某钢管混凝土格构柱超重型单层厂房结构设计（论文）.pdf

某 钢 管 混 凝 土 格 构 柱 超 重 型 单 层 厂 房 结 构 设 计 A Structural Design of Heavy-dutyW orkshop W ith Concrete-filled Steel Tube Laced Columns 毛 呈龙 ，王俊 永 ，沈瑞 宏 ，徐敏 杰 ，陆锋 (中国联合工程公司，杭州 310052) MAOCheng-long，WANGJun-yong，SHENRui—hong，XUMin-jie，LUFeng (China United Engineering Corporation，Hangzhou 310052，China) 【摘 要】以某钢管混凝土柱超重型单层厂房为例，对厂房各系统的结构布置及设计特点进行了详细的介绍，可为类似工程提 供借鉴。 [Abstract]Taking a structural design ofheavy-duty workshop with concrete．filled steel tube laced columns aS ex锄p1e ， the structure arrangementanddesigncharacteristicsareintroduced．AllofthesecanbeaSareferencetoothersimilarprojects． 【关键词】单层厂房；钢管混凝土格构式柱；肩梁 【Keywords】single．storyworkshop；concrete．filledsteeltubelacedcolumns；shouder-beammember 【中图分类号]TU392．3；TU375．3 【文献标志码】B 【文章编号】1007．9467(2016)01．0021．02 [DOI]10．13616／j．cnki．g~sysj．2016．01．001 1 工 程 概 况 为第一组；场地类别为Ⅳ 类。 本工程为钢管混凝土柱超 重型单层厂房 ，纵向长度 362m，横向宽度 132m，共 4跨，各跨跨度分别为第 1跨 24m、 第 2跨 30m、第 3跨 36m、第 4跨 36m，厂房最大高度 42m，柱 距均为 18m。其中第 1跨最大吊车为 100吨(轨高为 16m)，第 2跨最大吊车为 160t(轨高为 16m)，第 3跨上层最大吊车为 500t(轨高为 23m)，下层最大吊车为 160t(轨高为 16m)，第 4 跨上层最大吊车为 700t(轨高为 28．5m)，下层最大吊车为 200t(轨高为21m)。厂房剖面计算简图如图 1所示。 主要结构设计参数为：设计基准期：100a。基本风压 ： 0．60kN／m~，地面粗糙度类别 ：A类；基本雪压 ：O．25kN／m ；抗震 设防烈度 ：7度 ，设计基本地震加速度值：0．10g，设计地震分组 【作者简介】毛呈龙(1980～)，男，安徽天长人，高级工程师，从事结 构工程设计与研究，(电子信箱)autohouse@l 26．corn。 2 结 构 设 计 1)平面布置 ：由于厂房纵向总长度为 362m，远超过单层 房屋温度区段长度值，故在厂房中部设置一道伸缩缝，将整个 厂房分为 2个温度区段。 2)主体结构：采用单层钢管混凝土刚架结构体系，下柱为 四肢格构式钢管混凝土柱，钢管内填充 C40混凝±；上柱为实 腹式 H型钢柱 ’冈0架梁为实腹式变截面 H型钢梁，梁柱采用 圆弧形刚性节点连接。 3)吊车梁系统：采用实腹式焊接工字形吊车梁，制动系统 由制动桁架 、辅助桁架、水平及垂直支撑组成。 4)支撑系统：各柱列在温度区段三分点处设 2道下柱支 撑 ，上柱支撑则沿每个柱间均设。在下柱支撑柱间及每个温度 区段两端的柱间均对应设置屋面横向水平支撑，在各屋面梁 两侧端部均设置屋面纵向水平支撑 ，与屋面横向水平支撑形 21 l工程建设与设计 『 _力 r^ I 图 1厂房剖面图 成封闭的屋面支撑体系以增强厂房的空间整体刚度。 5)屋面系统 ：屋面钢梁系统采用H型实腹式钢结构主次 梁结构，在一级次梁端部设隅撑与主刚架梁下翼缘连接 ，以保 证风吸力作用下主刚架梁的整体稳定。屋面采用高频焊接 H 型钢檩条，上覆轻型压型钢板屋面。 6)墙面系统：纵墙面在每个 18m柱距中部设 1根墙架柱 ， 山墙面在跨度三分点处设抗风柱。由于厂房较高，故设置了2 层抗风桁架，为抗风柱提供有效的侧向支撑，并为厂房在吊车 梁走道板标高处提供横向通道。墙面系统 I．2m以下采用砖 墙 ，1．2m以上采用高频焊接 H型钢墙梁，轻型压型钢板墙面。 7)基础 ：厂房柱下基础采用桩基础 +独立承 台，为 800mm及 900mm的大直径钻孔灌注桩 ，以第⑦ 层灰黄粉色 细砂层为桩端持力层。纵向采用基础梁拉结。 3 设 计 特 点 3．1 格构 式钢 管混 凝土柱 设计 由于本工程具有大跨度 (最大跨度为 36m)、大柱距 (18m)、超大吨位(2台 700t吊车)等特点，故厂房主体结构单 柱承受的最大轴力达 2．5X104kN。经多方案综合比较『1】，相比于 传统的格构式钢柱 +钢屋架 +混凝土屋面板的结构形式，采 用四肢格构式钢管混凝土柱 +变截面 H型钢梁的结构形式 不仅可靠性 、安全性满足规范要求，且具有受力明确 、构造简 单、较好的经济性和较快的施工速度等优点。 钢管混凝土柱脚采用插入式柱脚，柱脚的钢管端部采用 底板封口。为保证钢管柱与混凝土之间的黏结，在钢管柱肢的 柱底均设置了 4排栓钉。 3．2 复杂肩 梁及牛 腿设 计 由于本工程重型跨格构式钢管混凝土柱(GZ-FG)上作用 有多层吊车荷载——标高 24．3m(2台 700t吊车)、标高 18．7m (2台 500t吊车 、2台 200t吊车)以及标高 12．7m(2台 160t吊 车)，吊车