鋼結(jié)構(gòu)之剛架設(shè)計

1.3.1荷載及荷載組合1.3.2剛架的內(nèi)力和側(cè)移計算1.3.3剛架柱和梁的設(shè)計

1.3剛架設(shè)計永久荷載：包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重和懸掛在結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力荷載，如屋面、檁條、支撐、吊頂、墻面構(gòu)件和剛架自重等。

可變荷載：屋面活荷載、屋面雪荷載和積灰荷載吊車荷載、地震作用、風(fēng)荷載。荷載及荷載組合荷載組合原則：屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應(yīng)取兩者中的較大值；積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時考慮；施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以外的其他荷載同時考慮；多臺吊車的組合應(yīng)符合《荷載規(guī)范》的規(guī)定；當(dāng)需要考慮地震作用時，風(fēng)荷載不與地震作用同時考慮。在進(jìn)行剛架內(nèi)力分析時，荷載效應(yīng)組合主要有：組合（1）：

1.2×永久荷載+0.9×1.4×[積灰荷載+max{屋面均布活荷載、雪荷載}]+0.9×1.4×(風(fēng)荷載+吊車豎向及水平荷載)組合（2）：

1.0×永久荷載+1.4×風(fēng)荷載

組合(1)－用于截面強(qiáng)度和構(gòu)件穩(wěn)定性計算，組合(2)－用于錨栓抗拉計算。內(nèi)力計算原則：

根據(jù)不同荷載組合下內(nèi)力分析結(jié)果，找出控制截面的內(nèi)力組合，控制截面位置一般在柱底、柱頂、柱牛腿連接處及梁端、梁跨中等截面?？刂平孛娴膬?nèi)力組合主要有：最大軸壓力Nmax和同時出現(xiàn)的M及V的較大值。最大彎矩Mmax和同時出現(xiàn)的V及N的較大值。最大彎矩Mmax和同時出現(xiàn)的V及N的較大值。最小軸壓力Nmin和相應(yīng)的M及V，出現(xiàn)在永久荷載和風(fēng)荷載共同作用下，當(dāng)柱腳鉸接時M=0。1.3.2剛架內(nèi)力和側(cè)移計算側(cè)移計算原則：

變截面門式剛架柱頂側(cè)移應(yīng)采用彈性分析方法確定。計算時荷載取標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷載分項系數(shù)。如果最后驗(yàn)算時剛架的側(cè)移不滿足要求，即需要采用下列措施之一進(jìn)行調(diào)整：放大柱或梁的截面尺寸；改鉸接柱腳為剛接柱腳；把多跨框架中的搖擺柱改為上端和梁剛接的節(jié)點(diǎn)連接形式。梁、柱板件的寬厚比限值：

工字形截面構(gòu)件受壓翼緣板的寬厚比：工字形截面梁、柱構(gòu)件腹板的寬厚比：

1.3.3剛架柱和梁的設(shè)計腹板屈曲后強(qiáng)度利用：

在進(jìn)行剛架梁、柱截面設(shè)計時，為了節(jié)省鋼材，允許腹板發(fā)生局部構(gòu)件的屈曲，并利用其屈曲后強(qiáng)度。腹板的有效寬度：

當(dāng)工字形截面梁、柱構(gòu)件的腹板受彎及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時，應(yīng)按有效寬度計算其截面幾何特性。有效寬度取值：當(dāng)腹板全部受壓時：當(dāng)腹板部分受拉時，受拉區(qū)全部有效，受壓區(qū)有效寬度為：he：腹板受壓區(qū)有效寬度；ρ：有效寬度系數(shù)；hc:腹板受壓區(qū)高度。剛架梁、柱構(gòu)件的強(qiáng)度計算剛架內(nèi)力分析在橫向均布荷載作用下，剛架彎矩圖如下剛架彎矩圖剛架荷載計算簡圖在水平風(fēng)荷載作用下，剛架彎矩圖如下：荷載計算簡圖

剛架彎矩圖輕型鋼結(jié)構(gòu)是以構(gòu)件邊緣最大壓應(yīng)力達(dá)到鋼材屈服點(diǎn)作為臨界狀態(tài)，沒有考慮塑性發(fā)展的影響，所以門式剛架一般按彈性理論設(shè)計?？紤]各種荷載組合內(nèi)力分析結(jié)果，取出最大荷載值控制設(shè)計，對初選截面梁柱按壓彎構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。正應(yīng)力驗(yàn)算：剪應(yīng)力驗(yàn)算：

式中：—構(gòu)件有效凈截面面積；、—對主軸x和y的有效凈截面抵抗矩；、—對主軸x和y的彎矩。彎矩作用平面內(nèi)：彎矩作用平面外：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：

當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)截面為雙軸對稱時工字形截面受彎構(gòu)件在剪力V、彎矩M和軸力N共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)符合下列要求：

當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)截面為雙軸對稱時

梁腹板加勁肋的配置:

梁腹板應(yīng)在中柱連接處、較大固定集中荷載作用處和翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋。其他部位是否設(shè)置中間加勁肋，根據(jù)計算需要確定。但《規(guī)程》規(guī)定,當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時，橫向加勁肋間距a宜取hw～2hw。

當(dāng)梁腹板在剪應(yīng)力作用下發(fā)生屈曲后，將以拉力帶的方式承受繼續(xù)增加的剪力，亦即起類似桁架斜腹桿的作用，而橫向加勁肋則相當(dāng)于受壓的桁架豎桿。因此，中間橫向加勁肋除承受集中荷載和翼緣轉(zhuǎn)折產(chǎn)生的壓力外，還要承受拉力場產(chǎn)生的壓力。拉力場

加勁肋穩(wěn)定性驗(yàn)算按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行，計算長度取腹板高度hw，截面取加勁肋全部和其兩側(cè)各寬度范圍內(nèi)的腹板面積，按兩端鉸接軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計算。變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算:

變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定按下列公式計算：對于填變截澡面柱那，變躁化截怎面高遞度的目的是為了適組應(yīng)彎矩叨的變化椒，合理電的截面膽變化方翁式應(yīng)使袍兩端截易面的最釣大應(yīng)力耍纖維同向時達(dá)到啟限值。但是睡實(shí)際上現(xiàn)往往是遣大頭截棚面用足符，其應(yīng)衡力大于卻小頭截嶺面，故嘆公式左稼端第二歉項的彎響矩M1，和有當(dāng)效截繼面模華量We1應(yīng)以巴大頭兄為準(zhǔn)罰。公式第殖一項源喇自等截邀面的穩(wěn)廢定計算紹。根據(jù)下分析，來小頭穩(wěn)北定承載煤力的小跳于大頭農(nóng)，且剛雞架柱的噴最大軸償力就作修用在小談頭截面披上，故冒第一項用按小頭圓運(yùn)算比摸按大頭期運(yùn)算安島全。變截面竹柱在剛號架平面鉤內(nèi)的計竟算長度截面高便度呈線寸形變化脖的柱，深在剛架膊平面內(nèi)侄的計算好長度應(yīng)劑取為講，式殺中為柱楚的幾鑄何高洞度，為計算品長度系充數(shù)?？捎蓻]下列著三種哪方法頁確定名：查表濃法（功適合勢于手織算）一階并分析敵法（勁普遍近適用祖于各匆種情秧況，拼并且年適合倚上機(jī)幣計算)二階仰分析劉法（友要求禍有二富階分襪析的貸計算婚程序搖）查表法柱腳根鉸接泥單跨謝剛架完楔形價柱的仁可蔥由表1-爸2查得授。柱的線廉剛度K1和梁的梳線剛度K2分別瘦按下恩列公疑式計嚇?biāo)悖罕碇秀y和式秩中、—分別為叉柱小頭勤和大頭定的截面嬌慣性矩粉；—梁最小焦截面的停慣性矩戲；—半跨斜搶梁長度晴；—斜梁換箭算長度別系數(shù)，筆見圖1-9。當(dāng)梁搞為等截簽面時=1。在圖1被-9中咽，λ1和λ分別為義第一、凡二楔形嶺段的斜錯率。圖1遲9楔綁形梁爛在剛示架平映面內(nèi)比的換錘算長臟度系悔數(shù)柱腳耽鉸接丘楔形垃柱的絹計算阿長度麥系數(shù)塔，織表1澆—2K2／Kl0.10.2O.3O.50.751.02.0≥10.00.0l0.428O.368O.3490.3310.3200.3180.3150.3100.020.6000.5020.4700.4400.4280.420O.411O.4040.03O.7290.599O.5580.5200.50l0.4920.4830.473O.050.931O.756O.6940.6440.6180.6060.5890.5800.071.075O.8730.8010.7420.7110.697O.672O.6500.101.2521.0270.9350.857O.8170.801O.7900.7390.151.5181.2351.1091.021O.965O.938O.8950.8720.201.7451.3951.2541.1401.0801.0451.0000.969多跨剛號架的中虧間柱為詠搖擺柱針時，邊強(qiáng)柱的計輕算長度匆應(yīng)取為式中——遞放大彼系數(shù)燙；——計逗算長度弄系數(shù)，墊由表1恥．2查牲得，但前公式(俘1．2菌6)中籃的葡取與邊承柱相連疼的一跨歌橫梁的臘坡面長備度重，如圖額1-1衰0所示泰；——負(fù)搖擺央柱承久受的漸荷載新；——邊大柱承受頭的荷載叛；——焦搖擺呈柱高喊度；——方剛架營邊柱支高度直。引進(jìn)臉放大店系數(shù)昌的原弓因是沉：當(dāng)框架拍趨于側(cè)思移或有僚初始側(cè)由傾時，煤不僅框出架柱上泉的荷載芝Pfi稿對框架擇起傾覆誰作用，美搖擺柱召上的荷敬載Pl恥i也同凝樣起傾燦覆作用她。這就銹是說，孩圖1-盞10框擊架邊柱丈除承受把自身荷祖載的不欠穩(wěn)定效纖應(yīng)外，佩還要加塘上中間里搖擺柱胡荷載效殿應(yīng)。因撫此需要牛根據(jù)比六值Σ(姓Pli申／hl爽i)／塵Σ(P勞fi／尚hfi濃)對邊加柱計算絡(luò)長度做爸出調(diào)整在。圖1弱-1待0躁計蕩算邊鍛柱時切的斜鐮梁長逗度搖擺舉柱的傍計算邪長度予系數(shù)宮取1.0。對于屋耽面坡度也大于1：5的情況砍，在確境定剛架尊柱的計莊算長度救時應(yīng)考珍慮橫梁樹軸向力瞇對柱剛避度的不底利影響兄。此時豬應(yīng)按剛裳架的整弦體彈性白穩(wěn)定分憤析通過壺電算來內(nèi)確定變封截面剛甚架柱的些計算長既度?？蚣芷D有側(cè)取移失搏穩(wěn)的堤臨界皂狀態(tài)匯和它錘的側(cè)售移剛型度有忌直接鴨關(guān)系僚?？蛎思苌线t的荷烈載使載此剛頂度逐哲漸退映化，先荷載符加到及一定勿程度增時剛癥度完酬全消鉤失，虜框架和隨即孤不能辱保持桶穩(wěn)定滅。因弦此框怠架柱挽的臨黎界荷隸載或筒計算扶長度咸可以艙由側(cè)饑移剛橋度得嘉出。當(dāng)剛立架利待用一豎階分而析計嚼算程責(zé)序得意出柱轉(zhuǎn)頂水罵平荷丹載作襲用下少的側(cè)初移剛割度K：H／u時，柱鞠計算長船度系數(shù)蕩可由下升列公式仙計算：一階就分析集法對柱腳刃為鉸接似和剛接隱的單跨埋對稱剛灶架(圖1-栗11好a)當(dāng)柱造腳鉸雪接時當(dāng)柱腳汽剛接時中間為淹非搖擺暈柱的多變跨剛架(圖1-先-1啄1b漠)當(dāng)柱殖腳鉸較接時當(dāng)柱授腳剛煤接時圖1裹-1稿1禮一某階分霉析時憶的柱產(chǎn)頂位字移當(dāng)采因用計甚入豎抗向荷摔載一枕側(cè)移遣效應(yīng)(即P-根u效應(yīng))的二嗚階分博析程羽序計調(diào)算內(nèi)蒙力時幸，如需果是留等截堵面柱宿，取μ=1，即計谷算長藍(lán)度等典于幾寫何長期度。旨對于的楔形厭柱，進(jìn)其計純算長堅度系和數(shù)可炮由下宮列公薪式計舍算：二階分瞞析法式中生:凝—構(gòu)助件的棄楔率峽；、滔—分載別為識柱小業(yè)頭和已大頭傲的截去面高言度(閃圖1狹.1扛2)各。圖1-差12單變截濁面構(gòu)件鈔的楔率變截但面柱防在剛率架平慘面外平的整染體穩(wěn)榨定計疲算應(yīng)分布段按暑公式淘計算橋：公式不匪同于規(guī)杏范中壓鐘彎構(gòu)件責(zé)在彎矩僑作用平運(yùn)面外的沈穩(wěn)定計援算公式他之處有羅兩點(diǎn)：截面鐵幾何販特性賽按有私效截尤面計成算；考慮楔嫩形柱的頭受力特季點(diǎn)，軸思力取小怖頭截面大，彎矩縮慧取大頭佩截面。斜梁和炊隅撐的反設(shè)計斜梁的袍設(shè)計當(dāng)斜緩梁坡懇度不扯超過1：5時，變因軸資力很萍小可辱按壓示彎構(gòu)灣件計圓算其業(yè)強(qiáng)度鐘和剛趙架平欺面外俯的穩(wěn)扎定，運(yùn)不計支算平彩面內(nèi)魄的穩(wěn)淋定。實(shí)腹式租剛架斜遇梁的平命面外計林算長度盯，取側(cè)沿向支承貿(mào)點(diǎn)的間宋距。當(dāng)溪斜梁兩蕩翼緣側(cè)紀(jì)向支承鎖點(diǎn)間的農(nóng)距離不衡等時，返應(yīng)取最藥大受壓猶翼緣側(cè)滑向支承且點(diǎn)間的貌距離。骨斜梁不袋需要計捏算整體下穩(wěn)定性均的側(cè)向派支承點(diǎn)橫間最大蟻長度，嫁可取斜塘梁下翼駕緣寬度鞏的倍。當(dāng)斜梁包上翼緣眨承受集稻中荷載獅處不設(shè)慣橫向加盞勁肋時綁，除應(yīng)臭按規(guī)范您規(guī)定驗(yàn)?zāi)舅愀拱妍惿线吘売H正應(yīng)力被、剪應(yīng)到力和局臨部壓應(yīng)擁力共同鬧作用時犧的折算忽應(yīng)力外琴，尚應(yīng)舊滿足下比列公式泉的要求霉：隅撐月設(shè)計當(dāng)實(shí)桌腹式返剛架朗斜梁眼的下享翼緣尺受壓樸時，摩必須襖在受廉壓翼扒緣兩毫側(cè)布善置隅鵝撐(山墻處吃剛架僅花布置在填一側(cè))作、為軍斜梁的廢側(cè)向支聽承，隅箏撐的另暴一端連地接在檁阻條上。隅撐間帽距不應(yīng)盒大于所錢撐梁受裙壓翼緣煤寬度的倍。隅撐英應(yīng)根幣據(jù)規(guī)西范規(guī)拐定按話軸心級受壓羞構(gòu)件癥的支加撐來歡設(shè)計貍。隅腹撐截夫面選驅(qū)用單侍根等喪邊角虎鋼，陡軸向萬壓力私按下揪式計譽(yù)算：當(dāng)隅撐脹成對布墾置時，脖每根隅糖撐的計謹(jǐn)算軸壓模力可取擁上式計獵算值的培一半。需要注包意的是活，單面仍連接的飄單角鋼懲壓桿在擊計算其倚穩(wěn)定性養(yǎng)時，不叢用換算項長細(xì)比下，而是乳對f值乘抽以相夢應(yīng)的館折減顧系數(shù)呆。剛架橫礎(chǔ)梁剛度清和柱頂肺水平位煤移驗(yàn)算橫梁紛容許薄撓度昂：柱頂哥水平尖容許象位移屢：式中味、何分別曉為剛鋤架橫查梁的編跨度使和柱澤的高暗度。剛架節(jié)平點(diǎn)設(shè)計剛架橫橋梁與柱鈔拼裝節(jié)榴點(diǎn)剛架橫排梁屋脊幻玉拼裝節(jié)禍點(diǎn)柱腳設(shè)催計牛腿杰設(shè)計斜梁與鎖柱的連楊接及斜供梁拼接一般采嗓用高強(qiáng)驗(yàn)螺栓－羊端板連即接，按類剛接節(jié)倉點(diǎn)設(shè)計賽，其形虛式：端板杏豎放端板賺斜放端板攀平放h1Me（a乖）端拳板豎客放（b）森端板斜剝放（c）價端板平列放（d）率斜梁拼陰接剛架際斜梁創(chuàng)與柱勢的連鮮接及沫斜梁曉間的屠拼接高強(qiáng)南螺栓棗計算驗(yàn)算最殃不利螺蠻栓的拉他力：—橫梁齡與柱在窩連接處滾傳遞的第彎矩；—最遠(yuǎn)付一排螺毒栓至承搶壓點(diǎn)的鞋距離；—螺兼栓列返數(shù)；—任姜意一彩排螺愁栓至齒承壓腳點(diǎn)的反距離倒；—一糊個螺繭栓所狐能承活受的交抗拉員容許祝承載羞力。分析研天究表明牙，外伸辯式連接弦轉(zhuǎn)動剛討度可以奏滿足剛歇性節(jié)點(diǎn)路的要求哥。外伸侄式連接結(jié)在節(jié)點(diǎn)且負(fù)彎矩邁作用下鍛，可假浩定轉(zhuǎn)動做中心位螞于下翼敲緣中心希線上。梳上翼緣額兩側(cè)對門稱設(shè)置垃4個螺冊栓時，忌每個螺憐栓承受幣下面公喇式表達(dá)屑的拉力斗，并依噸此確定激螺栓直登徑：當(dāng)受拉渣翼緣兩銅側(cè)各設(shè)伶一排螺詢栓不能衫滿足承淡載力要啞求時，腿可以在勇翼緣內(nèi)線側(cè)增設(shè)掛螺栓。螺栓掛排列角應(yīng)符嶺合構(gòu)絞造要趁求，腫下圖定的，姑應(yīng)刮滿足粱扣緊醬螺栓喂所用艇工具結(jié)的凈紙空要顯求，即通常址不小端于35筒mm，螺栓端窮距不應(yīng)責(zé)小于2倍螺栓奶孔徑，宿兩排螺質(zhì)栓之間拴的最小湖距離為3倍螺旅栓直蓄徑，泉最大錦距離滋不應(yīng)敬超過40種0m傭m。端板躍的厚掩度t可根崖?lián)С坛袟l按件按割下列榴公式牲計算譯，但尿不應(yīng)楚小于16掩mm，和梁鳳端板首相連包的柱堤翼緣雙部分負(fù)應(yīng)與堤端板紡等厚午度。(a犁)伸臂頑類端塑板(b)無加勁并肋類端究板(c)騎兩邊支肺承類端炕板當(dāng)端板夏外伸時當(dāng)端板裹平齊時(d)終三邊支被承類端忘板在門式化剛架斜姑梁與柱害相交的欲節(jié)點(diǎn)域孕，應(yīng)按匆下列公王式驗(yàn)算習(xí)剪應(yīng)力鮮：剛架松構(gòu)件跪的翼懸緣與孔端板鳳的連拌接應(yīng)桐采用蹲全熔粒透對赤接焊紅縫，嘩腹板晨與端句板的殖連接換應(yīng)采諷用角撥焊縫唯。在接端板紡設(shè)置略螺栓堤處，良應(yīng)按善下列雅公式腔驗(yàn)算鋸構(gòu)件牽腹板更的強(qiáng)直度：當(dāng)時，當(dāng)時，節(jié)點(diǎn)竄構(gòu)造除設(shè)計節(jié)點(diǎn)有死加腋與驗(yàn)不加腋寨兩種基翠本形式詢。在加事腋形式耕中又有鍛梯形加及腋與曲僻線加腋撐之分，巾一般采蹈用梯形古加腋并在方加腋咐部分雙的兩遣端設(shè)送置加勁肋及側(cè)向支對撐，以棗保證公該加賓腋部夢分的敲穩(wěn)定予性，值防止菌側(cè)向康壓屈騎。加幻玉腋連棚接可垂使截或面的刃變化象符合憑彎矩親圖形岡的要叢求，點(diǎn)并大族大提滑高了臂剛架捆的承械載能恨力。膽下圖判為加慚腋節(jié)扔點(diǎn)圖態(tài)。橫梁屋脊拼裝節(jié)點(diǎn)圖柱腳設(shè)年計根據(jù)糾受力深要求設(shè)，柱秘腳分羨剛接乎柱腳蝦和鉸搭接柱劣腳兩歌類，吵當(dāng)?shù)鯏[車起墓重量≥5噸時應(yīng)啟考慮設(shè)材置剛性叉柱腳。本工脫程實(shí)憤例：撲吊車廚噸位20噸，柱腳形喝式為剛向接柱腳兵，主要油用來傳帽遞吊車權(quán)荷載、池風(fēng)荷載霉和結(jié)構(gòu)膛自重。柱腳形拔式平板式艷鉸接柱住腳剛接訊柱腳一般錦情況當(dāng)有維橋式欣吊車亮或剛撲架側(cè)遣向剛胖度過刪弱時平板式鉸接竹柱腳剛接芬柱腳柱腳的癥計算一、底疑板的計腫算1、啊底板聽的平跳面尺仆寸底板書面積挪：式中—柱軸耀心壓力呢設(shè)計值臭；—基逃礎(chǔ)混銷凝土登軸心路抗壓際強(qiáng)度控設(shè)計沙值；—錨栓劍孔面積連。按構(gòu)造績要求確郊定底板博寬度：式中—柱截騙面寬度胖或高度炸；—靴梁匪厚度；—底板禾懸臂長僑度。再根聾據(jù)底致板面總積確若定底擇板長婦度。2、垂底板鐮的厚禿度底板的岡厚度決貞定于板定的抗彎丹強(qiáng)度。式中臨：為底板徐承受的族最大彎祖矩值。柱腳錨寺栓應(yīng)采睜用Q2惑35或Q34揮5鋼材凡制作毒。錨王栓的本錨固涂長度肯應(yīng)符叔合現(xiàn)酸行國撫家標(biāo)桐準(zhǔn)《建筑地宏基基礎(chǔ)抱設(shè)計規(guī)占范》(非GB狗5傅00堡07可--桃20掠02饒)的規(guī)定秀，錨栓煌端部按竹規(guī)定設(shè)躺置彎鉤癥或錨板祝。計算風(fēng)舉荷載作脆用下柱規(guī)腳錨栓密的上拔榨力時，被應(yīng)計入交柱間支自撐的最侵大豎向宣分力，細(xì)此時，香不考慮著活荷載(或雪乓荷載)、積灰徑荷載和秧附加荷摘載的影勺響，同央時永久分荷載的稅分項系救數(shù)1.0。錨栓距直徑不跌宜小于24訊mm，且應(yīng)榜采用幣雙螺屈帽以酷防松思動。柱腳身錨栓卡不宜綱用于拴承受燒柱腳隙底部館的水拔平剪寫力。滋此水嚇平剪瓣力可事由底站板與貓混凝放土基暢礎(chǔ)之蠅間的狐摩擦榨力(摩擦系富數(shù)可取0.4