【正文】 0N 0xeA??1M 1eW設(shè)計(jì) 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(jì)算長(zhǎng)。?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 VVMMMM fef設(shè)計(jì) 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(jì)算 fWNNMANexEex????????????139。 ww hh 2~ (2)剛架構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)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 VVMMMMdd VVV ??設(shè)計(jì) 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(jì)值， 。 腹板及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按照 “ 有效寬度 ” 計(jì)算截面特征。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(guò)60mm／ m時(shí)，可考慮屈曲后強(qiáng)度。 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(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 構(gòu)件設(shè)計(jì)特點(diǎn) 按照 《 門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 》 CECS102:2022設(shè)計(jì)。當(dāng)單跨變截面剛架斜梁上緣坡度不大于 1∶ 5時(shí)，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(jì) 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(shí)， L 應(yīng)取橫梁沿坡折線的總長(zhǎng)度 2S。地震作用效應(yīng)可采用底部剪力法分析確定。 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 作用效應(yīng)計(jì)算 (1)變截面剛架內(nèi)力計(jì)算 采用彈性分析方法確定內(nèi)力。 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(chē)時(shí)不宜大于 60m；當(dāng)房屋高度較大時(shí)，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置。 (4)墻梁布置 側(cè)墻采用壓型鋼板時(shí)，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(jì)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(jì) 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(zhǎng)度不大于 300m，橫向溫度區(qū)段長(zhǎng)度不大于 150m。 門(mén)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。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。 柱腳多采用鉸接平板支座，用于工業(yè)廠房且有橋式吊車(chē)時(shí)，宜設(shè)計(jì)成剛接。 (2)雙壁式肩梁 計(jì)算方法與單壁式基本相同，只是在計(jì)算腹板時(shí)，應(yīng)考慮兩塊肢板共同受力。當(dāng)?shù)踯?chē)梁為突緣支座時(shí)應(yīng)按 (Rmax+RB)計(jì)算， Rmax為吊車(chē)荷載傳給柱的最大壓力。 1R11 NM 、 式中 1a 肩梁腹板按跨度為 a，受集中荷載 R1的簡(jiǎn)支梁計(jì)算。 圖 吊車(chē)肢的彎矩計(jì)算圖 My H2 My 1 2 e e R2 R1 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 肩梁的構(gòu)造和計(jì)算 由上蓋板、下蓋板、腹板及墊板組成。 當(dāng)?shù)踯?chē)梁為平板式支座時(shí)，尚應(yīng)考慮由于相鄰兩吊車(chē)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。此時(shí)，吊車(chē)肢承受的最大壓力為： maxR設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 式中 : —— 吊車(chē)豎向荷載及吊車(chē)梁自重等所產(chǎn)生的最大計(jì)算壓 力； —— 使吊車(chē)肢受壓的下段柱計(jì)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(duì)下段柱產(chǎn)生的計(jì)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(chē)肢重心線間的距離。計(jì)算單肢穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)注意分別選取對(duì)所驗(yàn)算的單肢產(chǎn)生最大壓力的內(nèi)力組合。 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 柱的截面驗(yàn)算 單階柱的上柱，一般為實(shí)腹工字形截面，選取最不利的內(nèi)力組臺(tái)，按第 6章的計(jì)算方法進(jìn)行截面驗(yàn)算。階形柱，其計(jì)算長(zhǎng)度是分段確定的。 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 第 框架柱設(shè)計(jì)特點(diǎn) 本節(jié)目錄 基本要求 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 柱的計(jì)算長(zhǎng)度 柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度：與柱的形式和兩端支承情況有關(guān)。 式中 ?? ??設(shè)計(jì) 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(jì)算，所需厚度為： SflNt23 1m a x? 式中 : —— 一個(gè)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。此處一般屬小偏心，螺栓拉力的計(jì)算方法見(jiàn)連接一章。 ??????圖 屋架下弦桿受壓時(shí)的加強(qiáng)方法 (a）加撐桿； (b) 加強(qiáng)弦桿截面； (a) (b) 設(shè)計(jì) 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(shí)，如圖 ，可認(rèn)為上弦的最大內(nèi)力由上蓋板傳遞。在恒載與風(fēng)載和吊車(chē)荷載聯(lián)合作用下受壓時(shí) ＝ 150。如圖 。 y2 3 515 ftc ?y2 3 510 ftc ? tfbN ?y23560 f設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 剛接屋架（框架橫梁 )設(shè)計(jì)特點(diǎn) 與框架柱鉸接的屋架，通常忽略水平力，但當(dāng)屋面為輕屋面而柱的吊車(chē)荷載較大時(shí)，屋架弦桿的軸向力也較大，故不可忽略。 ～ 60。且 (4)在采用上述方法計(jì)算節(jié)點(diǎn)板的強(qiáng)度和穩(wěn)定時(shí)，尚應(yīng)滿(mǎn)足下列要求： ◆ 節(jié)點(diǎn)板邊緣與腹桿軸線之間的夾角應(yīng)不小于 15。 ftbN ?? e?(a) (b) 圖 板件的有效寬度 N be θ θ N be θ θ 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) (3)為了保證桁架節(jié)點(diǎn)板在斜腹桿壓力作用下的穩(wěn)定性，受壓腹桿連接肢端面中點(diǎn)沿腹桿軸線方向至弦桿邊緣的凈距離 c，應(yīng)滿(mǎn)足下列條件； ◆ 對(duì)有豎腹桿的節(jié)點(diǎn)板， 。 i?i?設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 圖 板件的撕裂 (a）焊縫連接； (b) 螺栓（鉚釘）連接； (a) l2 α1 α2 α3 l3 l1 N l1 l2 N (b) l3 l1 N (c) 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) (2)角鋼桁架節(jié)點(diǎn)板的強(qiáng)度還可用 “ 有效寬度法 ” 計(jì)算： eb? 式中 : —— 板件的有效寬度，當(dāng)用螺栓 (或鉚釘 )連接時(shí)，應(yīng)取凈寬度，圖中 為應(yīng)力擴(kuò)散角，可取為 30。 wltwvfwcwt ff 、設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 角鋼腹桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫計(jì)算同角鋼格架 ,由于節(jié)點(diǎn)板與 T型鋼腹板等厚 (或相差 1mm)，所以腹桿可伸人 T型鋼腹板 (見(jiàn)圖 )，這樣可減小節(jié)點(diǎn)板尺寸。驗(yàn)算式為 : wffwff flhR ?? ???設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) (3)T型鋼作弦桿的屋架節(jié)點(diǎn) 采用 T型鋼作屋架弦桿，當(dāng)腹桿也用 T型鋼或單角鋼時(shí)，腹桿與弦桿的連接不需要節(jié)點(diǎn)板。 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 圖 三角形屋架的支座節(jié)點(diǎn) 墊板 底板 加勁肋 1 1 節(jié)點(diǎn)板 11 a1 b1 a b 加勁肋 切口 c R/4 e 圖 7326 人字形或梯形屋架支座節(jié)點(diǎn) b a 底板 加勁肋 切口 c 節(jié)點(diǎn)板 e 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 加勁肋的高度由節(jié)點(diǎn)板的尺寸決定，其厚度取等于或略小于節(jié)點(diǎn)板的厚度。 支座底板的厚度按底板下柱頂反力作用產(chǎn)生的彎矩決定，其方法與柱腳底板厚度相同。 —— 錨栓孔的面積。因此，支座節(jié)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行以下計(jì)算。 支座節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)扳、底板、加勁肋和錨栓組成。拼接角鋼或拼接鋼板的長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)所需焊縫長(zhǎng)度決定。 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 屋脊節(jié)點(diǎn)處的拼接角鋼，一般采用熱彎成形。 為了使拼接角鋼與弦桿緊密相貼，應(yīng)將拼接角鋼的棱角鏟去，為便于施焊，還應(yīng)將拼接角鋼的豎肢切去 △ ＝(t+hf+5)mm，式中 t為角鋼厚度， hf為拼接焊縫的焊腳尺寸。 工地拼接的位置一般在節(jié)點(diǎn)處，但以拼接角鋼傳遞弦桿內(nèi)力。 w2f2 lh 、設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) ◆ 弦桿的拼接及拼接節(jié)點(diǎn) 弦桿的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。 驗(yàn)算式為： wf2f2ff f?????????? ???設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 當(dāng)節(jié)點(diǎn)板向上伸出不妨礙屋面構(gòu)件的放置，或因相鄰弦桿節(jié)問(wèn)內(nèi)力差 較大，膠尖焊縫不滿(mǎn)足上式時(shí)，可將節(jié)點(diǎn)板部分向上伸出或全部向上伸出。 f?th ? ?? ??設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 圖 屋架上弦節(jié)點(diǎn) （受集中荷載作用） hf2 hf2 N2 Q N1 e e hf1 hf2 hf1 hf2 N2 N1 (a) (b) (c) (d) 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) Q 實(shí)際上因 不大，可按構(gòu)造滿(mǎn)焊。 —— 正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)?？s進(jìn)距離不小于 (+2)mm，也不宜大于 t， t為節(jié)點(diǎn)板厚度。 —— 角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 圖 屋架下弦的中間節(jié)點(diǎn) 10~15 N1 N2 15~20 15~20 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫 ,應(yīng)考慮承受弦桿相鄰節(jié)間內(nèi)力之差 ,按下列公式計(jì)算其焊腳尺寸： 12 NNN ???wtw1 flNfh ??? ? 肢背焊縫 wtw2 flNfh ??? ? 肢尖焊縫 通常因 △ N很小，實(shí)際所需的焊腳尺寸可由構(gòu)造要求確定，并沿節(jié)點(diǎn)板全長(zhǎng)滿(mǎn)焊。 ◆ 一般節(jié)點(diǎn) 一般節(jié)點(diǎn)是指無(wú)集中荷載和無(wú)弦桿拼接的節(jié)點(diǎn)。 圖 角鋼端部的切割 不允許 圖 單斜桿與弦桿的連接 不正確 正確 ≥150 ≥150 設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu) 第七章 單層廠房結(jié)構(gòu) ⑥ 支承大型混凝土屋面板的上弦桿，當(dāng)支承處的總集中荷載 (設(shè)計(jì)值 )超過(guò)下表規(guī)定的數(shù)值時(shí)、弦桿的伸出肢容易彎曲，應(yīng)對(duì)其采用圖 。 。一般采用矩形、平行四邊形和直角梯形等。有時(shí)為減小節(jié)點(diǎn)板尺寸，允許切去一肢的部分，但不允許將一個(gè)肢完全切去而另一肢伸出的斜切。桿件之間的空隙不小于 1520mm。計(jì)算公式為： ??? iii KKMMMiK 式中 —— 節(jié)點(diǎn)偏心彎短； —— 所計(jì)算桿件線剛度； —— 匯交于節(jié)點(diǎn)的各桿件線剛度之和。當(dāng)兩側(cè)形心線偏移的距離 e不超過(guò)較大弦桿截面高度的 5％ 時(shí)，可不考慮此偏心影響。為了制作方便， 通常取角鋼背或 T型鋼背至軸線的距離為 5mm的倍數(shù)。 22 20 18 16 14 12 10 10 支座節(jié)點(diǎn)板厚度（ mm） 20 18 16 14 12 10 8 6~8 中間節(jié)點(diǎn)板厚度（ mm） 1771~3090 1291~1770