輕型門式剛架廠房柱距比選

梅冬生

(安徽水利水電職業技術學院,安徽 合肥 231603)

1 案例選擇

本文所選擇的柱距分別為門式剛架中具有代表性的三種：6 m、7.5 m、9 m。為便于比較，跨度統一為具有代表性的24 m，不考慮吊車。檐口高度統一為8 m。基本風壓：0.4 kN/m2；基本雪壓：0.6 kN/m2。屋面恒荷載為：0.3 kN/m2；屋面活荷載：0.5 kN/m2。抗震設防烈度為7度，建筑場地土類別為Ⅱ類，地震分組為第一組。屋面排水坡度均為5%。廠房平面尺寸為24 m×90 m，三種不同柱距所對應的縱向柱列分別為6 m×15、7.5 m×12、9 m×10。

2 主剛架模型建立及計算

建模所采用的軟件為PKPM2010結構設計軟件 10版V5.1.1中門式剛架模塊。設計所采用的主要設計規范為《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規范》(GB 51022-2015)、《鋼結構設計標準》(GB 50017-2017)、《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010，2016年版)等。作用彎矩與抗彎承載力比值控制標準一致均為0.9。鋼梁及鋼柱截面均采用實腹式焊接H型鋼，鋼材鋼號采用Q345。鋼柱柱腳采用鉸接，剛架計算簡圖如圖1所示。圖中鋼柱截面為GZ1，鋼梁截面分別為GL1、GL2。經計算三種不同柱距分別對應的GZ1、GL1、GL2截面見表1。

圖1 主剛架立面簡圖

表1 不同柱距對應的主要構件截面型號

三種不同柱距的剛架用鋼量見表2。

表2 主剛架用鋼量對比表

3 次要結構計算

鋼結構廠房次要構件主要包括屋面檁條、墻面檁條、系桿、屋面支撐、水平支撐等，本文比選時，主要針對屋面檁條、墻面檁條、系桿構件用鋼量進行統計。其余次要構件就本案例而言對工程造價影響較小，本次統計可暫不考慮。屋面檁條構件均采用斜卷邊Z型鋼，墻面檁條構件均采用卷邊C型鋼，系桿采用圓鋼鋼管，鋼材鋼號采用Q235。經計算各次要構件主要截面型號見表3。

表3 次要構件截面型號

屋面檁條用鋼量統計見表4、墻面檁條用鋼量統計見表5、系桿用鋼量統計見表6。

表4 屋面檁條用鋼量對比表

表5 墻面檁條用鋼量對比表

表6 系桿檁條用鋼量對比表

4 對比分析

針對主剛架用鋼量：6 m柱距由于剛架榀數較多，用鋼量較高；9 m柱距剛架榀數較少，主剛架用鋼量較低。但由于9 m柱距較大，縱向次要構件截面均高于6 m和7.5 m柱距，并且用鋼量差別較大。在門式剛架房屋中，次要構件的用鋼量所占比例也是非常大的，對工程造價影響比較明顯。現將主剛架及次要構件用鋼量匯總于表7。

表7 主要構件用鋼量匯總對比表

5 結束語

從表7可以看出，采用7.5 m柱距時綜合用鋼量最經濟。從結構安全及經濟合理方面考慮，本文建議在門式剛架柱距選擇時可選擇7.5 m柱距，也可以根據廠房實際尺寸選擇7.5 m左右柱距。當然影響門式剛架工程的因素有很多，除了本文所列舉的主要因素外，還有水平支撐、垂直支撐、隅撐、拉條、地基承載力、維護彩鋼板等等，設計時可根據具體情況進行綜合考慮。