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1、建筑鋼結構進展第5卷第期200年l1鋼管混凝土組合柱在重鋼結構工業(yè)廠房工程中的應用吳建林如匕永中國船舶工業(yè)第九設計研究院摘要本文通過滬東造船廠船體裝焊車閱大跨度、大柱距鋼管混凝土柱的設計研究,論述了在大吊車荷載作用下,鋼管混凝土柱,;、、比其他形式的柱更為經濟更為合理對柱腳牛腿肩梁以及鋼管混凝土組合柱的節(jié)點構造與受力性能提出了新的看法;并筒單介。紹了鋼管混凝土組合柱的計算要點關鍵詞、鋼管混凝土紐合柱節(jié)點,,鋼管混凝土結構具有承載力高塑性和抗震性能好勞、耐沖擊的要求顯得尤為重要。由于本工程采用了鋼。,,、、施工方便等突出的優(yōu)點在結構受壓桿件中采用鋼管管混凝土柱它的建成投產無疑將會為大跨度大柱
2、網,可大幅度地混凝土替代傳統(tǒng)的鋼筋棍凝土和結構鋼節(jié)大吊車作用下的工業(yè)建筑提供一個可以借鑒的結構體、、,省鋼木水泥用量和減輕結構自重使桿系結構的受力系,從而驗證了鋼管混凝土柱在此類建筑中無可比擬的。,。性能大為改善隨著我國工業(yè)建設的不斷發(fā)展鋼管棍優(yōu)越性。正在凝土的優(yōu)越性也將越來越被廣泛的體現(xiàn)建設中的、滬東造船廠船體裝焊車間就是一個很好的例證l}}!L變些)J匿1工程概況Z丈、1滬東造船廠船體裝焊車間跨度為70m,柱距分18m24nl,。2t,纂兩種設有三層吊車上層為臺160雙小車橋吊,,軌高25。吊車跨度6。;中層為3臺40t橋吊軌高1石rn,吊車跨度64.m4;下層為6臺乃tT型吊,軌高9
3、.5。,吊車.19山和28功。266.6nl,跨度分別為車間全長縱向分高低圖2船體裝焊車間剖面圖,,,跨高跨長13靦低跨長126m高低跨相接處設溫度伸縮縫,間距2.6二。車間高度較高,高跨屋蓋下弦標高為34,.,,、。2sm低跨屋蓋下弦標高為21sm見圖1圖2荷載該車間屋蓋采用鋼網架結構和彩鋼屋面板體系,屋,。由子廠房高度較高萬脊處設置天窗(通風器)荷載較大故風荷載基本風壓乘以系數(shù)1.1取用,基本風壓實際取昌用值為.乃11。;。61咖砰抖沸所受主要荷載計算如下、、屋蓋部分:網架靜載主要包括彩鋼屋面板屋脊通風器及網架下弦吊重,為1.41而1早;活載.7。研0kNL爪12屋蓋作用于柱頂處最大豎
4、向力2082咖(靜、活載之和,排架計。圖1船體裝焊車間平面圖算時分開考慮),:上=吊車部分層吊車荷載作用于柱上界畫42韶kNL,,滬東造船廠船體裝焊車間地處黃浦江畔是迄今為向=;中層吊車荷載作用于風27腸kN水平剎車力98.9咖,,l”,,。,止亞洲最大跨度的工業(yè)建筑廠房最大高度43m多風荷柱上I幾一137OkN一979水平剎車力294;蠕咖曰,,、、載非常大。并有三層吊車這對排架柱的強度塑性耐疲下層吊車荷載乘以動力系數(shù)后按靜力考慮各層吊車均,.12V5ol3No3.200護卿PesinStelBuidli兒9Strcutures,,?？紤]相應吊車梁系統(tǒng)所產生靜、活荷載。工作量大焊接應力也
5、相應增大因而也不是很理想風荷載:基本風壓.61kNn/1,鋼管混凝土柱即由鋼管制作成鋼柱或鋼格構柱,并0早作用于柱頂集中力350kN,作用于左右兩邊柱肢均布力分別為17.3kNLm/、在管內填充混凝土形成的復合材料構件,它集鋼筋混凝,10.skN乃1飛。土和鋼各自的優(yōu)越性于一體大大提高了排架柱的受力:,,。,、、,地震作用抗震設防烈度為七度四類場地土近震及耐疲勞性能因而在大跨度大柱網大吊車作用下比。,。主要受力及計以往的鋼筋混凝土柱或鋼柱更有優(yōu)越性經理論分析其余荷載在此不再詳述算簡圖如圖,3不。本工程采用鋼管混凝土柱與鋼柱相比在保持自重相近排架和承載能力相同條件下,可節(jié)省鋼材約50%,焊接
6、工作量計算程序主要采用機械電子工業(yè)部設計研究院;;,編制的《工業(yè)廠房排架與混合框排架計算程序BENT》關可大幅度減少與普通混凝土柱相比在保持鋼材用鋼量。,,于多層吊車組合和地震力的計算和組合均參照此程序相近和承載能力相同條件下構件截面面積可減小一半混凝土和水泥用量、構件自重相應減少50%。3排架柱選型32鋼管混凝土柱形式與截面的確定3.1不同型式柱的比較常用的單層工業(yè)廠房鋼管混凝土格構式組合柱截面?zhèn)鹘y(tǒng)的大型工業(yè)廠房排架柱,一般都采用鋼筋混凝形式有雙肢柱、三肢柱、四肢柱(見圖4所示)。雙肢柱一土或鋼為材料,組成格構式柱,以承受屋蓋、吊車、風以及般用于輕型無吊車單跨和吊車起重量較輕的多跨廠房。
7、。,,地震力傳來的荷載其中前者自重大施工時需要大量滬東造船廠船體裝焊車間由于車間高度較高吊車及風,,,,的模板其質量受氣候及季節(jié)的影響較大與其他結構構荷載較大因而下柱采用四肢柱軌高25m以上部分為三件(如吊車梁,屋蓋支座、圍護及柱間支撐)的聯(lián)接較為復肢柱。根據(jù)排架分析結果及吊車布置選用柱截面如圖5,,雜,需預先埋設予埋件,對整個工程來說費工費料,工程所示考慮到車間內部的整體性和美觀性高低跨排架柱,、、,、;進度緩慢并缺乏
