【正文】 平風荷載作用時 ，化為柱頂?shù)刃搅?， 公式見教材 。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 二、結構形式與布置 3. 門式剛架設計 （ 2）內(nèi)力與位移計算 2）變截面門式剛架側移計算 ① 單跨剛架 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 二、結構形式與布置 3. 門式剛架設計 （ 2）內(nèi)力與位移計算 2）變截面門式剛架側移計算 ② 兩跨和多跨剛架 中間柱為搖擺柱的兩跨剛架 ， 柱頂側移可采用單跨剛架公式計算 ， 但計算 ξt時 ， 應以 2s代替 L。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 二、結構形式與布置 3. 門式剛架設計 （ 2）內(nèi)力與位移計算 2）變截面門式剛架側移計算 ② 兩跨和多跨剛架 當中間柱與橫梁剛性連接時，可將多跨剛架視為多個單跨剛架的組合體 (每個中柱分為兩半，慣性矩各為 I/2)，按下式計算整個剛架在柱頂水平荷載作用下的側移： Ki為各單跨剛架的側向剛度。 各參數(shù)計算公式見教材。 ?? iKHu /)2(123tiieii hEIK???第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 二、結構形式與布置 4. 等截面門式剛架 等截面門式剛架可采用彈性設計法或塑性設計法 。當采用彈性分析方法確定內(nèi)力時 ， 可參考上述方法進行 。 塑性設計法要求鋼材具有充分塑性變形能力 。 當荷載增加到某一值時 ， 在結構 Mmax截面出現(xiàn)塑性鉸 。 荷載繼續(xù)增加時 ， Mmax截面像鉸一樣發(fā)生轉動 ， 而彎矩保持不變 ， 荷載的增長部分由結構其他截面的彎矩增長來保持平衡 。 結構的塑性鉸將依次出現(xiàn) ， 塑性鉸相當于構造鉸 ， 每出現(xiàn)一個塑性鉸 ， 結構的超靜定次數(shù)就降低一次 。當依次形成 n+1個塑性鉸后 ， n次超靜定結構就變成機構 ，即達到承載能力的極限狀態(tài) 。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 二、結構形式與布置 4. 等截面門式剛架 塑性設計能較好地反映結構的實際工作情況 ，比彈性設計可節(jié)省鋼材約 10～ 20%。 結構塑性分析時疊加原理不能用 ， 應按各種荷載組合分別進行內(nèi)力分析 ， 找出各種可能的破壞機構和計算相應的塑性彎矩值 ， 然后從中取其最小值 。 常用的分析方法有靜力法和機動法 。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 1） 板件最大寬厚比和屈曲后強度利用 受壓翼緣 腹板 yftb /23515/ ? yw fth /2 3 52 5 0/0 ? 工字形截面受彎構件中腹板以受剪為主 ， 翼緣以抗彎為主 。 增大腹板的高度 ， 可更好地發(fā)揮翼緣的抗彎能力 ， 但若因局部穩(wěn)定要求需增大腹板厚度 ， 通常并不經(jīng)濟 ， 利用腹板的屈曲后強度是比較合理的 。 當腹板的受剪板幅高度變化不超過 60mm/m時 ， 可利用屈曲后強度 。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 1）板件最大寬厚比和屈曲后強度利用 腹板受彎及受壓板幅利用屈曲后強度時 ， 按有效寬度 he計算截面特性 。 當截面全部受壓時 ， he＝ ρh0，ρ是有效寬度系數(shù)；當截面部分受拉時 ， 受拉區(qū)全部有效 ， 受壓區(qū)的 he＝ ρhc， hc為受壓區(qū)寬度 。 )()(ppppp?????????????????時，當時，當時，當??ywfkth/23 /0p?? ?受彎及受壓計算 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 1）板件最大寬厚比和屈曲后強度利用 2112 / ????? ?，?)1()1()1(1622 ???? ??????k為桿件在正應力作用下的凸曲系數(shù) 由有效截面分布 ， 可以得到有效截面受壓翼緣截面模量 We和有效截面積 Ae。 eeeeeeeeehhhhhhhhh)5/(221121?????????，當截面部分受拉時：當截面全部受壓時：?第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 1）板件最大寬厚比和屈曲后強度利用 39。0 Vwd fthV ?vw39。vwvw39。vwv39。vw)2 7 ()]([ffffff?????????????時，當時，當時，當?????????????200200//）（：設橫向加勁肋，）（：設橫向加勁肋，不設橫向加勁肋時：受剪板件的凸曲系數(shù)hahahahak ??利用屈曲后強度的腹板抗剪強度： yww fkth/23537/0?? ?第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 2）剛架構件的強度計算和加勁肋設置 工字形截面受彎構件在 剪力 V和彎矩 M共同作用下 的強度應滿足下列要求： 當 V≤ M≤Me=Wef 當 ≤V≤Vd時 Mf和 Me分別為兩翼 緣和構件有效截面所承擔的彎矩。 ])1/2(1)[( 2????? dfef VVMMMM第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 2）剛架構件的強度計算和加勁肋設置 工字形截面壓彎構件 在剪力 V、彎矩 M和軸心壓力N共同作用下 的強度應滿足下列要求： 當 V≤ M≤MeN =MeNWe/Ae 當 ≤V≤Vd時 MfN為兼承受壓力 N時兩翼緣所能承受的彎矩，對雙軸對稱截面： MfN =Af(hw+t)(fN/A) ])1/2(1)[( 2????? dNfNeNf VVMMMM第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 3）變截面柱在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定計算 ① 查表法： 用于柱腳鉸接的剛架。適合手算。 I．柱腳鉸接單跨剛架楔形柱的 μγ由表 74查得。 II．多跨剛架設搖擺柱時，搖擺柱的 μγ =。邊柱的計算長度為 h0=ημγ h， η為放大系數(shù)。 fWNNMANexrExmxexr???139。00100)1( ???注：下標 0對應小頭，下邊 1對應大頭，計算長度如下： 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 ③ 二階分析法： 用于柱腳鉸接和剛接的剛架。 當采用計入 P— U效應的二階分析程序計算內(nèi)力時 ，μγ=+（ ）， γ為楔率。 ② 和③適合計算機計算。 ② 一階分析法： 用于柱腳鉸接和剛接的剛架。 當利用一階分析計算程序 計算內(nèi)力時 ， μγ根據(jù)柱頂側移剛度 K=H/U， 按式 (728)~(729)計算 。 公式由橫梁為水平構件的剛架導出 ， 不宜用于坡度 i1/10的剛架柱 。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 4）變截面柱在剛架平面外的穩(wěn)定計算 fWMANebtey??1100????（ 5）變截面柱柱端抗剪承載力驗算 變截面柱下端鉸接時，應驗算柱端的抗剪強度。 （ 6）橫梁設計 1） 實腹式橫梁在平面內(nèi)和平面外均應按壓彎構件計算強度和穩(wěn)定。當屋面坡度 α≤100時，在剛架平面內(nèi)可僅按壓彎構件計算其強度。 長細比以小頭為準 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 6）橫梁設計 2） 實腹式剛架橫梁的平面內(nèi)和平面外的計算長度可分別取豎向支承點間的距離和側向支承點間的距離；當橫梁兩翼緣側向支承點間的距離不等時 ，應取最大受壓翼緣側向支承點間的距離 。 3）當剛架橫梁下翼緣受壓時，在受壓翼緣的兩側布置隅撐 (端部僅布置在一側 )，作為橫梁的側向支承。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 6）橫梁設計 4） 當橫梁上翼緣承受集中荷載處不設橫向加勁肋時 ，應驗算腹板上邊緣正應力 、 剪應力和局部壓應力共同作用時的折算應力 ， 還應滿足下列要求： ftfttF mwywf ?22 3 515 ??yf/23516這是參照歐洲規(guī)范 EC3ENV簡化后 改寫的。 5）橫梁不需計算整體穩(wěn)定性的側向支承點間最大長度，可取橫梁下翼緣寬度的 倍。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 三、構件截面設計 變截面剛架構件計算 （ 7）隅撐設計 隅撐應按軸心受壓構件設計。 235c os85yfAfN??等截面剛架構件計算 可采用三塊板焊成的工字形截面 、 高頻焊接輕型H型鋼及熱軋 H型鋼 。 等截面剛架按彈性設計時 ， 可按上述變截面剛架的規(guī)定進行設計 。 等截面剛架按塑性設計時 ， 按 《 鋼結構設計規(guī)范 》 中塑性設計的規(guī)定進行設計 。 A為橫梁被支撐翼緣截面積 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 四、節(jié)點設計 1. 斜 梁 與 柱 連 接 門式剛架橫梁與柱的連接，可采用端板豎放、端板平放和端板斜放三種形式。 端板連接設計 按所受最大內(nèi)力設計。當內(nèi)力較小時，按較小被連接截面承載力的一半設計。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 四、節(jié)點設計 端板連接設計 主剛架構件的連接應采用高強度螺栓連接。吊車梁與剛架連接的螺栓孔宜設長圓孔。檁條和墻梁與剛架的連接通常采用普通螺栓。 端板的連接螺栓應成對對稱布置。在受拉翼緣和受壓翼緣的內(nèi)外兩側均應設置，并宜使每個翼緣的螺栓群中心與翼緣的中心重合或接近。應采用將端板伸出截面高度范圍以外的外伸式連接。當螺栓受力較小時，也可將螺栓全部設在構件截面高度范圍內(nèi)的端板平齊式連接。螺栓布置應滿足構造要求。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 四、節(jié)點設計 端板連接設計 門式剛架中受壓翼緣的螺栓不宜少于兩排。與橫梁端板連接的柱翼緣部分應與端板等厚度。 端板的厚度不宜小于 12mm，可根據(jù)支承條件按下列公式計算。 （兩邊）（三邊）（兩邊）（兩邊）（伸臂）（無肋）webwe we web第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 四、節(jié)點設計 端板連接設計 伸縮類端板 無加勁肋類端板 兩邊支承類端板，當兩端板外伸時 當兩端板平齊時 三邊支承類端板 式中 Nt — 一個高強度螺栓承受的拉力設計值； f — 端板鋼材的抗拉強度設計值。 6 fteNtbf?? ?64f w tw f f we e Nte b e e e f? ??????? ?124 f w tw f f we e Nt e b e e e f? ??????? ? 2624f w tw s fe e Nte b b b e f? ??????? ?30 .5 wtweNt a e f? ?第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 四、節(jié)點設計 端板連接設計 門式剛架框架梁框架柱相交節(jié)點域，應按下式驗算剪切強度，當不能滿足時，應加厚腹板或設置加勁肋。 1 . 2Vb c cMtfd d t??? ?0 .4 wwP e t f? ??? ?t w wN e t f? ?? 門式剛架梁、柱的翼緣和腹板與端板的連接，應采用全熔透對接焊縫，使焊縫截面與構件截面等強。在端板螺栓處，應按下式驗算腹板強度。當不滿足要求時，可設置腹板加勁肋或局部加厚腹板。 當 N≤ 當 N 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結構設計 四、節(jié)點設計 拼接構造要求和計算方