唐山港陆1250热轧薄板工程主厂房屋面系统优化

翼缘宽厚比:B/T=12.13(容许宽厚比B/T=15.0)
腹板计算高厚比H0/Tw=46.33(容许高厚比H0/Tw=80.0)
简支梁截面强度验算
简支梁最大正弯矩(KN.m)=71.974(组合1 断面7)
强度计算最大应力(N/mm2)=155.579<fv=215.000
简支梁抗弯强度满足要求
简支梁最大剪力(KN):23.991(组合1 断面1)
简支梁抗剪计算应力( (N/mm2):17.704<fv=125.000
简支梁抗剪承载能力满足要求。
简支梁整体稳定验算
平面外长细比:λy:128.148
梁整体稳定系数:φb=0.805
简支梁最大正弯矩(KN.m)=71.974(组合1 断面7)
简支梁整体稳定计算最大应力:172.402<fv=215.000
简支梁整体稳定满足要求。
简支梁挠度验算
Δ标准组合:1.0恒+1.0活
               表3标准组合:1.0恒+1.0活断面受力分析
断面号 1 2 3 4 5 6 7
弯矩(KN.m) 0.000 16.952 30.821 41.609 49.314 53.937 55.478
剪力（kN） 18.493 15.411 12.329 9.246 6.164 3.082 0.000
断面号 8 9 10 11 12 13
弯矩（kN.M） 53.937 49.314 41.609 30.821 16.952 0.000
剪力（kN） -3.082 -6.164 -9.246 -12.329 -15.411 18.493
                   表4简支梁挠度计算
断面号 1 2 3 4 5 6 7
挠度值(mm) 0.000 13.860 26.672 37.554 45.817 50.972 52.722
断面号 8 9 10 11 12 13
挠度值(mm) 50.972 45.817 37.554 26.672 13.860 0.000
最大挠度所在截面7
计算最大挠度52.722mm<容许挠度60.000mm.结果满足要求。
用同样方法演算单轨吊处的热轧H型钢也满足要求。
优化后结构如图4

图4优化后结构
优化设计的方案形成后，业主同意了我们的建议，并委托设计研究院对该工程屋面图纸进行了验算。通过验算，设计研究院认为优化可行，并承担了优化设计工作，优化设计用时25天。优化设计后钢结构工程量为2000t，比原设计减少了170t。构件数量为5500件，比原设计减少了2000件，其中主要构件屋架比原来减少了75件。
5．施工过程
优化设计图纸下发后，我们立即安排了材料采购和制作准备，此时钢柱系统与吊车梁系统的制作工作已近尾声，安装工作已开始。为了满足工期要求，我们投入人力110人，各跨同时制作，配套出厂，75天即完成了全部构件的制作，满足了安装的需要。安装工作开始时间是12月26日，投入人力60人，安装吊车两台，拼装吊车两台，用时25天。
6.效果
短时间内完成了主厂房屋面系统是施工单位加大投入，操作人员克服作业环境不利影响，更得益于优化设计的结果。工程的施工工序没有改变，优化后的构件数量大幅减少，这是工期缩短的主要原因，安装工期比我们在同类薄板主厂房施工缩短了一半以上。
优化设计结构使钢材节省为170t，按当时市场场价4000元/t计算，业主方节省投资68万元。优化前后费用对比见下表5
                       表5优化前后费用对比
工作时间  投入机械及台班投入人数发生费用

优化前
计划60天计划150t履带吊1台（20万/月）
50t履带吊1台（5.5万/月）
25t液压吊2台（4.5万/月）计划70人
平均人工费：70元/人/天计划98.4万元

优化后
实际25天实际150t履带吊1台（20万/月）
50t履带吊1台（5.5万/月）
25t液压吊2台（4.5万/月）
实际60人实际49.2万元
工程结束后，施工单位各项质量、技术、工期指标均能够保证顺利完成。能够有如此好的结果是得益于在主厂房屋面结构实施优化赢得了时间，为工程早日投产制造了条件，使业主投资见到了效益。

参考文献：《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）
《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）

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