鋼結構通廊的常規設計要點

【摘要】皮帶運輸機通廊是當前工業領域內最常見的運輸構筑物，是目前性價比最高的運輸方式之一。鋼通廊則是當前最常采用的結構形式。本文通過常規設計要點的介紹，使讀者對鋼通廊結構設計有一個整體的了解。

【關鍵詞】鋼通廊；通廊類型；抗震縫；工程量統計

一、通廊的類型：

通廊的類型按結構形式可分為鋼筋混凝土結構砌體圍護形式和鋼結構輕型圍護形式兩大類。

鋼筋混凝土結構砌體圍護形式通廊采用鋼筋混凝土的樓板、屋面、柱，砌體結構的墻體，有全封閉和半開敞兩種類型。

鋼結構輕型圍護形式通廊按結構形式可分為：1.全鋼結構（鋼板樓板），用于需保溫的通廊時，樓板底部需設保溫層。2.全鋼結構（槽板樓板），樓板采用預制鋼骨架輕型樓板（槽板）。3.上部鋼結構，樓板為鋼筋混凝土組合或非組合樓板。

鋼結構輕型圍護形式通廊按圍護形式可分為：1.全封閉型。2.半開敞型。3.全開敞型。

鋼結構輕型圍護形式通廊的圍護結構材料主要有以下幾種：1.單層彩板（非保溫型）。2.夾芯彩板（保溫型），不適用于半開敞型及拱形屋面。3.復合彩板（保溫型），不適用于半開敞型。

鋼結構輕型圍護形式通廊的橫斷面形式主要分為：1.矩形單坡。2.矩形雙坡。3.拱形。

本文就冶金及碼頭常規采用的矩形雙坡鋼結構通廊做重點介紹。

二、鋼通廊的設計要點

1.常規鋼通廊應盡可能布置緊湊，充分利用有效空間，比達到減小寬度，降低通廊高度的目的，從而可降低造價，但應滿足正常生產工藝專業所要求的最小凈空要求。鋼通廊的寬度需滿足皮帶運輸機的寬度要求，并在兩側設置通行通道和檢修通道，且需要考慮鋼通廊內部兩側水暖電專業的管線布置寬度。鋼通廊的最小凈空要求需滿足皮帶運輸機的設備要求及人行高度要求，并充分考慮水暖電專業屋頂懸掛管線及燈具的高度，常規來說滿足2.5m即可。

2.皮帶運輸機通廊的傾角為8～12°時兩側地面走行通道應設置防滑條，當超過12°時，應設置踏步，踏步面為水平面。

3.常規鋼通廊由廊身桁架、鋼支架及兩端的廠房或轉運站組成。鋼支架分為單片支架和固定支架。通廊長度較長時，中間須設置一個或多個固定支架，其余為單片支架。此時一般假定沿通廊長度方向的全部水平力（主要為地震力、設備水平拉力、風荷載等）通過固定支架傳遞給基礎，單片搖擺鋼支架不考慮承受縱向水平力。設有多個固定支架時，通廊兩端的支撐點建議采用滑動支座，以利于通廊的溫度伸縮。通廊鋼桁架與支架的其他連接點一般宜采用鉸接連接支座。當通廊長度不大的時候，比如僅1～2跨鋼桁架，可利用通廊兩端的廠房或轉運站作為通廊的固定點。沿通廊長度方向的全部水平力（主要為地震力、設備水平拉力、風荷載等）通過固定點傳給廠房或轉運站。固定點處的通廊支撐方式一般采用鉸接支撐。另一端可采用滑動支座或鉸接支座。

4.每一個通廊鋼桁架的端部一般均設置有足夠剛度的門型剛架，且在鋼桁架跨中的各個節點處均設置隅撐，以提供整段鋼桁架的抗扭剛度。

5.皮帶運輸機鋼通廊的端部與相鄰廠房或轉運站之間，7度時宜設置抗震縫；8度和9度時應設置抗震縫。鋼支撐結構的皮帶運輸機通廊，兩端與廠房或轉運站脫開或一端脫開、另一端支承在廠房或轉運站上且為滑動支座時，其與廠房或轉運站之間的抗震縫最小寬度應按如下要求采用：當鄰接處皮帶運輸機鋼通廊屋面高度不大于15米時，可采用105mm；當高度大于15米時，6度～9度相應每增加高度5m、4m、3m、2m，防震縫宜再加寬30mm。一端落地的通廊，落地端與廠房或轉運站之間的防震縫最小寬度不應小于50mm；另一端防震縫最小寬度不宜小于上一款規定寬度的1/2+20mm。當地下通廊設置抗震縫時，宜設置在地下通廊轉折處或變截面處，以及地下通廊與地上通廊或廠房、轉運站的連接處；地下通廊的防震縫寬度不應小于50mm。

三、鋼通廊的計算要點

皮帶運輸機鋼通廊結構應按多遇地震確定地震影響系數，并進行水平地震作用和作用效應計算。6度時皮帶運輸機鋼通廊支承結構可不進行抗震驗算，但應符合相應的抗震構造措施要求。皮帶運輸機鋼通廊廊身結構可不進行水平地震作用的抗震驗算，但均應符合相應的抗震構造措施要求。跨度不大于24m的跨間承重結構可不進行豎向地震作用的抗震驗算；跨度大于24m的跨間承重結構，在8度和9度時，應進行豎向地震作用的抗震驗算。豎向地震作用應由皮帶運輸機鋼通廊廊身結構、支承結構及其連接件承受。

大型皮帶運輸機鋼通廊宜采用符合通廊實際受力情況的空間模型進行計算。常規皮帶運輸機鋼通廊習慣采用PKPM結構設計軟件中鋼結構模塊-PK桁架進行簡化建模計算。一般來說可以很好的滿足工程設計要求的精度和可靠性，且計算方便快捷。

四、鋼通廊的工程量統計

筆者設計了許多鋼通廊，甲方經常需要預估一下鋼通廊的鋼材量。經過幾個常規工程的比較，現總結如下：

選取常規桁架的標準段通過PKPM結構設計軟件中鋼結構模塊-PK桁架進行計算，確認計算結構合理后，在施工圖“鋼材訂貨表”中查看總重，節點連接形式也影響總量，可根據經驗調整放大系數，1.05～1.2。然后手算上下弦桿件重量，還有支架的重量，最后匯總折合成t/m。

1、32.5m單皮帶桁架：

（4.9m寬，3.3m高。上節點：恒8.5/活4.5；下節點：恒28/活34.5）150mm混凝土樓板

桁架主體結構總重：28.674t/32.9m= 0.872t/m（斜長）

2、33m單皮帶桁架：

（4m寬，3.5m高。上節點：恒1/活8；下節點：恒4/活26）鋼格柵板樓面

桁架主體結構總重：18.08t/33m=0.55t/m（斜長）

3、30m雙皮帶桁架：

（8.6m寬，3.5m高。上節點：恒24.4/活6.7；下節點：恒66.6活21）150mm混凝土樓板

桁架主體結構總重：39.62/30m=1.32t/m（斜長）

4、33m雙皮帶桁架：

（7m寬，3.5m高。上節點：恒2/活5；下節點：恒11活32）鋼格柵板樓面

桁架主體結構總重：26.55/33m=0.81t/m（斜長）

結論：

本文通過四個部分對常規皮帶運輸機鋼通廊做了一些簡單的介紹，包括類型、設計要點、計算要點及工程量經驗統計，希望對相關結構專業設計人員有所幫助。