【正文】 mm取板厚mm。m，kN,梁截面尺寸為H600250810，： 左梁與左梁的連接(1) 確定螺栓尺寸：如圖翼緣兩側(cè)各設(shè)置2個螺栓，取。(4) 構(gòu)件腹板強(qiáng)度驗算：kNkNN/mmN/mm滿足要求。則端板的尺寸為：mm,mm，噴沙處理,其公稱直徑為M22；設(shè)計預(yù)拉力P=190kN；螺栓孔徑為24mm。mN/mmN/mm N/mmN/mm(5) 焊縫計算：肋板與翼緣板連接處水平焊縫：由于水平方向上的力很小，主要是水平方向的剎車力，可以取焊縫mm,足可以滿足抗剪強(qiáng)度要求。牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應(yīng)力和剪力 引起的應(yīng)力共同作用： N/mmN/mmN/mmN/mm焊縫強(qiáng)度滿足要求。腹板厚度按負(fù)擔(dān)支點處最大剪力需要得:mm按經(jīng)驗公式估算： cm選用腹板厚度為：mm依近似公式計算所需翼緣板面積：cm 試選翼緣板厚度為：mm ，翼緣板寬度為200mm，翼緣得外伸寬度為：mm ，所以翼緣板得局部穩(wěn)定可以保證。m N/mmN/mmN/mm N/mm(4) 肋板計算：肋板按懸臂梁計算:跨長mm，取截面200mm10mm因其底板平均壓力很小，可以不必驗算勒板強(qiáng)度，隔板與底板和柱的腹板焊縫均可按構(gòu)造要求,取mm焊縫。(3) 隔板計算：隔板厚度取mm，按懸臂梁計算：跨長mm，取截面200mm10mmN/mm隔板強(qiáng)度驗算：kNmm隔板與翼緣和腹板圍成的三邊支撐部分：，查表得Nm ，剪力設(shè)計值為kN ，壓力設(shè)計值為kN，柱腳及錨栓均采用Q235鋼，焊條為E43，混凝土為C20，：考慮了局部承壓強(qiáng)度得提高后混凝土得抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，取11N/mm，為了提高柱端得連接剛度，在柱外側(cè)用幾根肋板分別與柱和底板用焊縫連接起來。m N/mmN/mmN/mm N/mm焊縫尺寸滿足要求。(3) 隔板計算：肋板厚度取mm，按懸臂梁計算：跨長mm，取截面300mm16mm，肋板強(qiáng)度驗算：N/mmkNmm翼緣和腹板圍成的三邊支撐部分： ，查表得Nm，剪力設(shè)計值為 kN ，柱腳及錨栓均采用Q235鋼，焊條為E43，混凝土為C20，： 柱腳構(gòu)造及計算簡圖考慮了局部承壓強(qiáng)度得提高后混凝土得抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，取11N/mm，為了提高柱端得連接剛度，在柱外側(cè)用幾根肋板分別與柱和底板用焊縫連接起來。取橫向支撐下段的柱長度，由結(jié)構(gòu)圖得：m。m ，kN 。則柱的計算長度系數(shù)為剛架柱的計算長度為mmb類截面，查得kN， N/mmN/mm② 剛架柱平面外的整體穩(wěn)定性驗算：考慮壓型鋼板墻面與墻梁緊密連接，有蒙皮作用。m 整體穩(wěn)定驗算(1) 邊柱：構(gòu)件的最不利內(nèi)力：kN 彎、剪、壓共同作用下的驗算取邊柱下端截面進(jìn)行驗算kN(1) 橫梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算：計算長度取橫梁長度cm,屬于b類截面，查得kN， N/mmN/mm(2) 橫梁平面外的整體穩(wěn)定性驗算：考慮屋面壓型鋼板的檁條緊密連接，有蒙皮作用。m ， kN ， kN因為kNkN kNm ， kN ， kN。m ， kN ， kN。圖9. 29 (a) M圖( 單位：kN 圖9. 27(a) M圖( 單位：kN (3) 作Q圖和N圖分別取桿件AB、BC、CD、CF、EF為隔離體，建立平衡方程，計算各桿桿端剪力，(b)所示；分別取結(jié)點B、C、F為隔離體，建立平衡方程，計算各桿桿端軸力，(c)所示。mkNm kNm kNm )則可求得： kNm )圖9. 23(b) Q圖( 單位：kN )圖9. 23(c) N圖( 單位：kN ) 左跨布置吊車，吊車的水平制動力作用向左右（） 計算簡圖(1) 計算：利用各桿的載常數(shù)，計算各桿的固端彎矩及部分剪力：kNm kNm集中力作用處： kNmkNm，kNm kN(b)所示；分別取結(jié)點B、C、F為隔離體，建立平衡方程，計算各桿桿端軸力。mkNm： kNmkNm，kN代入位移法方程并求解： 解得 ，(2) 作M圖利用疊加公式：，可得桿端彎矩 kNm kNm kNm (a)所示。mkNm kNm ： kNm )則可求得： kNm kN圖9. 14(a) M圖( 單位：kN(3) 作Q圖和N圖分別取桿件AB、BC、CD、CF、EF為隔離體，建立平衡方程，計算各桿桿端剪力。mkNm梁FC跨中處：kNm：kNm，kN代入位移法方程并求解： 解得 ，其中，符合要求。m：kNm kN分別取結(jié)點B、C、F為隔離體，建立平衡方程，計算各桿桿端軸力。mkNmkNmkNm kNm )則可求得 kNm kNkN柱AB,EF跨中處： kN(c)所示。m(a)所示。mkNm：kNm ， 代入位移法方程并求解： 解得 ： 。m 梁BC的中點：kN分別取結(jié)點B、C、F為隔離體，建立平衡方程，計算各桿桿端軸力。mkNm梁BC跨中處： kNm：kNm ，kN（kN/m）(1) 計算：利用各桿的載常數(shù)，計算各桿的固端彎矩：kN迎風(fēng)面： kN/m （壓力） 背風(fēng)面： kN/m （吸力）(4) 吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值：最大輪壓產(chǎn)生的荷載值：kN最小輪壓產(chǎn)生的荷載值：kN水平制動力：kN 初選截面梁截面： H邊柱、中柱截面：H 截面特性(1)梁截面特性： mm mmmmmm mmcmcm(2) 柱截面特性： mm mmmmmm mmcmcm假設(shè)柱的線剛度和梁的線剛度，則：，以上在計算線剛度時，忽略了單位統(tǒng)一，現(xiàn)推導(dǎo)最終單位：。③另外，本文在用鋼量計算中，未對節(jié)點進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計，而是根據(jù)以往的經(jīng)驗，～，作為構(gòu)件的總用鋼量。需要說明的是：①因本文考慮的是中級制工作廠房，吊車的噸位不大。結(jié)構(gòu)計算簡圖見圖1。從而推動門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)體系在我國的發(fā)展。(3)廠房的實際用鋼量及費用還與鋼材的供應(yīng)情況(品種規(guī)格)、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度等密切相關(guān)。然而，從綜合經(jīng)濟(jì)分析的角度來看，合理的柱距(模數(shù))對設(shè)計的好壞影響極大。如果用Q235的，又想用得薄，計算時還不考慮有效截面，荷載稍大時檁條就要垮。變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計算”。再有，設(shè)計人員往往忽略強(qiáng)度計算要用凈斷面，忽略釘孔減弱。檁要是冷彎薄壁構(gòu)件，受壓板件或壓彎板件的寬厚比大，在受力時要屈曲，強(qiáng)度計算應(yīng)采用有效寬度，對原有截面要減弱，不能象熱軋型鋼那樣全截面有效。有些設(shè)計，在門式剛架設(shè)計好之后，又根據(jù)業(yè)主要求將鋼柱換成砼柱，而梁截面不變。少數(shù)設(shè)計的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與砼柱中的預(yù)埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節(jié)省鋼材和降低造價?？缰写苟确从澄菝尕Q向剛度，剛度太小豎向變形就大?，F(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”。，但屋面結(jié)構(gòu)，包括屋面板和檁條。不僅國外的輕鋼生產(chǎn)廠家紛紛將整套的廠房結(jié)構(gòu)體系推向國內(nèi)市場，國內(nèi)的輕鋼生產(chǎn)廠家、設(shè)計單位也紛紛轉(zhuǎn)向這類結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和設(shè)計。 關(guān)鍵字：輕型鋼結(jié)構(gòu)，門式剛架，柱距The Study on Optimumal Column Spacing of the Portal Frame Light Steel Sructure of Industrial Building.Wang Yuantsing Wang Chunguang(Department of Civil Engineering, Tsinghua University)Abstract: Spacing module is often used in the layout of column system of industrial building. But in the portal frame light steel structure industrial building, unsuitable module can cause too large design steel cost. This paper introduces some problem and cooresponding solutions in the several practical projects the author engaged. The optimumal column spacing in the light steel structure industrial building is discussedin detial from the point of design steel cost.KeyWords: light steel structure。本文根據(jù)筆者從事的幾個實際工程，對輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的最優(yōu)柱距問題從設(shè)計用鋼量的角度作了較詳細(xì)的研究討論。特別是近十多年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，由于生產(chǎn)的需要，這類結(jié)構(gòu)以其用鋼量低，重量輕，造價低，適用范圍廣等優(yōu)點而獲得廣泛的應(yīng)用。因此，對門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，建立和完善專門的設(shè)計規(guī)范勢在必行。國外這類，而我們無此規(guī)定，遇到超載情況，就要出安全問題。一般是將構(gòu)件分段，用等截面程序計算，每段都要計算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于要驗算跨中垂度。本人有此想法，剛架側(cè)移后，當(dāng)山尖下垂對坡度影響較大時（例如使坡度小于1/20），要驗算山尖垂度，以便對屋面剛度進(jìn)行控制。因為混凝土是一種脆性材料，雖然構(gòu)件可以通過配筋承受彎矩和剪力，但在連接部位，它的抗拉、抗沖切的性能很并，在外力作用下很容易松動和破壞。 檁條計算問題較大。軟件未考慮的，自己要考慮?！兑?guī)范》、9條規(guī)定：“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強(qiáng)度應(yīng)按凈截面計算；受壓強(qiáng)度應(yīng)按有效截面計算；穩(wěn)定性應(yīng)按有效截面計算。國外是按有效截面計算承載力的。對門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)是否適用，尚很少有人對此進(jìn)行專門的研究。設(shè)計中可采用由預(yù)制鋼筋混凝土限制的傳統(tǒng)柱距模數(shù)，或采用新的模數(shù)化柱距，以降低用鋼量指標(biāo)。因此，只有從研究經(jīng)濟(jì)柱距入手，確定合理的柱距模數(shù)，才能使門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)真正地實現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、定型化、專門化。主要考慮跨度：12m、15m、18m、24m、30m、36m；吊車噸位：0t、2t、5t、10t、15t、20t；及柱距為3m、6m、9m、12m、15m、18m的情況。吊車荷載：吊車基本參數(shù)和尺寸依據(jù)《5～50一般用途電動橋式起重機(jī)基本參數(shù)和尺寸系列(ZQ162)》。當(dāng)跨度小于9m時，檁條和墻架梁采用冷彎薄壁型鋼，詳見參考文獻(xiàn)。風(fēng)荷載體型系數(shù)：迎風(fēng)面，背風(fēng)面。(2) 基本結(jié)構(gòu)在結(jié)點C有單位轉(zhuǎn)角作用下的計算:由各桿件形常數(shù)，可得各桿件端彎矩及部分剪力：作圖，： 圖則，； 梁BC跨中處值為(3) 基本結(jié)構(gòu)在結(jié)點F有單位轉(zhuǎn)角作用下的計算：由各桿件形常數(shù)，可得各桿件端彎矩及部分剪力：作圖，： 圖則：，(4) 基本結(jié)構(gòu)在結(jié)點F有單位水平位移作用下的計算：由各桿件形常數(shù)，可得各桿件端彎矩及部分剪力：作圖，： 圖則, , ；；。m )則可求得 kNmkNmkNmkN(b)所示。m )(b) Q圖( 單位：kN )(c) N圖( 單位：kN )考慮到柱的自重為（豎向）：N/m故軸力圖N中應(yīng)加上柱的自重，(d)所示： kN kN kN (d) N圖( 單位：kN ) 活荷載作用 (kN/m)(1) 計算：利用各桿的載常數(shù)，計算各桿的固端彎矩：kNm ，kNm：kNm梁BC跨中處： kNmkN分別取結(jié)點B、C、F為隔離體，建立平衡方程，計算各桿桿端軸力。m kNm作圖，： 圖( 單位：kN(2) 作M圖利用疊加公式：，可得桿端彎矩：kNm在AB中點處：kNmkNm kN(b)所示。m ) 圖9. 12(b) Q圖( 單位：kN )圖9. 12(c) N圖( 單位：kN ) 柱間作用于右風(fēng)(kN/m，)(1) 計算：利用各桿的載常數(shù)，計算各桿的固端彎矩及部分剪力：kNm：kNm，kNm： kNmkNm kNm(a)所示。(c)所示。m (1) 計算：利用各桿的載常數(shù)，計算各桿的固端彎矩及部分剪力：查有關(guān)資料,得等截面單跨超靜定梁在一彎矩作用下的桿端彎矩和剪力，：