工业钢结构型钢组合截面梁设计研究

工业 钢结构型钢组合截面梁 设计研究

洪宁 1 ， 李玉玲 2

1. 山东建勘集团有限公司 ，山东 济南 250031 ； 2. 山东建大建筑规划设计研究院，山东 济南 250013 ；

摘要：钢结构在工业建筑中的运用已随着经济的发展越来越受到重视，其自重轻、施工周期短、抗震性能好、等特点无疑具有其他结构形式所不具有的显著优势。所以近几年国家也鼓励设计高度工厂化制作的钢结构建筑体系。基于此，文章主要讲述重型钢结构中常用型钢组合截面梁的设计、选型及绘制施工图的方法，可为今后钢结构设计工作提供参考。

关键词：工业；重型钢结构；型钢组合截面；施工图；

中图分类号：TU392 文献标识码：A

0引言

随着我国工业的快速发展，工业建筑数量也逐渐增加，而在设计过程中钢结构也逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构并且得到了广泛应用。而今钢结构在工业建筑中的应用逐渐成为工业建筑行业的主流，这不仅是因为钢结构能够为工业建筑的建设工作节省大量成本，更重要的是因为能够有利于提高工业建筑的建设质量^[1]。因此必须要注重钢结构在工业建筑中的设计研究，同时严格遵守工业建筑设计标准^[2][3]，以期更好地展现出钢结构在工业建筑中的应用效果。

1工业钢结构的应用及设计现状

钢结构因其自身特点在工业建筑的运用优势下，得到了社会各界的重视，因此越来越多的工业建筑选择钢结构^[4]。然而如今我国对于建筑的质量要求越来越高，近年来因为房屋建设质量不达标而出现的房屋倒塌事故频发，给工业建筑行业带来巨大损失^[5]。所以业界也越来越重视工业钢结构设计与施工等方面的研究，以便逐步提高钢结构的应用水平，进而增强工业建筑的稳定性。现提出几种常用重型钢结构型钢组合截面梁的结构形式，这里说到的重型钢结构主要包含重型钢结构厂房、锅炉钢架、海洋石油钢结构、重型料仓等^[6]。

2组合截面梁的边界条件、形式及计算结果

本文经过作者多年的工作总结给出几种常用型钢组合截面梁的截面形式，横梁两端简支，梁中点承受集中力以及整梁承受均布力两种工况下的计算结果可供钢结构设计人员参考选取。文中所涉及板材的材质均为Q235B，密度为7850kg/m3，弹性模量为206000N/mm²，泊松比（即泊松系数）为0.3，集中力F单位为N,均布力q单位为N/mm。

本截面组合梁共列举出常用8种槽钢组合截面，组合形式及受力情况见图1～图3。

图1 截面组合形式	图2 集中力作用于梁中点	图3 均布力作用于梁上
表1 槽钢组合截面梁的各组件及重量 截面代号 件1 件2 H A k 总重（kg） 槽钢型号 B t 1 20a 190 10 220 250 8 0.075L 2 190 12 224 250 10 0.081L 3 25a 240 12 282 300 10 0.1L 4 240 16 286 300 12 0.115L 5 30a 250 12 324 300 10 0.116L 6 250 16 332 300 12 0.132L 7 36a 300 16 392 360 12 0.171L 8 300 18 396 360 14 0.18L 注：表中梁长L的单位为mm

两端简支梁，集中力作用在梁中点、均布力作用在梁上时，梁对应长度的最大允许集中力及均布力。

表2 槽钢组合截面梁最大允许集中力

J F L	4000 (mm)	5000 (mm)	6000 (mm)	7000 (mm)	8000 (mm)
1	91175	58352	40522
2	102183	65397	45415
3	190042	125006	86810	63779	48830
4	225949	152929	106201	78025	59738
5	258406	200985	139573	102543	78510
6	302938	241477	167692	123203	94327
7	461462	369170	301568	221560	169632
8	493763	395011	325914	239447	183327

表3 槽钢组合截面梁最大允许均布力

J J q L	4000 (mm)	5000 (mm)	6000 (mm)	7000 (mm)	8000 (mm)
1	38.29	19.61	11.35
2	42.92	21.97	12.72
3	82.04	42.00	24.31	15.31	10.25
4	100.4	51.38	29.74	18.73	12.55
5	129.2	67.53	39.08	24.61	16.49
6	151.5	81.14	46.95	29.57	19.81
7	230.7	145.9	84.44	53.17	35.62
8	246.9	157.7	91.26	57.47	38.50

上述计算结果包括了横梁在集中力和均布力不同工况作用下，所提供力的数值为各工况下弹性范围强度最大值时力的数值与挠度按1/500计算时力的数值中两者较小者。通过计算结果我们可以方便快捷的选取出所需钢结构横梁截面，设计人员只需将用到的梁截面按上述组合形式及绘制方法先编制一份源文件，然后在出施工图时选取对应截面梁编号就可快速找到对应零件图，这对于结构选型及绘制施工图有很大帮助。

3结语

综上所述，钢结构作为一种普遍用于工业建筑中的结构形式，对其经济、合理的设计同时，兼顾施工图中具体梁截面的设计，更能和实际的需求相结合，更高效的完成设计工作。设计人员利用本文提出的设计思路快速选取出自己所需组合梁截面，提高设计效率同时减少出图成本，也可为钢结构生产人员甚至工程安装人员减少查图的工作量。希望通过本文对重型钢结构型钢组合截面梁的设计分析，能对钢结构设计更好的应用在实际工作中提供一些帮助，为工业钢结构的发展做出一些贡献。

参考文献

1. 章伟，吴波，王宾，等.钢结构民居体系化、工业化研究与应用[J].钢结构，2018，33（4）：75-77.

2. GB50017-2017. 钢结构设计规范 [S] .北京：中国计划出版社，2003.

3. 刘鸿滨．工业建筑设计原理[M].北京：清华大学出版社.1987．

[4] 王国兵．工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J]．工程技术研究，2019，4(10)：200-201．

[5] 杨友．钢结构在建筑结构设计中存在的问题及其应对措施[J]．工程技术研究，2019，4(21)：188-189．

6. 黄勇标.大跨度超高重型钢结构厂房结构设计的分析[J].建材与装饰，2018（35）：68-69.