鋼結(jié)構(gòu)軸心受力構(gòu)件和拉彎壓彎構(gòu)件的計(jì)算

鋼結(jié)構(gòu)軸心受力構(gòu)件和拉彎壓彎構(gòu)件的計(jì)算第一節(jié)軸心受力構(gòu)件5.1.1條軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度，除摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接處外，應(yīng)按下式計(jì)算：式中N——軸心拉力或軸心壓力；An——凈截面面積。摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接處的強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：式中ｎ——在節(jié)點(diǎn)或拼接處，構(gòu)件一端連接的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；n1——所計(jì)算截面（最外列螺栓處）上高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；A——構(gòu)件的毛截面面積。5.1.2條實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式計(jì)算：式中φ——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)表5.1.2的截面分類并按附錄三采用。5.1.3條格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性仍應(yīng)按公式（5.1.2）計(jì)算，但對(duì)虛軸（圖5.1.3ａ的ｘ軸和圖5.1.3ｂ、ｃ的ｘ軸和ｙ軸）的長細(xì)比應(yīng)取換算長細(xì)比。換算長細(xì)比應(yīng)按下列公式計(jì)算：一、雙肢組合構(gòu)件（圖5.1.3ａ）：式中λx——整個(gè)構(gòu)件對(duì)x軸的長細(xì)比；λl——分歧對(duì)最小剛度軸1—1的長細(xì)比，其計(jì)算長度取為：焊接時(shí)，為相鄰兩綴板的凈距離；螺栓連接時(shí)，為相鄰兩綴板邊緣螺栓的距離；Alx——構(gòu)件截面中垂直于x軸的各斜綴條毛截面面積之和。二、四肢組合構(gòu)件（圖5.1.3b）；式中λy——整個(gè)構(gòu)件對(duì)ｙ軸的長細(xì)比；Aly——構(gòu)件截面中垂直于y軸的各敘綴條毛截面面積之和。三、綴件為綴條的三肢組合構(gòu)件（圖5.1.3c）：式中A1——構(gòu)件截面中各斜綴條毛截面面積之和；注：①綴板的線剛度應(yīng)符合第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°～７０°范圍內(nèi)。5.1.4條對(duì)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件：當(dāng)綴件為綴條時(shí)，其分肢的長細(xì)比λ1不應(yīng)大于構(gòu)件兩方向長細(xì)比（對(duì)虛軸取換算長細(xì)比）的較大值λmax的0.7倍，當(dāng)綴件為綴板時(shí)，λ1不應(yīng)大于40，并不應(yīng)大于λmax的0.5倍（當(dāng)λmax＜50時(shí)，取λmax＝50）。5.1.5條用填板連接而成的雙角鋼或雙槽鋼構(gòu)件，可按實(shí)腹式構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，但填板間的距離不應(yīng)超過下列數(shù)值：受壓構(gòu)件 40i受拉構(gòu)件 80i為截面回轉(zhuǎn)半徑，應(yīng)按下列規(guī)定采用：一、當(dāng)為圖5.1.5α、b所示的雙角鋼或雙槽鋼截面時(shí)，取一個(gè)角鋼或一個(gè)槽鋼與填板平行的形心軸的回轉(zhuǎn)半徑；二、當(dāng)為圖5.1.5c所示的十字形截面時(shí)，取一個(gè)角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。受壓構(gòu)件的兩個(gè)側(cè)向支承點(diǎn)之間的填板數(shù)不得少于兩個(gè)。5.1.6條軸心受壓構(gòu)件應(yīng)按下式計(jì)算剪力：剪力v值可認(rèn)為沿構(gòu)件全長不變。對(duì)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(dān)。5.1.7條用作減小軸心受壓構(gòu)件自由長度的支撐，其軸心力應(yīng)根據(jù)被支承構(gòu)件的剪力v（作為側(cè)向力）確定。v可按公式（5.1.6）計(jì)算。第二節(jié)拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件5.2.1條彎矩作用在主平面內(nèi)的拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件，其強(qiáng)度應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：一、承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載時(shí)，式中Yx、Yy——截面塑性發(fā)展系數(shù)，應(yīng)按表5.2.1采用。二、直接承受動(dòng)力荷載時(shí)，仍應(yīng)按公式（5.2.1）計(jì)算，但取Yx＝Y(jié)y＝1.05.2.2條彎矩作用在對(duì)稱軸平面內(nèi)（繞x軸）的實(shí)腹式壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定性應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：一、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性：（１）無橫向荷載作用時(shí)：βmx＝0.65＋0.35M2M1，但不得小于0.4，M1和M2為端彎矩，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率（無反彎點(diǎn)）時(shí)取同號(hào)，使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（有反彎點(diǎn)）時(shí)取異號(hào)，M1≥M2；（２）有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí)：使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí)，βmx＝1.0；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí)，βmx＝0.85；0.65+0.35M2M1，但不得小于0.4，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(shí)取同號(hào)，產(chǎn)生反向曲率時(shí)取異號(hào)，M1≥M2；（２）所考慮構(gòu)件段內(nèi)有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí)；使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率時(shí)，βtx＝1.0；使構(gòu)件段產(chǎn)生反向曲率時(shí)，βtx＝0.85；（３）所考慮構(gòu)件段內(nèi)無端彎矩但有橫向荷載作用時(shí)：βtx＝1.0。２．懸臂構(gòu)件，βtx＝1.0。注：①無側(cè)移框架系指框架中設(shè)有支撐架、剪力墻、電梯并等支撐結(jié)構(gòu)，且共抗側(cè)移剛度等于或大于框架本身抗側(cè)移剛度的５倍者。②有側(cè)移框架系指框架中未設(shè)上述支撐結(jié)構(gòu)，或支撐結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度小于框架本身抗側(cè)移剛度的５倍者。5.2.3條彎矩繞虛軸（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(jì)算：式中Wlx＝Ix/Yo，Ix為x軸的毛截面慣性矩，Yo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邊緣的距離，二者取較大者；φx、NEx由換算長細(xì)比確定。彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性可不計(jì)算，但應(yīng)計(jì)算分肢的穩(wěn)定性，分肢的軸心力應(yīng)按桁架的弦桿計(jì)算。對(duì)綴板柱的分肢尚應(yīng)考慮由剪力引起的局部彎矩。5.2.4條彎矩繞實(shí)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(jì)算均與實(shí)腹式構(gòu)件相同。但在計(jì)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性時(shí)，長細(xì)比應(yīng)取換算長細(xì)比，φb應(yīng)取1.0。5.2.5條彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)的雙軸對(duì)稱實(shí)腹式工字形和箱形截面的壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式計(jì)算：5.2.6條彎矩作用在兩個(gè)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(jì)算：5.2.7條計(jì)算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的綴件時(shí)，應(yīng)取構(gòu)件的實(shí)際剪力和按公式（5.1.6）計(jì)算的剪力兩者中的較大值進(jìn)行計(jì)算。5.2.8條用作減小壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外計(jì)算長度的支撐，其軸心力應(yīng)按公式（4.2.5）計(jì)算的側(cè)向力確定，但式中Af為被支承構(gòu)件的受壓翼緣（對(duì)實(shí)腹式構(gòu)件）或受壓分肢（對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件）的截面面積。第三節(jié)構(gòu)件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比5.3.1條確定桁架弦桿和單系腹桿的長細(xì)比時(shí)，其計(jì)算長度ιo應(yīng)按表5.3.1采用。注：①ｌ為構(gòu)件的幾何長度（節(jié)點(diǎn)中心間距離）；l1為桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)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(diǎn)板的腹桿計(jì)算長度在任意平面內(nèi)均取其等于幾何長度。當(dāng)桁架弦桿側(cè)向支承點(diǎn)之間的距離為節(jié)間長度的2倍（圖5.3-1）且兩節(jié)間的弦桿軸心壓力有變化時(shí)，則該弦桿在桁架平面外的計(jì)算長度，應(yīng)按下式確定（但不應(yīng)小于0.5L1）：N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(jì)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(jì)算長度則取節(jié)點(diǎn)中心間距離。5.3.2條確定桁架交叉腹桿的長細(xì)比時(shí)，在桁架平面內(nèi)的計(jì)算長度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心到交叉點(diǎn)間的距離；在桁架平面外的計(jì)算長度應(yīng)按下列規(guī)定采用：一、壓桿當(dāng)相交的另一桿受拉，且兩桿在交叉點(diǎn)均不中斷0.5l當(dāng)相交的另一桿受拉，兩桿中有一桿在交叉點(diǎn)中斷并以節(jié)點(diǎn)板搭接0.7l其它情況l二、拉桿l注：①ｌ為節(jié)點(diǎn)中心間距離（交叉點(diǎn)不作為節(jié)點(diǎn)考慮）。②當(dāng)兩交叉桿均受壓時(shí)，不宜有一桿中斷。③當(dāng)確定交叉腹桿中單角鋼壓桿斜平面內(nèi)的長細(xì)比時(shí)，計(jì)算長度應(yīng)取節(jié)點(diǎn)中心至交叉點(diǎn)的距離。5.3.3條單層或多層框架等截面柱，在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度應(yīng)等于該層柱的高度乘以計(jì)算長度系數(shù)μ。對(duì)無側(cè)移框架，μ值應(yīng)按附表4.1確定；對(duì)有側(cè)移框架，μ值應(yīng)按附表4.2確定。5.3.4條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(jì)算長度應(yīng)按下列規(guī)定確定：一、單階柱：１．下段柱的計(jì)算長度系數(shù)μ2：當(dāng)柱上端與橫梁鉸接時(shí)，等于按附表4.3（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(dāng)柱上端與橫梁剛接時(shí)，等于按附表4.4（柱上端可移動(dòng)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的單階柱）的數(shù)值乘以表5.3.4的折減系數(shù)。２．上段柱的計(jì)算長度系數(shù)μl，應(yīng)按下式計(jì)算：１．下段柱的計(jì)算長度系數(shù)μ3：當(dāng)柱上端與橫梁鉸接時(shí)，等于按附表4.5（柱上端為自由的雙階柱）的數(shù)值乘以表5.3.4的折減系數(shù)；當(dāng)柱上端與橫梁剛接時(shí)，等于按附表4.6（柱上端可移動(dòng)但不轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)算長度系數(shù)μ1和μ2，應(yīng)按下列公式計(jì)算：式中η1、η2——參數(shù)，按附表4.5或附表4.6中的公式計(jì)算。5.3.5條當(dāng)計(jì)算框架的格構(gòu)式柱和桁架式橫梁的線剛度時(shí)，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條框架柱沿房屋長度方向（在框架平面外）的計(jì)算長度應(yīng)取阻止框架平面外位移的支承點(diǎn)（柱的支座、吊車梁、托架以及支撐和縱梁的固定節(jié)點(diǎn)等）之間的距離。5.3.7條受壓構(gòu)件的長細(xì)比不宜超過表5.3.7的容許值。注：桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當(dāng)其內(nèi)力等于或小于承載能力的50％時(shí)，容許長細(xì)比值可取為200。5.3.8條受拉構(gòu)件的長細(xì)比不宜超過表5.3.8的容許值。注：①承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)中，可僅計(jì)算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長細(xì)比。②在直接或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，計(jì)算單角鋼受拉構(gòu)件的長細(xì)比時(shí)，應(yīng)采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑；在計(jì)算單角鋼交叉受拉桿件平面外的長細(xì)比時(shí)，應(yīng)采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑。③中、重級(jí)工作制吊車桁架下弦桿的長細(xì)比不宜超200。④在設(shè)有夾鉗吊車或剛性料耙吊車的廠房中，支撐（表中第２項(xiàng)除外）的長細(xì)比不宜超過300。⑤受拉構(gòu)件在永久荷載與風(fēng)荷載組合作用下受壓時(shí)，其長細(xì)比不宜超過250。第四節(jié)受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定5.4.1條在受壓構(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：一、軸心受壓構(gòu)件：式中λ——構(gòu)件兩方向長細(xì)比的較大值：當(dāng)λ＜30時(shí)，取λ＝30；當(dāng)λ＞100時(shí)，取λ＝100。二、壓彎構(gòu)件：注：見第4.3.9條的注。5.4.2條在工字形截面的受壓構(gòu)件中，腹板計(jì)算高h(yuǎn)o與其厚度tw之比，應(yīng)符合下列要求：一、軸心受壓構(gòu)件：式中λ