【正文】 平風(fēng)荷載作用時(shí) ，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、結(jié)構(gòu)形式與布置 3. 門式剛架設(shè)計(jì) （ 2）內(nèi)力與位移計(jì)算 2）變截面門式剛架側(cè)移計(jì)算 ① 單跨剛架 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、結(jié)構(gòu)形式與布置 3. 門式剛架設(shè)計(jì) （ 2）內(nèi)力與位移計(jì)算 2）變截面門式剛架側(cè)移計(jì)算 ② 兩跨和多跨剛架 中間柱為搖擺柱的兩跨剛架 ， 柱頂側(cè)移可采用單跨剛架公式計(jì)算 ， 但計(jì)算 ξt時(shí) ， 應(yīng)以 2s代替 L。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、結(jié)構(gòu)形式與布置 3. 門式剛架設(shè)計(jì) （ 2）內(nèi)力與位移計(jì)算 2）變截面門式剛架側(cè)移計(jì)算 ② 兩跨和多跨剛架 當(dāng)中間柱與橫梁剛性連接時(shí)，可將多跨剛架視為多個(gè)單跨剛架的組合體 (每個(gè)中柱分為兩半，慣性矩各為 I/2)，按下式計(jì)算整個(gè)剛架在柱頂水平荷載作用下的側(cè)移： Ki為各單跨剛架的側(cè)向剛度。 各參數(shù)計(jì)算公式見教材。 ?? iKHu /)2(123tiieii hEIK???第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)法或塑性設(shè)計(jì)法 。當(dāng)采用彈性分析方法確定內(nèi)力時(shí) ， 可參考上述方法進(jìn)行 。 塑性設(shè)計(jì)法要求鋼材具有充分塑性變形能力 。 當(dāng)荷載增加到某一值時(shí) ， 在結(jié)構(gòu) Mmax截面出現(xiàn)塑性鉸 。 荷載繼續(xù)增加時(shí) ， Mmax截面像鉸一樣發(fā)生轉(zhuǎn)動 ， 而彎矩保持不變 ， 荷載的增長部分由結(jié)構(gòu)其他截面的彎矩增長來保持平衡 。 結(jié)構(gòu)的塑性鉸將依次出現(xiàn) ， 塑性鉸相當(dāng)于構(gòu)造鉸 ， 每出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸 ， 結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)就降低一次 。當(dāng)依次形成 n+1個(gè)塑性鉸后 ， n次超靜定結(jié)構(gòu)就變成機(jī)構(gòu) ，即達(dá)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、結(jié)構(gòu)形式與布置 4. 等截面門式剛架 塑性設(shè)計(jì)能較好地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作情況 ，比彈性設(shè)計(jì)可節(jié)省鋼材約 10～ 20%。 結(jié)構(gòu)塑性分析時(shí)疊加原理不能用 ， 應(yīng)按各種荷載組合分別進(jìn)行內(nèi)力分析 ， 找出各種可能的破壞機(jī)構(gòu)和計(jì)算相應(yīng)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(jī)動法 。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 1） 板件最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)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(gòu)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(jì) ， 利用腹板的屈曲后強(qiáng)度是比較合理的 。 當(dāng)腹板的受剪板幅高度變化不超過 60mm/m時(shí) ， 可利用屈曲后強(qiáng)度 。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 1）板件最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)度利用 腹板受彎及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時(shí) ， 按有效寬度 he計(jì)算截面特性 。 當(dāng)截面全部受壓時(shí) ， he＝ ρh0，ρ是有效寬度系數(shù)；當(dāng)截面部分受拉時(shí) ， 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(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)??ywfkth/23 /0p?? ?受彎及受壓計(jì)算 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 1）板件最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)度利用 2112 / ????? ?，?)1()1()1(1622 ???? ??????k為桿件在正應(yīng)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(dāng)截面部分受拉時(shí)：當(dāng)截面全部受壓時(shí)：?第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 1）板件最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)度利用 39。0 Vwd fthV ?vw39。vwvw39。vwv39。vw)2 7 ()]([ffffff?????????????時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)?????????????200200//）（：設(shè)橫向加勁肋，）（：設(shè)橫向加勁肋，不設(shè)橫向加勁肋時(shí)：受剪板件的凸曲系數(shù)hahahahak ??利用屈曲后強(qiáng)度的腹板抗剪強(qiáng)度： yww fkth/23537/0?? ?第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 2）剛架構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算和加勁肋設(shè)置 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)滿足下列要求： 當(dāng) V≤ M≤Me=Wef 當(dāng) ≤V≤Vd時(shí) Mf和 Me分別為兩翼 緣和構(gòu)件有效截面所承擔(dān)的彎矩。 ])1/2(1)[( 2????? dfef VVMMMM第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 2）剛架構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算和加勁肋設(shè)置 工字形截面壓彎構(gòu)件 在剪力 V、彎矩 M和軸心壓力N共同作用下 的強(qiáng)度應(yīng)滿足下列要求： 當(dāng) V≤ M≤MeN =MeNWe/Ae 當(dāng) ≤V≤Vd時(shí) MfN為兼承受壓力 N時(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 3）變截面柱在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)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(shè)搖擺柱時(shí)，搖擺柱的 μγ =。邊柱的計(jì)算長度為 h0=ημγ h， η為放大系數(shù)。 fWNNMANexrExmxexr???139。00100)1( ???注：下標(biāo) 0對應(yīng)小頭，下邊 1對應(yīng)大頭，計(jì)算長度如下： 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 ③ 二階分析法： 用于柱腳鉸接和剛接的剛架。 當(dāng)采用計(jì)入 P— U效應(yīng)的二階分析程序計(jì)算內(nèi)力時(shí) ，μγ=+（ ）， γ為楔率。 ② 和③適合計(jì)算機(jī)計(jì)算。 ② 一階分析法： 用于柱腳鉸接和剛接的剛架。 當(dāng)利用一階分析計(jì)算程序 計(jì)算內(nèi)力時(shí) ， μγ根據(jù)柱頂側(cè)移剛度 K=H/U， 按式 (728)~(729)計(jì)算 。 公式由橫梁為水平構(gòu)件的剛架導(dǎo)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 4）變截面柱在剛架平面外的穩(wěn)定計(jì)算 fWMANebtey??1100????（ 5）變截面柱柱端抗剪承載力驗(yàn)算 變截面柱下端鉸接時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算柱端的抗剪強(qiáng)度。 （ 6）橫梁設(shè)計(jì) 1） 實(shí)腹式橫梁在平面內(nèi)和平面外均應(yīng)按壓彎構(gòu)件計(jì)算強(qiáng)度和穩(wěn)定。當(dāng)屋面坡度 α≤100時(shí)，在剛架平面內(nèi)可僅按壓彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度。 長細(xì)比以小頭為準(zhǔn) 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 6）橫梁設(shè)計(jì) 2） 實(shí)腹式剛架橫梁的平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長度可分別取豎向支承點(diǎn)間的距離和側(cè)向支承點(diǎn)間的距離；當(dāng)橫梁兩翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離不等時(shí) ，應(yīng)取最大受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離 。 3）當(dāng)剛架橫梁下翼緣受壓時(shí)，在受壓翼緣的兩側(cè)布置隅撐 (端部僅布置在一側(cè) )，作為橫梁的側(cè)向支承。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 6）橫梁設(shè)計(jì) 4） 當(dāng)橫梁上翼緣承受集中荷載處不設(shè)橫向加勁肋時(shí) ，應(yīng)驗(yàn)算腹板上邊緣正應(yīng)力 、 剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力共同作用時(shí)的折算應(yīng)力 ， 還應(yīng)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(jì)算整體穩(wěn)定性的側(cè)向支承點(diǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 變截面剛架構(gòu)件計(jì)算 （ 7）隅撐設(shè)計(jì) 隅撐應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。 235c os85yfAfN??等截面剛架構(gòu)件計(jì)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(shè)計(jì)時(shí) ， 可按上述變截面剛架的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 等截面剛架按塑性設(shè)計(jì)時(shí) ， 按 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 中塑性設(shè)計(jì)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 按所受最大內(nèi)力設(shè)計(jì)。當(dāng)內(nèi)力較小時(shí)，按較小被連接截面承載力的一半設(shè)計(jì)。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 端板連接設(shè)計(jì) 主剛架構(gòu)件的連接應(yīng)采用高強(qiáng)度螺栓連接。吊車梁與剛架連接的螺栓孔宜設(shè)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(yīng)成對對稱布置。在受拉翼緣和受壓翼緣的內(nèi)外兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置，并宜使每個(gè)翼緣的螺栓群中心與翼緣的中心重合或接近。應(yīng)采用將端板伸出截面高度范圍以外的外伸式連接。當(dāng)螺栓受力較小時(shí)，也可將螺栓全部設(shè)在構(gòu)件截面高度范圍內(nèi)的端板平齊式連接。螺栓布置應(yīng)滿足構(gòu)造要求。 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 端板連接設(shè)計(jì) 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(yīng)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(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 端板連接設(shè)計(jì) 伸縮類端板 無加勁肋類端板 兩邊支承類端板，當(dāng)兩端板外伸時(shí) 當(dāng)兩端板平齊時(shí) 三邊支承類端板 式中 Nt — 一個(gè)高強(qiáng)度螺栓承受的拉力設(shè)計(jì)值； f — 端板鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 端板連接設(shè)計(jì) 門式剛架框架梁框架柱相交節(jié)點(diǎn)域，應(yīng)按下式驗(yàn)算剪切強(qiáng)度，當(dāng)不能滿足時(shí)，應(yīng)加厚腹板或設(shè)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(yīng)采用全熔透對接焊縫，使焊縫截面與構(gòu)件截面等強(qiáng)。在端板螺栓處，應(yīng)按下式驗(yàn)算腹板強(qiáng)度。當(dāng)不滿足要求時(shí)，可設(shè)置腹板加勁肋或局部加厚腹板。 當(dāng) N≤ 當(dāng) N 第三節(jié) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 拼接構(gòu)造要求和計(jì)算方