GB50017,講課有關(guān)內(nèi)容之5~62001副本

1、5 軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件的計算 5.1 軸心受力構(gòu)件圖6.1軸心受力桿件的截面型式 (a)軋制型鋼截面；(b)焊接實腹式組合截面；(c)格構(gòu)式截面；(d)冷彎薄畦型制截面5.1.1 軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的強度，除高強度螺栓摩擦型連接處外，應(yīng)按下式計算：f (5.1.1-1)式中 N 一軸心拉力或軸心壓力； An凈截面面積。 高強度螺栓摩擦型連接處的強度應(yīng)按下列公式計算： =f (5.1.1-2) f (5.1.1-3)式中 n在節(jié)點或拼接處，構(gòu)件一端連接的高強度螺栓數(shù)目； n1所計算截面(最外列螺栓處)上高強度螺栓數(shù)目；A 構(gòu)件的毛截面面積。.2003-29受拉板件(Q235鋼，

2、400×22)，工地采用高強度螺栓摩擦型連接(M20，10.9級，=0.45)，試問，下列圖29中，哪種連接形式板件的抗拉承載力最高? 圖29解 解答過程：對于摩擦型連接，由于有孔前傳力，板件的承載力較相同情況下的普通螺栓連接略大。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003的5.1.1條，將公式變形為：N 今對于A選項 = 今對于B選項 = 今對于C選項，有= 今對于D選項，有= 故選擇D。 點評：對于本題，還有兩點需要注意： (1)由于本題只是判斷板件的承載力，而不是判斷連接或者接頭的承載力，因此，不必考慮螺栓的承載力。 (2)若需要計算螺栓的承載力時，對于A、B項的情況，應(yīng)考慮

3、規(guī)范7.2.5條所規(guī)定的承載力折減，即按照螺栓數(shù)算出的承載力要除以1.1。 5.1.2 實腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式計算： f (5.1.2-1)式中 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)(取截面兩主軸穩(wěn)定系數(shù)中的較小者)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的長細比、鋼材屈服強度和表5.1.2-1、表5.1.2-2的截面分類按附錄C采用。表5.1.2-1 軸心受壓構(gòu)件的截面分類(板厚t<40mm)截 面 形 式對x軸對y軸軋制a類a類軋制，b/h0.8b類軋制，b/h>0.8焊接，翼緣為焰切邊焊接b類b類軋制軋制等邊角鋼軋制，焊接(板件寬厚比>20)軋制或焊接 焊接軋制截面和翼緣為焰切邊的焊接截面格構(gòu)式焊接

4、，板件邊緣焰切b類b類焊接，翼緣為軋制或剪切邊b類c類焊接，板件邊緣軋制或剪切焊接，板件寬厚比20c類c類表5.1.2-2 軸心受壓構(gòu)件的截面分類(板厚t40mm)截 面 形 式對x軸對y軸軋制工字形或H形截面t<80mmb類c類t80mmc類d類焊接工字形截面翼緣為焰切邊b類b類翼緣為軋制或剪切邊c類d類 焊接箱形截面 板件寬厚比>20b類b類板件寬厚比20c類c類構(gòu)件長細比應(yīng)按照下列規(guī)定確定： 1 截面為雙軸對稱或極對稱的構(gòu)件： x=lox/ix y=loy/iy (5.1.2-2)式中 lox、loy構(gòu)件對主軸x和y的計算長度； ix、iy構(gòu)件截面對主軸x和y的回轉(zhuǎn)半徑。 對

5、雙軸對稱十字形截面構(gòu)件，x或y取值不得小于5.07b/t(其中b/t為懸伸板件寬厚比)。 2 截面為單軸對稱的構(gòu)件，繞非對稱軸的長細比x仍按式(5.1.2-2)計算，但繞對稱軸應(yīng)取計及扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的下列換算長細比代替y： yz = (5.1.2-3) ( 5.1.2-4) 式中 e0截面形心至剪心的距離； io截面對剪心的極回轉(zhuǎn)半徑；y構(gòu)件對對稱軸的長細比； x扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長細比； It毛截面抗扭慣性矩； I毛截面扇性慣性矩；對T形截面(軋制、雙板焊接、雙角鋼組合)、十字形截面和角形截面可近似取I=0； A毛截面面積； l扭轉(zhuǎn)屈曲的計算長度，對兩端鉸接端部截面可自由翹曲或兩端嵌固端部截面的翹曲完

6、全受到約束的構(gòu)件，取l= loy。3 單角鋼截面和雙角鋼組合T形截面繞對稱軸的yz可采用下列簡化方法確定：1)等邊單角鋼截面(圖5.1.2 a)： 圖5.1.2 單角鋼截面和雙角鋼組合T形截面b等邊角鋼肢寬度；b1不等邊角鋼長肢寬度；b2不等邊角鋼短肢寬度當b/t0.54 loy/b時： yz=y ( 1+ (5.1.2-5a)當b/t>0.54 loy/b時： yz=4.78 ( 1+ (5.1.2-5 b)式中 b、t分別為為角鋼肢的寬度和厚度。2)等邊雙角鋼截面(圖5.1.2 b)：當b/t0.58 loy/b時： yz=y ( 1+ (5.1-2-6a)當b/t>0.58

7、loy/b時： yz=3.9 ( 1+ (5.1.2-6b) 3)長肢相并的不等邊雙角鋼截面(圖5.1.2 c)：當b2/t0.48 loy/b2時： yz=y ( 1+ (5.1.2-7a) 當b2/t>0.48 loy/b2時： yz=5.1 ( 1+ (5.1.2-7b) 4)短肢相并的不等邊雙角鋼截面(圖5.1.2 d)： 當b1/t0.56 loy/b1時，可近似取yz =y。否則應(yīng)取 yz=3.7 ( 1+ 4 單軸對稱的軸心壓桿在繞非對稱主軸以外的任一軸失穩(wěn)時，應(yīng)按照彎扭屈曲計算其穩(wěn)定性。當計算等邊單角鋼構(gòu)件繞平行軸(圖5.1.2 e的u軸)穩(wěn)定時，可用下式計算其換算長細比

8、uz，并按b類截面確定值：當b/t0.69 lou/b時： uz=u ( 1+ (5.1.2-8a) 當b/t>0.69 lou/b時： uz =5.4b/t (5.1.2-8 b)式中 u =louiu；lou為構(gòu)件對u軸的計算長度；iu為構(gòu)件截面對u軸的回轉(zhuǎn)半徑。 注：1 無任何對稱軸且又非極對稱的截面(單面連接的不等邊單角鋼除外)不宜用作軸心受壓構(gòu)件。 2 對單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，按3.4.2條考慮折減系數(shù)后，可不考慮彎扭效應(yīng)。 3 當槽形截面用于格構(gòu)式構(gòu)件的分肢，計算分肢繞對稱軸(y軸)的穩(wěn)定性時，不必考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用y查出y值。5.1.3 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性

9、仍應(yīng)按公式(5.1.2-1)計算，但對虛軸(圖5.1.3 a的x軸和圖5.1.3 b、c的x軸和y軸)的長細比應(yīng)取換算長細比。換算長細比應(yīng)按下列公式計算： 1雙肢組合構(gòu)件(圖5.1.3 a)： 當綴件為綴板時： ox = (5.1.3-1) 當綴件為綴條時： ox = (5.1.3-2)式中 x整個構(gòu)件對z軸的長細比； 1分肢對最小剛度軸1-1的長細比，其計算長度取為：焊接時，為相鄰兩綴板的凈距離；螺栓連接時，為相鄰兩綴板邊緣螺栓的距離；1x構(gòu)件截面中垂直于x軸的各斜綴條毛截面面積之和。2 四肢組合構(gòu)件(圖5.1.3 b)：當綴件為綴板時： ox = (5.1.3-3)oy = (5.1.3-

10、4)當綴件為綴條： ox = (5.1.3-5) oy = (5.1.3-6)式中 y整個構(gòu)件對y軸的長細比； 1y構(gòu)件截面中垂直于y軸的各斜綴條毛截面面積之和。 3 綴件為綴條的三肢組合構(gòu)件(圖5.1.3 c)： ox = (5.1.3-7) oy = (5.1.3-8)式中 A1構(gòu)件截面中各斜綴條毛截面面積之和； 構(gòu)件截面內(nèi)綴條所在平面與x軸的夾角。注：1 綴板的線剛度應(yīng)符合8.4.1條的規(guī)定。 2 斜綴條與構(gòu)件軸線間的夾角應(yīng)在40 º70 º范圍內(nèi)。 圖5.1.3 格構(gòu)式組合構(gòu)件截面 .兩角鋼十字形布置時的最小回轉(zhuǎn)半徑的確定 如圖62所示，對于單角鋼，其最小回轉(zhuǎn)半徑為

11、iy1。十字形布置后，由于x0軸就是原來的x1軸，故ix0= ix1,而iy0則需要重新計算。根據(jù)單角鋼查表，可得iy1、重心距。由重心距以及填板的厚度可得圖62中a值，于是 式中，Iy0、A分別表示單角鋼對y0軸的慣性矩、單角鋼的截面積。圖62雙角鋼十字形截面的回轉(zhuǎn)半徑計算圖示圖4.46格構(gòu)式柱的綴條布置.5.1.4 對格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件：當綴件為綴條時，其分肢的長細比1不應(yīng)大于構(gòu)件兩方向長細比(對虛軸取換算長細比)的較大值max的0.7倍；當綴件為綴板時，1不應(yīng)大于40，并不應(yīng)大于max的0.5倍(當max<50時，取max=50)。 （分肢的長細比應(yīng)小于構(gòu)件整體的長細比） 5.1.

12、5 用填板連接而成的雙角鋼或雙槽鋼構(gòu)件，可按實腹式構(gòu)件進行計算，但填板間的距離不應(yīng)超過下列數(shù)值：受壓構(gòu)件： 40 i； 受拉構(gòu)件： 80 i。 i為截面回轉(zhuǎn)半徑，應(yīng)按下列規(guī)定采用： 1 當為圖5.1.5 a、b所示的雙角鋼或雙槽鋼截面時，取一個角鋼或一個槽鋼對與填板平行的形心軸的回轉(zhuǎn)半徑； 2 當為圖5.1.5 c所示的十字形截面時，取一個角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。 受壓構(gòu)件的兩個側(cè)向支承點之間的填板數(shù)不得少于2個。 圖5.1.5 計算截面回轉(zhuǎn)半徑時的軸線示意圖(08) 20鋼支架的水平桿(桿4)采用等邊雙角鋼(75×6)組成的十字形截面，梁端用連接板焊在立柱上。試問，當按實腹式構(gòu)件計算時

13、，水平桿兩角鋼之間的填板數(shù)，與下列何項數(shù)值最為接近?A3 B4 C5 D6解 對于交叉支撐，通常認為一桿受拉，另一桿受壓退出工作，于是由節(jié)點平衡可知，水平桿受壓。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003第5.1.5條，填板間的距離不應(yīng)超過40 i=4 0×14.9=596 mm，于是，4200mm間共有4200596=7個距離，所需填板數(shù)為6個(兩個端部不需要)。 若認為水平桿不受力，將其視為拉桿考慮。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003 第5.1.5條，填板間的距離不應(yīng)超過80 i=80×14.9=l192 mm，于是，42001192=3.5。為此，會錯選A

14、、B或者C。5.1.6 軸心受壓構(gòu)件應(yīng)按下式計算剪力： V= (5.1.6) 剪力V值可認為沿構(gòu)件全長不變。對格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件，剪力V應(yīng)由承受該剪力的綴材面(包括用整體板連接的面)分擔。（假想剪力）2008-27試驗算格構(gòu)式柱綴條的穩(wěn)定性，并指出最大壓應(yīng)力設(shè)計值(N/mm2)，與下列何項數(shù)值最為接近?提示：計算綴條時，應(yīng)取實際剪力和按規(guī)范公式計算的剪力二者中的較大者50017-5.2.7：計算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的綴件時，應(yīng)取構(gòu)件的實際剪力和按本規(guī)范公式(5.1.6)計算的剪力兩者中的較大值進行計算。 A29 B35 C41 D45 解 依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003的5.1.6條，

15、有N25kN 所以，取剪力為28734 N計算。5.1.7 用作減小軸心受壓構(gòu)件(柱)自由長度的支撐，當其軸線通過被撐構(gòu)件截面剪心時，沿被撐構(gòu)件屈曲方向的支撐力應(yīng)按下列方法計算： 1 長度為l的單根柱設(shè)置一道支撐時，支撐力Fb1為： 當支撐桿位于柱高度中央時： Fb1=N60 (5.1.7-1 a) 當支撐桿位于距柱端l處時(0<<1)： Fb1 = (5.1.7-1 b)式中 N被撐構(gòu)件的最大軸心壓力。 2 長度為l的單根柱設(shè)置m道等間距(或間距不等但與平均間距相比相差不超過20)支撐時，各支承點的支撐力Fbm為： Fb1 =N30(m+1) (5.1.7-2) 3 被撐構(gòu)件為多

16、根柱組成的柱列，在柱高度中央附近設(shè)置一道支撐時，支撐力應(yīng)按下式計算： Fbn= (5.1.7-3)式中 n柱列中被撐柱的根數(shù)5 Ni被撐柱同時存在的軸心壓力設(shè)計值之和。 4 當支撐同時承擔結(jié)構(gòu)上其他作用的效應(yīng)時，其相應(yīng)的軸力可不與支撐力相疊加。5.2 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件5.2.1 彎矩作用在主平面內(nèi)的拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件，其強度應(yīng)按下列規(guī)定計算： f (5.2.1)式中 x、y與截面模量相應(yīng)的截面塑性發(fā)展系數(shù)，應(yīng)按表5.2.1采用。表5.2.1 截面塑性發(fā)展系數(shù)x、y項次截 面 形 式xy11.051.221.053x1=1.05x2 =1.21.241.0551.21.261.151.1571

17、.01.0581.0當壓彎構(gòu)件受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比大于13而不超過1 5時，應(yīng)取x =1.0。需要計算疲勞的拉彎、壓彎構(gòu)件，宜取y =x =1.0。.截面塑性發(fā)展系數(shù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范表5.2.1中對截面塑性發(fā)展系數(shù)的取值有所規(guī)定 。規(guī)定主要考慮是限制截面上塑性變形發(fā)展的深度使h h/8(見圖7.4d)，以免使梁產(chǎn)生過大的塑性變形而影響使用。表5.2.1中的規(guī)定實際上可歸納為如下3條： 圖7. 4雙軸對稱工字形截面在純彎曲下的正應(yīng)力1)對截面為平翼緣板的一側(cè)，取=1.05； 2)對無翼緣板的一側(cè)，取=1.20； 3)對圓管邊緣，取=1.15。例如圖7.6中的幾個截面，不必查表5.2

18、.1，利用上述(1)和(2)兩條，就很易得到其值，見圖中數(shù)字。 圖7.6截面塑性發(fā)展系數(shù)示例2005-18已知簡支軌道梁B3，承受均布荷載和卸料設(shè)備的動荷載，其最大彎矩設(shè)計值Mx=450kN·m，采用熱軋H型鋼H600×200×11×1 制作，Ix =78200×104 mm4，Wx =2610×103 mm3。當進行抗彎強度計算時，試問，梁的彎曲應(yīng)力(Nmm2)，與下列何項數(shù)值最為接近? 提示：取Wnx = WxA195 B174 C164 D130解 解答過程：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范)GB 50172003第4.1.1條規(guī)定，對需要計算疲

19、勞的梁，取塑性發(fā)展系數(shù)為1.0，而不是承受動力荷載時取塑性發(fā)展系數(shù)為1.0。同時，規(guī)范第6.1.1條規(guī)定，當應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大于等于5×104次時，應(yīng)進行疲勞計算。由于題目中并未給出需要計算疲勞的提示，故認為，該梁不需要計算疲勞。 又，軌道梁翼緣外伸寬度與厚度之比 bt=(20011)(2×17)=5.6<13可以考慮塑性發(fā)展。所以，依據(jù)規(guī)范的表5.2.1，取塑性發(fā)展系數(shù)為1.05，于是： N/mm2 故選擇C 若取塑性發(fā)展系數(shù)為1.0進行計算，會得到應(yīng)力為172.4 Nmm2，選擇B。5.2.2 彎矩作用在對稱軸平面內(nèi)(繞x軸)的實腹式壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定性應(yīng)按下列規(guī)定計算

20、： 1 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性： (5.2.2-1)式中 N所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的軸心壓力； 參數(shù), =2EA/(1.1)； x彎矩作用平面內(nèi)的軸心壓力構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)； Mx所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩； W1x在彎矩作用平面內(nèi)對較大受壓纖維的毛面積模量； mx等效彎矩系數(shù)，應(yīng)按下列規(guī)定采用： 1) 框架柱和兩端支承的構(gòu)件: 無橫向荷載作用時：mx =0.65+0.35，M1和M2為端彎矩，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率（無反彎點）時取同號；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（有反彎點）時取異號，M1M2； 有端彎矩和橫向荷載同時作用時：使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，mx=1.0；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時，mx=0.85； 無端彎矩但有

21、橫向荷載作用時：mx =1.0。2)懸臂構(gòu)件和分析內(nèi)力為考慮二階效應(yīng)的無支撐純框架和弱支撐框架柱，mx =1.0. 對于表5.2.1的3、4項中的單對稱截面壓彎構(gòu)件，當彎矩作用在對稱平面內(nèi)且翼緣受壓時，除按公式（5.2.2-1）計算外，尚應(yīng)按下式計算： f (5.2.2-2)式中 W2x對無翼緣端的毛截面模量。2 彎矩作用平面外的穩(wěn)定性： f (5.2.2-3)式中 y彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，按5.1.2條確定； b均勻彎曲的受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按附錄B計算，其中工字形(含H型鋼)和T形截面的非懸臂(懸伸)構(gòu)件可按附錄B第B.5節(jié)確定；對閉口截面 b =1.0；Mx所計算構(gòu)件段

22、范圍內(nèi)的最大彎矩；截面影響系數(shù)，閉口截面=0.7，其他截面=1.0；tx等效彎矩系數(shù)，應(yīng)按下列規(guī)定采用：1)在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支承點間構(gòu)件段內(nèi)的荷載和內(nèi)力情況確定： 所考慮構(gòu)件段無橫向荷載作用時：tx =0.65+0.35，M1和M2是在彎矩作用平面內(nèi)的端彎矩，使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率時取同號；產(chǎn)生反向曲率時取異號M1M2；所考慮構(gòu)件段內(nèi)有端彎矩和橫向荷載同時作用時：使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率時，tx =1.0；使構(gòu)件段產(chǎn)生反向曲率時，tx =0.85；所考慮構(gòu)件段內(nèi)無端彎矩但有橫向荷載作用時：tx =1.0。2)彎矩作用平面外為懸臂的構(gòu)件，tx =1.0。5.2.3 彎矩繞虛軸

23、(x軸)作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，其彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性應(yīng)按下式計算： f (5.2.3)式中 W1x=Ix/y0；Ix為對x軸的毛截面慣性矩;y0為由x軸到壓力較大分肢的軸線距離或者到壓力較大分肢腹板外邊緣的距離,二者取較大者；x、由換算長細比確定。彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性可不計算，但應(yīng)計算分肢的穩(wěn)定性，分肢的軸心力應(yīng)按桁架的弦桿計算。對綴板柱的分肢尚應(yīng)考慮由剪力引起的局部彎矩。 5.2.4 彎矩繞實軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，其彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性計算均與實腹式構(gòu)件相同。但在計算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性時，長細比應(yīng)取換算長細比，b應(yīng)取1.0。 5.2.5 彎矩作用在兩個主平面內(nèi)

24、的雙軸對稱實腹式工字形(含H形)和箱形(閉口)截面的壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式計算： f (5.2.5-1) f (5.2.5-2)式中 x、y對強軸xx和弱軸yy的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)； bx、by均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性系數(shù)，按附錄B計算，其中工字形(含H型鋼)截面的非懸臂(懸伸)構(gòu)件bx可按附錄B第B.5節(jié)確定，by可取1.0；對閉VI截面，bx=by=1.0；Mx、My所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)對強軸和弱軸的最大彎矩；、一參數(shù)，=2EA/(1.1)，=2EA/(1.1)；Wx、Wy對強軸和弱軸的毛截面模量； mx、my等效彎矩系數(shù)，應(yīng)按5.2.2條彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計算的有關(guān)規(guī)定采用；

25、 tx、ty等效彎矩系數(shù)，應(yīng)按5.2.2條彎矩作用平面外穩(wěn)定計算的有關(guān)規(guī)定采用。5.2.6 彎矩作用在兩個主平面內(nèi)的雙肢格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定性應(yīng)按下列規(guī)定計算： 1按整體計算： f (5.2.6-1)式中 W1y在My作用下，對較大受壓纖維的毛截面模量。2按分肢計算： 在N和Mx作用下，將分肢作為桁架弦桿計算其軸心力，My按公式(5.2.6-2)和公式(5.2.6-3)分配給兩分肢(圖5.2.6)，然后按5.2.2條的規(guī)定計算分肢穩(wěn)定性。分肢1： My1= (5.2.6-2)分肢2： My2= (5.2.6-3)式中 I1，、I2分肢1、分肢2對y軸的慣性矩； y1、y2My作用的主軸平面至

26、分肢1、分肢2軸線的距離。 圖5.2.6 格構(gòu)式構(gòu)件截面5.2.7 計算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的綴件時，應(yīng)取構(gòu)件的實際剪力和按本規(guī)范公式(5.1.6)計算的剪力兩者中的較大值進行計算。5.2.8 用作減小壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外計算長度的支撐，應(yīng)將壓彎構(gòu)件的受壓翼緣(對實腹式構(gòu)件)或受壓分肢(對格構(gòu)式構(gòu)件)視為軸心壓桿按本規(guī)范第5.1.7條的規(guī)定計算各自的支撐力。5.3 構(gòu)件的計算長度和容許長細比5.3.1 確定桁架弦桿和單系腹桿(用節(jié)點板與弦桿連接)的長細比時，其計算長度l0應(yīng)按表5.3.1采用。表5.3.1 桁架弦桿和單系腹桿的計算長度l0項次彎曲方向弦桿腹 桿支座斜桿和支座豎桿其他腹桿123在桁架

27、平面內(nèi)在桁架平面外斜平面ll1lll0.8ll0.9l注：1 l為構(gòu)件的幾何長度(節(jié)點中心間距離)；l1為桁架弦桿側(cè)向支承點之間的距離。 2 斜平面系指與桁架平面斜交的平面，適用于構(gòu)件截面兩主軸均不在桁架平面內(nèi)的單角鋼腹桿和雙角鋼十字形截面腹桿。 3 無節(jié)點板的腹桿計算長度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長度(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。 當桁架弦桿側(cè)向支承點之間的距離為節(jié)間長度的2倍(圖5.3.1)且兩節(jié)間的弦桿軸心壓力不相同時，則該弦桿在桁架平面外的計算長度，應(yīng)按下式確定(但不應(yīng)小于0.5 l1)： l0=l1(0.75+0.25) (5.3.1)式中 N1較大的壓力，計算時取正值； N2較小的壓力或拉力，

28、計算時壓力取正值，拉力取負值。圖5.3.1 弦桿軸心壓力在側(cè)向支承點間有變化的桁架簡圖桁架再分式腹桿體系的受壓主斜桿及K形腹桿體系的豎桿等，在桁架平面外的計算長度也應(yīng)按公式(5.3.1)確定(受拉主斜桿仍取l1)；在桁架平面內(nèi)的計算長度則取節(jié)點中心間距離。所謂單系腹桿，是指該腹桿一端為上弦節(jié)點，另一端為下弦節(jié)點，中間沒有再分。 對于單角鋼截面和T形截面，其通過形心的主軸如圖39-2所示?？梢姡瑔谓卿撟鳛楦箺U時，其形心主軸不在桁架平面內(nèi)，而T形截面作為腹桿時，其形心主軸是在桁架平面內(nèi)的，故T形截面腹桿不考慮斜平面。圖39-1桿件存桁架平面內(nèi)的計算長度（bc桿如果采用十字形截面就應(yīng)該按斜平面考慮）

29、 圖39-2 單角鋼與T形截面的主軸圖7.28兼作屋架側(cè)向支點的檁條5.3.2 確定在交叉點相互連接的桁架交叉腹桿的長細比時，在桁架平面內(nèi)的計算長度應(yīng)取節(jié)點中心到交叉點間的距離；在桁架平面外的計算長度，當兩交叉桿長度相等時，應(yīng)按下列規(guī)定采用： 1 壓桿。 1)相交另一桿受壓，兩桿截面相同并在交叉點均不中斷，則： l0=2)相交另一桿受壓，此另一桿在交叉點中斷但以節(jié)點板搭接，則： l0= 3)相交另一桿受拉，兩桿截面相同并在交叉點均不中斷，則： l0=0.5 l 4)相交另一桿受拉，此拉桿在交叉點中斷但以節(jié)點板搭接，則： l0=0.5 l 當此拉桿連續(xù)而壓桿在交叉點中斷但以節(jié)點板搭接，若N0N或

30、拉桿在桁架平面外的抗彎剛度EJ y時，取l0=0.5l。 式中l(wèi)為桁架節(jié)點中心間距離(交叉點不作為節(jié)點考慮)；N為所計算桿的內(nèi)力；N0為相交另一桿的內(nèi)力，均為絕對值。兩桿均受壓時，取N0N，兩桿截面應(yīng)相同。 2 拉桿，應(yīng)取l0= l。 當確定交叉腹桿中單角鋼桿件斜平面內(nèi)的長細比時，計算長度應(yīng)取節(jié)點中心至交叉點的距離。5.3.3 單層或多層框架等截面柱，在框架平面內(nèi)的計算長度應(yīng)等于該層柱的高度乘以計算長度系數(shù)?？蚣芊譃闊o支撐的純框架和有支撐框架，其中有支撐框架根據(jù)抗側(cè)移剛度的大小，分為強支撐框架和弱支撐框架。 1無支撐純框架。 1)當采用一階彈性分析方法計算內(nèi)力時，框架柱的計算長度系數(shù)按本規(guī)范附

31、錄D表D-2有側(cè)移框架柱的計算長度系數(shù)確定。 2)當采用二階彈性分析方法計算內(nèi)力且在每層柱頂附加考慮公式(3.2.8-1)的假想水平力Hni時，框架柱的計算長度系數(shù)=1.0。2有支撐框架。1)當支撐結(jié)構(gòu)(支撐桁架、剪力墻、電梯井等)的側(cè)移剛度(產(chǎn)生單位側(cè)傾角的水平力)Sb滿足公式(5.3.3-1)的要求時，為強支撐框架，框架柱的計算長度系數(shù)按本規(guī)范附錄D表D-1無側(cè)移框架柱的計算長度系數(shù)確定。Sb3(1.2NbiNoi) (5.3.3-1)式中 Nbi、Noi第i層層間所有框架柱用無側(cè)移框架和有側(cè)移框架計算長度系數(shù)算得的軸壓桿穩(wěn)定承載力之和。2)當支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度Sb不滿足公式(5.3.3-

32、1)的要求時，為弱支撐框架，框架柱的軸壓桿穩(wěn)定系數(shù)按公式(5.3.3-2)計算。 = (5.3.3-2) 式中 1、0分別是框架柱用附錄D中元側(cè)移框架柱和有側(cè)移框架柱計算長度系數(shù)算得的軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)。5.3.4 單層廠房框架下端剛性固定的階形柱，在框架平面內(nèi)的計算長度應(yīng)按下列規(guī)定確定： 1 單階柱： 1)下段柱的計算長度系數(shù)2：當柱上端與橫梁鉸接時，等于按本規(guī)范附錄D表D-3(柱上端為自由的單階柱)的數(shù)值乘以表5.3.4的折減系數(shù)；當柱上端與橫梁剛接時，等于按本規(guī)范附錄D表D-4(柱上端可移動但不轉(zhuǎn)動的單階柱)的數(shù)值乘以表5.3.4的折減系數(shù)。 表5.3.4 單層廠房階形柱計算長度的折減系數(shù)

33、廠 房 類 型折減系數(shù)單跨或多跨縱向溫度區(qū)段內(nèi)一個柱列的柱子數(shù)屋面情況廠房兩側(cè)是否有通長的屋蓋縱向水平支撐單跨等于或少于6個0.9多于6個非大型混凝土屋面板的屋面無縱向水平支撐有縱向水平支撐0.8大型混凝土屋面板的屋面多跨非大型混凝土屋面板的屋面無縱向水平支撐有縱向水平支撐0.7大型混凝土屋面板的屋面 注：有橫梁的露天結(jié)構(gòu)(如落錘車間等)，其折減系數(shù)可采用0.9。2)上段柱的計算長度系數(shù)1，應(yīng)按下式計算： 1= (5.3.4-1)式中 1參數(shù)，按附錄D表D-3或表D-4中公式計算。 2 雙階柱： 1)下段柱的計算長度系數(shù)3：當柱上端與橫梁鉸接時，等于按附錄D表D-5(柱上端為自由的雙階柱)的數(shù)

34、值乘以表5.3.4的折減系數(shù)；當柱上端與橫梁剛接時，等于按附錄D表D-6(柱上端可移動但不轉(zhuǎn)動的雙階柱)的數(shù)值乘以表5.3.4的折減系數(shù)。 2)上段柱和中段柱的計算長度系數(shù)1和2，應(yīng)按下列公式計算： 1 = (5.3.4-2) 2 = (5.3.4-3)式中 1、2參數(shù)，按附錄D表D-5或表D-6中的公式計算。注：對截面均勻變化的楔形柱，其計算長度的取值參見現(xiàn)行國家標準冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018。5.3.5 當計算框架的格構(gòu)式柱和桁架式橫梁的慣性矩時，應(yīng)考慮柱或橫梁截面高度變化和綴件(或腹桿)變形的影響。5.3.6 在確定下列情況的框架柱計算長度系數(shù)時應(yīng)考慮： 1 附有搖擺柱(兩

35、端鉸接柱)的無支撐純框架柱和弱支撐框架柱的計算長度系數(shù)應(yīng)乘以增大系數(shù)： = (5.3.6)式中 (NfHf)各框架柱軸心壓力設(shè)計值與柱子高度比值之和；(N1H1)各搖擺柱軸心壓力設(shè)計值與柱子高度比值之和。搖擺柱的計算長度取其幾何長度。 2 當與計算柱同層的其他柱或與計算柱連續(xù)的上下層柱的穩(wěn)定承載力有潛力時，可利用這些柱的支持作用，對計算柱的計算長度系數(shù)進行折減，提供支持作用的柱的計算長度系數(shù)則應(yīng)相應(yīng)增大。 3 當梁與柱的連接為半剛性構(gòu)造時，確定柱計算長度應(yīng)考慮節(jié)點連接的特性。5.3.7 框架柱沿房屋長度方向(在框架平面外)的計算長度應(yīng)取阻止框架柱平面外位移的支承點之間的距離。5.3.8 受壓構(gòu)

36、件的長細比不宜超過表5.3.8的容許值。 表5.3.8 受壓構(gòu)件的容許長細比項次構(gòu) 件 名 稱容許長細比1柱、桁架和天窗架中的桿件150柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐2撐(吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外)200支用以減小受壓構(gòu)件長細比的桿件注：1 桁架(包括空間桁架)的受壓腹桿，當其內(nèi)力等于或小于承載能力的50時，容許長細比值可取200。 2 計算單角鋼受壓構(gòu)件的長細比時，應(yīng)采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑，但計算在交叉點相互連接的交叉桿件平面外的長細比時，可采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑。 3 跨度等于或大于60m的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的容許長細比值宜取100，其他受壓腹桿可取150

37、(承受靜力荷載或間接承受動力荷載)或120(直接承受動力荷載)。 4 由容許長細比控制截面的桿件，在計算其長細比時，可不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。5.3.9 受拉構(gòu)件的長細比不宜超過表5.3.9的容許值。表5.3.9 受拉構(gòu)件的容許長細比項次構(gòu)件名稱承受靜力荷載或間接承受 動力荷載的結(jié)構(gòu)直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)一般建筑結(jié)構(gòu)有重級工作制吊車的廠房1桁架的桿件3502502502吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐300200-3其他拉桿、支撐、系桿等(張緊的圓鋼除外)400350-注：1 承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)中，可僅計算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長細比。2 在直接或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，單角鋼受拉構(gòu)件長細比的計算方法

38、與表5.3.8注2相同。 3 中、重級工作制吊車桁架下弦桿的長細比不宜超過200。4 在設(shè)有夾鉗或剛性料耙等硬鉤吊車的廠房中，支撐(表中第2項除外)的長細比不宜超過300。 5 受拉構(gòu)件在永久荷載與風荷載組合作用下受壓時，其長細比不宜超過250。6 跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦桿和腹桿的長細比不宜超過300(承受靜力荷載或間接承受動力荷載)或250(直接承受動力荷載)。5.4 受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定5.4.1 在受壓構(gòu)件中，翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比，應(yīng)符合下列要求： 1 軸心受壓構(gòu)件： (10+0.1) (5.4.1)式中 構(gòu)件兩方向長細比的較大值；當<30時，取=30；當

39、>100時，取=100。 2 壓彎構(gòu)件：13 （5.4.1-2)當強度和穩(wěn)定計算中取x=1.0時，可放寬至15。注：翼緣板自由外伸寬度b的取值為：對焊接構(gòu)件，取腹板邊至翼緣板(肢)邊緣的距離；對軋制構(gòu)件，取內(nèi)圓弧起點至翼緣板(肢)邊緣的距離。. 1）對于普通的熱軋型鋼而言，寬厚比應(yīng)該不成問題。而寬翼緣工字鋼(H型鋼)由于翼緣變得寬敞，寬厚比有可能會超限。 2）這個“內(nèi)圓弧起點”， 如圖30所示。圖30熱軋I字鋼的翼緣自由外伸寬度b 5.4.2 在工字形及H形截面的受壓構(gòu)件中，腹板計算高度h0與其厚度tw之比，應(yīng)符合下列要求： 1 軸心受壓構(gòu)件： (25+0.5) (5.4.2-1)式中

40、構(gòu)件兩方向長細比的較大值；當<30時，取=30；當>100時，取=100。 2 壓彎構(gòu)件：當001.6 時：( 1600.5+25) (5.4.2-2)當1.6<02.0時：(480+0.526.2) (5.4.2-3) 0=式中 max腹板計算高度邊緣的最大壓應(yīng)力，計算時不考慮構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)和截面塑性發(fā)展系數(shù)； min腹板計算高度另一邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，壓應(yīng)力取正值，拉應(yīng)力取負值； 構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細比；當<30時，取=30；當>l00，取=100。 5.4.3 在箱形截面的受壓構(gòu)件中，受壓翼緣的寬厚比應(yīng)符合4.3.8條的要求。箱形截面受壓構(gòu)件的腹板計算高度

41、h0與其厚度tw之比，應(yīng)符合下列要求：1 軸心受壓構(gòu)件： 40 (5.4.3) 2 壓彎構(gòu)件的不應(yīng)超過公式(5.4.2-2)或公式(5.4.2-3)右側(cè)乘以0.8后的值(當此值小于40時，應(yīng)采用40)。 5.4.4 在T形截面受壓構(gòu)件中，腹板高度與其厚度之比，不應(yīng)超過下列數(shù)值： 1 軸心受壓構(gòu)件和彎矩使腹板自由邊受拉的壓彎構(gòu)件： 熱軋剖分T形鋼：(15+0.2) 焊接T形鋼：(13+0.17) 2 彎矩使腹板自由邊受壓的壓彎構(gòu)件：當01.0時：15 當0>1.0時：18 和0分別按5.4.1條和5.4.2條的規(guī)定采用。5.4.5圓管截面的受壓構(gòu)件，其外徑與壁厚之比不應(yīng)超過100(235/

42、fy)。5.4.6 H形、工字形和箱形截面受壓構(gòu)件的腹板，其高厚比不符合本規(guī)范第5.4.2條或第5.4.3條的要求時，可用縱向加勁肋加強，或在計算構(gòu)件的強度和穩(wěn)定性時將腹板的截面僅考慮計算高度邊緣范圍內(nèi)兩側(cè)寬度各為20 tw的部分(計算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)時，仍用全部截面)。 用縱向加勁肋加強的腹板，其在受壓較大翼緣與縱向加勁肋之間的高厚比，應(yīng)符合本規(guī)范第5.4.2條或第5.4.3條的要求?？v向加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對配置，其一側(cè)外伸寬度不應(yīng)小于10tw，厚度不應(yīng)小于0.75 tw。圖6.33 工字形柱腹板的有效面積. (2010) 題2223某平臺鋼柱的軸心壓力設(shè)計值為N=3400kN，柱的計算長度

43、lox=6m，loy=3m，采用焊接工字形截面，截面尺寸如圖2223所示，翼緣鋼板為剪切邊，每側(cè)翼緣板上有兩個直徑d0=24mm的螺栓孔，鋼柱采用Q235-B鋼制作，采用E43型焊條。圖222323假設(shè)柱腹板不增設(shè)加勁肋加強，且已知腹板的高厚比不符合要求，試問，強度計算時，該柱最大壓應(yīng)力設(shè)計值(N/mm2)與下列何項數(shù)值最為接近?A165 B170 C180 D. 190【解答】依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003第5.4.6條計算 mm2 N/mm2 故選擇D 6 疲勞計算 6.1 一般規(guī)定6.1.1 直接承受動力荷載重復作用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接，當應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)規(guī)等于或大于5&

44、#215;104次時，應(yīng)進行疲勞計算。 .鋼規(guī)第6.1.1條規(guī)定，當應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)大于等于5×104次時應(yīng)進行疲勞計算，并未具體規(guī)定何種類型的吊車梁需要計算疲勞；第6.2.3條規(guī)定了重級工作制吊車梁和重級、中級工作制吊車桁架的疲勞可作為常幅疲勞計算，但需要考慮欠載系數(shù)；同時，第6.2.3條的條文說明指出：“至于輕級工作制吊車梁和吊車桁架以及大多數(shù)中級工作制吊車梁，根據(jù)多年來使用的情況和設(shè)計經(jīng)驗，可不進行疲勞計算”。至此，我們可以認為，規(guī)范的意思，是將進行疲勞計算的范圍局限在“重級工作制吊車梁和重級、中級工作制吊車桁架”。 .6.1.2 本章規(guī)定不適用于特殊條件(如構(gòu)件表面溫度大于

45、150ºC，處于海水腐蝕環(huán)境，焊后經(jīng)熱處理消除殘余應(yīng)力以及低周-高應(yīng)變疲勞條件等)下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接的疲勞計算。6.1.3 疲勞計算采用容許應(yīng)力幅法，應(yīng)力按彈性狀態(tài)計算，容許應(yīng)力幅按構(gòu)件和連接類別以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)確定。在應(yīng)力循環(huán)中不出現(xiàn)拉應(yīng)力的部位可不計算疲勞。6.2 疲勞計算 圖10 .2應(yīng)力譜6.2.1 對常幅(所有應(yīng)力循環(huán)內(nèi)的應(yīng)力幅保持常量)疲勞，應(yīng)按下式進行計算： (6.2.1-1)式中 對焊接部位為應(yīng)力幅，=maxmin；對非焊接部位為折算應(yīng)力幅，=max0.7min； max計算部位每次應(yīng)力循環(huán)中的最大拉應(yīng)力(取正值)； min計算部位每次應(yīng)力循環(huán)中的最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力(拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負值)； 常幅疲勞的容許應(yīng)力幅(Nmm2)，應(yīng)按下式計算： = (6.2.1-2) n應(yīng)力循環(huán)次數(shù)； C、參數(shù)，根據(jù)本規(guī)范附錄E中的構(gòu)件和連接類別按表6.2.1采用。 表6.2.1 參數(shù)C、構(gòu)件和連接類別12345678C1940×1012861×10123.26×10122.18×10121.47×10120.96×10120.65×1012