服务热线:400-123-4567
当前位置: 首页 > 工程案例

干货!门式刚架结构设计实例

时间:2024-10-20 08:34:19 文章作者:小编 点击:

  某客户需要建设66X75m的仓库,根据客户要求,宽度方向为66m,设3跨,跨度分别为24m、18m、24m,柱距取7.5m,檐口高度为6m。屋面为0.5mm压型钢板+75mm 厚保温棉 (容重14kg/m3)+0.4mm内衬板,材质采用Q345。

  考虑到特殊的使用要求(中间18m兼做交通走道),客户指定了上述的跨度要求。为使读者理解如何寻找最经济的结构方案,笔者又研究了21m+24m+21m或18m+30m+18m的跨度方案,三种方案的每榀框架的用钢量对比如下:

  通常来说,如可能尽量将框架设计成对称结构,各跨跨度基本相同,中间跨跨度度略大于边跨将是一种比较经济的方案。本项目由于客户需要将中间跨(18m)设置为走道,故笔者没有建议他们改为较为经济的跨度方案(21m+24m+21m)。

  鉴于本工程总长度为75m,故取柱距为7.5m,即10@7.5。读者也可以比较7.75+7@8.5+7.75的柱距方案。后者也是一种比较经济的株距方案。

  (1) 拼接点尽可能靠近反弯点,一般反弯点位置在1/4~1/6跨度处,按照此原则,对于24m跨,拼接点设在离柱24*(1/4~1/6)=4~6m处比较合适。对于18m跨,则应该设在18*(1/4~1/6)=3~4.5m比较合适;

  (3) 尽量减少拼接数量,因为拼接节点需要端板及高强螺栓,同样会增加项目造价;

  (4) 拼接节点应避开抗风柱及屋面系杆的连接位置,以避免出现连接上的不便;

  综合多种因素,我们将屋面梁做了分段,见图3-26。A节点为边柱与梁拼接节点,D为中柱与梁拼接,通常此处屋面梁不断,这是考虑此处弯矩较大,对于屋脊节点 F,通常我们也不建议此处屋面梁断开,原因是此处通常会有抗风柱及屋面系杆,若设置屋面系杆,将引起连接上的不便。这样66m的屋面梁一共被分为7段。读者可以试着研究其余不同的梁分段方式,并与此方案做以对比。

  由于本项目檐高较低,且没有行车,故柱脚均可按铰接处理,对于中柱,采取摇摆柱,即柱与梁连接采用铰接的模式。计算简图见图3-26。

  ,由于STS软件没有此基本工况,我们将悬挂荷载放在活荷载里进行考虑,将活荷载取为0.4KN/m2,这样作用在框架上的活荷载为0.4KN/m2*7.5m=3.0KN/m,见下图

  ,按照CESE 102:2002,内部标准跨的风荷载体型系数,风载体型系数参照下图:

  在输入风荷载时,需要注意STS里的正负号与与体型系数的正负号有所不同。体型系数的正负以风吸力或风压力定义,风吸力为负,风压力为正。而输入程序时,荷载方向与坐标正向一致为正。

  同时规范第4.2.2.3条规定, 当建筑物宽度大于 60m 时,在内柱列宜适当增加柱间支撑。本项目跨度为66m 60m,按规定应在B,C轴增设柱间支撑。但由于本项目客户由于工艺使用要求,不允许内部设柱间支撑(实际上这种情况在实际工程中会经常碰到)。需要提醒设计者注意的是,在支撑跨度较大的情况下,设计者需要对屋面及柱间支撑的受力进行严格的有限元分析,屋面支撑及柱间支撑当有必要时需采用双圆钢、角钢甚至圆管。有些设计者,不管受力如何,一律用圆钢做屋面或柱间支撑,圆钢的规格通常被经验的取为16~27mm的直径,这种做法很危险。

  本工程通过计算发现在靠近端部的屋面圆钢支撑需采用双圆钢(2φ24),柱间支撑也需要采用2φ24的双圆钢支撑,本项目的支撑方案见图3-32。

  说明:1.表中弯矩单位为KN·m,对于梁上部受拉为“+”,下部受拉为“-”,轴力及剪力单位为KN,轴力“+”为拉,“-” 为压,剪力“+”为逆时针,“-”为顺时针;

  同时,STS还提供了图形查阅功能,通过后处理菜单,可以方便查到弯矩、剪力及轴力的数值,图3-34,35,36即为分别为弯矩,轴力及剪力的包络图,通过这些直观的图形,工程师可以方便的检查构件的内力情况,可以对计算的结果进行。


【产品推荐】