钢管砼柱和钢柱在中重型厂房中的对比分析

论文摘要

随着社会与科学技术不断发展，中型与重型工业厂房的数量在逐年上升。目前，厂房承重柱主要采用钢管混凝土柱或钢柱。本文针对不同吊车起重量、柱距和跨度的情况下，对钢柱与钢管砼柱的工业厂房用钢量和刚度进行对比分析。首先，借助结构软件PKPM-STS分别用三维和二维方法对同一个厂房建模，经分析计算结果，确定采用二维设计方法。然后以中型与重型工业厂房承重柱为研究对象，对钢柱与钢管混凝土柱进行优化设计，使其用钢量达到最小，并满足相应规范或规程的各项设计指标。本文对两种柱厂房进行对比分析，具体结论如下：（1）计算了两种柱厂房在不同吊车起重量、柱距及跨度情况下的用钢量，得出钢管砼柱比钢柱节约钢材用量46%～56%；钢管砼柱厂房相比钢柱厂房节约10%～25%的用钢量。并且，当柱距和跨度相同时，吊车起重量越大，越能充分发挥钢管混凝土的优点。另外，还对两种柱厂房用钢量规律进行比较分析。（2）对两种类型厂房分别计算了恒+活荷载、左风、吊车水平荷载和左震作用下，承重柱随吊车起重量、柱距和跨度变化而产生的侧移。对比分析表明，在上述四种荷载作用下，钢管混凝土柱厂房比钢柱厂房抗侧刚度大。并且，风荷载与地震作用是影响厂房侧移的两个主要因素，吊车水平荷载对厂房侧移影响最小。因此，厂房设计中要重点控制风荷载与地震作用对结构侧移的影响。（3）针对酒泉钢铁集团有限责任公司1800mm碳钢冷轧厂房进行对比分析，得出钢管混凝土柱厂房较钢柱厂房节约用钢12.4%；并且，钢管混凝土柱厂房比钢柱厂房抗侧刚度大。同时，在四种荷载中，地震作用对侧移影响最大，左风荷载影响次之，最小影响是吊车水平荷载作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 工业厂房简介
• 1.1.1 工业建筑特点
• 1.1.2 工业厂房划分
• 1.1.3 工业厂房组成
• 1.2 我国工业建筑发展历程
• 1.3 钢管混凝土的特点
• 1.4 钢管砼在厂房中的应用
• 1.5 本文的研究目的和意义
• 1.6 本文研究思路及技术路线
• 1.6.1 本文的研究思路
• 1.6.2 本文的技术路线
• 2 设计方法的选择
• 2.1 PKPM-STS 介绍
• 2.2 控制指标分析
• 2.3 设计方法选择
• 2.4 本章小结
• 3 钢管砼柱厂房与钢柱厂房用钢量对比分析
• 3.1 研究对象概况
• 3.1.1 柱距选择
• 3.1.2 设计参数
• 3.2 两种柱厂房用钢量的对比思路
• 3.3 计算过程分析
• 3.4 厂房梁柱用钢量计算分析
• 3.4.1 梁柱用钢量计算
• 3.4.2 梁柱用钢量对比分析
• 3.5 厂房吊车梁用钢量计算分析
• 3.6 厂房檩条用钢量计算分析
• 3.7 两种柱厂房用钢量对比分析
• 3.8 两种柱厂房用钢量指标及规律对比分析
• 3.8.1 两种柱厂房各构件用钢量比重对比
• 3.8.2 两种柱厂房单方用钢量对比
• 3.9 本章小结
• 4 钢管砼柱厂房与钢柱厂房刚度对比分析
• 4.1 刚度计算公式介绍
• 4.2 两种柱厂房刚度的对比思路
• 4.3 钢管砼柱和钢柱厂房刚度对比分析
• 4.3.1 恒活荷载作用下两种柱厂房位移对比分析
• 4.3.2 左风荷载作用下两种柱厂房位移对比分析
• 4.3.3 吊车荷载作用下两种柱厂房位移对比分析
• 4.3.4 左震作用下两种柱厂房位移对比分析
• 4.4 比较四种荷载对两种柱厂房水平侧移的影响
• 4.5 本章小结
• 5 工程实例分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 柱网布置分析
• 5.3 两种柱厂房对比分析
• 5.3.1 用钢量对比分析
• 5.3.2 刚度对比分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢