门式刚架钢结构普钢规范和轻钢规范设计比较研究.docVIP

门式刚架钢结构普钢规范和轻钢规范的设计比较研究 王元清 杨 威 (清华大学土木工程系) 摘　要: 门式刚架钢结构是工业和民用建筑中常用的结构形式，我国传统的设计是按普钢规范进行的，导致用钢量高居不下和缺乏竞争力。本文介绍了笔者采用普钢规范和轻钢规范对某门式刚架进行设计计算，阐述了各自的设计理论、计算和优化方法，并对两者的技术和经济指标进行了分析比较。 关键词： 轻钢结构 门式刚架 普钢规范 轻钢规范 The Design and Study on the Portal Frame Steel Structure According to Common Lighe Design Cord Wang Yuantsing Yang Wei (Department of Civil Engineering, Tsinghua University) Abstract: As a commonly-used structure form in indudtrial and civil buildings portal frame,traditionally designed in terms of normal steel structures code,often leads to high volumn of steel as a result of which,it has lost competetiueness compared with other structuer form.In this article,the author makes designs for portal frame according to normal steel structures code and light steel structures code respectively,demonsterates the design theory,computing mode and optimization methodology of both,compares and analyzes their technological and economic indexes. KeyWords: light steel structure; portal frame; normal steel structures code ; light steel structures code 一、概述 门式刚架轻型钢结构是单层工业厂房,民用及仓储房屋中一种常见的结构形式，特别是近十多年来，随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，这类结构以其用钢量低、重量轻、造价低、适用范围广等优点而获得广泛应用，工程实践表明：门式刚架轻型钢结构的用钢量在20~50kg/m2左右，因此不仅国外是轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房结构体系推向国内市场，国内的轻钢生产厂家、设计单位也纷纷转向这类结构的生产和设计。 由于历史原因，各设计院钢结构设计力量薄弱，工程师多年不做钢结构设计，所了解的钢结构知识成旧，根本从事不了轻钢设计。即使作设计,但由于多按照现行的《钢结构设计规范》(GBJ17-88)(以下简称普钢规范)设计，使得和国外生产轻钢结构相比,显得结构笨重，缺乏竞争力。或者在没有充分理由基础上盲目追求低用钢量，造成结构的安全度偏低，甚至造成工程事故。 为了对轻钢结构的设计,制造和安装的技术要求作出配套的规定,以促进其进一步发展，95年建设部建设标准化协会编制了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102.98)(以下简称轻钢规范)98年3月已审查通过,近期将正式公布实行. 轻钢规范在编制过程中,积极研究了美国和欧洲的同类标准和手册中有关的先进技术规定,并结合我国的具体情况吸收利用,合理而有效的利用了钢材的屈曲后强度,降低截面尺寸,减少单位平米的用钢量. 以下以石家庄机场货运仓库的设计为例,通过采用普钢规划和轻钢规范的设计，比较两规范的差异，以使对即将实行的轻钢规范的认识. 二、工程背景及其布置 石家庄机场货运仓库是三连跨(15m+18m+15m)门式刚架结构，每跨均有一台5t桥式吊车，仓库总长为6x12=72m，宽为48m，檐口高度为9m，其中轨顶高程7.5m，是主要用于货物临时仓储及转运的建筑，建筑面积3500m2，屋面采用冷弯檩条和夹芯板制作，而墙面的采用外挂夹芯板的形式。 在结构方案布置中，我们考虑以下一些内容: (1)柱网和轴线的布置 厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置，按普钢规范过去