鋼材類型對用鋼量的影響
在設計時, 主剛架宜采用Q345- A鋼材, 材質符合《低合金高強度結構鋼》( GB/ T 1591 - 94) 要求, 吊車梁宜采用Q345- B鋼材。在最優跨度24~30m的范圍內, 無論柱間距大小, 采用Q345鋼的用鋼量均比采用Q235鋼的用鋼量下降16%左右, 成本稍高的熱加強鋼材不僅強度提高, 由于結晶組織的改善而韌性提高, 同時又具有良好的可焊性及可加工性等工藝性能。而Q345鋼價格僅比Q235鋼的價格每噸高100多元, 所以采用低合金高強度鋼是降低總用鋼量的重要途徑之一。
次構件對用鋼量的影響
屋面檁條、墻面檁條的用鋼量一般占總用鋼量的20% ~ 25%, 因此, 正確的構件設計和構造對保證整體結構的安全、節省用鋼量、控制造價有著十分重要的意義。檁條、墻梁宜優先選用Q345 鍍鋅卷材, 一般采用冷彎薄壁型鋼, 因為冷彎型鋼實腹檁條受力性能好、承載力高、整體剛度大,可以節約鋼材、減輕結構用鋼量;而且冷彎型鋼實腹檁條制造安裝方便,可疊合堆放,是一種合理的檁條形式。冷彎薄壁型鋼實腹式檁條主要采用卷邊C 型檁條和帶斜卷邊( 或直卷邊) 的Z型檁條。卷邊Z型檁條用于坡度大于1/ 4的屋面較為合理,此時,屋面荷載作用線與截面主軸方向相當接近,弱軸方向的力分量很小,一般來說,坡度平緩的屋面采用卷邊C 型檁條。但由于卷邊Z型檁條可以疊合運輸,因此目前廣泛地應用在坡度平緩的屋面。設計時采用連續檁條或連續墻梁,可比門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程(CECS102:2002) 中規定的簡支檁條節約鋼材10%左右。
構件的截面和尺寸對用鋼量的影響
在設計中初步滿足以上四點的基礎上,對構件的截面和尺寸的變化進行合理的調整才能最終到達用鋼量在滿足安全可靠的前提下盡可能少??偟膩碚f截面和構件各部分尺寸的變化應盡量符合彎矩圖的變化。
對于鋼架斜梁梁端加腋長度應盡量短,但是一般來說要滿足腹板高度改變率不大于 60mm/m。對于單跨門式鋼架,通常是承載力控制,梁端加腋長度和截面尺寸的調整主要考慮應力比的控制,滿足截面承載力要求并使各截面應力比盡可能接近即可,當跨度較大時,常常是撓度控制,梁端加腋長度和尺寸的調整主要考慮構件剛度,同時與柱子的剛度有關。
以門式剛架的特點來說,在一般工業廠房等結構中應優先選用,如果再結合減少用鋼量等優化設計,一定會節省大量建設資金,產生可觀的經濟效益。