钢结构的运用优势,随着近年来钢结构的迅速发展,和普通钢筋混凝土厂房相比,钢结构厂房优势越发突出:自重轻,可减轻建筑物质量的30%,特别在地质承载力低和地震烈度较高的地方,其综合经济小于优于钢筋混凝土结构体系。布置灵活,开间大,可提高建筑实用面积3%~5%。可以工厂化批量生产,施工简单,安装快捷,大大缩短施工周期。据研究,多层钢结构体系属于环保型绿色建筑体系,其节能指标可达50%。以上特点使钢结构的运用越来越广泛,在多层工业厂房中的应用也日记增多。现在就以一个两层纺织厂房为例谈一些粗浅的看法。
工程特点,该两层钢结构工业厂房,柱网为12mx8.3m,层高7m,结构空旷,层,基本无隔墙,楼面开孔很多,部分楼层没有铺板,为全房间洞口,楼面活荷载8.0kpa,部分楼面还需考虑检修设备的堆载。在二层楼面上布置了几台大型设备,比较重,其余楼面上也有很多中小型设备,设备间以管道连接。整个厂房内设备和管道数量众多,楼面上需预留的孔洞相当多,给楼层平面布置造成了很多困难。该厂房柱子的竖向荷载很大,最大的达到3000kN,柱子全部采用焊接H型钢制作,框架梁与次梁大部分采用轧制H型钢,仅二层支撑大型设备的几根框架梁采用焊接H型钢制作。楼面采用在压型钢板上浇筑混凝土形成的组合楼板。
大型设备的布置,厂房内大型设备的布置对确定柱网起着决定性的作用,同时也限制了支承梁的翼缘宽度。由于大型设备荷载大,重心高,而支撑点接近设备的底部,位于二层楼面,地震时会产生很大的倾夜力矩,对支承梁的受力非常不利。因此需要在设备的外围设置四根柱子,让四根柱子的中心线与设备的中心线重合,并尽量使支承梁与柱子直接连接成框架梁。这样布置传力直接,对于承受竖向荷载也非常有利口为了支承梁能有效地抵抗扭矩,应将设备的固定螺栓布置在梁腹板外侧,这就要求支承梁的翼缘宽度不能太大,否则无法保证预留洞的尺寸。另外,在输人设备的荷载时,应该考虑由于地震产生的倾覆力矩而增加的荷载。这部分荷载是计算机程序无法考虑的,需要人工加以千预。其他中小型设备也影响着结构布置,必须全面加以考虑。总之,在设计初期应该同工艺设备专业密切配合把柱网确定好。必要时请工艺专业适当调整设备的位置,以满足结构布置的需要。