門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)趙風(fēng)華齊永勝編制高福聚審定1廠房結(jié)構(gòu)演示2廠房支撐體系和結(jié)構(gòu)分解3基本情況概述工程應(yīng)用情況

自1996年起，特別是98年以來，我國門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，工程建設(shè)量從過去的每年不到100萬平方米,發(fā)展到目前的每年400～500萬平方米。適用標(biāo)準(zhǔn)和范圍適用標(biāo)準(zhǔn)：中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002,2003年3月1日起施行。適用范圍：主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實(shí)腹式門式剛架、具有輕型屋蓋和輕型外墻、無橋式吊車或有起重量不大于20噸的A1～A5工作級別橋式吊車

或3噸懸掛式起重機(jī)的單層房屋鋼結(jié)構(gòu)。4相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068－2001《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語和符號標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50083－1997《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009－2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011－2001《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017－2003《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50018－2002《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205－2001等5§8.1結(jié)構(gòu)形式和布置結(jié)構(gòu)構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件屋面、保溫梁柱、隅撐、交叉支承墻體等結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)、變形縫、墻梁、支撐6門式剛架的結(jié)構(gòu)構(gòu)造789101112131415161718192021屋面反托板＋采光帶2223一

結(jié)

構(gòu)

形

式

多種多樣，不同的分類方法，可以分成不同的結(jié)構(gòu)體系。（1）根據(jù)構(gòu)件體系分，實(shí)腹式和格構(gòu)式；（2）根據(jù)截面形式分，變截面和等截面的；（3）分單跨、雙跨、多跨、帶挑檐、帶毗屋；搖擺柱的概念：多跨剛架與斜梁鉸接的中間柱（4）單坡或雙坡；（5）與基礎(chǔ)剛接或與基礎(chǔ)鉸接；（6）不帶吊車或帶吊車（Q≤20t單梁或雙梁輕中級吊車，或Q≤3t懸掛吊車）24屋蓋宜采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼檁條；主剛架可采用變截面實(shí)腹剛架；主剛架斜梁下翼緣和剛架柱內(nèi)翼緣的出平面穩(wěn)定性，由與檁條或墻梁相連接的隅撐來保證；主剛架間的交叉支撐可采用張緊的圓鋼；門式剛架輕型房屋可采用隔熱卷材做屋蓋隔熱和保溫層，也可以采用帶隔熱層的板材作屋面；根據(jù)跨度、高度和荷載的不同，門式剛架的梁、柱可采用變截面或等截面實(shí)腹焊接工字形截面或軋制H形鋼截面，設(shè)有橋式吊車時(shí)，柱宜采用等截面構(gòu)件。變截面構(gòu)件通常改變腹板的高度做成楔形；必要時(shí)也可改變腹板厚度。2526272829303132333435二、結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)布置變形縫布置墻梁布置36１.柱網(wǎng)布置門式剛架的跨度宜采用9～36m，以3m為模數(shù)，必要時(shí)也可采用非模數(shù)跨度。門式剛架的間距，即柱網(wǎng)軸線在縱向的距離宜為6m，也可采用7.5m或9m，最大可用12m；跨度較小時(shí)也可用4.5m。門式剛架的高度宜采用4.5～9.0m，必要時(shí)可適當(dāng)加大。在多跨剛架局部抽掉中柱處，可布置托架。山墻處可設(shè)置由斜梁、抗風(fēng)柱和墻架組成的山墻墻架（端部框架），或直接采用門式剛架。挑檐長度可根據(jù)使用要求確定，宜為0.5-1.2m，其上翼緣坡度宜與橫梁坡度相同。

372.變形縫布置門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的縱向溫度區(qū)段長度不大于300m

橫向溫度區(qū)段長度不大于150m。3.墻梁布置門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，在采用壓型鋼板作圍護(hù)面時(shí)墻梁宜布置在剛架柱的外側(cè)，其間距隨墻板板型及規(guī)格而定，但不應(yīng)大于計(jì)算確定的值。門式剛架輕型房屋的外墻，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度、8度時(shí)可采用輕型鋼墻板或非嵌砌砌體當(dāng)抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)，宜采用輕型鋼墻板或與柱柔性連接的輕質(zhì)墻板。384.支撐布置和拉條包括柱間支撐和屋面支撐兩種，布置原則為：每個(gè)溫度區(qū)段應(yīng)當(dāng)設(shè)置能夠獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系；柱間支撐和屋面支撐布置在同一剛架之間；柱子較高時(shí)，柱間支撐要分層；間距一般不超過60m，在30～40m之間；當(dāng)設(shè)置在房屋的第二柱間時(shí)，第一柱間應(yīng)當(dāng)設(shè)置屋面剛性系桿；在剛架轉(zhuǎn)折處（柱頂和屋脊）宜設(shè)置剛性系桿。當(dāng)支撐采用十字交叉圓鋼時(shí)，必須張拉后固定。拉條及斜拉條。對屋面檁條或墻梁起支座作用，減少變形和彎距；屋脊處和墻梁屋檐處應(yīng)當(dāng)設(shè)斜拉條；直拉條和斜拉條一般采用圓鋼，必須拉緊后固定。拉條布置：檁條跨度在4～6m時(shí)，設(shè)一道；大于6m時(shí)，設(shè)兩道。394041拉條的布置←屋面有天窗時(shí)，天窗兩側(cè)檁條間布置斜拉條和直撐桿。構(gòu)造：拉條用圓鋼，φ8～12mm，據(jù)檁距和荷載定；撐桿限制檁條的側(cè)向彎曲，其長細(xì)比按壓桿λ<200。(下頁圖)作用：減小檁條的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，提高檁條承載力。布置：檁條跨度4～6m時(shí)，至少跨中設(shè)一道拉條，L>6m時(shí)，設(shè)兩道?！?243檁條與屋架的連接方式44實(shí)腹式檁條計(jì)算①簡圖

②荷載計(jì)算

對x-x軸qy=qcosα

對y-y軸qx=qsinα

q為線荷載。

屋面均布活荷載的取值：不上人屋面：對壓型鋼板等輕質(zhì)屋面，驗(yàn)算屋面板和檁條時(shí)取0.5kN/m2，驗(yàn)算屋架、剛架等承重結(jié)構(gòu)時(shí)取0.3kN/m2，施工荷載較大時(shí)按實(shí)際情況取。上人屋面：按使用要求確定，但不小于1.5kN/m2。45③

檁條彎矩拉條設(shè)置情況剛度最大主平面的Mx剛度最大主平面的My無拉條

一根拉條兩根拉條46門式剛架的跨度，應(yīng)取橫向剛架柱軸線間的距離；門式剛架的高度，應(yīng)取地坪至柱軸線與斜梁軸線交點(diǎn)的高度，柱的軸線可取通過柱下端(較小端)中心的豎向直線，工業(yè)建筑邊柱的定位軸線宜取柱外皮，斜梁的軸線可取通過變截面梁段最小端中心與斜梁上表面平行的軸線。檐口高度，取地坪至房屋外側(cè)檁條上緣的高度；最大高度，取地坪至屋蓋頂部檁條上緣的高度；房屋的寬度，取房屋側(cè)墻墻梁外皮之間的距離；長度，取兩端山墻墻梁外皮之間的距離?！?.2門剛計(jì)算簡圖的確定47門式剛架的計(jì)算簡圖楔形構(gòu)件雙楔形橫梁48門式剛架結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)當(dāng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB700－88）規(guī)定的Q235和《低合金高強(qiáng)結(jié)鋼》（GB/T1591－94）中規(guī)定的Q345鋼材的條件。主剛架:Q235-A、Q235-B或Q345-A、Q345-B檁條及墻梁:檁條一般采用斜卷邊Z形或C形冷彎型鋼，墻梁為C型鋼，材料為Q235-A或Q345-A即可。支撐系統(tǒng)（包括拉條）:柔性桿采用圓鋼，剛性桿采用角鋼或圓管；材料為Q235-A或Q345-A。吊車梁:宜選用Q235-B或Q345-B維護(hù)系統(tǒng):屋面、墻面采用壓型鋼板輕型板材時(shí)，Q235-A;墻體材料:抗震設(shè)防烈度≤6°時(shí)，外墻可用砌體；7°～8°時(shí)，不宜采用嵌砌砌體；9°時(shí)，應(yīng)采用與柱子柔性連接的輕質(zhì)墻板。49§8.3荷載計(jì)算和荷載組合屋面荷載風(fēng)荷載吊車荷載地震作用荷載組合50一、屋面荷載永久荷載包括屋面板、檁條、支撐、剛架等結(jié)構(gòu)自重及吊頂、管線、天窗、風(fēng)帽等懸掛或建筑設(shè)施荷重。實(shí)腹式檁條的自重標(biāo)準(zhǔn)值可取0.05-0.1kN/m2，而格構(gòu)式檁條的自重標(biāo)準(zhǔn)值可取0.03～0.05kN/m2?？勺兒奢d屋面可變荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載等。屋面活荷載按屋面水平投影面積計(jì)算?？紤]到使用及施工檢修荷載，對房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷載應(yīng)如下考慮：不上人屋面的均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取0.5kN/m2；上人屋面的均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值取2.0kN/m2；設(shè)計(jì)屋面板和檁條時(shí)應(yīng)考慮施工或檢修集中荷載1.0kN；當(dāng)使用及施工荷載較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用。屋面雪荷載、積灰荷載等按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）的規(guī)定采用。荷載效應(yīng)組合時(shí)應(yīng)符合下列原則：（1）屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，應(yīng)取兩者中的較大值；（2）積灰荷載與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時(shí)考慮；（3）施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以外的其它荷載同時(shí)考慮。51二、風(fēng)荷載風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與建筑物所在地區(qū)基本風(fēng)壓、建筑物體型、高度以及建筑地面粗糙度等因素有關(guān)，并且認(rèn)為風(fēng)荷載垂直作用于建筑物表面上，其值可按下式計(jì)算：式中wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/㎡）；w0——基本風(fēng)壓，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2001）的規(guī)定值乘以1.05采用；μz——風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2001）的規(guī)定采用；當(dāng)高度小于10m時(shí)應(yīng)按10m高度處的數(shù)值采用。μs——風(fēng)荷載體型系數(shù)，考慮內(nèi)、外風(fēng)壓最大值的組合，且含陣風(fēng)系數(shù)。對于門式剛架輕型房屋，當(dāng)其屋面坡度α不大于10°、屋面平均高度不大于18m、房屋高寬比不大于1、檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸時(shí)，剛架的風(fēng)荷載體型系數(shù)μs應(yīng)按表8.1確定。52剛架的風(fēng)荷載體型系數(shù)分區(qū)剛架的風(fēng)荷載體型系數(shù)建筑類型分區(qū)端區(qū)中間區(qū)1E2E3E4E5E6El23456封閉式+0.50-1.40-0.80-0.70+0.90-0.30+0.25-1.00-0.65-0.55+0.65-0.15部分封閉式+0.10-1.80-1.20-1.10+l.00-0.20-0.15-1.40-1.05-0.95+0.75-0.05

其它的如檁條和墻梁、屋面板和墻板、山墻墻架構(gòu)件以及挑檐的風(fēng)荷載體型系數(shù)由《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）附錄A確定。

53三、吊車荷載

廠房中的橋式吊車按其工作頻繁程度分為輕級、中級和重級三種工作制。一般用JC表示吊車運(yùn)行時(shí)間在全部生產(chǎn)時(shí)間中所占的百分比。當(dāng)JC≤15%時(shí)為輕級，如用于設(shè)備檢修的吊車；當(dāng)JC≥40%時(shí)為重級，如用于煉鋼、軋鋼等冶金工業(yè)廠房中的吊車；當(dāng)15%<JC<40%時(shí)為中級，如用于機(jī)械加工和裝配車間的吊車等。橋式吊車作用在剛架上的吊車荷載有豎向荷載Dmax、Dmin及橫向水平荷載Tmax兩種。吊車的豎向荷載吊車橫向水平荷載吊車縱向水平荷載

5455吊車豎向荷載吊車豎向荷載Dmax及Dmin是指吊車在滿載運(yùn)行時(shí)可能作用在廠房剛架柱上的最大壓力及最小壓力。隨著橋式吊車大車和小車運(yùn)行位置的不同，吊車和吊車自重在廠房剛架柱中所產(chǎn)生的壓力也不相同。為了確定吊車豎向荷載Dmax及Dmin，首先必須確定小車在大車橋架上的極限位置和大車沿廠房縱向運(yùn)行的最不利位置。隨著載重的小車在大車軌道上位置的不同，作用在吊車梁軌道上的吊車輪壓P亦不相同。當(dāng)載有額定最大起重量的小車開到大車某一側(cè)的極限位置時(shí)，則在該側(cè)每個(gè)大車的輪壓為吊車的最大輪壓Pmax，相應(yīng)地在另一側(cè)的大車輪壓稱為最小輪壓Pmin。Pmax和Pmin系大車的極限輪壓值，且兩者同時(shí)作用在剛架上，如圖8.6所示。Pmax可根據(jù)吊車型號、規(guī)格等查閱產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊。同時(shí)還可查到大車輪距K、吊車橋架寬度B、小車重g及大車重G。對于四輪吊車：

式中G——大車自重標(biāo)準(zhǔn)值；g——小車自重標(biāo)準(zhǔn)值；Q——吊車額定最大起重量標(biāo)準(zhǔn)值。G、g、Q均應(yīng)按重力單位（kN）計(jì)算。56吊車的最不利位置吊車荷載是移動(dòng)的，當(dāng)?shù)踯囋诘踯嚵荷涎貜S房縱向前后運(yùn)行時(shí)，吊車梁傳至柱中的豎向荷載亦隨吊車位置的不同而變化。為了求出Pmax和Pmin通過吊車梁作用在剛架柱上的最大豎向荷載Dmax和最小豎向荷載Dmin，則需要確定吊車運(yùn)行時(shí)的最不利位置。設(shè)計(jì)時(shí)，一般考慮兩臺吊車并行。如圖8.7所示，由計(jì)算單元內(nèi)剛架柱所支承的相鄰兩柱間的吊車梁的反力即為吊車梁作用在剛架柱上的最大豎向荷載Dmax和最小豎向荷載Dmin。由結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線可知，兩臺并行吊車，當(dāng)其中一臺的一個(gè)最大輪壓P1max（Plmax≥P2max）作用在剛架柱軸線處，而另一臺與它緊靠并行時(shí)，即為兩臺吊車的最不利輪壓位置。由于吊車輪壓Pmax和Pmin同時(shí)出現(xiàn)，且分別作用在左右兩側(cè)的吊車梁上，當(dāng)一側(cè)柱由Pmax產(chǎn)生最大豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Dmaxk時(shí)，另一側(cè)柱則相應(yīng)地由Pmin產(chǎn)生最小豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Dmink，根據(jù)影響線原理，吊車豎向荷載的設(shè)計(jì)值Dmax和Dmin可按下式計(jì)算：5758當(dāng)兩臺吊車不同時(shí)(8.3)

式中P1max，P2max——吊車1和吊車2最大輪壓的標(biāo)準(zhǔn)值，且P1max>P2max；P1min，P2min——吊車1和吊車2最小輪壓的標(biāo)準(zhǔn)值，且P1min>P2min；

y1、y2和y3、y4一一與吊車1和吊車2的輪子相對應(yīng)的支座反力影響線上的豎標(biāo)，可

按圖8.7的幾何關(guān)系求得；Q

一一吊車荷載的分項(xiàng)系數(shù)，Q=1.4。當(dāng)兩臺吊車相同時(shí)(8.4)式中，，各輪子下影響線豎標(biāo)的總和。

當(dāng)廠房某跨內(nèi)，近期及遠(yuǎn)期均肯定只設(shè)一臺吊車時(shí)，該跨可按一臺吊車考慮。此時(shí)，各輪子下影響線豎標(biāo)的總和。

59吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載Tmax是指載有額定最大起重量的小車在左右行駛中突然剎車時(shí)，由于吊車Q和小車g的慣性力而在廠房剛架柱上所作用的橫向水平制動(dòng)力。它通過小車制動(dòng)輪與橋架軌道之間的摩擦力傳至大車，然后由大車輪通過吊車軌道傳至吊車梁，最后再由吊車梁與柱的連接鋼板傳給剛架柱。因此吊車橫向水平荷載Tmax對剛架柱的作用位置是在吊車梁頂面。吊車橫向水平制動(dòng)力本應(yīng)按兩側(cè)柱子的剛度大小分配。但在設(shè)計(jì)中，為簡化計(jì)算，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》允許近似地平均分配給兩側(cè)剛架柱，如圖所示。對于各類四輪橋式吊車，當(dāng)其小車滿載運(yùn)行中突然剎車時(shí)，在大車每一個(gè)輪子上所產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)值為：（8.5）式中Q——吊車額定最大起重量的標(biāo)準(zhǔn)值（t）；g——小車自重的標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；α——橫向水平制動(dòng)系數(shù)，對于軟鉤吊車：當(dāng)Q≤10t時(shí)，α=0.12；當(dāng)Q=16~50t時(shí)，α=0.10；當(dāng)Q≥75t時(shí)，α=0.08；對于硬鉤吊車，α=0.20。60吊車橫向水平制動(dòng)力及橫向水平荷載

61

每個(gè)大車車輪傳給吊車軌道的橫向水平制動(dòng)力T確定后，即可按計(jì)算吊車豎向荷載Dmax和Dmin的方法，計(jì)算作用在剛架柱上的吊車橫向水平荷載的設(shè)計(jì)值為：當(dāng)兩臺吊車不同時(shí)

（8.6）式中T1、T2——吊車1和吊車2橫向水平制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)值，且T1>T2；當(dāng)兩臺吊車相同時(shí)

（8.7）

（8.8）（8.9）式中T——吊車每個(gè)輪子水平制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)值。

62吊車縱向水平荷載TL是指當(dāng)?shù)踯嚕ù筌嚕┭貜S房縱向運(yùn)行中突然剎車時(shí)，由吊車自重和吊重的慣性力在廠房縱向剛架柱上所產(chǎn)生的水平制動(dòng)力。它是通過吊車每側(cè)的制動(dòng)輪傳至兩側(cè)吊車軌道，然后再由吊車梁傳給縱向柱列或柱間支撐，如上圖所示。63吊車縱向水平荷載每臺吊車縱向水平制動(dòng)力的設(shè)計(jì)值為：

（8.10）式中Pmax——吊車最大輪壓（kN）；

n——吊車每側(cè)制動(dòng)輪數(shù)，對于一般的四輪吊車，n=1。計(jì)算作用在縱向剛架上的吊車縱向水平制動(dòng)力時(shí)，無論是單跨還是多跨廠房，最多只考慮兩臺吊車同時(shí)剎車。當(dāng)無柱間支撐時(shí)，吊車縱向水平制動(dòng)力TL由同一伸縮縫區(qū)段內(nèi)的所有縱向剛架柱共同承擔(dān)，且按各柱沿廠房縱向抗側(cè)剛度的大小進(jìn)行分配。當(dāng)有柱間支撐時(shí)，則假定全部縱向水平荷載均由柱間支撐承擔(dān)。計(jì)算吊車水平荷載時(shí)，不論是橫向剎車力還是縱向剎車力，最多只考慮兩臺吊車同時(shí)剎車。當(dāng)縱向柱列少于7根時(shí)，應(yīng)計(jì)算縱向水平制動(dòng)力。懸掛吊車、手動(dòng)吊車、電動(dòng)葫蘆可不考慮水平荷載。多臺吊車的組合應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）的規(guī)定。64四、地震作用地震作用應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2001）的規(guī)定計(jì)算，同時(shí)要注意風(fēng)荷載不與地震作用同時(shí)考慮。地震作用效應(yīng)可采用底部剪力法分析確定，抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)的阻尼比可取0.05。65五、荷載組合門式剛架承受的荷載一般應(yīng)考慮以下幾種組合：1．當(dāng)不考慮地震作用時(shí)，其荷載組合可如下考慮：1）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值；3）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；4）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值；5）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×0.85×（屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值十風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）；6）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×0.85×（屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值十吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值）；7）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×0.85×（風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值十吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值）；8）1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×0.85×（屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值十風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值十吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值）。上述（3）項(xiàng)組合主要用于計(jì)算最小軸力Nmin及相應(yīng)彎矩M和剪力V；（6）項(xiàng)組合主要用于計(jì)算最大軸力Nmax及相應(yīng)彎矩M和剪力V；（7）、（8）項(xiàng)組合主要用于計(jì)算彎矩絕對值最大∣M∣max及相應(yīng)軸力N和彎矩M。662.當(dāng)考慮地震作用時(shí)，其荷載組合可如下考慮:（1）計(jì)算剛架地震作用及自振特性時(shí)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值十0.5×屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值十吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值（2）當(dāng)考慮地震作用組合的內(nèi)力時(shí)1.2×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值十1.4×（0.5×屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值十吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值）

+1.3×地震作用標(biāo)準(zhǔn)值一般對輕型屋面的剛架，當(dāng)?shù)卣鹪O(shè)防烈度為7度而相應(yīng)風(fēng)荷載大于0.35kN/㎡（標(biāo)準(zhǔn)值）或?yàn)?度（Ⅰ、Ⅱ類場地上）而風(fēng)荷載大于0.45kN/㎡時(shí)，地震作用組合不起控制作用，可只進(jìn)行基本組合計(jì)算。67§8.4門式剛架的作用效應(yīng)計(jì)算剛架的內(nèi)力計(jì)算控制截面及最不利內(nèi)力組合變截面剛架的側(cè)移計(jì)算68一、剛架的內(nèi)力計(jì)算變截面

對構(gòu)件為變截面的門式剛架，應(yīng)采用彈性分析方法確定各種內(nèi)力，進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)宜按平面結(jié)構(gòu)考慮，一般不考慮應(yīng)力蒙皮效應(yīng)。當(dāng)有必要且有條件時(shí)，可考慮屋面板的蒙皮效應(yīng)。

蒙皮效應(yīng)是將屋面板視為沿房屋全長伸展的深梁，可用來承受平面內(nèi)荷載。面板可視為平面內(nèi)橫向剪切的腹板，其邊緣構(gòu)件可視為承受軸向力的翼緣?？紤]屋面板的蒙皮效應(yīng)可提高結(jié)構(gòu)的剛度和承載力，但目前還難以利用，只能當(dāng)作潛力。變截面門式剛架的內(nèi)力分析可按一般結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或利用靜力計(jì)算公式、圖表進(jìn)行；也可采用有限元法（直接剛度法）計(jì)算。計(jì)算時(shí)宜將構(gòu)件分為若干段，每段的幾何特征可視為常量；也可采用楔形單元。楔形單元先轉(zhuǎn)換為等效等截面計(jì)算，然后再恢復(fù)為變截面。等截面

對構(gòu)件為等截面的門式剛架，當(dāng)采用彈性分析方法確定內(nèi)力時(shí)，可參考上述方法進(jìn)行。當(dāng)采用塑性分析方法確定內(nèi)力時(shí)，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500017-2003）的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。69二、控制截面及最不利內(nèi)力組合對于剛架橫梁，其控制截面一般為每跨的兩端支座截面和跨中截面。

梁支座截面最不利內(nèi)力有：最大負(fù)彎矩（-Mmax）組合、最大剪力（Vmax）組合以及可能出現(xiàn)的最大正彎矩（+Mmax）組合。

梁跨中截面最不利內(nèi)力有：最大正彎矩（+Mmax）組合及可能出現(xiàn)的最大負(fù)彎矩（-Mmax）組合對于剛架柱，由彎矩圖可知，彎矩最大值一般發(fā)生在上下兩個(gè)柱端，而剪力和軸力在柱子中通常保持不變或變化很小。剛架柱的控制截面為柱底、柱頂和柱階形變截面處。最不利內(nèi)力組合應(yīng)按梁、柱控制截面分別進(jìn)行，一般可選：柱底、柱頂、柱階形變截面處及梁端、梁跨中等截面進(jìn)行組合和截面的驗(yàn)算。70計(jì)算剛架梁控制截面的內(nèi)力組合時(shí)一般應(yīng)計(jì)算以下三種最不利內(nèi)力組合：①M(fèi)max及相應(yīng)的V；②Mmin（即負(fù)彎矩最大）及相應(yīng)的V；③Vmax及相應(yīng)的M。剛架梁中內(nèi)力符號：彎矩以使梁的下部受拉者為正，反之為負(fù)；

剪力以繞桿端順時(shí)針轉(zhuǎn)者為正，反之為負(fù)。計(jì)算剛架柱控制截面的內(nèi)力組合時(shí)一般應(yīng)計(jì)算以下四種最不利內(nèi)力組合：①

Nmax及相應(yīng)的M、V；②

Nmin及相應(yīng)的M、V；③

Mmax及相應(yīng)的N、V；④

Mmin（即負(fù)彎矩最大）及相應(yīng)的N、V。剛架柱中內(nèi)力符號：彎矩以柱左邊受拉者為正，反之為負(fù)；

軸力以受壓為正，反之為負(fù)。

71三、變截面剛架的側(cè)移計(jì)算

變截面門式剛架的柱頂側(cè)移應(yīng)采用彈性分析方法確定。

單跨剛架兩跨剛架當(dāng)中間柱與橫梁剛性連接時(shí)剛架的變形限制721.單跨剛架

當(dāng)單跨變截面剛架斜梁上緣坡度不大于1:5時(shí)，在柱頂水平力作用下的側(cè)移u，可按下列公式估算：柱腳鉸接剛架

（8.11）柱腳剛接剛架

（8.12）其中

（8.13）式中，h，L——分別為剛架柱高度和剛架跨度。當(dāng)坡度大于1:10時(shí)，L應(yīng)取橫梁沿坡折線的總長度2s（圖8.4）。

——?jiǎng)偧苤c剛架梁的線剛度比值。Ic，Ib——分別為柱和橫梁的平均慣性矩，且可按下列公式計(jì)算：楔形構(gòu)件

（8.14）雙楔形橫梁

（8.15）H——?jiǎng)偧苤數(shù)刃搅?，可按下列公式?jì)算：

73楔形構(gòu)件

雙楔形橫梁

式中，

Ico、Ic1——分別為柱小頭和大頭的慣性矩；Ib0、Ib1、Ib2——分別為楔形橫梁最小截面、檐口和跨中截面的慣性矩；

β——楔形橫梁長度比值；74當(dāng)剛架承受沿柱高度均布的水平風(fēng)荷載作用時(shí)，柱頂?shù)刃搅可取為：柱腳鉸接剛架H=0.67W柱腳剛接剛架H=0.45W式中W——均布風(fēng)荷載的總值，W=（w1+w4）hw1，w4——分別為剛架兩側(cè)承受的沿柱高度均布的水平風(fēng)荷載（kN/m）。

75當(dāng)剛架承受吊車水平荷載Pc作用時(shí)（圖8.11），柱頂?shù)刃搅可取為：柱腳鉸接剛架H=1.15yPc

（8.16）柱腳剛接剛架H=yPc

（8.17）式中y——吊車水平荷載Pc作用高度與柱高度之比（圖8.11）。762.兩跨剛架

中間柱為搖擺柱的兩跨剛架，柱頂側(cè)移可采用式（8.11）或式（8.12）計(jì)算，但式（8.13）中的L應(yīng)以2s代替，s為單坡面長度。柱腳鉸接剛架

（8.11）柱腳剛接剛架

（8.12）其中

（8.13）773.當(dāng)中間柱與橫梁剛性連接時(shí)

當(dāng)中間柱與橫梁剛性連接時(shí)，可將多跨剛架視為多個(gè)單跨剛架的組合體（每個(gè)中間柱分為兩半，慣性矩各為I/2），按下列公式計(jì)算整個(gè)剛架在柱頂水平荷載作用下的側(cè)移：（8.21）

（8.22）

（8.23）

（8.24）式中ΣKi——柱腳鉸接時(shí)各單跨剛架的側(cè)向剛度之和；hi

——所計(jì)算跨兩柱的平均高度；

78li

——與所計(jì)算柱相連接的單跨剛架梁的長度；Iei——兩柱慣性矩不相同時(shí)的等效慣性矩；Il，Ir——分別為左、右兩柱的慣性矩；Ibi——與所計(jì)算柱相連接的單跨剛架梁的慣性矩；ξti——所計(jì)算柱與相連接的單跨剛架梁的線剛度比值794.剛架變形的規(guī)定《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）關(guān)于剛架變形的規(guī)定如下：

計(jì)算鋼架變形時(shí)，可不考慮螺栓孔引起的截面削弱。單層門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的剛架柱頂位移設(shè)計(jì)值，不應(yīng)大于規(guī)程表3.4.2－1規(guī)定的限值。受彎構(gòu)件的撓度與其跨度的比值，不應(yīng)大于規(guī)程表3.4.2－2規(guī)定的限值。構(gòu)件長細(xì)比應(yīng)符合下列規(guī)定：受壓構(gòu)件的長細(xì)比，不宜大于規(guī)程表3.5.2－1規(guī)定的限值。受拉構(gòu)件的長細(xì)比，不宜大于規(guī)程表3.5.2－2規(guī)定的限值。

80規(guī)程表3.4.2－1剛架柱頂位移（設(shè)計(jì)值）的限值

注：表中h為剛架柱高度。

吊車情況其它情況柱頂位移限值不設(shè)吊車當(dāng)為輕型墻板時(shí)當(dāng)為砌體墻時(shí)

h/60

h/100設(shè)有橋式吊車當(dāng)?shù)踯囉旭{駛室時(shí)當(dāng)?shù)踯囉傻孛娌僮鲿r(shí)

h/400

h/18081規(guī)程表3.4.2－2受彎構(gòu)件的撓度與跨度比限值注：1表中L為構(gòu)件跨度。2對懸臂梁，按懸伸長度的2倍計(jì)算受彎構(gòu)件的跨度。構(gòu)件類別撓度限值豎向撓度門式剛架斜梁只有壓型鋼板屋面和冷彎型鋼檁條有吊頂有吊頂且抹灰1/1801/2401/400檁條只有壓型鋼板屋面有吊頂1/1501/240壓型鋼板屋面板1/150水平撓度墻板1/100墻梁僅支承壓型鋼板墻支承砌體墻1/1001/180且≤50mm82規(guī)程表3.5.2-1受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比限值規(guī)程表3.5.2-2受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比限值構(gòu)件類別長細(xì)比限值主要構(gòu)件180其它構(gòu)件及支撐220構(gòu)件類別承受靜態(tài)荷載或間接承受動(dòng)態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)直接承受動(dòng)態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)桁架構(gòu)件350250吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐300—其它支撐（不包括張緊的圓鋼支撐）400—注：1.對承受靜態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)，可僅計(jì)算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長細(xì)比。2.對直接或間接承受動(dòng)態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)，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.在永久荷載與風(fēng)荷載組合作用下受壓的構(gòu)件，其長細(xì)比不宜大于250。

83§8.5門式剛架構(gòu)件的截面驗(yàn)算有效截面的概念板件的最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)度利用剛架構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算和加勁肋的設(shè)置剛架柱的驗(yàn)算剛架梁和隅撐設(shè)計(jì)84一、有效截面的概念輕型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論，主要是建立在利用板件的屈曲后強(qiáng)度的基礎(chǔ)之上的。試驗(yàn)表明，板件（尤其是寬厚比大的板件）在達(dá)到其彈性臨界應(yīng)力σcr后還可以繼續(xù)加載，而且沿板件寬度方向壓應(yīng)力呈馬鞍形分布，直到板件邊緣應(yīng)力達(dá)到屈服極限fy（圖8.14）而喪失承載能力。為了利用板件的屈曲后強(qiáng)度，引進(jìn)板件的有效寬度bef的概念：

很明顯，其物理意義是用bef和fy通過靜力等效的原則來刻畫板件的承載能力。顯然，有效寬度作為板件的承載能力的標(biāo)志，與板件的約束條件（圖8.15）和端部作用應(yīng)力及其分布方式（圖8.16）有關(guān)。

85板件支承條件圖

—兩邊支承板件；—一邊支承、一邊卷邊；—一邊支承、一邊自由端部應(yīng)力分布方式

a）均勻受壓；b）非均勻受壓

861.兩邊支承板件的有效寬度計(jì)算

均勻受壓（8.26）式中b、t——板件的寬度、厚度；σ、E——板件的作用應(yīng)力（按毛截面計(jì)算）、彈性模量非均勻受壓

（8.27）

（8.28）（8.29）

式中

σμ——板件的極限強(qiáng)度；σmax——板件承受的最大壓應(yīng)力（按毛截面計(jì)算）；σmin——與最大壓應(yīng)力相對的板件另一邊緣處的應(yīng)力（按毛截面計(jì)算），壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)。

872.一邊支承、一邊卷邊的均勻受壓板件

有效寬度計(jì)算

（8.30）

另外，卷邊的最小寬厚比a/t應(yīng)按表8.6控制（其中b/t是截面的寬厚比），以保證其作為邊加勁肋的必備剛度。同時(shí)其寬厚比亦不宜超過12，以保證其具有足夠的抗局部屈曲的能力。

卷邊的最小寬厚比a/t

b/t15202530354045505560a/t5.46.37.28.08.59.09.510.010.511.088對于一邊支承、一邊卷邊的非均勻受壓板件和一邊支承、一邊自由的（均勻與非均勻）受壓板件，通常不進(jìn)行有效寬度計(jì)算，而以容許寬厚比加以限制式中ξ——系數(shù)，與α=（σmax-σmin）/σmax有關(guān)，見下表8.7。如果α>2.0，ξ取α=2.0的值。

以上關(guān)于有效寬厚比bef/t的計(jì)算公式，大部分均已制成使用更方便的表格，詳見《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018-2002）。89ξ值表（N/mm2）

α一邊支承一邊卷邊σmax在支承邊一邊支承一邊卷邊σmax在卷邊邊一邊支承一邊自由σmax在支承邊一邊支承一邊自由σmax在自由邊0.0——550.21714760.43416860.653171170.870181581.096202381.2118303691.41403847101.61664550111.81894652122.0200475413

903.對于圓管，當(dāng)外徑d與壁厚t滿足下列要求時(shí)，

可認(rèn)為截面全部有效

（8.32）

按以上公式確定組成截面的各板件的有效寬度后，組合各板件的有效寬度范圍內(nèi)的截面部分就得到有效截面。下圖所示的陰影部分的總和就是截面的有效截面。在確定有效截面時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：1）受拉板件全截面有效。2）對于一邊支承、一邊卷邊的非均勻受壓板件以及一邊支承、一邊自由的（均勻與非均勻）受壓板件，通常盡量選擇尺寸不超過容許寬厚比，以使全截面有效。如果因某種原因，無法調(diào)整尺寸滿足容許寬厚比，則對于一邊支承、一邊自由的均勻受壓板件由《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018-2002）可確定其有效寬厚比；而對于一邊支承、一邊卷邊的非均勻受壓板件可近似地當(dāng)作壓應(yīng)力為σmax的均勻受壓板件確定其有效寬厚比。

91有效截面92二、板件的最大寬厚比

和屈服后強(qiáng)度利用板件最大寬厚比限值

工字形截面構(gòu)件受壓翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比：（8.33）工字形截面構(gòu)件腹板的計(jì)算高度h0與其厚度tw之比：

（8.34）板件屈曲后強(qiáng)度的利用工字形截面構(gòu)件腹板的受剪板幅，當(dāng)腹板高度變化不超過60mm/m時(shí)可考慮屈曲后強(qiáng)度，其抗剪承載力設(shè)計(jì)值Vd應(yīng)按下列公式計(jì)算：（8.35）

93式中

fV

——鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；hw

——腹板高度，對楔形腹板取板幅平均高度；λw——與板件受剪有關(guān)的參數(shù)；fV’——腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（8.37）（8.38）

式中

kτ——受剪板件的凸曲系數(shù)，當(dāng)不設(shè)橫向加勁肋時(shí)取kτ=5.34，

a——加勁肋間距，當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時(shí)，橫向加勁肋間距a宜取hw~2hw。（8.36）94腹板的有效寬度取值當(dāng)工字形截面構(gòu)件腹板受彎及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按有效寬度計(jì)算截面特性。腹板有效寬度he的計(jì)算如下：截面全部受壓時(shí)

he=ρhw

（8.40）

截面部分受拉時(shí)，受拉區(qū)全部有效，受壓區(qū)有效寬度為he=ρhc

（8.41）式中hw為腹板高度，tw為腹板厚度。hc為腹板受壓區(qū)寬度；ρ為有效寬度系數(shù)，由下式確定95（8.42）

（8.43）（8.44）

（8.45）式中β——截面邊緣正應(yīng)力比值（圖8.18），-1≤β≤1；kσ——桿件在正應(yīng)力作用下的凸曲系數(shù)。

當(dāng)板邊最大應(yīng)力σmax<f時(shí)，計(jì)算λp可用γRσmax代替式（8.43）中的fy。γR為抗力分項(xiàng)系數(shù)，對Q235鋼和Q345鋼，γR=1.1。組成有效寬度的兩部分在截面上是不等長的，依應(yīng)力狀態(tài)，兩部分的長度he1和he2由下式確定（上頁圖）96當(dāng)截面全部受壓，即β>0時(shí)

（8.46）

（8.47）當(dāng)截面部分受拉，即β<0時(shí)

（8.48）

（8.49）

97三、剛架構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算和加勁肋的設(shè)置1.工字形截面受彎構(gòu)件

工字形截面受彎構(gòu)件在剪力V和彎矩M共同作用下的強(qiáng)度，應(yīng)符合下列要求：

（8.50）

當(dāng)截面為雙軸對稱時(shí)

（8.51）式中Mf——兩翼緣所承擔(dān)的彎矩；We——構(gòu)件有效截面最大受壓纖維的截面模量；Me——構(gòu)件有效截面所承擔(dān)的彎矩，Me=Wef；Af

——構(gòu)件翼緣的截面面積；Vd——腹板抗剪承載力設(shè)計(jì)值，按式（8.35）計(jì)算。982.工字形截面壓彎構(gòu)件

工字形截面壓彎構(gòu)件有剪力V、彎矩M和軸壓力N共同作用下的強(qiáng)度，應(yīng)符合下列要求：（8.52）當(dāng)截面為雙軸對稱時(shí)（8.53）式中Ae——構(gòu)件有效截面面積；——兼承壓力N時(shí)兩翼緣所能承受的彎矩。993.梁腹板加勁肋的設(shè)置梁腹板應(yīng)在與中柱連接處，較大集中荷載作用處和翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋。梁腹板利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，其中間加勁肋除承受集中荷載和翼緣轉(zhuǎn)折產(chǎn)生的壓力外，還應(yīng)承受拉力場產(chǎn)生的壓力。該壓力應(yīng)按下列公式計(jì)算：

（8.54）

（8.55）式中Ns——拉力場產(chǎn)生的壓力；τcr——利用拉力場時(shí)腹板的屈曲剪應(yīng)力；λw——參數(shù)，按式（8.37）計(jì)算。當(dāng)驗(yàn)算加勁肋穩(wěn)定性時(shí)，其截面應(yīng)包括每側(cè)15寬度范圍內(nèi)的腹板面積，計(jì)算長度取hw。100四、剛架柱的驗(yàn)算1.抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算（8.35）2.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算（8.50）（8.52）3.變截面柱在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定性計(jì)算1).變截面柱在剛架平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算公式2).計(jì)算長度的確定4.變截面柱在剛架平面外的穩(wěn)定性計(jì)算1013.變截面柱在剛架平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算公式:

（8.56）

（8.57）式中N0——小頭的軸向壓力設(shè)計(jì)值。M1——大頭的彎矩設(shè)計(jì)值。當(dāng)柱的最大彎矩不出現(xiàn)在大頭時(shí)，M1應(yīng)取最大彎矩。Ae0——小頭的有效截面面積。We1——大頭有效截面最大受壓纖維的截面模量。當(dāng)柱的最大彎矩不出現(xiàn)在大頭時(shí)，We1應(yīng)取最大彎矩所在截面的有效截面模量?！獏?shù)，計(jì)算λ時(shí)回轉(zhuǎn)半徑i0以小頭為準(zhǔn)。βmx——等效彎矩系數(shù)。有側(cè)移剛架柱的等效彎矩系數(shù)βmx取1.0。

x

——桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，楔形柱可按下列方法確定構(gòu)件的計(jì)算長度后，由現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017－2003）查得，計(jì)算長細(xì)比時(shí)取小頭的回轉(zhuǎn)半徑。

1021)計(jì)算長度的確定:

截面高度呈線性變化的柱，在剛架平面的計(jì)算長度應(yīng)取為為柱高，為計(jì)算長度系數(shù)?？捎扇N方法確定，即：查表法一階分析法二階分析法下列是查表法，其余見《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）第6.1.2條。查表法適用于手算，且用于柱腳鉸接的剛架。

103柱腳鉸接單跨剛架楔形柱的柱的線剛度K1和梁的線剛度K2，應(yīng)分別按下列公式計(jì)算：

K2/K10.10.20.30.50.751.02.0≥10.00.010.4280.3680.3490.3310.3200.3180.3150.3100.020.6000.5020.4700.4400.4280.4200.4110.4040.030.7290.5990.5580.5200.5010.4920.4830.4730.050.9310.7560.6940.6440.6180.6060.5890.5800.071.0750.8730.8010.7420.7110.6970.6720.6500.101.2521.0270.9350.8570.8170.8010.7900.7390.151.5181.2351.1091.0210.9650.9380.8950.8720.201.7451.3951.2541.1401.0801.0451.0000.969104表中和式中Ico、Ic1——分別為柱小頭和大頭的截面慣性矩；s——半跨斜梁長度；——斜梁換算長度系數(shù)，由《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄D圖D.0.2（a）~（e）的曲線查得。當(dāng)梁為等截面時(shí)，=1。Ib0——梁最小截面慣性矩；105多跨剛架的中間柱為搖擺柱時(shí)，

邊柱計(jì)算長度

106式中

——計(jì)算長度系數(shù)，

——放大系數(shù)；P1i——搖擺柱承受的荷載；Pfi——邊柱承受的荷載；h1i——搖擺柱高度；hfi——?jiǎng)偧苓呏叨取?/p>

搖擺柱的計(jì)算長度系數(shù)取1.0。上述公式中，系數(shù)適用于屋面坡度不大于1:5的情況，超過此值時(shí)應(yīng)考慮橫梁軸向力對柱剛度的不利影響。

對于帶毗屋的剛架，可近似地將毗屋柱視為搖擺柱，此時(shí)主剛架柱的系數(shù)查表得，并應(yīng)乘以按公式（8.61）計(jì)算的系數(shù)。計(jì)算時(shí)，P1為毗屋柱承受的豎向荷載，Pf為主剛架柱承受的荷載。1074.變截面柱在剛架平面外的穩(wěn)定計(jì)算

變截面柱在剛架平面外的穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

式中N0——所計(jì)算構(gòu)件段小頭截面的軸壓力。M1——所計(jì)算構(gòu)件段大頭截面的彎矩。y——軸心受壓構(gòu)件彎矩作用平面外的穩(wěn)定系數(shù)，以小頭為準(zhǔn)。按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017－2003的規(guī)定采用，計(jì)算長度取縱向柱間支撐點(diǎn)間的距離。若各段線剛度差別較大，確定計(jì)算長度時(shí)可考慮各段間的相互約束。by——均勻彎曲楔形受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，雙軸對稱的工字形截面桿件按式（8.65）計(jì)算。

t——等效彎矩系數(shù)；對一端彎矩為0的區(qū)段，對兩端彎曲應(yīng)力基本相等的區(qū)段，——在剛架平面內(nèi)以小關(guān)為準(zhǔn)的柱的參數(shù)。108（8.65）

（8.66）

（8.67）

（8.68）式中A0、h0、Wx0、t0——分別為構(gòu)件小頭的截面面積、截面高度、截面模量、受壓翼緣厚度；Af

——受壓翼緣截面面積；iy0——受壓翼緣與受壓區(qū)腹板1/3高度組成的截面繞y軸的回轉(zhuǎn)半徑；——構(gòu)件的楔率，=（d1/d0）-1.0，且不大于0.268l/d0及6.0；

d1、d0——分別為構(gòu)件的小頭截面高度和大頭截面高度；

l——楔形構(gòu)件計(jì)算區(qū)段的平面外計(jì)算長度，取支撐點(diǎn)間的距離。

當(dāng)兩翼緣截面不相等時(shí)，在式（8.65）中應(yīng)參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017）公式（附B-1）加上截面不對稱影響系數(shù)b項(xiàng)。當(dāng)按式（8.65）算得的值大于0.6時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017）的規(guī)定查出相應(yīng)的代替b值。

109五、剛架梁和隅撐設(shè)計(jì)剛架梁抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算（8.35）剛架梁抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算（8.50）（8.52）剛架梁的穩(wěn)定性計(jì)算實(shí)腹式剛架斜梁在平面內(nèi)可按壓彎構(gòu)件計(jì)算強(qiáng)度，在平面外應(yīng)按壓彎構(gòu)件計(jì)算穩(wěn)定。剛架斜梁的出平面計(jì)算長度，應(yīng)取側(cè)向支承點(diǎn)間的距離；當(dāng)斜梁兩翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離不等時(shí)，應(yīng)取最大受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離。當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時(shí)，必須在受壓翼緣側(cè)面布置隅撐作為斜梁的側(cè)向支承，隅撐的另一端連接在檁條上。隅撐設(shè)計(jì)110隅撐設(shè)計(jì)：當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時(shí)，必須在受壓翼緣側(cè)面布置隅撐作為斜梁的側(cè)向支承，隅撐的另一端連接在檁條上。斜梁不需計(jì)算整體穩(wěn)定性的側(cè)向支承點(diǎn)間最大長度，可取斜梁受壓翼緣寬度的16倍。隅撐應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。軸心力N可按下列公式計(jì)算：（8.69）當(dāng)隅撐成對布置時(shí)，每根隅撐的計(jì)算軸壓力可取按公式（8.69）計(jì)算值之半。隅撐宜采用單角鋼制作。隅撐可連接在剛架構(gòu)件下（內(nèi)）翼緣附近的腹板上（隅撐圖1），距翼緣不大于100mm處，也可連接在下（內(nèi)）翼緣上（隅撐圖2）。在檐口位置，剛架斜梁柱內(nèi)翼緣交接點(diǎn)附近的檁條和墻梁處，應(yīng)各設(shè)置一道隅撐。在斜梁下翼緣受壓區(qū)應(yīng)設(shè)置隅撐，其間距不得大于相應(yīng)受壓翼緣寬度的16倍。如斜梁下翼緣受壓區(qū)因故不設(shè)置隅撐，則必須采取保證剛架穩(wěn)定的可靠措施。

111隅撐連接（1）112隅撐連接（2）113§8.6門式剛架的連接和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)焊縫連接剛架梁與柱連接及剛架梁連接梁柱節(jié)點(diǎn)域柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)牛腿屋面：屋脊、檐口、拉條墻體：墻梁、門窗1141.焊縫連接

當(dāng)被連接板的最小厚度大于4mm時(shí)，其對接焊縫、角焊縫和部分熔透對接焊縫的強(qiáng)度，應(yīng)分別按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）的規(guī)定計(jì)算。當(dāng)最小厚度不大于4mm時(shí)，正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)f取1.0。腹板厚度不大于4mm的T形連接，可采用雙面斷續(xù)角焊縫、高頻焊接或其它可靠方法。

當(dāng)連接板件的最小厚度不大于4mm時(shí)，喇叭形焊縫的抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算：（8.70）式中N——通過焊縫形心的軸心拉力或軸心壓力；t——被連接板件的最小厚度；lw——焊縫的有效長度；f、——被連接板件鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及折算系數(shù)，

N作用線垂直于焊縫軸線方向時(shí)，取=0.8；N作用線平行于焊縫軸線方向時(shí)，取=0.7。

115當(dāng)連接板的最小厚度大于4mm時(shí)，單邊喇叭形焊縫抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算：

（8.71）式中

hf——焊縫的焊角尺寸，如圖所示；——角焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及其折減系數(shù)，N作用線垂直于焊縫軸線方向時(shí)，取=0.75；N作用線平行于焊縫軸線方向時(shí)，取=0.7。單邊喇叭形焊縫的焊角尺寸hf不得小于被連接板件的厚度。在組合結(jié)構(gòu)中，組合件的喇形焊縫可采用斷續(xù)焊縫，但其長度不得小于8t和40mm，斷續(xù)焊縫間的凈距不得大于15t（受壓構(gòu)件）或30t（受拉構(gòu)件），t為焊件的最小厚度。

1162.剛架梁與柱連接及剛架梁連接門式剛架梁與柱的連接，可采用三種形式:端板豎放（圖a）、端板平放（圖b）和端板斜放（圖c）。剛架拼接時(shí)宜使端板與構(gòu)件外邊緣垂直（圖d），端板連接應(yīng)按所受最大內(nèi)力設(shè)計(jì)。當(dāng)內(nèi)力較小時(shí)，應(yīng)按能夠承受不小于較小被連接截面承載力的一半設(shè)計(jì)。

117118主剛架構(gòu)件的連接應(yīng)按采用高強(qiáng)度螺栓；吊車梁與制動(dòng)梁的連接宜采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型。吊車梁與剛架的連接處宜設(shè)長圓孔。高強(qiáng)度螺栓直徑可根據(jù)需要選用，通常采用M16~M24螺栓。檁條和墻梁與剛架斜梁和柱的連接通常采用M12普通螺栓。端板連接的螺栓應(yīng)成對地對稱布置。在受拉翼緣和受壓翼緣的內(nèi)外兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置，并宜使每個(gè)翼緣的螺栓群中心與翼緣的中心重合或接近，為此應(yīng)采用將端板伸出截面高度范圍以外的外伸式連接。當(dāng)螺栓群間的力臂足夠大（例如在端板斜置時(shí)）或受力較?。ɡ缒承┬绷浩唇樱r(shí)，也可采用將螺栓全部設(shè)在構(gòu)件截面高度范圍內(nèi)的端板平齊式連接（上圖b、c）。螺栓中心至翼緣板表面的距離，應(yīng)滿足擰緊螺栓時(shí)的施工要求，不宜小于35mm。螺栓端距不應(yīng)小于2倍螺栓孔徑。119端板豎放時(shí)的螺栓和檐檁在門式剛架中，受壓翼緣的螺栓不宜少于兩排。當(dāng)拉翼緣兩側(cè)各設(shè)一排螺栓尚不能滿足承載力要求時(shí)，可在翼緣內(nèi)側(cè)增設(shè)螺栓（圖8.25），其間距可取75mm，且不