【正文】 下弦桿受壓時的加強(qiáng)方法 (a）加撐桿； (b) 加強(qiáng)弦桿截面； (a) (b) 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 屋架與柱采用剛接連接時，如圖 ，可認(rèn)為上弦的最大內(nèi)力由上蓋板傳遞。下弦節(jié)點(diǎn)的連接螺栓承受水平拉力和偏心彎矩。此處一般屬小偏心，螺栓拉力的計算方法見連接一章。 圖 屋架與柱剛接 支托 上蓋板 屋架 柱 支撐 端板 H 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 屋架下弦節(jié)點(diǎn)板與支承端板的連接焊縫受支座反力R和最大水平力 H1,(拉力或壓力 )以及偏心彎矩 M＝ H1e1按下式計算： wf22wf112wf12f2wf 61 flheHlhHlhR ?????????????????????? ?f?1e—— 正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)，當(dāng)間接承受動態(tài)荷裁時 (例如屋架設(shè)有懸掛車 ) 當(dāng)直接承受動態(tài)荷載時， ； —— 水平力至焊縫中心的距離。 式中 ?? ??設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 下弦節(jié)點(diǎn)的支承端板在水平拉力 H作用下受彎，近似按嵌固于兩列螺栓間的梁式板計算，所需厚度為： SflNt23 1max? 式中 : —— 一個螺栓所受的最大拉力； —— 兩豎列螺栓的距離； —— 受力最大螺栓的端距加螺栓豎向間距的一半。 1lSmaxN 考慮到支座反力可能偏心，故按加大 25％ 計算。 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 第 框架柱設(shè)計特點(diǎn) 本節(jié)目錄 基本要求 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 柱的計算長度 柱在框架平面內(nèi)的計算長度：與柱的形式和兩端支承情況有關(guān)。 圖 單階柱框架的失穩(wěn) N2 N2 N2 N2 △ N △ N △ N △ N N1 △ N1 △ N1 N1 l1 l2 l1 l2 H2 H1 （ a） （ b） （ c） （ d） 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 等截面柱：按壓彎構(gòu)件一章的單層有側(cè)移框架柱確定。階形柱，其計算長度是分段確定的。 柱在框架平面外的計算長度： 當(dāng)設(shè)有吊車梁和柱間支撐而無其他支承構(gòu)件時，上段柱的計算長度取制動結(jié)構(gòu)頂面到屋蓋縱向水平支撐或托架支座之間柱的高度；下段柱的計算長度取柱腳底面至肩梁頂面高度。 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 柱的截面驗算 單階柱的上柱，一般為實腹工字形截面，選取最不利的內(nèi)力組臺，按第 6章的計算方法進(jìn)行截面驗算。 階形柱的下段柱一般為格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，需要驗算在框架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定以及屋蓋肢與吊車肢的單肢穩(wěn)定。計算單肢穩(wěn)定時，應(yīng)注意分別選取對所驗算的單肢產(chǎn)生最大壓力的內(nèi)力組合。 對格構(gòu)柱，還需按吊車肢單獨(dú)承受最大吊車垂直輪壓 行補(bǔ)充驗算。此時，吊車肢承受的最大壓力為： maxR設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 式中 : —— 吊車豎向荷載及吊車梁自重等所產(chǎn)生的最大計算壓 力； —— 使吊車肢受壓的下段柱計算彎矩，其中包括 的 作用： —— 與 M相應(yīng)的內(nèi)力組合的下段柱軸向力； —— 僅由 Rmax作用對下段柱產(chǎn)生的計算彎矩 ,與 M、 N同 一截面； —— 下柱截面重心軸至屋蓋肢重心線的距離； —— 下柱屋蓋肢和吊車肢重心線間的距離。 R2yamaxRN maxR? ? ? ?aMMayRNRN R????? 2maxmax1設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 當(dāng)?shù)踯嚵簽橥痪壷ё鶗r，其支反力沿吊車肢軸線傳遞，吊車肢按承受鈾心壓力 Nl計算單肢的穩(wěn)定性。 當(dāng)?shù)踯嚵簽槠桨迨街ё鶗r，尚應(yīng)考慮由于相鄰兩吊車梁支座反力差 (R1一 R2)所產(chǎn)生的框架平面外的彎矩： My＝ (R1一 R2） e My分布如圖 742所示。吊車肢按實腹式壓彎桿驗算在彎矩作用平面內(nèi) (即框架平面外 )的穩(wěn)定。 圖 吊車肢的彎矩計算圖 My H2 My 1 2 e e R2 R1 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 肩梁的構(gòu)造和計算 由上蓋板、下蓋板、腹板及墊板組成。有以下兩種： (1)單壁式肩梁 (a) 1 1 1 2 4 3 5 6 圖 肩梁的受力和單壁式肩梁構(gòu)造 (b) 1 6 4 11 11 (c) N1 M1 N2 M2 R1 R2 R1’ R2’ RA RB a1 a (d) 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 單壁式肩梁的上柱內(nèi)翼緣應(yīng)開槽口插入肩梁腹板，由角焊 縫連接，其受力為： 1111 2 aMNR ??—— 上柱下端 使絕對值最大的最不利內(nèi)力組 合中的彎矩和鈾壓力 —— 上柱兩翼緣中心間的距離。 1R 1NM、 式中 1a 肩梁腹板按跨度為 a，受集中荷載 R1的簡支梁計算。 肩梁與下柱屋蓋肢的連接焊縫按肩梁腹板反力 RA計算，肩梁與下柱吊車膚的連接焊縫按肩梁腹板反力 RB計算。當(dāng)?shù)踯嚵簽橥痪壷ё鶗r應(yīng)按 (Rmax+RB)計算， Rmax為吊車荷載傳給柱的最大壓力。 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 吊車梁為平板支座時，吊車肢加勁肋按吊車梁最大支座反力計算端面承壓應(yīng)力和連接焊縫，加勁肋高度不宜小于500mm，其上端應(yīng)刨平頂緊蓋板。 (2)雙壁式肩梁 計算方法與單壁式基本相同，只是在計算腹板時，應(yīng)考慮兩塊肢板共同受力。 圖 雙壁式肩梁構(gòu)造 1 1 l (a) N M h x x (b) 11 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 托架與柱的連接 圖 托架（雙壁式）支于鋼柱 1 1 (a) 11 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 圖 托架（單壁式）支于混凝土柱 22 屋架 托架 2 2 下承式屋架 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 第 輕型門式剛架結(jié)構(gòu) 本節(jié)目錄 基本要求 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)形式和布置 (1)結(jié)構(gòu)形式 圖 門式剛架的形式 單跨 雙跨 多跨 帶毗屋剛架 帶挑檐剛架 單坡屋蓋 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 門式剛架屋面的坡度宜取 1/8～ 1/20。 柱腳多采用鉸接平板支座，用于工業(yè)廠房且有橋式吊車時，宜設(shè)計成剛接。 (2)建筑尺寸 跨度 ：應(yīng)取橫向剛架柱軸線間的距離。宜為 9～ 36m，以3m為模數(shù)； 高度 ：應(yīng)取地坪至柱軸線與斜梁軸線交點(diǎn)的高度。宜取～ 9m，必要時可適當(dāng)放大 。 門式剛架的合理間距 ：考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取 6m、 、 9m。 挑檐長度 ：可根據(jù)使用要求確定，宜為 ～ 12m，其上翼緣坡度取與剛架斜梁坡度相同。 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) (3)結(jié)構(gòu)平面布置 縱向溫度區(qū)段長度不大于 300m，橫向溫度區(qū)段長度不大于 150m。山墻處可設(shè)置山墻墻架，或直接采用門式剛架。 (4)墻梁布置 側(cè)墻采用壓型鋼板時，墻梁布置在剛架柱的外側(cè)，其間距確定綜合考慮墻板規(guī)格和計算要求； 6度以下的抗震設(shè)防烈度，可考慮用砌體作側(cè)墻。 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) ② 在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐，以構(gòu)成幾何不變體系。 ③柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向受力情況及安裝條件確定，一般取 30～ 40m；有吊車時不宜大于 60m；當(dāng)房屋高度較大時，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置。 (5)支撐布置 ① 在每個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 作用效應(yīng)計算 (1)變截面剛架內(nèi)力計算 采用彈性分析方法確定內(nèi)力。宜按平面結(jié)構(gòu) ,采用有限元法計算。地震作用效應(yīng)可采用底部剪力法分析確定。 (2)變截面剛架側(cè)移計算 應(yīng)采用彈性分析方法確定。當(dāng)單跨變截面剛架斜梁上緣坡度不大于 1∶ 5時，在柱頂水平力作用下的側(cè)移 u，可按下列公式估算 : 柱腳鉸接剛架： ? ?tcEIHhu ??? 2123ttcEIHhu??2623123????柱腳剛接剛架： 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) Lh、 式中 : —— 分別為剛架柱高度和剛架跨度：當(dāng)坡度大于 1:10時， L 應(yīng)取橫梁沿坡折線的總長度 2S。 —— 分別為柱和橫梁的平均慣性矩； —— 剛架柱頂?shù)刃搅Γ? —— 剛架柱與剛架梁的線剛度比值。 bc II 、Ht?圖 變截面剛架的幾何尺寸 L s h Ib0 Ib2 Ib1 Ic1 Ic0 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 構(gòu)件設(shè)計特點(diǎn) 按照 《 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 》 CECS102:2023設(shè)計。 變截面剛架構(gòu)件計算 (1)板件最大寬厚比和屈曲后強(qiáng)度利用的規(guī)定 工字形截面構(gòu)件受壓翼緣自由外伸寬度 b與其厚度 t之比： y23515 ftb ? y0 235250 fth w ? 工字形截面梁、柱構(gòu)件腹板計算高度與其厚度之比： 39。vwwd fthV ? 工字形截面構(gòu)件腹板的受剪板幅，當(dāng)腹板高度變化不超過60mm／ m時，可考慮屈曲后強(qiáng)度。其抗剪承載力設(shè)計值： 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時，橫向加勁肋間距宜在 之間。 腹板及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時，應(yīng)按照 “ 有效寬度 ” 計算截面特征。具體規(guī)定見 CECS102： 2023。 ww hh 2~ (2)剛架構(gòu)件的強(qiáng)度計算 工字形截面受彎構(gòu)件在剪力和彎矩共同作用下的強(qiáng)度，應(yīng)符合： dVV ? eMM ? ? ? ? ?? ?21/21 ????? dfef VVMMMM dd VVV ??設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) —— 兩翼緣所承擔(dān)的彎矩； —— 構(gòu)件有效截面所承擔(dān)的彎矩， —— 構(gòu)件有效截面最大受壓纖維的截面模量； —— 構(gòu)件翼緣截面面積； —— 腹板抗剪承載力設(shè)計值， 。 dVeMfeWfA 式中 當(dāng)截面為雙軸對稱時： ? ?f f wM A h t f??eeW f? 39。?d w w vV h t f 工字形截面壓彎構(gòu)件在剪力、彎矩和軸壓力共同作用下的強(qiáng)度，應(yīng)符合： dVV ? eeeNe AWNMMM /???? dd VVV ?? ? ? ? ?? ?21/21 ????? dNNN VVMMMMfef設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) (3)變截面柱在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定計算 fWNNMANexEex????????????139。01max0 1?? ??? 式中 —— 兼承受壓力時兩翼緣所能承受的彎矩； NfM當(dāng)截面為雙軸對稱時： ? ?f f wM A h t f N A( / )? ? ? 公式中，第一項中的 和 應(yīng)按照變截面柱的小頭截面計算，而第二項中的 和 按照變截面柱的大頭截面計算。 0N 0xeA??1M1eW設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) ? ?? ?0 1li lif i f iPhhhPh?? ? ?? ? ? ??，變截面柱在剛架平面內(nèi)的計算長度 截面高度呈線形變化的柱，在剛架平面內(nèi)的計算長度應(yīng)取為 ，式中 h為柱的幾何高度， 為計算長度系數(shù)。 計算 的三種方法： 查表法 ：適用于手算，主要用于柱腳鉸接的對稱剛架 一階分析法 ：用于柱腳鉸接和剛接的剛架 二階分析法 ：用于柱腳鉸