門(mén)式剛架講義

門(mén)式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)體系是指“結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用較薄板件，設(shè)計(jì)時(shí)考慮板件局部失穩(wěn)后的后繼強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)體系”。門(mén)式鋼剛架是典型的輕型鋼結(jié)構(gòu)，也是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的輕型鋼結(jié)構(gòu)。（中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002），該規(guī)程用于主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實(shí)腹門(mén)式剛架、具有輕型屋蓋和輕型外墻、無(wú)橋式吊車(chē)或有起重量不大于20t的A1~A5工作級(jí)別橋式吊車(chē)或3t懸掛式起重機(jī)的單層房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作和安裝）一、結(jié)構(gòu)組成輕型門(mén)式鋼剛架的結(jié)構(gòu)體系包括以下組成部分：（1）主結(jié)構(gòu)：橫向剛架（包括中部和端部剛架）、樓面梁、托梁、支撐體系等；主剛架包括門(mén)式剛架和山墻抗風(fēng)柱等部分。（2）次結(jié)構(gòu)：屋面檁條和墻面檁條等；（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)：檁條、墻梁、墻面及屋面彩板、樓面板、通風(fēng)采光系統(tǒng)；（4）輔助結(jié)構(gòu)：樓梯、平臺(tái)、扶欄等；（5）基礎(chǔ)。圖1-1給出了輕型門(mén)式鋼剛架組成的圖示說(shuō)明。圖1-1輕型鋼結(jié)構(gòu)的組成二、結(jié)構(gòu)布置輕型門(mén)式鋼剛架的跨度和柱距主要根據(jù)工藝和建筑要求確定。結(jié)構(gòu)布置要考慮的主要問(wèn)題是溫度區(qū)間的確定和支撐體系的布置?？紤]到溫度效應(yīng)，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的縱向溫度區(qū)段長(zhǎng)度不應(yīng)大于300m，橫向溫度區(qū)段不應(yīng)大于150m。當(dāng)尺寸超過(guò)時(shí)，應(yīng)設(shè)置溫度伸縮縫。溫度伸縮縫可通過(guò)設(shè)置雙柱來(lái)實(shí)現(xiàn)。支撐布置的目的是使每個(gè)溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段建筑能構(gòu)成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)骨架。布置的主要原則如下：（1）柱間支撐和屋面支撐必須布置在同一開(kāi)間內(nèi)形成抵抗縱向荷載的支撐桁架。支撐桁架的直桿和單斜桿應(yīng)采用剛性系桿，交叉斜桿可采用柔性構(gòu)件。剛性系桿是指圓管、H型截面、Z或C型冷彎薄壁截面等，柔性構(gòu)件是指圓鋼、拉索等只受拉截面。柔性拉桿必須施加預(yù)緊力以抵消其自重作用引起的下垂；（2）支撐的間距一般為30m-40m，不應(yīng)大于60m；（3）剛架柱頂、屋脊等轉(zhuǎn)折處應(yīng)設(shè)置剛性系桿。結(jié)構(gòu)縱向于支撐桁架節(jié)點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)的剛性系桿；（4）輕鋼結(jié)構(gòu)的剛性系桿可由相應(yīng)位置處的檁條兼作，剛度或承載力不足時(shí)設(shè)置附加系桿。除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須正確設(shè)置支撐體系以確保其整體穩(wěn)定性之外，還必須注意結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的整體穩(wěn)定性。安裝時(shí)應(yīng)該首先構(gòu)建穩(wěn)定的區(qū)格單元，然后逐榀將平面剛架連接于穩(wěn)定單元上直至完成全部結(jié)構(gòu)。三、荷載作用在輕型鋼結(jié)構(gòu)上的荷載包括以下類(lèi)型：（1）恒載(G)：結(jié)構(gòu)自重和設(shè)備重。按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定采用；（2）活載：包括屋面均布活載、檢修集中荷載(M)、積灰荷載(D)、雪荷載等。其中，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ50017-2003)規(guī)定均布活載的標(biāo)準(zhǔn)值（當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載且受荷水平投影面積大于60平方米時(shí)，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取為0.3kN/m2；）施嵐青條件：有一門(mén)式鋼結(jié)構(gòu)剛架受荷水平投影面積6mx18m,承受永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.6kN/m2,屋面積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.25kN/m2，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.5kN/m2。要求：確定不上人屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。答案：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》4.3.1條，屋面活荷載應(yīng)采用0.5kN/m2，有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范可作0.2kN/m2增減?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.2.1條，對(duì)支撐輕屋面的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)（檁條、屋架、框架等），當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載且受荷水平投影面積大于60平方米時(shí)，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取為0.3kN/m2；現(xiàn)有剛架受荷面積6X18=108〉60，且不止承受一個(gè)可變荷載，應(yīng)取0.5kN/m2檢修集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值取1.0kN或?qū)嶋H值；積灰荷載與雪荷載按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)[7]的規(guī)定采用。積灰荷載與雪和均布活載中的較大值同時(shí)考慮；（3）風(fēng)載(W)：現(xiàn)行《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102:2002)?！度珖?guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——結(jié)構(gòu)》中提到：跨高比l/h小于等于4的門(mén)式剛架應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk以及風(fēng)荷載體型系數(shù)Us，不考慮風(fēng)振系數(shù)Bj。但當(dāng)跨高比l/h大于4的門(mén)式剛架及房屋所有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk宜按《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）取用。（4）溫度(T)：按實(shí)際環(huán)境溫差考慮；（5）吊車(chē)(C)：按GB50009-2001的規(guī)定取用，但吊車(chē)的組合一般不超過(guò)兩臺(tái)；（6）地震作用(E)：按GB50009-2001的規(guī)定取用，不與風(fēng)荷載作用同時(shí)考慮。中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）條文說(shuō)明：由于單層門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)自重較小，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度時(shí)，一般不需作抗震驗(yàn)算?？拐痱?yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)阻尼比可取0.05。四、計(jì)算程序PKPM、3D3S五、蒙皮效應(yīng)在垂直荷載作用下，坡頂門(mén)式剛架的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是屋脊向下、屋檐向外變形。屋面板將與支撐檁條一起以深梁的形式來(lái)抵抗這一變形趨勢(shì)。這時(shí)，屋面板承受剪力，起深梁的腹板的作用。而邊緣檁條承受軸力起深梁翼緣的作用。顯然，屋面板的抗剪切能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其抗彎曲能力。所以，蒙皮效應(yīng)指的是蒙皮板由于其抗剪切剛度對(duì)于使板平面內(nèi)產(chǎn)生變形的荷載的抵抗效應(yīng)。對(duì)于坡頂門(mén)式剛架，抵抗豎向荷載作用的蒙皮效應(yīng)取決于屋面坡度，坡度越大蒙皮效應(yīng)越顯著；而抵抗水平荷載作用的蒙皮效應(yīng)則隨著坡度的減小而增加，見(jiàn)圖5-1所示。圖5-1蒙皮效應(yīng)構(gòu)成整個(gè)結(jié)構(gòu)蒙皮效應(yīng)的是蒙皮單元。蒙皮單元由兩榀剛架之間的蒙皮板、邊緣構(gòu)件和連接件及中間構(gòu)件組成，如圖5-2所示。邊緣構(gòu)件是指兩相鄰的剛架梁和邊檁條（屋脊和屋檐檁條），中間構(gòu)件是指中間部位檁條。圖5-2蒙皮單元蒙皮效應(yīng)的主要性能指標(biāo)是強(qiáng)度和剛度。蒙皮單元有以下三種強(qiáng)度破壞的可能性：邊緣構(gòu)件破壞邊緣構(gòu)件可能產(chǎn)生壓彎失穩(wěn)破壞或強(qiáng)度破壞，這類(lèi)破壞屬于脆性破壞，在實(shí)際工程中應(yīng)盡量避免。蒙皮板的剪切屈曲這也是一種脆性破壞，當(dāng)荷載較大、鋼板較薄或板型較差時(shí)可能發(fā)生，在實(shí)際工程中也應(yīng)盡量避免。連接破壞連接破壞包括板之間的連接破壞和板與邊緣構(gòu)件間的連接破壞。板與檁條之間的連接在平行于檁條方向的破壞屬于脆性破壞，其他破壞都屬于延性破壞。影響蒙皮單元?jiǎng)偠鹊囊蛩刂饕幸韵氯齻€(gè)：蒙皮板本身的變形剛度蒙皮板的變形包括板的拱褶扭曲變形（所謂的“手風(fēng)琴”效應(yīng)）和剪切變形。連接件的變形剛度邊緣構(gòu)件的軸向變形剛度一般而言，中間構(gòu)件對(duì)蒙皮單元的剪切剛度影響不大，但對(duì)強(qiáng)度影響較大。在屋面板型選中后，連接件和邊緣構(gòu)件直接影響了蒙皮單元的抗剪剛度和強(qiáng)度。由于蒙皮效應(yīng)，實(shí)際輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑中，壓型鋼板在宏觀上參與了受力，為剛架構(gòu)件分擔(dān)了一部分外荷載，同時(shí)在有良好連接的情況下為這些構(gòu)件提供了很好的側(cè)向約束和扭轉(zhuǎn)約束，改善了結(jié)構(gòu)的受力條件。特別對(duì)于受穩(wěn)定控制的薄壁剛架構(gòu)件和檁條構(gòu)件，蒙皮效應(yīng)尤為顯著。然而，由于蒙皮效應(yīng)的機(jī)理和作用條件及效果十分復(fù)雜，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中定量地應(yīng)用蒙皮效應(yīng)還有一定困難。所以，現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程沒(méi)有明確給出利用蒙皮效應(yīng)的條款，所有設(shè)計(jì)計(jì)算公式都忽略了蒙皮效應(yīng)，只是規(guī)定在有充分依據(jù)的條件下可以考慮蒙皮效應(yīng)。然而，必須注意的是，設(shè)計(jì)中無(wú)論我們是否考慮蒙皮效應(yīng)，蒙皮效應(yīng)客觀上都是存在的。例如，現(xiàn)行輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)水平位移的限制是很寬的，但實(shí)際上結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)值總是遠(yuǎn)小于計(jì)算值；而實(shí)際工程中也發(fā)生過(guò)屋面壓型鋼板在正常工作荷載下率先發(fā)生破壞的工程事故。所以，忽略蒙皮效應(yīng)的設(shè)計(jì)方法有時(shí)能得到偏于安全的結(jié)果，有時(shí)又恰恰相反?？紤]蒙皮效應(yīng)的設(shè)計(jì)方法并不僅僅具有經(jīng)濟(jì)上的意義，更重要的是可以使結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作狀態(tài)與實(shí)際工作狀態(tài)更加一致。蒙皮效應(yīng)只是結(jié)構(gòu)計(jì)算節(jié)省鋼材的一種美好愿望，它對(duì)彩板與結(jié)構(gòu)的連接提出了嚴(yán)格的要求。而按照目前國(guó)內(nèi)的專(zhuān)業(yè)分工，這部分工作由建筑負(fù)責(zé)，因此在實(shí)際工程中很難實(shí)施。故在設(shè)計(jì)中不提倡考慮蒙皮效應(yīng)，只是將彩板與結(jié)構(gòu)的連接作為結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備。六：主剛架平面外計(jì)算長(zhǎng)度輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件平面外的計(jì)算長(zhǎng)度為其側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離，其依據(jù)主要因?yàn)橹吸c(diǎn)處一般為平面外失穩(wěn)波形的反彎點(diǎn)?？梢哉J(rèn)為交叉支撐和剛性系桿與剛架梁柱的連接點(diǎn)為構(gòu)件的側(cè)向支撐點(diǎn)。屋面檁條和墻面檁條往往連接于梁和柱的一側(cè)翼緣，而梁和柱的兩側(cè)翼緣都可能因受壓從而產(chǎn)生側(cè)向失穩(wěn)和側(cè)向位移。所以，檁條和梁柱單側(cè)翼緣的連接點(diǎn)不能作為梁柱構(gòu)件的側(cè)向支撐點(diǎn)，如圖6-1所示。圖6-1剛架梁柱單側(cè)翼緣檁條連接處不能作為構(gòu)件側(cè)向支撐但是，如果檁條與構(gòu)件連接處設(shè)置了隅撐（如圖6-2所示），這樣的連接能否有效阻止構(gòu)件兩側(cè)翼緣的側(cè)向位移從而作為構(gòu)件的側(cè)向支撐點(diǎn)呢？如果是全敞開(kāi)結(jié)構(gòu)，隅撐連接處可以有效阻止構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)變形從而阻止構(gòu)件的彎扭屈曲變形，但是卻不能阻止構(gòu)件平面外的平行性彎曲變形。所以，構(gòu)件彎曲穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算時(shí)應(yīng)取支撐剛性系桿連接間的距離作為平面外計(jì)算長(zhǎng)度，彎扭穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算時(shí)可取隅撐之間的距離作為計(jì)算長(zhǎng)度。但是，設(shè)置檁條和隅撐的輕型鋼結(jié)構(gòu)一般都為封閉式結(jié)構(gòu)，圍護(hù)板材的面內(nèi)剪切剛度足以抵抗主結(jié)構(gòu)構(gòu)件繞其弱軸的彎曲變形，所以構(gòu)件平面外彎扭失穩(wěn)和彎曲失穩(wěn)系數(shù)計(jì)算時(shí)都可以取隅撐之間的距離作為構(gòu)件平面外的計(jì)算長(zhǎng)度。圖6-2剛架梁柱雙側(cè)翼緣檁條隅撐連接處作為構(gòu)件側(cè)向支撐主剛架的構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)形式主剛架由邊柱、剛架梁、中柱等構(gòu)件組成。邊柱和梁通常根據(jù)門(mén)式剛架彎矩包絡(luò)圖的形狀制作成變截面以達(dá)到節(jié)約材料的目的。中柱以承受軸壓力為主，通常采用強(qiáng)弱軸慣性矩相差不大的寬翼緣工字鋼、矩形鋼管或圓管截面。剛架的主要構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)高強(qiáng)度螺栓節(jié)點(diǎn)相連。典型的主剛架如圖7-1所示，典型的主剛架節(jié)點(diǎn)連接形式如圖7-2所示。圖7-1主剛架包絡(luò)圖及基本形式圖7-2主剛架典型連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)件截面的強(qiáng)度設(shè)計(jì)主剛架工字型截面（見(jiàn)圖7-3）中翼緣屬于三邊支承一邊自由板件，一旦發(fā)生屈曲局部失穩(wěn)，其屈曲后的后繼強(qiáng)度不明顯；腹板屬于四邊支承板件，局部失穩(wěn)后的后繼強(qiáng)度提高較多。設(shè)計(jì)時(shí)，一般不允許翼緣發(fā)生局部失穩(wěn)，容許腹板局部失穩(wěn)并利用其屈曲后強(qiáng)度。圖3-3翼緣與腹板的典型支承條件根據(jù)局部穩(wěn)定計(jì)算的等強(qiáng)原則，當(dāng)翼緣寬厚比時(shí)，翼緣不會(huì)發(fā)生局部失穩(wěn)。設(shè)計(jì)時(shí)允許腹板局部失穩(wěn)，但考慮到剛度及制作等要求，腹板高厚比應(yīng)作一定要求，目前我國(guó)現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ17-88》規(guī)定。根據(jù)薄壁結(jié)構(gòu)理論，腹板在時(shí)會(huì)發(fā)生屈曲而局部退出工作，因此確定腹板有效面積的抗剪和抗彎承載力成為確定工字型構(gòu)件截面的強(qiáng)度承載力的關(guān)鍵。（2）門(mén)式剛架的剛度計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)的自重輕，材料承載能力高的特點(diǎn)在許多情況下使得位移成了設(shè)計(jì)的控制條件。在門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中規(guī)定的在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，單層門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)柱頂?shù)奈灰坪蜆?gòu)件撓度的限值如下表所列。表7-1剛架柱頂位移計(jì)算值的限值吊車(chē)情況其他情況柱頂位移限值不設(shè)吊車(chē)當(dāng)采用輕型鋼墻墻板時(shí)當(dāng)采用砌體墻時(shí)時(shí)h/75h/100設(shè)有橋式吊車(chē)當(dāng)?shù)踯?chē)有駕駛室室當(dāng)?shù)踯?chē)由地面操操作h/240h/150注：h表示剛架柱高度表7-2受彎構(gòu)件的撓度與跨度比限值構(gòu)件類(lèi)別構(gòu)件撓度限值豎向撓度門(mén)式剛架斜梁僅支承壓型鋼板板屋面和冷冷彎型鋼檁檁條（承受受活荷載或或雪荷載）尚有吊頂有吊頂且抹灰1/1801/2401/360檁條僅支承壓型鋼板板屋面（承承受活荷載載或雪荷載載）尚有吊頂有吊頂且抹灰1/1501/2401/360壓型鋼板屋面板板（承受活活荷載或雪雪荷載）1/150水平撓度和位移移墻板1/100墻梁僅支承壓型鋼板板墻支承砌體墻1/1001/180且<50mm注：對(duì)懸臂梁，按懸臂長(zhǎng)度的2倍計(jì)算受彎構(gòu)件的跨度規(guī)程中對(duì)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比作了如下規(guī)定：表7-3受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比限值構(gòu)件類(lèi)型長(zhǎng)細(xì)比限值主要構(gòu)件180其它構(gòu)件及支撐撐220表7-4受拉構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比限值構(gòu)件類(lèi)型承受靜態(tài)荷載或或間接承受受動(dòng)態(tài)荷載載的結(jié)構(gòu)直接承受動(dòng)態(tài)荷荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)桁架構(gòu)件350250吊車(chē)梁或吊車(chē)桁桁架以下的的柱間支撐撐300——其它支撐（張緊緊的圓鋼或或鋼絞線支支撐除外）400——注：（1）對(duì)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(zhǎng)細(xì)比；（2）對(duì)直接或間接承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)，計(jì)算單角鋼受拉構(gòu)件的長(zhǎng)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(zhǎng)細(xì)比，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(zhǎng)細(xì)比不宜大于250。（3）連接節(jié)點(diǎn)上部構(gòu)件使用高強(qiáng)螺栓節(jié)點(diǎn)板連接，在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行三方面的驗(yàn)算。1）、螺栓群設(shè)計(jì)螺栓群設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括抗彎設(shè)計(jì)和抗剪設(shè)計(jì)兩部分。2）、連接端板厚度t的設(shè)計(jì)圖7-4連接端板按按支承條件件分類(lèi)端板的實(shí)際應(yīng)力力分布情況況由高強(qiáng)螺螺栓位置和和周遍支承承方式?jīng)Q定定，如圖77-4所示為兩兩邊支承的的板件受力力情況。螺螺栓位置可可以根據(jù)螺螺栓設(shè)計(jì)結(jié)結(jié)果得到，而而支承方式式由構(gòu)件翼翼緣和腹板板提供，必必要時(shí)通過(guò)過(guò)增加加勁勁板改進(jìn)支支承條件。另外，此接頭端板和高強(qiáng)度螺栓當(dāng)考慮杠桿力（撬力）影響時(shí)，應(yīng)引進(jìn)杠桿力影響系數(shù)。一般端板厚度不小于理論計(jì)算所得的連接螺栓直徑的1.0倍，且不應(yīng)小于16mm。且端板豎放時(shí)宜采用外伸式中間有加勁肋的形式，以保證端板有足夠的剛度。連接端板中按照照支承情況況可以分為為懸臂類(lèi)端端板區(qū)域、無(wú)無(wú)加勁肋類(lèi)類(lèi)端板區(qū)域域、兩邊支支承類(lèi)端板板區(qū)域、三三邊支承端端板區(qū)域四四大類(lèi)，每每類(lèi)區(qū)域規(guī)規(guī)范中列出出了如下不不同的板厚厚設(shè)計(jì)公式式。在連接接端板設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)程中，要要求對(duì)每個(gè)個(gè)區(qū)域都進(jìn)進(jìn)行板厚設(shè)設(shè)計(jì)，最后后取最大的的板厚作為為最終結(jié)果果。3）、節(jié)點(diǎn)域設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)域是指彎剪剪共同作用用的應(yīng)力情情況比較復(fù)復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)區(qū)域。節(jié)節(jié)點(diǎn)域板件件的過(guò)度變變形會(huì)影響響節(jié)點(diǎn)剛度度，從而降降低計(jì)算模模型的準(zhǔn)確確性，對(duì)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度和和結(jié)構(gòu)變形形造成不利利影響；未未經(jīng)加強(qiáng)的的節(jié)點(diǎn)域板板件在復(fù)雜雜應(yīng)力下甚甚至?xí)l(fā)生生破壞。一一般通過(guò)增增加節(jié)點(diǎn)域域加勁板或或額外增加加該區(qū)域板板件厚度來(lái)來(lái)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)域承載能能力，輕鋼鋼規(guī)范CEECS1002推薦下下列公式對(duì)對(duì)節(jié)點(diǎn)域進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算：：圖7-6節(jié)點(diǎn)域4）、牛腿構(gòu)造柱上設(shè)置牛腿以以支承吊車(chē)車(chē)梁。（a）邊列柱牛腿（b）中列柱柱牛腿圖7-7實(shí)腹腹柱牛腿構(gòu)構(gòu)造八、山墻構(gòu)架端墻墻構(gòu)造采用構(gòu)架端墻時(shí)時(shí)，由于構(gòu)構(gòu)件的數(shù)量量較多而截截面較小，需需要做山墻墻整體的計(jì)計(jì)算和截面面設(shè)計(jì)。計(jì)計(jì)算模型取取山墻構(gòu)架架整體，如如下圖8-1所示，不不能把外框框架和抗風(fēng)風(fēng)柱分開(kāi)，這這是由于各各構(gòu)件的剛剛度差別不不大，并且且缺乏傳力力明確的節(jié)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，不不能避免屋屋面荷載傳傳遞到每根根柱上；山山墻柱頂出出平面方向向由縱向支支撐和系桿桿提供約束束，認(rèn)為不不會(huì)發(fā)生縱縱向的位移移。圖8-1構(gòu)架端墻的設(shè)計(jì)計(jì)模型剛框架架端墻的抗抗風(fēng)柱計(jì)算算的標(biāo)準(zhǔn)模模型如圖88-2a，柱腳鉸鉸接，柱頂頂由支撐系系統(tǒng)提供水水平向約束束?？癸L(fēng)柱柱承受山墻墻的所有縱縱向風(fēng)荷載載和山墻本本身的豎向向荷載，屋屋面荷載則則通過(guò)端剛剛架傳遞給給基礎(chǔ)?？癸L(fēng)柱設(shè)計(jì)一般般按照受彎彎構(gòu)件考慮慮，由山墻墻面檁條提提供出平面面支承以提提高受彎構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定定性能。在在抗風(fēng)柱跨跨中彎矩最最大處需要要設(shè)置墻檁檁隅撐以保保證受壓情情況下內(nèi)翼翼緣的穩(wěn)定定。當(dāng)山墻高度較高高，風(fēng)荷載載較大時(shí)，設(shè)設(shè)計(jì)得到的的實(shí)腹式柱柱會(huì)具有較較高的截面面，這時(shí)可可以使用抗抗風(fēng)桁架代代替抗風(fēng)柱柱，如圖88-2b，桁架的的自重輕并并且有很好好的抗彎性性能，較抗抗風(fēng)柱有更更好的力學(xué)學(xué)性能。圖8-2抗風(fēng)柱柱設(shè)計(jì)模型型九、屋面檁條布布置和構(gòu)造造輕型門(mén)式剛架的的檁條構(gòu)件件可以采用用C型冷彎卷卷邊槽鋼和和Z型帶斜卷卷邊或直卷卷邊的冷彎彎薄壁型鋼鋼。構(gòu)件的的高度一般般為1400-2500mm，厚厚度1.44-2.55mm。冷冷彎薄壁型型鋼構(gòu)件一一般采用Q235或Q345，大多數(shù)數(shù)檁條表面面涂層采用用防銹底漆漆；也有采用用鍍鋁或鍍鍍鋅的防腐腐措施。當(dāng)當(dāng)采用鍍鋅鋅時(shí)，鍍層層等級(jí)為A級(jí)，鍍鋅鋅量250~~270gg/m2。1、檁條間距和跨跨度的布置置檁條的設(shè)計(jì)首先先應(yīng)考慮天天窗、通風(fēng)風(fēng)屋脊、采采光帶、屋屋面材料、及及檁條供貨貨規(guī)格的影影響，以確確定檁條間間距，并根根據(jù)主剛架架的間距確確定檁條的的跨度。確確定最優(yōu)的的檁條跨度度和間距是是一個(gè)復(fù)雜雜的問(wèn)題。隨隨著跨度的的增大，主主剛架及檁檁條的用量量勢(shì)必加大大。但主剛剛架榀數(shù)的的減少可以以降低用鋼鋼量，檁條條間距的加加大也可以以減少檁條條的用量。厚厚度更大的的檁條也可可以降低單單位用鋼量量的價(jià)格。但但是檁條跨跨度的加大大，支撐用用量也相應(yīng)應(yīng)增多。所所有這些因因素需要綜綜合考慮。我我國(guó)這方面面內(nèi)容的研研究相對(duì)較較少，英國(guó)國(guó)對(duì)90米長(zhǎng)的建筑筑作過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)的研究，結(jié)結(jié)果顯示，對(duì)對(duì)于跨度超超過(guò)20米的框架，77.5米的框架間間距是最優(yōu)優(yōu)的；對(duì)于于跨度小于于20米的框架，44.5米的框架是是最優(yōu)的。2、簡(jiǎn)支檁條和連連續(xù)檁條的的構(gòu)造檁條構(gòu)件可以設(shè)設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支支構(gòu)件，也也可以設(shè)計(jì)計(jì)為連續(xù)構(gòu)構(gòu)件。簡(jiǎn)支支檁條和連連續(xù)檁條一一般通過(guò)搭搭接方式的的不同來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)支支檁條不需需要搭接長(zhǎng)長(zhǎng)度，圖99-1是Z型檁條的的簡(jiǎn)支搭接接方式，其其搭接長(zhǎng)度度很小，對(duì)對(duì)于C型檁條可可以分別連連接在檁托托上。采用用連續(xù)構(gòu)件件可以承受受更大的荷荷載和變形形，因此比比較經(jīng)濟(jì)。檁檁條的連續(xù)續(xù)化構(gòu)造也也比較簡(jiǎn)單單，可以通通過(guò)搭接和和擰緊來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)。帶斜斜卷邊的ZZ型檁條可可采用疊置置搭接，卷卷邊槽型檁檁條可采用用不同型號(hào)號(hào)的卷邊槽槽型冷彎型型鋼套來(lái)搭搭接，圖99-2顯示示了連續(xù)檁檁條的搭接接方法。注注意在端跨跨檁條的搭搭接與中間間跨的搭接接稍有不同同，主要是是因?yàn)槎丝缈缈蚣芤綁芗苓B接。圖9-1檁條布置置（中間跨跨，簡(jiǎn)支搭搭接方式）圖9-2檁條布置置（連續(xù)檁檁條，連續(xù)續(xù)搭接）連續(xù)檁條的搭接長(zhǎng)長(zhǎng)度由供應(yīng)應(yīng)廠家經(jīng)試試驗(yàn)后提供供，但不應(yīng)應(yīng)小于1）第一品品剛架，不不小于1400，且不小小于0.11L。2）其余剛剛架，不小小于700，且不小小于0.11L。3、側(cè)向支撐的設(shè)設(shè)置如前所述，外荷荷載作用下下檁條同時(shí)時(shí)產(chǎn)生彎曲曲和扭轉(zhuǎn)的的共同作用用。冷彎薄薄壁型鋼本本身板件寬寬厚比大，抗抗扭剛度不不足；荷載載通常位于于上翼緣的的中心，荷荷載中心線線與剪力中中心相距較較大；因?yàn)闉槠挛菝娴牡挠绊?，檁檁條腹板傾傾斜，扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)問(wèn)題將更更加突出。所所有這些說(shuō)說(shuō)明，側(cè)向向支撐是保保證冷彎薄薄壁型鋼檁檁條穩(wěn)定性性的重要保保障。（1）、拉條和支撐撐提高檁條穩(wěn)定性性的重要構(gòu)構(gòu)造措施是是采用拉條條或撐桿從從檐口一端端通長(zhǎng)連接接到另一端端，連接每每一根檁條條。檁條的的側(cè)向支撐撐不宜太少少，根據(jù)檁檁條跨度的的不同，可可以在檁條條中央設(shè)一一道或者在在檁條中央央及四等分分點(diǎn)處各設(shè)設(shè)一道共三三道拉條。一一般情況下下檁條上翼翼緣受壓，所所以拉條設(shè)設(shè)置在檁條條上翼緣11/3高的的腹板范圍圍內(nèi)。由于需要考慮檁檁條在風(fēng)吸吸力作用下下的翼緣受受壓，需要要把拉條設(shè)設(shè)置在下翼翼緣附近。考考慮到蒙皮皮效應(yīng)，可可以考慮上上翼緣的側(cè)側(cè)向穩(wěn)定性性由自攻螺螺絲連接的的屋面板提提供，而只只在下翼緣緣附近設(shè)置置拉條；但但對(duì)于非自自攻螺絲連連接的屋面面板，則需需要在檁條條上下翼緣緣附近設(shè)置置雙拉條。對(duì)于帶卷邊的C型截面檁條，因在風(fēng)吸力作用下自由翼緣將向屋脊變形，因此宜采用角鋼截面或方管截面作撐桿采用拉條應(yīng)在檐檐口處設(shè)置置斜拉條，牢牢固地與檐檐口檁條在在剛架處的的節(jié)點(diǎn)連接接。圖9--3(a)給出了了一般結(jié)構(gòu)構(gòu)拉條設(shè)置置的方法。屋屋脊處的支支撐起著將將兩側(cè)的支支撐聯(lián)系起起來(lái)的作用用，以防止止所有檁條條向一個(gè)方方向失穩(wěn)，所所以屋脊連連接處多采采用比較牢牢固的連接接。圖9--3(b)給出了了采用槽鋼鋼支撐的屋屋脊連接。(2)、剛度檁條的剛度驗(yàn)算算根據(jù)屋面面材料的不不同有不同同的限值。僅僅支承壓型型鋼板的檁檁條構(gòu)件撓撓度一般控控制在1//150。（3）、拉條支撐的的設(shè)計(jì)檁條間