地主老财有块地-WhyanZhang

地主老财有块地

—轻钢结构方案设计原则

ALandofRichMan

-Theprincipleofstructureschemedesign

WayneZhang

Jan.122007一块地的启示从前有一个大地主，他有很大一块地。由于庄稼的收成很好，他想建一个物流仓库来储存、转运他的粮食，所以他来找你商量。这个地主其实很吝啬，他想让你告诉他，怎么造才能又好用，又省钱……一块地的启示

一块地的启示地主老财说：面积132x90=11880m2

自重：0.2kg/m2

吊挂：0.3kg/m2活载：0.3kg/m2风载：0.5kg/m2

雪载：0.4kg/m2地震：7度净高：7.8米

屋面坡度：

双坡对称一块地的启示如何确定跨度：

原则一：经济的跨度：18~24米

按90米分可以分为：4x22.5米和3x30米显然我们首先考虑22.5米跨度中柱的布置应不影响业主的设备布置为原则一块地的启示如何确定合理的柱距

原则二：

无吊车时的经济柱距为8~9米有吊车时的经济柱距为7.5~8米地主老财说：“我的工艺设计师说，为了充分布置货架，最好的柱距是11米。”一块地的启示如何确定檐口高度

业主明确净高后，如何确定檐口高度及女儿墙的高度檐口高度=净高+（跨度/30+50~100mm）+檩条高度女儿墙高度=檐口高度+坡长*坡度百分比+300mm一块地的启示方案一：一块地的启示方案一：一块地的启示方案一分析

满足了客户的功能要求

刚架重量约为10kg/m2采用292mm檩条及240mm墙面围梁时次结构用钢量约为11kg/m2

支撑系统重量约为1.25kg/m2总造价为：10x5.6+11x8+1.25x6.5=152圆一块地的启示结构分析（弯矩包络图）

启示一：完全等跨的设计受力是不均匀的一块地的启示结构分析（屋面梁挠度）

启示二：完全等跨的设计位移是不同的一块地的启示方案二（边跨缩小的做法）一块地的启示方案二分析

满足了客户的功能要求

刚架重量约为9.6kg/m2次结构用钢量仍为11kg/m2

支撑系统重量约为1.25kg/m2总造价为：9.6x5.6+11x8+1.25x6.5=150圆一块地的启示如何确定屋面坡度屋面坡度取决于屋面板的排水性能屋面坡度越大山墙高度越高，墙板面积越大山墙越高则女儿墙越高，建筑物造价增加原则三：屋面坡度应控制在3%~5%在这个范围内屋面面积因坡度改变的增减量可以忽略原则四：跨度越大，屋面坡度应该越大一块地的启示方案三（改变坡度的做法）一块地的启示方案三（改变坡度的做法）一块地的启示方案三分析

满足了客户的功能要求

刚架重量约为9.5kg/m2次结构用钢量仍为11kg/m2

支撑系统重量约为1.25kg/m2总造价为：9.5x5.6+11x8+1.25x6.5=149圆一块地的启示

地主老财说：“还有没有更省钱的办法，我还是觉得太贵了，次结构好像很重啊。”边墙往往不受工艺布置的限制，柱间距的设置较为灵活，只要考虑门的安排就可以了。这个项目中如果在5.5的位置增加一根墙皮柱，将使墙梁的跨度从11米减小为5.5米，节约了墙筋的用量。增加墙皮柱必须在柱顶设置抗风横梁，甚至抗风支撑，一般不需要增加基础。

一块地的启示方案四（增加墙皮柱的做法）一块地的启示方案四分析

满足了客户的功能要求

刚架重量约为12kg/m2次结构用钢量仍为8.5kg/m2

支撑系统重量约为1.25kg/m2总造价为：12x5.6+8.5x8+1.25x6.5=143圆一块地的启示地主老财说：“这样是比较经济了，可是不太好用，别村的物流仓库中间柱子可少了，你帮我分析分析。”中间抽柱的做法确实在物流仓库的做法中较多采用，目标是提供更多的使用空间，便于设备安放和车辆开行。这个项目中如果间隔抽去一根中柱，将形成一个22.5x22米的使用空间。做法：中柱处设置纵向托架代替柱间支撑，利用托架增加屋面梁，减少檩条跨度，减少檩条用钢量以弥补因增加托架造成的主结构的增加

一块地的启示方案五（采用纵向刚架的做法）一块地的启示方案五分析

满足了客户的功能要求

刚架重量约为17.5kg/m2次结构用钢量仍为6kg/m2

支撑系统重量约为0.4kg/m2总造价为：17.5x5.6+6x8+0.4x6.5=149圆一块地的启示地主老财又说：“我的设备可能需要30米的跨度，虽然不经济，但是将来我布置设备会更加灵活，这个你也帮我算算吧。”前面说过，跨度较大时坡度应该取大值，所以我们取5%作为设计坡度。原因：减少屋面梁的挠度增加屋面梁的截面高度一块地的启示方案六

（30米跨度的做法）一块地的启示方案六分析

满足了客户的功能要求

刚架重量约为12.5kg/m2次结构用钢量仍为11kg/m2

支撑系统重量约为1.5kg/m2总造价为：12.5x5.6+11x8+1.5x6.5=168圆一块地的启示方案七

（18米跨度的做法）一块地的启示方案七分析

满足了客户的功能要求

刚架重量约为9.0kg/m2次结构用钢量仍为11kg/m2

支撑系统重量约为1.5kg/m2总造价为：9.0x5.6+11x8+1.2x6.5=146圆一块地的启示综合分析比较

主结构单位重量次结构单位重量支撑单位重量合计单位重量合计每平方米价格备注方案一10111.2522.25152圆22米跨度方案二9.6111.2521.85150圆缩小边跨方案三9.5111.2521.75149圆改坡度方案四128.51.2521.75143圆增加墙柱方案五17.560.423.9149圆纵向刚架方案六12.5111.525168圆30米跨度方案七9111.221.2146圆18米跨度一块地的启示结论不管哪一个方案首先必须满足客户对功能要求，必须充分和业主及相关方进行沟通在不同的情况下，选择不同的方案，不但要考虑经济技术指标，还要考虑销售策略掌握一定的技术能力有利于引导业主，减少不必要的工作，降低成本，取得业主的信任业主的信任是取得项目的根本方案选择原则五：柱脚设计：铰接柱脚：通常适用于变截面柱及建筑物檐口高度小于10米的情况刚接柱脚：通常使用于等截面柱及建筑物檐口高度大于10米或建筑物内设有吊车的情况柱脚标高：按照业主或建筑要求地面以下应用混凝土包裹至地上150mm

地面以上应高出地面100mm

方案选择

原则六：吊车支承形式：32T以下吊车应尽量采用牛腿来支承吊车梁系统50T吊车可采用阶梯柱形式大于50T吊车宜采用分离柱的吊车肢来支承吊车梁吊车行走方向应垂直于刚架方向T<=32t32t<T<=50tT>50t方案选择方案选择原则七：夹层设计：夹层柱的跨度一般设定在12米以下，最大不应超过15米夹层的柱距可根据荷载情况设定厂房内非满铺夹层主梁应尽量与柱子铰接满铺夹层主梁可与柱子采用刚接的连接形式夹层的次梁间距应充分利用楼承板的强度夹层下应尽可能的设置交叉或八字形支撑

方案选择方案选择原则八：檩条的选型檩条跨度即刚架的柱距柱距小于9米时，采用200mm高的檩条及围梁柱距大于等于9米且小于10.5米时，采用240mm高的檩条及围梁柱距大于10.5米且小于等于12米时，采用292mm高的檩条及围梁柱距大于12米时采用高强檩条或桁架檩条，增加墙皮柱说明：檩条的选用还受到吊挂荷载大小的影响

方案选择

原则九：支撑的布置

伸缩缝的设置：（温度区段的定义）纵向最大单体长度300米横向最大单体宽度150米支撑的布置原则：宽度方向不宜超过60米；长度方向间隔4~5个柱距，不超过45米按受力情况分为：拉杆支撑，压杆支撑等当夹层或建筑物宽度小于18米时，可以考虑单面支撑方案选择

支撑的分类：

按形式分为：交叉支撑，V形支撑，八字支撑，门式支撑，单斜杆支撑等；按功能分为：抗风（抗震）支撑，吊车支撑，平台支撑，隅撑，拉条等；按构件形式分为：角钢支撑，圆钢支撑，槽钢支撑，圆管支撑，方管支撑等；按受力情况分为：拉杆支撑，压杆支撑等方案选择方案选择

主要优化措施

荷载：对荷载状况的分析及设定是不是所有区域都有这么大的荷载分布？檩条和刚架的荷载是不是同时考虑？活荷载和设备荷载都要考虑吗？荷载很大的区域能不能减小柱网尺寸？检修荷载的合理设计？吊车荷载的分区？大面积荷载的折减问题。

方案选择

主要优化措施

柱网

不同的结构形式尽量分开，如电梯井等中间抽柱的情况下，抽柱后跨度不宜大于18米应尽量设置柱间支承柱、梁截面应采用高而薄的腹板

檩条及围梁