架连绘图。斜钢梁及桨屋面构刻件详图像在哑ST崭S猛里绘制陶。测8袄狡其它构批造处理式对于风避载较大路的地区垒，当风驶的作用在能够克康服屋面胳自重作撕用樱(奇组合塌：绪1.显0死恒乳＋良1.偏4读风慰)劲，出现用屋面作剥用力向故上的情幻况，这挺时通过森在柱顶浊设置单稻拉杆来忠抵抗梁互对柱顶济的推力耻作用，谦会由于纺出现压既力致使谁该单拉醋杆失效棒而退出俩工作，员这时剪影力还是盛能够传内递到混盒凝土柱允与基础添，对于胃这种情踩况，这血种处理彩是不能海起作用欧的，不券建议采耕用这种组处理。剩9禽偶结束语样综上所平述，混摇凝土柱要实腹钢葱梁单层铜厂房与交门式刚管架有相务同之处摆，又有同其不同速之处。默相同之控处在于热其单个待构件的凡计算和递校核，喊如钢梁若的强度怜、刚度甲，稳定军性，以盒及檩条只和屋面愧板的计泽算和构判造。不悔同之处以在于梁焰和柱是疗铰接连烦接，梁峰柱受力贩不同于肝门式刚籍架。理尿解它的械受力原承理是做纤好结构制设计的倦关键。怀参考文爪献爱：暖[1]醋GB觉500倘17-冬200衰3这，钢结捎构设计逐规范，滤中国建供筑工业迟出版社标，糕200或3科[2]台GB雷500躬10-巴200聋2汉，混凝凑土结构稻设计规邀范，中厌国建筑允工业出胸版社绣，萍200科2是[3]亲GB仆500跑11-葵200乐1怨，建筑毫抗震设集计规范寨，中国显建筑工县业出版段社珍，芹200支1[4女]C始ECS岭10校2康：逃200茧2抵，门式称刚架轻跑型房屋蛋钢结构闹技术规剪程，中只国计划训出版社瘦，绝200蛇3[遥5]递梦候兆欣汪、李秀养川，轻蛾型钢结今构建筑侵节点构克造，机么械