鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)建的計(jì)算與構(gòu)造要求

1、LOGO鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本基本構(gòu)構(gòu)件的件的計(jì)計(jì)算及算及構(gòu)構(gòu)造造鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)基本基本構(gòu)構(gòu)件的件的計(jì)計(jì)算及算及構(gòu)構(gòu)造造v4.1 軸心受力構(gòu)件v4.2 鋼梁v4.3 拉彎和壓彎構(gòu)件v4.4 鋼屋蓋4.1 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件概述4.1.1、常用截面形式心受力構(gòu)件的截面形式有三種：第一種是熱軋型鋼截面，如工字鋼、H型鋼、槽鋼、角鋼、T型鋼、圓鋼、圓管、方管等；第二種是冷彎薄壁型鋼截面，冷彎角鋼、槽鋼和冷彎方管等；第三種是用型鋼和鋼板或鋼板和鋼板連接而成的組合截面，如實(shí)腹式組合截面和格構(gòu)式組合截面等。 對(duì)軸心受力構(gòu)件截面形式的共同要求：(1)能提供強(qiáng)度所需要的面積(2)制作比較簡(jiǎn)便；(3)便于和相鄰的

2、構(gòu)件連接：(4)截面開(kāi)展而壁厚較薄。應(yīng)用：應(yīng)用： 主要承重鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑的平臺(tái)和其他結(jié)構(gòu)的支柱；主要承重鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑的平臺(tái)和其他結(jié)構(gòu)的支柱；各種支撐。各種支撐。4.1.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容軸壓構(gòu)件軸壓構(gòu)件 強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算 剛度長(zhǎng)細(xì)比 整體穩(wěn)定 局部穩(wěn)定4.1.3 軸心受力構(gòu)件的類(lèi)型 實(shí)腹式 格構(gòu)式4.1.4 實(shí)腹式軸心受力構(gòu)件的計(jì)算實(shí)腹式軸心受力構(gòu)件的計(jì)算強(qiáng)度 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)以?xún)艚孛娴钠骄鶓?yīng)力不超過(guò)鋼材的屈服強(qiáng)度為準(zhǔn)則：fANn （4-1） 式中 N 軸心力設(shè)計(jì)值； An構(gòu)件的凈截面面積； f 鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 圖 4-2 孔洞處截面應(yīng)力分布 (a) 彈性狀態(tài)應(yīng)力；(b)極限狀態(tài)

3、應(yīng)力 (a) (b) N N N N 0 max=30 fy 剛度：剛度通過(guò)限制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比 來(lái)實(shí)現(xiàn)。L0構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度I 構(gòu)件截面的回轉(zhuǎn)半徑max0 max()li（4-2） 式中 構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，對(duì)于僅承受靜力荷載的桁架為自重產(chǎn)生彎曲的豎向平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比，其它情況為構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比； l0構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度； i截面的回轉(zhuǎn)半徑； 構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比，見(jiàn)表 4-1 和 4-2。 受拉構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比 表4-1 承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu) 項(xiàng)次 構(gòu)件名稱(chēng) 有重級(jí)工作制吊車(chē)的廠房 一般結(jié)構(gòu) 直接承受動(dòng)力 荷載的結(jié)構(gòu) 1 桁架的桿件 250 350 250 2 吊車(chē)梁或吊車(chē)桁架 以下的柱間支撐

4、 200 300 3 其它拉桿、支撐、系桿等 （張緊的圓鋼除外） 350 400 受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比 表4-2 項(xiàng)次 構(gòu)件名稱(chēng) 容許長(zhǎng)細(xì)比 柱、桁架和天窗架構(gòu)件 1 柱的綴條、吊車(chē)梁或吊車(chē)桁架以下的柱間支撐 150 支撐（吊車(chē)梁或吊車(chē)桁架以下的柱間支撐除外） 2 用以減小受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比的桿件 200 截面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的原則1. 盡量使截面面積遠(yuǎn)離主軸線(xiàn)，以提高整體穩(wěn)定性和剛度2. 等穩(wěn)定原則：3. 便于和其它構(gòu)件連接xy4.1.5 實(shí)腹式軸心受力構(gòu)件的整體穩(wěn)定性實(shí)腹式軸心受力構(gòu)件的整體穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定：當(dāng)截面應(yīng)力達(dá)到臨界應(yīng)力時(shí)，壓桿不能維持直線(xiàn)平衡，而發(fā)生彎曲，并維持曲線(xiàn)平衡的狀態(tài)。 實(shí)際的

5、壓桿不可避免地存在著初彎曲、荷載作用點(diǎn)的初偏心和截面的殘余應(yīng)力，它們對(duì)壓桿的承載力有不利的影響。同時(shí)，構(gòu)件兩端可能存在著不同程度的約束，使得構(gòu)件的承載力有所提高。對(duì)于桿端約束，可以用計(jì)算長(zhǎng)度l0代替構(gòu)件的幾何長(zhǎng)度l ，將其等效為兩端簡(jiǎn)支的構(gòu)件，即l0=l， 稱(chēng)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。典型約束的理論值和建議值見(jiàn)表43。對(duì)于初彎曲、初偏心和殘余應(yīng)力的影響，考慮到材料的彈塑性性能，用數(shù)值積分法求得構(gòu)件的極限強(qiáng)度Nu，相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)=Nu/(Afy)。按照概率統(tǒng)計(jì)理論，影響柱承載力的幾個(gè)不利因素，其最大值同時(shí)出現(xiàn)的可能性是極小的。理論分析表明，考慮初彎曲和殘余應(yīng)力兩個(gè)最主要的不利因素比較合理，初偏心不必另行考慮

6、。初彎曲的矢高取構(gòu)件長(zhǎng)度的千分之一，殘余應(yīng)力根據(jù)截面的加工條件確定。軸心受壓構(gòu)件應(yīng)按下式計(jì)算整體穩(wěn)定： Fd fAN （4-3） 式中 N軸心受壓構(gòu)件的壓力設(shè)計(jì)值； A構(gòu)件的毛截面面積； 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)； f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 各類(lèi)鋼構(gòu)件截面的殘余應(yīng)力分布情況和大小有很大差異，其影響又隨構(gòu)件屈曲方向不同而不同，初彎曲的影響也與截面形式和屈曲方向有關(guān)，因此當(dāng)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比=l0/i=l/i(i 為截面回轉(zhuǎn)半徑AIi/)相同時(shí)，其承載力往往有很大差別?？梢愿鶕?jù)設(shè)計(jì)中常用的不同截面形式和不同的加工條件，按極限強(qiáng)度理論得到考慮初彎曲和殘余應(yīng)力影響的一系列曲線(xiàn)，即無(wú)量剛化的（235/yf）曲線(xiàn)

7、。圖 4-3 的兩條虛線(xiàn)表示這一系列柱曲線(xiàn)變動(dòng)范圍的上限和下限。為了便于在設(shè)計(jì)中使用，必須適當(dāng)歸并為代表曲線(xiàn)。如果用一條曲線(xiàn)，則變異系數(shù)太大，必然降低軸心受壓構(gòu)件的可靠度。因此，大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)都以多條柱曲線(xiàn)來(lái)代表不同的構(gòu)件分類(lèi)。 GB50017 根據(jù)重慶建筑大學(xué)和西安建筑科技大學(xué)等單位的研究成果，認(rèn)為取a、b、c、d 四條曲線(xiàn)較為合理（圖 4-3） 。其中 a、c、d 曲線(xiàn)所包含的截面及對(duì)應(yīng)軸已示于圖中，除此之外的截面和對(duì)應(yīng)軸均屬曲線(xiàn) b。曲線(xiàn) a 包括兩種截面情況，因殘余應(yīng)力影響最小，其穩(wěn)定承載力最高；曲線(xiàn) c 較低，是由于殘余應(yīng)力影響較大；曲線(xiàn) d 最低，主要是由于厚板或特厚板殘余應(yīng)力較

8、大，且處于最不利屈曲方向的緣故。 a、b、c、d 等曲線(xiàn)所代表的具體截面和對(duì)應(yīng)的屈曲軸見(jiàn)表 4-4。 EGB50017的柱曲線(xiàn) 整體失穩(wěn)三種形式整體失穩(wěn)三種形式彎曲屈曲扭轉(zhuǎn)屈曲彎扭屈曲4.1.6 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定 對(duì)于局部屈曲問(wèn)題，通常有兩種考慮方法： 一是不允許板件屈曲先于構(gòu)件整體屈曲，目前一般鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定就是不允許局部屈曲先于整體屈曲來(lái)限制板件寬厚比。 另一種做法是允許板件先于整體屈曲，采用有效截面的概念來(lái)考慮局部屈曲對(duì)構(gòu)件承載力的不利影響，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)，輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的腹板就是這樣考慮的。這里板件寬厚比的規(guī)定是基于局部屈曲不先于整體屈曲考慮的

9、，根據(jù)板件的臨界應(yīng)力和構(gòu)件的臨界應(yīng)力相等的原則即可確定板件的寬厚比。經(jīng)分析并簡(jiǎn)化可得到工形截面和H形截面的板件的寬厚比：P81軸心受壓構(gòu)件翼緣的凸曲現(xiàn)象軸心受壓柱局部屈曲變形 4.1.7實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造1、實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面選擇 (1) 截面形式 確定軸心受壓實(shí)腹柱的截面形式時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：面積的分布應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離軸線(xiàn)，以增加截面的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑。在保證局部穩(wěn)定的條件下，提高柱的整體穩(wěn)定性和剛度在兩個(gè)主軸方向的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)盡可能接近，即xy，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果；便于與其他構(gòu)件連接；構(gòu)造簡(jiǎn)便，制造省工；選用能夠供應(yīng)的鋼材規(guī)格等等。 軸心受壓實(shí)腹柱宜采用雙軸對(duì)稱(chēng)

10、截面。不對(duì)稱(chēng)截面的軸心壓桿會(huì)發(fā)生彎扭失穩(wěn)，往往不很經(jīng)濟(jì)。軸心受壓實(shí)腹柱常用的截面形式有工字形、管形、箱形等。其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表 ：名稱(chēng)名稱(chēng)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)工字鋼省工、價(jià)廉ix ，iy 相差很大， 當(dāng) l0 x ，l0y 接近時(shí)很不經(jīng)濟(jì) 軋制H型鋼省工，雙向 ix ， iy 接近，經(jīng)濟(jì)性好 規(guī)格有限制 焊接H型鋼雙向 ix ， iy 接近，經(jīng)濟(jì)性好，截面組合靈活，便于自動(dòng)焊 增加加工焊接工作量月型鋼加工量較少，材料單價(jià)較低 用材增多，截面形式、尺寸均受限制，連接復(fù)雜 圓管，矩形管，方管ix 和 iy 相同或接近（矩形管），回轉(zhuǎn)半徑大，抗壓穩(wěn)定性好，用材省，抗扭剛度大 圓管單價(jià)較高，與其它構(gòu)件連接時(shí)相

11、對(duì)較繁2、構(gòu)造 當(dāng)實(shí)腹柱的腹板計(jì)算高度 h0 與 tw 厚度之比大于80時(shí)，應(yīng)設(shè)置成對(duì)的橫向加勁肋,橫向加勁肋的作用是防止腹板在施工和運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生變形，并可提高柱的抗扭剛度。橫向加勁肋的間距不得大于 3h0 ，外伸寬度 bs不小于 h0/30+40cm ，厚度tw 應(yīng)不小于bs/15. 當(dāng)實(shí)腹柱的腹板因?qū)捄癖却笥诒?5的限值而采用縱向加勁肋加強(qiáng)時(shí)，縱向加勁肋應(yīng)成對(duì)配置，其一側(cè)外伸寬度不應(yīng)小于 10tw ，厚度不應(yīng)小于 0.75tw 。 除工字形截面外，其余截面的實(shí)腹柱應(yīng)在受有較大水平力處、在運(yùn)輸單元的端部以及其它需要處設(shè)置橫隔。橫隔的中距不得大于柱截面較大寬度的9倍，也不得大于8m。 軸心受

12、壓實(shí)腹柱的縱向焊縫（如工字形截面柱中翼緣與腹板的連接焊縫）受力很小，不必計(jì)算，可按構(gòu)造要求確定焊腳尺寸。 4.1.8 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造 工程上許多柱子壓力不大，但很高，為取得較大的穩(wěn)定承載力，盡可能使截面向外擴(kuò)展些，這時(shí)候就要采用格構(gòu)柱。1、主要截面形式：2、格構(gòu)柱的形式：格構(gòu)柱組成4.1.9 柱腳設(shè)計(jì)柱腳設(shè)計(jì)1. 柱腳功能：將柱子內(nèi)力可靠地傳給基礎(chǔ)；v 和基礎(chǔ)有牢固連接； 由于混凝土的強(qiáng)度遠(yuǎn)比鋼材低，所以，必須把柱的底部放大，以增加其與基礎(chǔ)頂部的接觸面積。 柱腳按其與基礎(chǔ)的連接方式不同，又分為鉸接和剛接兩種。前者主要承受軸心壓力，后者主要用于承受壓力和彎矩。

13、常用鉸接柱腳的幾種形式常用鉸接柱腳的幾種形式 (a) 軸承式鉸接柱腳；(b)、(c) 平板式鉸接柱腳 常用接柱腳的幾種形式常用接柱腳的幾種形式剛接柱腳 柱腳用錨栓固定在基礎(chǔ)上，錨栓直徑一般為2025mm，底板上的螺栓孔直徑一般為錨栓直徑的1.11.8倍，墊板上的螺栓孔比螺栓直徑大12mm。4.2 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼梁鋼梁4.2.1 應(yīng)用：房屋建筑和橋梁工程。如樓蓋梁、工作平臺(tái)梁、 墻架梁、吊車(chē)梁、檁條及梁式橋、大跨斜拉橋、懸索橋中的橋面梁等。常用截面形式：熱軋型鋼梁：工字鋼、槽鋼、H型鋼、冷彎薄壁型鋼梁：C型鋼、Z型鋼組合梁：焊接組合梁、鉚接組合梁、鋼與混凝土組合梁4.2.2 鋼梁的計(jì)算鋼梁的

14、計(jì)算計(jì)算內(nèi)容：強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度局部承壓強(qiáng)度剛度穩(wěn)定強(qiáng)度：強(qiáng)度：一、正應(yīng)力 梁在彎矩作用下，假定鋼材為理想彈塑性體，截面正應(yīng)力的發(fā)展過(guò)程可以分為三個(gè)階段彈性階段彈塑性階段塑性階段(若鋼材有硬化階段則梁受彎也有應(yīng)變硬化階段)規(guī)范中的實(shí)腹梁抗彎塑性強(qiáng)度計(jì)算公式規(guī)范中的實(shí)腹梁抗彎塑性強(qiáng)度計(jì)算公式 1、在、在Mx作用下作用下 2、在、在Mx、My作用下作用下fWMnxx塑性變形計(jì)算方法的限制條件：塑性變形計(jì)算方法的限制條件：a. 梁僅受靜載和間接動(dòng)載；b. 能充分保證梁不發(fā)生整體失穩(wěn)；c. 受壓翼緣不發(fā)生局部失穩(wěn)。fWMWMnyynxx二、受彎構(gòu)件抗剪強(qiáng)度二、受彎構(gòu)件抗剪強(qiáng)度vwfItVSI毛截面慣

15、性矩毛截面慣性矩tw計(jì)算剪應(yīng)力處的截面寬度計(jì)算剪應(yīng)力處的截面寬度s計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩；的面積矩；三、受彎構(gòu)件局部承壓強(qiáng)度 當(dāng)梁上翼緣受集中荷載且該荷載處又未設(shè)支承加勁肋時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算腹板邊緣處局部承壓強(qiáng)度。fltFzwc剛度：剛度：按正常使用荷載引起的最大撓度v來(lái)衡量梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定一、梁整體穩(wěn)定的設(shè)計(jì)原理 當(dāng)梁上荷載不大時(shí)，僅在垂直方向有位移，當(dāng)荷載加到一定值時(shí)，梁有側(cè)向位移產(chǎn)生并伴隨扭轉(zhuǎn)，梁從平面彎曲狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢まD(zhuǎn)屈曲狀態(tài)的現(xiàn)象稱(chēng)為整體失穩(wěn)，也稱(chēng)彎扭失穩(wěn)。梁?jiǎn)适дw梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定現(xiàn)象穩(wěn)定現(xiàn)象的值必須知要求得體穩(wěn)定系數(shù)繞強(qiáng)軸彎曲所確定

16、的整規(guī)范公式則定性若保證梁不喪失整體穩(wěn)受的最大彎矩梁維持穩(wěn)定狀態(tài)所能承crbbxbbRyycrRcrRxcrxMfWMfffWMWM,.maxmaxcrcr臨界彎矩M臨界彎矩M影響梁整體穩(wěn)定的主要因素1）截面剛度 側(cè)向抗彎剛度EIy，抗扭剛度EIt，抗翹曲剛度EIw越大，則Mcr越大；2）計(jì)算長(zhǎng)度 減少受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1，可提高M(jìn)cr；3）荷載性質(zhì) 梁受純彎曲時(shí)，彎矩圖為矩形，跨中截面M達(dá)Mcr，附近截面對(duì)它的約束減小，Mcr最?。划?dāng)跨中點(diǎn)受集中荷載作用，梁彎矩變化大，約束作用大，Mcr最大。4）荷載位置 荷載作用于上翼緣，梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)，作用荷載會(huì)加劇扭轉(zhuǎn)發(fā)展，而作用于下翼緣時(shí)，則有減緩截面

17、扭轉(zhuǎn)作用；5）加強(qiáng)上翼緣剛度，對(duì)梁的整體穩(wěn)定有利6）支承情況 梁支承對(duì)位移的約束程度越大，則臨界彎矩越大。v1、凡符合下列情況之一，可不計(jì)算梁的整體穩(wěn)定v1）有鋪板（砼板、鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移；v2） H型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度L1與其寬度b1之比不超過(guò)下表所規(guī)定的數(shù)值時(shí)；鋼號(hào)跨中無(wú)側(cè)向支撐點(diǎn)的梁跨中受壓翼緣有側(cè)向支撐點(diǎn)的梁無(wú)論荷載作用于何處荷載作用在于翼緣荷載作用于下翼緣Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0型鋼梁的設(shè)計(jì)型鋼梁的設(shè)計(jì) 型鋼梁的設(shè)

18、計(jì)需進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性計(jì)算，因腹板、翼緣寬厚比較小，局部穩(wěn)定可保證，不必計(jì)算 單向彎曲型鋼梁的設(shè)計(jì)步驟:1、計(jì)算梁內(nèi)力 按荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算Mx、V2、計(jì)算需要的Wnx3、按Wnx初選型鋼梁截面查型鋼表fMWxxnx組合梁截面組合梁截面v 因彎矩沿梁長(zhǎng)是變化的，為節(jié)約鋼材，可將截面沿長(zhǎng)度改變。既可改變梁高，也可改變梁寬。v 缺點(diǎn)：梁不僅承受彎矩，同時(shí)還有剪力；曲線(xiàn)形狀費(fèi)工；v 不能有效使用鋼板。v 常有形狀：魚(yú)腹式梁v 1、改變梁高（b不變）lahh)5161()65. 05 . 0(轉(zhuǎn)折點(diǎn)通常2、改變梁翼緣寬度 （h不變）多次改變不一定經(jīng)濟(jì)截面一般只改變一次，確定再由確定應(yīng)由最優(yōu)變化點(diǎn)b

19、hthWtbAfMWMblawwwxxx61611113、組合鋼梁的構(gòu)造P97梁的局部穩(wěn)定性梁的局部穩(wěn)定性一、翼緣板的局部穩(wěn)定性4.2.3加勁肋加勁肋梁腹板常設(shè)計(jì)得高而薄，為提高其局部屈曲荷載，常采用加勁肋予以加強(qiáng)，如圖。v 在焊接梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中，翼緣板的局部穩(wěn)定常采用限制寬厚比的方法來(lái)保證，而腹板的局部穩(wěn)定則常采用配置加勁肋的方法來(lái)解決。v1、腹板加勁肋的設(shè)置肋。應(yīng)按計(jì)算配置橫向加勁的梁對(duì)。間距應(yīng)滿(mǎn)足，且加勁肋按構(gòu)造配置橫向加勁肋時(shí)當(dāng)勁肋；可不配置加時(shí)當(dāng)?shù)牧?，?duì),/23580/)225 . 0,0,0/23580/) 10000ywccywfthhahfthywywywfthfthfth/2

20、35250/)5,)4,/235170/,/235150/)3000比應(yīng)滿(mǎn)足：任何情況下，腹板高厚。宜設(shè)支承加勁肋集中荷載處有較大固定在梁支座處和上翼緣受；必要時(shí)還需配短加勁肋加勁肋尚應(yīng)設(shè)縱向同時(shí)因此在設(shè)橫向加勁肋的喪失局部穩(wěn)定作用下腹板可能在彎曲正應(yīng)力時(shí)當(dāng)束的梁，以及受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受約時(shí)厚比到約束的梁，當(dāng)腹板高對(duì)于受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受2、腹板加勁肋的構(gòu)造要求 加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對(duì)配置(圖5bd),也允許單側(cè)配置(圖c、e)。但支承加勁肋和重級(jí)工作制吊車(chē)梁的加勁肋必須兩側(cè)成對(duì)配置。 加勁肋可以用鋼板或型鋼制作(圖de),焊接梁一般常用鋼板。 （1）加勁肋種類(lèi)間隔加勁肋提高腹板局部穩(wěn)定支承加勁肋除上

21、述作用外尚傳遞集中力15/)0.17.0(15/)4030/(2.1)(4030/11100ssssssssbtbbbthbmmhb短加勁肋外伸厚度短加勁肋外伸寬度加勁肋厚度一側(cè)布置對(duì)稱(chēng)布置加勁肋外伸寬度v （2）橫向加勁肋間距10075.025 .0hahaha短加勁肋且v（3）縱向加勁肋vh1=hc/（2.52） 在同時(shí)用橫向和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板在同時(shí)用橫向和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板中中,應(yīng)在二者相交處將縱肋斷開(kāi),橫肋保持連續(xù)。這時(shí)橫向加勁肋兼起縱向加勁肋 . 為了減少焊接應(yīng)力,橫向加勁肋的端部應(yīng)切去寬約(但不大于40mm）,高約(但不大于60mm)的斜角(圖5-7-3),以使梁的翼緣焊縫連

22、續(xù)通過(guò)。在縱向加勁肋與橫向加勁肋相交處,應(yīng)將縱向加勁肋兩端切去相應(yīng)的斜角,使橫向加勁肋與腹板連接的焊縫連續(xù)通過(guò)。 4、支承加勁肋4.3 拉彎和壓彎構(gòu)件拉彎和壓彎構(gòu)件拉彎和壓彎構(gòu)件截面形式拉彎和壓彎構(gòu)件截面形式4.3.1拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用及其破壞形式拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用及其破壞形式一、拉彎構(gòu)件一、拉彎構(gòu)件1. 應(yīng)用較少：如有節(jié)間荷載的鋼屋架下弦桿2. 破壞形式：因抗拉強(qiáng)度不足而破壞，即截面出現(xiàn)塑性鉸。二、壓彎構(gòu)件 1、應(yīng)用：廠房的排架柱，多高層建筑的框架柱，有節(jié)間荷載作用的屋架上弦桿，海洋平臺(tái)的立柱。 2. 破壞形式： 1）強(qiáng)度破壞，即截面出現(xiàn)塑性鉸。 2）平面內(nèi)彎曲失穩(wěn)破壞 3）平面外彎扭失

23、穩(wěn) 4）局部失穩(wěn) 5）剛度3、壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的失穩(wěn)現(xiàn)象 對(duì)構(gòu)件側(cè)向有足夠支承的壓彎構(gòu)件，在軸線(xiàn)壓力N和彎矩M的共同作用下，可能在彎矩作用平面內(nèi)發(fā)生整體的彎曲失穩(wěn)。4.3.2壓彎構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度壓彎構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度v 1、 弦桿和單系腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度v 計(jì)算長(zhǎng)度的概念來(lái)源于理想軸心壓桿的彈性分析。它把端部有約束的壓桿化作等效的兩端鉸接的桿。v 拉桿提供的約束比壓桿大得多，并且拉力越大，約束作用也越大。反之，承受較大壓力的桿件提供的約束幾乎微不足道。v 第二個(gè)因素是桿件線(xiàn)剛度的大小，起約束作用桿件的線(xiàn)剛度相對(duì)比較大。v 最后一個(gè)因素是和所分析的桿直接剛性相連的桿件作用大，較遠(yuǎn)的桿件作用小，常常

24、忽略不計(jì)。一、 桁架中壓桿的計(jì)算長(zhǎng)度一、桁架中壓桿的計(jì)算長(zhǎng)度1、 弦桿和單系腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度4.3.3格構(gòu)柱簡(jiǎn)介格構(gòu)柱簡(jiǎn)介4.3.4鋼屋架鋼屋架 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的組成和分類(lèi) 組成 鋼屋蓋結(jié)構(gòu)主要由屋面、屋架和支撐三部分組成，有的還設(shè)有托架和天窗架等構(gòu)件。 (1) 屋面,主要由各種屋面板材組成，平鋪于屋架上，承受外荷載。 (2) 屋架，主要由各種鋼構(gòu)件組合連接而成。 (3) 支撐：根據(jù)支撐設(shè)置的部位和所起的作用不同，支撐分為上弦橫向支撐、下弦水平支撐、垂直支撐和系桿四種。 裝配式鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu) (4) 托架和天窗架 屋架的跨度和間距取決于柱網(wǎng)布置，而柱網(wǎng)布置則根據(jù)建筑物工藝要求和

25、經(jīng)濟(jì)合理等各方面因素而定。 天窗的形式有縱向天窗、橫向天窗和井式天窗等三種，一般常采用縱向天窗。 縱向天窗則需單獨(dú)設(shè)置天窗架，常見(jiàn)的幾種天窗架形式。 天窗架的形式 分類(lèi) 根據(jù)屋面材料和屋面結(jié)構(gòu)布置情況的不同，鋼屋蓋可分為無(wú)檁屋蓋和有檁屋蓋兩種。 當(dāng)屋面材料采用預(yù)應(yīng)力大型屋面板時(shí)，屋面荷載可通過(guò)大型屋面板直接傳給屋架，這種屋蓋體系稱(chēng)為無(wú)檁屋蓋； 當(dāng)屋面材料采用瓦楞鐵皮、石棉瓦、波形鋼板和鋼絲網(wǎng)水泥板等時(shí)，屋面荷載要通過(guò)檁條傳給屋架，這種體系稱(chēng)為有檁屋蓋。屋蓋結(jié)構(gòu)布置 (a) 有檁屋蓋；(b)無(wú)檁屋蓋 兩種屋蓋體系各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑物使用要求、結(jié)構(gòu)特性、材料供應(yīng)情況和施工條件等綜合考

26、慮而定。 一般中型廠房，特別是重型廠房，由于對(duì)橫向剛度要求較高，所以宜采用大型屋面板的無(wú)檁屋蓋；而對(duì)于中、小型特別是不需要做保溫層的房屋，則宜采用具有輕型屋面材料的有檁屋蓋。 鋼屋架的形式和尺寸 常用的鋼屋架形式確定屋架形式的原則 屋架的外形應(yīng)與屋面材料所要求的排水坡度相適應(yīng)。 屋架的外形盡可能與其彎矩圖相適應(yīng)，使弦桿各節(jié)間的內(nèi)力相差不大。 腹桿的布置要合理，腹桿的總長(zhǎng)度要短，數(shù)量要少，并應(yīng)使較長(zhǎng)的腹桿受拉、較短的腹桿受壓。 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要簡(jiǎn)單合理、易于制造。 對(duì)于設(shè)有天窗或懸掛式起重運(yùn)輸設(shè)備的房屋，還要配合天窗的尺寸和懸掛吊點(diǎn)的位置來(lái)劃分節(jié)間和布置腹桿。 屋架的主要尺

27、寸 (1) 屋架的跨度主要是根據(jù)工藝和建筑要求來(lái)確定，普通鋼屋架常見(jiàn)跨度為18m、21m、24m、27m、30m、36m等。 鋼屋架計(jì)算跨度的確定：簡(jiǎn)支于柱頂?shù)匿撐菁?，其?jì)算跨度取決于屋架支反力間的距離。如下圖。 (2) 屋架的高度取決于經(jīng)濟(jì)、剛度要求和運(yùn)輸界限等三個(gè)方面，同時(shí)又和屋面坡度密切相關(guān)，有時(shí)還受到建筑要求的限制。 屋架的計(jì)算跨度 屋架高度確定的主要程序： 根據(jù)屋架的形式和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定出屋架的端部高度； 按屋面材料對(duì)屋面坡度的要求確定出屋架的跨中高度； 綜合考慮其他各影響因素，最后確定屋架的高度。 當(dāng)屋架的外形和主要尺寸(跨度、高度)都確定之后，桁架各桿的幾何長(zhǎng)度即可根據(jù)三角函數(shù)或投

28、影關(guān)系求得。 構(gòu)造要求 從經(jīng)濟(jì)和剛度的要求來(lái)看，三角形屋架的跨中高度一般取l/4l/6；梯形屋架的跨中高度一般取l/6l/10,其中l(wèi)為屋架的跨度?？缍仍酱?，此比值越小。屋面荷載越大，則此比值越大。 從運(yùn)輸條件來(lái)看，屋架的高度一般不應(yīng)超過(guò)3.8m。 梯形屋架端部高度一般不宜小于l/18，陡坡梯形屋架的端部高度一般為5001000mm，平坡梯形屋架端部高度一般為18002100mm，當(dāng)屋架跨度較小時(shí)，取下限值。屋架跨度越大，其端部高度的取值應(yīng)越大。 鋼屋蓋的支撐系統(tǒng)鋼屋蓋的支撐系統(tǒng) 屋蓋支撐作用屋蓋支撐作用 (1) 保證屋蓋結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性 (2) 保證屋蓋的空間剛度和整體性 (3

29、) 為受壓弦桿提供側(cè)向支承點(diǎn) (4) 承受和傳遞縱向水平力(風(fēng)荷載、懸掛吊車(chē)縱向制動(dòng)力、地震荷載等) (5) 保證結(jié)構(gòu)在安裝和架設(shè)過(guò)程中的穩(wěn)定性屋蓋支撐布置（如下圖）(1) 上弦橫向支撐(2) 下弦橫向水平支撐 (3) 下弦縱向水平支撐 (4) 垂直(豎向)支撐 (5) 系桿 無(wú)檁屋蓋支撐布置示例 (a) 上弦橫向水平支撐布置；(b) 下弦橫向與縱向水平支撐布置；(c) 天窗架上弦橫向水平支撐；(d) 屋架支座與跨中垂直支撐;(e) 天窗架側(cè)豎桿垂直支撐 屋架桿件一般都是由雙角鋼組成的T形截面，它的橫截面的兩個(gè)主軸方向分別在屋架的平面內(nèi)和平面外。截面選擇 為了便于訂貨和下料，在同一榀屋架中角鋼

30、的規(guī)格不宜過(guò)多，一般不宜超過(guò)56種； 為了防止桿件在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中產(chǎn)生彎曲和損壞，角鋼的尺寸不宜小于454或56364； 應(yīng)選擇肢寬而壁薄的角鋼，增大回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)受壓更有利； 屋架弦桿一般采用等截面；當(dāng)采用變截面時(shí)，半跨內(nèi)只能改變一次，而且要保持肢厚不變，改變肢寬，以便于拼接處理.鋼鋼屋屋架架的的桿桿件件截截面面形形式式 屋架節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求 屋架各桿件的形心線(xiàn)與屋架的幾何軸線(xiàn)重合，并會(huì)交于節(jié)點(diǎn)中心，使實(shí)際受力與計(jì)算簡(jiǎn)圖相一致，減少附加偏心彎矩。 為節(jié)省節(jié)點(diǎn)板材料，桿件要盡量緊湊，但考慮下料和焊縫質(zhì)量，上腹桿與弦桿之間以及腹桿與腹桿之間的間隙不宜小于20mm。 考慮焊縫質(zhì)量，節(jié)點(diǎn)板一般應(yīng)伸出弦桿肢背1015mm，應(yīng)盡量使焊縫中心受力(圖)。 節(jié)點(diǎn)板的形狀應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單而有規(guī)則，最好設(shè)計(jì)成矩形、梯形或平行四邊形等，切忌出現(xiàn)凹角，防止嚴(yán)重的應(yīng)力集中。節(jié)點(diǎn)： 下弦中間節(jié)點(diǎn)(圖) 上弦中間節(jié)點(diǎn)，無(wú)檁(圖) 與有檁(圖)不同，腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接與下弦中間節(jié)點(diǎn)相同。 拼接接點(diǎn)屋架的弦桿的拼接有工廠拼接和工地拼接。 屋架的弦桿的拼接有工廠拼接和工地拼接。工廠拼接往往是由于角鋼長(zhǎng)度不夠而設(shè)，宜設(shè)于桿力較小的節(jié)間；工地拼接多是由于運(yùn)輸條件或安裝條件的限制