混凝土柱钢梁结构在污泥处理厂房中的应用

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发布时间：2021-09-25

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混凝土柱钢梁结构在污泥处理厂房中的应用
许怡
(上海市政工程设计研究总院(集团 )有限公司，上海市 200092)
摘要：混凝土柱钢梁结构是一种采用钢筋混凝土柱作为竖向构件，屋面采用钢梁轻钢体系的结构形式。它不同于门式刚架结
构，也不同于钢筋混凝土框架结构。该文从结构分析要点出发，通过对关键构造的探讨和经济性比较，并结合工程实例，研究混凝
土钢梁结构在污泥处理厂房中的应用。
关键词：混凝土柱钢梁；门式刚架；厂房结构
中图分类号：TU375．3、TU392 文献标识码：B 文章编号：1009—7716(2013)07—0360—02
0引言
随着城市污水处理厂大规模的建设运行，污
泥产生量大幅增加。为使污泥处理达到减量化、无
害化、稳定化、资源化的目标，在污泥处理厂房的
设计中一般设置污泥干化系统、污泥焚烧系统、烟
气除尘系统、除臭系统等。污泥处理厂房的跨度一
般在 20—30 m，高度在 l5～20 m。工业厂房的结构
选型时，可考虑门式刚架或混凝土柱钢梁结构。门
式刚架跨越能力强、平面布置灵活、外形简洁优
美、施工方便，在工业厂房的设计中应用广泛。由
于污泥具有一定的腐蚀性，采用门刚结构时需对
钢结构进行防腐及防火处理。随着防火涂料和后
续维护成本的上升，不少业主要求采用混凝土柱
钢梁结构。混凝土柱钢梁结构在现行规范中没有
明确其设计方法和构造要求，本文将结合工程实
例，探讨此类结构的分析要点、关键构造，并从经
济性角度评价此类结构的适用性，为类似工程提
供借鉴。
1 结构分析要点
1．1 荷载取值
目前我国关于荷载取值的规范有《建筑结构
荷载规范》(GB5009—2012)和《门式刚架轻型房屋
技术规程 (2012年版 )》(CECS102：2002)，由于这两
本规范在荷载取值、计算方式上存在个别差异，导
致了设计、审图及一些设计软件中的某些参数取
值出现混乱。
1．1．1 风荷载取值
在《门刚规范》的风荷载计算中，基本风压的
取值需按《荷载规范》的规定值乘以 1．05采用，而
且风荷载的体型系数已包含了阵风效应，仅适用
收稿日期：2013—05—22
作者简介：许怡 (1981一)，女，上海人，硕士，高级工程师，研究
方向：结构工程。
于屋面平均高度不大于 18 ITI的门式刚架轻型房
屋。对于污泥处理厂房而言，其高度可能超过18／TI，
应按《荷载规范》进行取值计算。
1．1．2 雪荷载取值
在污泥处理厂房设计时，建筑专业应尽可能
避免多坡屋面，以避免中问 V型谷形成滑雪效应。
同时，应降低女儿墙高度，以减小堆雪效应。雪荷
载计算时，应注意屋面积雪不均匀分布系数的影
响，特别是女儿墙较高时，积雪不均匀分布系数会
达到 1．4，同时还应注意双坡屋面半坡积雪不均匀
分布系数差别较大的影响，防止出现计算不安全
的误差隐患。在寒冷地区也可以考虑在雪荷载取
值时适当增大安全储备。
1．1．3 屋面恒、活载取值
屋面恒荷载计算时，钢梁自重另行计算，单层
彩色压型钢板加保温棉取 0．20 kN／m ，双层彩色压
型钢板加保温棉取 0．25 kN／m ，檩条、水平支撑系
统取 0．1 kN／m ，吊挂电器设备、消防水喷洒管道等
悬挂荷载取 0．1 kN／m 。
屋面活荷载的取值按《荷载规范》规定不上人
屋面活荷载为 0．5 kN／m ，在《门刚规范》中对受荷
水平投影面积超过 60 in 的刚架构件，活荷载可取
为 0．3 kN／m 。在污泥处理厂房的活荷载取值时，考
虑到设备安装时存在增设风管及支架的可能性，
需提高安全储备，故一般采用 0．5 kN／m 。
1．2 钢梁挠度
混凝土柱钢梁结构中钢梁正常使用状况下的
挠度取值是目前争议比较大的问题。《钢结构设计
规范》(GB50017—2003)规定楼 (屋 )盖主梁受弯构
件挠度限值[Vt]为 1／400。《门刚规范》则规定支承
压型钢板屋面和冷弯型钢檩条的门式刚架斜梁，
构件挠度限值为 L／180。严格来说，混凝土柱钢梁
结构的挠度控制应按照《钢规》控制，但挠度限值
1／400必然会导致增大钢梁截面，造价上升。而直
接套用《门刚规范》的挠度限值 l／180，可能导致挠