浅谈有吊车抽柱轻钢厂房的设计

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浅谈有吊车抽柱轻钢厂房的设计许建军(江苏东方建筑设计有限公司苏中分公司) 摘要：轻钢结构是指主要承重结构为单跨或多跨实腹门式钢架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或起重量不大于2 0 T的A1 . A 5工作级别桥式吊车或3 T悬挂式起重机的单层房屋钢结构。因生产工艺要求，大型厂房常要求抽除部分钢架柱以满足设备通行或大空间要求，从而形成抽柱钢架。本文结合设计实例，阐述有吊车抽柱轻钢厂房的结构分析方法。 关键词：轻钢结构抽柱钢架结构分析

1 .工程概况

屋面恒载及活载的取值分别为0 . 3 K N/ m *及0 . 4 K N/,所抽除柱的受荷载面积A= 2 4 x 8= 1 9 2 I I l|,则1 O及1 2轴柱顶需增设的集中恒载F 1及活载F 2分别为：FI=( 1 9 2 X0 _ 3 )/ 2=2 8 . 8 KN F 2=( 1 9 2 X0 . 4 )/ 2=3 8 . 4KN

江苏巨超重工有限公司2 厂房长度2 3 4 m,跨度为2 4 X 3= 7 2 m,柱距7米，每跨内考虑两台 1 0 T桥式起重机。建筑面积 1 . 6 8万m2。牛腿标高标高为

8 . 1 m,檐口标高 1 2 . 0 m,采用门式刚架结构，主刚架采用热轧H型钢， Q 3 4 5 B

级屈面坡度采用1/ 1 0,维护墙及屋面均采阳轻质彩钢板。该工程在l l轴处抽除两根中跨钢柱，设置由大跨度吊车梁、屋面托梁、屋面支撑组成的抽柱系统，附结构局部平面布置图，详见图一。计算软件采用P K P M钢结构软件。该工程至今已竣工投产两年。~ —

将以上荷载加于钢柱柱顶，通过计算分析可知。抽柱对相邻跨的影响有限，但考虑抽柱后形成的复杂情况， l O及l 2轴钢柱的应力比均按0 . 6 0控制， 设计中增大了两榀钢架的钢柱尺寸及厚度，预留足够的安全储备。此处的F 1 及F 2也是计算托梁时的作用力，因相邻跨柱托梁时的沉降极小，故计算托梁

时应严格控制其挠度，以免相邻钢架因托梁挠度过大导致屋面变形。托梁与糍

l 1轴钢架的连接详见图二，与1 O、 l 2轴钢架的连接详见图三。 2 . 2屋面水平支撑的设计屋面水平支撑应设置在设有柱问支撑的开间，在抽柱钢架的周边区域应相应增设水平支撑，加强钢架之间的拉结。抽柱钢架周边水平支撑详见图四。

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2 .抽柱系统的设计

l 1轴处钢柱抽除后，主要需解决因抽柱产生的四个问题： 1 ) 1 l轴钢架在中间D、 G轴支座处均为铰接，其屋面的荷载均由屋面托梁传递至两侧的1 O、 1 2轴钢架上，因而1 1轴， 1 0及1 2轴均不同于原有钢架，需重新计算设计，并需设置托梁； 2 )抽柱处屋面需设置屋面水平支撑以保证屋面钢架的整体性及传递水平荷载能力： 3 )因抽柱形成大跨度柱网处，需设置1 4米跨度吊车梁； 4 )因荷载情况变化， 1 0及1 2轴基础需单独设计。 2 . 1钢架的设计 -

对于抽柱的l 1轴钢架，其钢梁承受的屋面恒载及活载情况均与正常钢架相同，其上下两端柱柱顶、柱底均为刚接，中间抽柱处设置铰支座，此模型应比较接近实际情况。经过计算分析， l 1轴钢架梁均与正常跨相同，在采用相同的参数控制前提下， A、 K轴两钢柱翼缘厚度由1 2 a r m增至 1 4 m m即可满足要求i对于抽柱跨相邻的l O及1 2轴钢架，其钢梁承受的屋面恒载及活载情况也与正常钢架相同，因托梁与柱顶铰接，故只需在1 0及1 2轴钢架的钢柱顶增设一对集中力，分别对应由托梁传递的l 1轴屋面的恒载及活载。本工程

图三2 - 3 1 4米跨度吊车梁设计钢柱抽除后，需设置跨度 l 4米的吊车梁，按跨内两台起重机考虑，计算吊车梁最终计算得的吊车梁高度为1 0 0 0 m m 而相邻吊车梁均为7 0 0 m m,为 保证吊车梁直线运行吊车梁顶需位于同一标高，此处可采取变截面吊车梁或设置高低牛腿的方法。本工程采取高低牛腿的方法，将牛腿降低3 0 0 mm,

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