【正文】 是日本自身發(fā)展起來(lái)的，已實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、定型化、裝配化 。 首先，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)來(lái)看，自 1996年開(kāi)始我國(guó)鋼的總產(chǎn)值就已超過(guò) 1億噸，居世界首位。有關(guān)規(guī)范規(guī)程的不斷完善為輕鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。Li 為第 i 構(gòu)件的長(zhǎng)度 。 kH 為該點(diǎn)標(biāo)高 。 il? 和 Us? 分別為第 s截面在第 l工況下的強(qiáng)度及其限值 。所謂“最優(yōu)設(shè)計(jì)”，指的是一種方案可以滿足所有的設(shè)計(jì)要求，而且所需的支出（如重量，面積，體積，應(yīng)力，費(fèi)用等）最小。如功能、吊車噸位、建筑高度、柱距、跨度、屋面荷載等。過(guò)跨平車對(duì)柱距的約束 。吊車噸位往往是功能的特定要求，但吊車的選擇對(duì)建筑投資卻起到非常重要的作用。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 開(kāi)題報(bào)告 (3) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化 結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的優(yōu)化是在給定的類型、材料、布局和外形的情況下，優(yōu)化各個(gè)組成構(gòu)件的截面尺寸，使結(jié)構(gòu)最輕或最經(jīng)濟(jì)。如門式剛架常采用變化構(gòu)件的截面來(lái)適應(yīng)彎矩變化 以達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。因此，影響整個(gè)剛架用鋼量的因素有上翼緣的寬度、厚度 。而且這些因素之間也互相影響，互相不獨(dú)立。當(dāng)設(shè)計(jì)者確定了結(jié)構(gòu)形式后，截面優(yōu)化比較簡(jiǎn)單易行的方法是按照構(gòu)件的內(nèi)力來(lái)調(diào)整截面尺寸，經(jīng)過(guò)試算確定重量最小的截面。 [12]真因?yàn)槠浒l(fā)展的 快速性，我們不得不去研究除優(yōu)化以為的所存在的問(wèn)題，包括 荷載，屋脊垂度，柱子，檁條等。通過(guò)大量計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)檐高為 6m、柱距為 ,荷載情況完全一致情況下 (恒載 ，活載 ，基本風(fēng)壓，無(wú)吊車 )，跨度在 1848m之間的剛架單位用鋼量 (Q235B)為 1835kg/m2 。而其他如檁條、吊車梁、墻梁的用鋼量隨著柱距的增大而增加，就房屋的總用鋼量而言，隨柱距的增大先下降而后又上升。[13] 剛架設(shè)計(jì)非優(yōu)化問(wèn)題研究 （ 1） 屋面活荷載取值 框架荷載取 ，不打算修改。現(xiàn)在有的框架梁太細(xì)，檁條太小，明顯有人為減少荷載情況，應(yīng)特別注意，決不允許在有限的活荷載中“偷工減料”?？缰写苟确从澄菝尕Q向剛度，剛度太小豎向變形就大 。 （ 3） 鋼柱換硂柱 少數(shù)單位設(shè)計(jì)的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與硂柱中的預(yù)埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節(jié)省鋼材和降低造價(jià)。還有的單位，在門式剛架設(shè)計(jì)好之后，又根據(jù)業(yè)主要求將鋼柱換成硂柱，而梁截面不變。檁要是冷彎薄壁構(gòu)件，受壓板件或壓彎板件的寬厚比大，在受力時(shí)要屈曲，強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)采用有效寬度，對(duì)原有截面 要減弱，不能象熱軋型鋼那樣全截面有效。否則就不需要工程師了。如前面所述的 《門規(guī)》與《鋼規(guī)》主要限值的不同，是根據(jù)門式剛架的自身特點(diǎn)從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)對(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆艑?，是可以理解的，但《門規(guī)》與《全國(guó)民用建筑工程技術(shù)設(shè)計(jì)措施結(jié)構(gòu)》 (20xx版 )中同樣關(guān)于門式剛架，也有很多要求和限值都不相同?！堕T規(guī)》中提到的塑性設(shè)計(jì)以及考慮應(yīng)力蒙皮效應(yīng)，都是很有效的辦法，在國(guó)外已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于實(shí)際工程中，但由于其計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，很難以手工完成，所以目前在我國(guó)應(yīng)用較少。 如前所述，總梁深度范圍 大致 為 跨度 的 1/8 到 1/12，取決于負(fù)載和跨度的要求。 由于腹板的垂直壓縮和在翼緣的組成部分上偏轉(zhuǎn)的梁作用應(yīng)力 ,使主梁 ,垂直壓縮腹板構(gòu)成擠壓作用。最大的 h/ tw 比率則變?yōu)? 最大 h/tw =20xx/ yfF ASDS EP.(G12) 56 節(jié) 焊接板梁 表格 54 最大 h/ tw 比率 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) h/ tw yfF 36 ksi 42 ksi 46 ksi 50 ksi 14000/ )( ?yfyf FF 20xx/yfF 322 282 261 243 333 309 295 283 表 54中， 前面兩個(gè)表達(dá)式的值 可 作為各 個(gè) yfF 的值 。 經(jīng)初步選定腹板尺寸，所需的翼緣面可 使用 如下 近似的方法決定 。 為了防止 ASDS， B5 部分和表 受壓翼緣的 局部 屈曲，規(guī)定翼緣寬厚比為上限。 因?yàn)?要充分考慮 到 有效（沒(méi)有受到進(jìn)一步的許用應(yīng)力減少）翼緣，受壓翼緣寬度厚度比不得超過(guò) cx kF/ 。根據(jù)b/t=bf /2tf = 確定 A36 鋼最大主梁板寬度（充分有效的延伸段） 那么 最大 bf =2（ ） = 正如前面提到的，腹板屈曲是必要的 ,如果腹板深厚 比超過(guò) 760/ bF ，那么壓縮翼緣允許的彎曲應(yīng)力 應(yīng) 減少。 翼緣 板 ， 在 其最大彎矩的基礎(chǔ)上確定大小， 這樣會(huì) 延長(zhǎng)梁的全長(zhǎng)。 翼緣板理論過(guò)渡點(diǎn)的測(cè)定 與板 梁蓋板理論截止點(diǎn)的測(cè)定類似。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，屈曲的腹板 承受著 對(duì)角線的 張力 和中間加勁肋壓力。 當(dāng)存在 張力 場(chǎng) 的 作用 ， 梁以外的 混合梁（假設(shè)提浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 供適當(dāng)?shù)闹虚g加 勁 肋）， 36KSI屈服應(yīng)力鋼和 50KSI屈服應(yīng)力鋼 各自 允許剪應(yīng)力 vF可能 取自 ASDS 方程 （ G3L），或 ASDM 的第 2部分，表 236 和 250 中 。 這必須 根據(jù) ASDS 公式（ F4 2）或表 136 和 150 的 ASDM 的 第 2 部分，因?yàn)檫@個(gè)面板必須 在 沒(méi)有任何 張力場(chǎng)作用下 設(shè)計(jì)（ ASDS 部 分 G4）。 然后確定加勁肋的大小，一般而言，焊接板梁 的 加勁肋交替焊接在腹板的 每一側(cè)。 Ast =1Cv /2[a/h(a/h) 2 / 2)a/h(1? ]YDhtw ASDS 方程（ G42） 注： Cv ， a， h和 tw 如先前定義 Y=腹板鋼的屈服應(yīng)力與加 筋 鋼的屈服應(yīng)力比 D= 成對(duì)布置加勁肋 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) = 單 側(cè) 角 鋼 加勁肋 = 單 側(cè) 加 勁 肋 當(dāng)加 勁 肋成對(duì)布置， 如何 確定該 區(qū)域 的總面積。 當(dāng) fv 面板中的 vF ,要求的總面積可能 因?yàn)?比例 fv/ vF 而減?。?ASDS， G4 部分）。除了 使反作用力 或集中荷載轉(zhuǎn)移到腹板， 支 承加勁肋 還可以 防止腹板 局部 屈服，以及一般的腹板損壞 和 側(cè)移腹板 屈曲 ， 在這篇課文的第 4 章討論 。）如果提供加勁肋并延長(zhǎng) 了 至少 h/2， ASDS 方程（ K14） 和 （ K15）就 需要檢查。 如果加載的翼緣不受制于 偏轉(zhuǎn)以及該值 ?fwc bL td 然后 在這里 R=最大反 力 或集中荷載（ K） L=最大的側(cè)向無(wú)支撐長(zhǎng)度沿 任意 翼緣的負(fù)載點(diǎn)（英寸） Bf =翼緣寬度（英寸） 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) dc =d2k=腹板角焊縫（英寸） 凈高 如果fwc bL td// 分別超過(guò) 或 ，或腹板是 受 均勻分布負(fù)載 ， 方 程（ K16）和（ K17） 不需要檢查 。有效列的長(zhǎng)度不應(yīng)小于計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比 rl 加勁肋 長(zhǎng)度 的四分之三（ ASDS， 節(jié)）。 下面 表示提供的最低值 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 如果實(shí)際的腹板剪切 力 基于 小于 ASDS 方程（ G31）允許剪切 力 的基礎(chǔ)上，然而，轉(zhuǎn)移 的 剪切 力 （ fs v ）可能會(huì)成正比減少。 翼緣板到腹板 的 連接： 翼緣板到腹板 的 連接 為了防止 產(chǎn)生總水平剪切梁的彎曲力。 總水平剪切力 hv （ 千磅 每線性英寸）可從 下 列 表達(dá)式（任何材料的強(qiáng)度） 得出 IVQv fh ? 注： fQ =翼緣 相對(duì) 梁中性軸 的靜矩 （ IN.3） V=最大剪 力 （ KI） 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) I=梁截面的總慣性矩（ ） 當(dāng) 負(fù)載直接 作 用于翼緣（無(wú) 支 承加勁肋存在），可考慮每英寸的垂直剪切力和矢量的水平剪力，以確定腹板和翼緣之間產(chǎn)生的剪切 力 。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) Preliminary Selection of Plate Girder Webs and Flanges The ASDS, Section B10, states that, in general, plate girders should be proportioned by the momentofinertia method. This approach requires the selection of a suitable trial cross section that would then be checked by the momentofinertia method. As was mentioned previously, the total girder depth should generally range from 1/8 to 1/12 of the span length, depending on load and span requirements. Therefore, the web depth may be estimated to be from 2 to 4 in. less than the assumed girder total depth. The web thickness may then be selected on the basis of permissible depththickness ratios as established in the ASDS. These ratios are based on buckling considerations. The web must have sufficient thickness to resist buckling tendencies that are created by. girder curvature under load. As a girder deflects, a vertical pression is induced in the web due to the ponents of the flange stresses, the result of which constitutes a squeezing action. The buckling strength ofthe web must be capable of resisting this squeezing action. This is the basis for the ASDS criteria (Section G1) that the ratio of the clear distance between flanges to the web thickness must not exceed h/tw 14000/ )( ?yfyf FF ADSD EP.(G11) where h = clear distance between flanges tw = web thickness Fyf = specified minimum yield stress of the flange (ksi) It is allowed for this ratio to be exceeded if transverse intermediate stiffeners are provided with a spacing not in excess of times the distance between flanges. The maximum permissible 0 ratio then bees maximum h/ tw =20xx/ yfF ASDS EP.(G12) 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) TABLE54 Maximum h/ tw Rations h/tw Fyf 36ksi 42ksi 46ksi 50ksi 14000/ )( ?yfyf FF 20xx/yfF 322 282 261 243 333 309 295 283 Resulting values