混凝土柱輕鋼屋面的廠房設(shè)計摘要：混凝土柱，實腹鋼梁，輕型鋼屋面，這樣的廠房不同于全鋼結(jié)構(gòu)廠房，設(shè)計時不能簡單的把門式剛架的鋼柱替換為混凝土柱。當(dāng)然更不能按鋼筋混凝土廠房來設(shè)計。本文針對此種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)闡述了設(shè)計時要注意的幾個問題。關(guān)鍵詞：混凝土柱輕鋼屋面廠房設(shè)計1前言單層廠房采用的結(jié)構(gòu)形式，隨著吊車起重量、廠房跨度和高度的不同，根據(jù)所采用承重結(jié)構(gòu)的材料可分為磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)三種。對于無吊車或吊車起重量不超過5噸，跨度小于15m，柱頂標(biāo)高不超過8m的小型單層廠房，可以采用磚墻、鋼筋混凝土柱和鋼筋混凝土屋面梁或屋架的磚混結(jié)構(gòu)，此種廠房比較少見。當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓砍^150噸，跨度大于36m，則應(yīng)采用鋼屋架、鋼柱的全鋼結(jié)構(gòu)，這種廠房自重輕，跨度大，施工周期短，但造價較高，被廣泛用于大跨度或大型廠房。除上述兩種情況以外的大部份單層廠房，都可以采用鋼筋混凝土（或預(yù)應(yīng)力混凝土）屋架和鋼筋混凝土柱的鋼筋混凝土廠房。這種結(jié)構(gòu)雖然造價比鋼結(jié)構(gòu)低，但自重大，屋架形式受跨度影響大，大跨度屋架施工復(fù)雜，工期長。正是在這樣的背景下誕生了混凝土柱，實腹鋼梁，屋面為輕型鋼屋面的結(jié)構(gòu)體系，這類結(jié)構(gòu)具有鋼結(jié)構(gòu)跨度大，施工周期短的優(yōu)點(diǎn)，造價卻比全鋼結(jié)構(gòu)要低。所以在近幾年國內(nèi)的實際應(yīng)用中較為常見。下面就這類結(jié)構(gòu)的設(shè)計作一下簡單的介紹，以供大家討論。2計算程序設(shè)計這類結(jié)構(gòu)仍是用STS里面門式剛架的程序來計算，建模的順序跟設(shè)計門式剛架一樣，但由于混凝土柱與鋼梁的連接處理難以達(dá)到剛接連接，因此梁柱的連接一般采用鉸接連接形式，而一般門式剛架結(jié)構(gòu)邊剛架柱與梁的連接均采用剛接連接形式，由于連接形式的不同，致使這種體系單榀剛架的受力截然不同于一般的門式剛架，設(shè)計時不能簡單的把門式剛架的鋼柱替換為混凝土柱，應(yīng)根據(jù)這類結(jié)構(gòu)體系的特殊性有針對的進(jìn)行設(shè)計。3連接形式混凝土柱與鋼梁采用鉸接連接，混凝土柱底采用剛接，多跨情況下的中間混凝土柱與鋼梁的連接采用鋼梁連續(xù)，混凝土柱鉸撐于鋼梁底面。4規(guī)范選擇這類結(jié)構(gòu)已經(jīng)超出門規(guī)的使用范圍，結(jié)構(gòu)類型應(yīng)選擇“單層鋼結(jié)構(gòu)廠房”，如果為抗震地區(qū)且選擇了地震作用計算，程序會自動按照抗震規(guī)范第九章關(guān)于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的規(guī)定進(jìn)行控制；混凝土柱應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相應(yīng)要求，鋼梁應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相關(guān)要求，當(dāng)采用工形變截面梁時，建議梁構(gòu)件承載力的校核采用按門式剛架規(guī)程進(jìn)行校核，以考慮軸力的影響與變截面梁的穩(wěn)定計算，但局部穩(wěn)定應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、抗震規(guī)范的要求；撓度控制，考慮到所采用的輕型屋面體系對鋼梁撓度不是非常敏感，在有經(jīng)驗的情況下可較鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的撓度控制指標(biāo)（L/400）適當(dāng)放寬。5單榀設(shè)計5.1建模單榀設(shè)計時，應(yīng)采用混凝土柱與鋼梁整體建模分析。鋼梁對混凝土柱的約束反力與混凝土柱本身的剛度是直接相關(guān)的，為反映真實的內(nèi)力情況，應(yīng)該進(jìn)行整體分析，并以整體分析的結(jié)果來設(shè)計基礎(chǔ)、混凝土柱的配筋與鋼梁。把它們分開來分別進(jìn)行設(shè)計，往往使設(shè)計結(jié)果帶來不安全的隱患：如果在柱與基礎(chǔ)設(shè)計時，沒有考慮屋面斜鋼梁對柱的推力，會導(dǎo)致柱配筋與基礎(chǔ)的設(shè)計嚴(yán)重偏小，按這種方式設(shè)計的結(jié)構(gòu)在安裝過程中就有可能出現(xiàn)基礎(chǔ)被翹起、混凝土柱頂位移過大、柱身出現(xiàn)裂縫、鋼梁撓度過大等問題。而在分析鋼梁時，把鋼梁兩端視為固定鉸支座或建兩根很短的下端剛接柱作為支座都會夸大混凝土柱對鋼梁的約束作用，導(dǎo)致鋼梁軸力增大、跨中彎矩減小、撓度減小等不真實情況，這時往往會出現(xiàn)安裝后的鋼梁的撓度要大于計算撓度、鋼梁有可能整體屈服失穩(wěn)、局部壓屈等不安全問題。5.2計算程序自動根據(jù)整體分析得結(jié)果，按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行混凝土柱的配筋計算，按選定的鋼梁構(gòu)件驗算規(guī)范進(jìn)行鋼梁的校核，在布置基礎(chǔ)的情況下，同時根據(jù)整體分析柱底力完成基礎(chǔ)的計算。6整體設(shè)計6.1混凝土柱與鋼梁的鉸接連接處理龜一般存撐在三種刻連接構(gòu)葬造處理半：完全夜抗剪連她接構(gòu)造取，這種吼連接構(gòu)居造能夠喝把梁端帽的推力幟以剪力厚的方式寄完全傳縱遞給混嚷凝土柱多；完全優(yōu)滑移連蔥接構(gòu)造喬，這種拆連接構(gòu)忙造容許雪梁端相秒對混凝艙土柱頂予自由滑致移，梁攤端的推爸力由于索相對的決滑移而圾釋放，稿作用力嚴(yán)不傳遞你給混凝逗土柱；絡(luò)介于以袖上二者活之間的扭部分滑折移連接赴構(gòu)造，暖這種連崇接構(gòu)造候容許梁眉端相對映混凝土鴉柱頂有右一定的職滑移量只，梁端搞的推力焰由于相敏對的滑俘移而部違分釋放穗，剩余枕作用力博以剪力膊的方式承傳遞給誤混凝土營柱。鑒6.2貢妨倆三種計通算模型躍的內(nèi)力逮分析僑下表為拾某一單予跨結(jié)構(gòu)動不同的培連接計凡算模型亞的分析籮結(jié)果比性較：拖砼柱鋼監(jiān)梁連接堪計算模勉型不同況的分析耕結(jié)果比怎較表哲砼柱鋼藏梁連接鎖構(gòu)造掏柱底彎惡矩勾（膝kn.令m彼）太砼柱配欄筋刃（外mm例2潔）梁基礎(chǔ)尺執(zhí)寸捉（餐m羞m現(xiàn)）擋鋼梁跨展中彎矩胳鋼梁最債大撓度野鋼梁應(yīng)職力比螞①籮完全抗坊剪塊209看.0降161馳5茄294河0廈194簽.5斤78.朵9渡0.9狂②壞完全滑蚊移（實子算最大港滑移靜：判50m范m葉）賠60.薯5睛700庫182叢0穿257匠.2悼97.蝶1但1.0法8艱③營部分抗六剪（控破制最大腿滑嗎移什≤馳20m流m尊）喉127攤.1炸957課250泛0伏219枕.1喊86.距0匯0.9屑7互從上表忌的比較淺結(jié)果可法以看出獎，不同壟的計算忙模型，掀對內(nèi)力呈分析結(jié)扁果、設(shè)賭計結(jié)果次影響非泉常大：璃如果一瓶個完全病抗剪的估連接構(gòu)籍造，分姐析時采配用完全瓶滑移的傷分析?；\型（砼翁柱單獨(dú)羊作為懸睡臂柱計等算，不騰考慮鋼例梁的推宵力，也去屬于這墊種情況累），會澤導(dǎo)致柱爐的配筋婆、基礎(chǔ)畏尺寸嚴(yán)基重的偏爭小，帶英來的后初果如同朋上面柱休與基礎(chǔ)敘設(shè)計不毒考慮鋼扣梁的推批力的情秤況一樣鄉(xiāng)。而分屠析時采含用的是厭鉸接完章全抗剪暫模式，通實際處珍理時處風(fēng)理成了鑼長圓孔用等滑動菜支座形驗式，這咳會導(dǎo)致可鋼梁的育強(qiáng)度應(yīng)勻力比、堅撓度等局計算結(jié)笨果嚴(yán)重帝偏小，襪同樣給店鋼梁的前設(shè)計帶再來不安血全隱患彼。鉆6.3示宋申程序的位處理慌考慮混線凝土柱莊與鋼梁譽(yù)的不同野構(gòu)造連剪接，可耀以通過雄設(shè)置混智凝土柱漂的柱頂刺不同約跑束情況樸來實現(xiàn)貪。匙6.3基.1視閥完全抗站剪連接炸構(gòu)造：墻普通的科鉸接連立接。圍6.3禍.2蹲盯完全滑件移連接尼構(gòu)造：哀采用鉸釘接＋混濤凝土柱辣頂定義列約束勝為斧“機(jī)水平方怖向自由殼滑葬動昆”殘。撤6.3弓.3援士部分滑皂移連接哭構(gòu)造：丟采用鉸笑接＋混繳凝土柱迅頂定義樂約束能為判“框約束水欣平方向質(zhì)相對位泊移申差名”葛。白絨對于定歪義完全變滑移與鋼部分滑踢移的分友析模型礎(chǔ)，必須擾保留一流個梁端喉為完全衛(wèi)約束的專普通鉸坑接節(jié)點(diǎn)深，否則旨會出現(xiàn)超分析上兼的可變泛體系，悼使分析乳無法進(jìn)桃行。在桐定義完落全滑移吳或部分塔滑移約階束的情咐況下，碗程序分迫析結(jié)果核中，在任查看該霜混凝土直柱的構(gòu)孟件信息梢時，能宇夠發(fā)現(xiàn)覺程序?qū)崯H分析孩出來的腎滑移量津，根據(jù)她分析結(jié)盞果可以器用來處枕理設(shè)置擋滑移的咱節(jié)點(diǎn)構(gòu)譜造。饅6.4昂懂紗施工圖紅的處理慶門式剛維架施工咳圖程序季中，能達(dá)夠根據(jù)圓整體分性析的結(jié)睛果，處芹理這類輝節(jié)點(diǎn)及既鋼梁的慎施工圖愉。在容栽許滑移伸的連接惕節(jié)點(diǎn)施月工圖中稼，底板返設(shè)置長椒圓孔，投長圓孔命標(biāo)注的繩長度尺尺寸為支不座底板墾相對于老支承面靠的容許跪滑移距郵離，為劑保證滑幣移的順別利進(jìn)行立，墊板拒與底板胃之間不盤應(yīng)施焊紀(jì)，底板戰(zhàn)于混凝催土柱頂造接觸面擠處理應(yīng)健保證支貼座底板萄與支承限面間在玻容許距致離內(nèi)自懇由滑動鉆。對于需限制滑頃移量的熔連接節(jié)自點(diǎn)中，量當(dāng)滑移魚量達(dá)到來容許距壽離時支撿承面應(yīng)圓設(shè)置可種靠抗剪云措施，揀限制繼緞續(xù)滑移庫，使剩盯余剪力苦能夠完系全傳遞向給柱。橫7新誓施工圖營的繪制脂施工圖戴的繪制核：混凝瓶土柱身蹈配筋圖甘，可以慕在待ST橫S令二維整墾體分析馬的基礎(chǔ)僑上，接凡力供P鑒K送進(jìn)行繪纖圖，有露吊車作損用的混浸凝土排潑架柱，哀直接神接丈P馬K唉模塊中香的排架斬柱繪圖住，普通畜無吊車赤混凝土薄柱，傳接盆P倍K就模塊中芽的框架連繪圖。斜鋼梁及槳屋面構(gòu)刻件詳圖像在啞ST嶄S猛里繪制陶。測8襖狡其它構(gòu)批造處理式對于風(fēng)避載較大路的地區(qū)壘，當(dāng)風(fēng)駛的作用在能夠克康服屋面胳自重作撕用櫻(奇組合塌：緒1.顯0死恒乳＋良1.偏4讀風(fēng)慰)勁，出現(xiàn)用屋面作剝用力向故上的情幻況，這挺時通過森在柱頂濁設(shè)置單稻拉桿來忠抵抗梁互對柱頂濟(jì)的推力恥作用，謙會由于紡出現(xiàn)壓既力致使誰該單拉醋桿失效棒而退出倆工作，員這時剪影力還是盛能夠傳內(nèi)遞到混盒凝土柱允與基礎(chǔ)添，對于胃這種情踩況，這血種處理彩是不能海起作用歐的，不券建議采耕用這種組處理。剩9禽偶結(jié)束語樣綜上所平述，混搖凝土柱要實腹鋼蔥梁單層銅廠房與交門式剛管架有相務(wù)同之處擺，又有同其不同速之處。默相同之控處在于熱其單個待構(gòu)件的凡計算和遞校核，喊如鋼梁若的強(qiáng)度憐、剛度甲，穩(wěn)定軍性，以盒及檁條只和屋面愧板的計澤算和構(gòu)判造。不悔同之處以在于梁焰和柱是療鉸接連煩接，梁峰柱受力販不同于肝門式剛籍架。理尿解它的械受力原承理是做纖好結(jié)構(gòu)制設(shè)計的倦關(guān)鍵。懷參考文爪獻(xiàn)愛：暖[1]醋GB覺500倘17-冬200衰3這，鋼結(jié)捎構(gòu)設(shè)計逐規(guī)范，濾中國建供筑工業(yè)遲出版社標(biāo)，糕200或3科[2]臺GB雷500躬10-巴200聾2漢，混凝湊土結(jié)構(gòu)稻設(shè)計規(guī)邀范，中厭國建筑允工業(yè)出胸版社繡，萍200科2是[3]親GB仆500跑11-葵200樂1怨，建筑毫抗震設(shè)集計規(guī)范寨，中國顯建筑工縣業(yè)出版段社珍，芹200支1[4女]C始ECS嶺10校2康：逃200繭2抵，門式稱剛架輕跑型房屋蛋鋼結(jié)構(gòu)鬧技術(shù)規(guī)剪程，中只國計劃訓(xùn)出版社瘦，絕200蛇3[遙5]遞夢候兆欣汪、李秀養(yǎng)川，輕蛾型鋼結(jié)今構(gòu)建筑侵節(jié)點(diǎn)構(gòu)克造，機(jī)么械