鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計知識點(diǎn)

1、8.1.1廠房結(jié)構(gòu)的組成1橫向框架 由柱和它所支撐的屋架組成，是廠房的主要承重體系，承受結(jié)構(gòu)的自重、風(fēng)、雪荷載和吊車梁的豎向和橫向荷載，并把這些荷載傳遞到基礎(chǔ)。2屋蓋結(jié)構(gòu)承擔(dān)屋蓋荷載的結(jié)構(gòu)體系，包括橫向框架的橫梁、托架、中間屋架、天窗架、檁條等。3支撐體系 包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，它一方面與柱、吊車梁等組成廠房的縱向框架，承擔(dān)縱向水平荷載；另一方面又把主要承重體系由個別的平面結(jié)構(gòu)連成空間的整體結(jié)構(gòu)，從而保證了廠房結(jié)構(gòu)所必需的剛度和穩(wěn)定。4吊車梁和制動梁（或制動桁架）主要承受吊車梁豎向及水平荷載，并將這些荷載傳導(dǎo)橫向框架和縱向框架上。5墻架承受墻體的自重和風(fēng)荷載。8.1.2廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2、步驟1、 建筑方面首先要對廠房的建筑和結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的規(guī)劃，使其滿足工藝和施工要求，并考慮將來可能發(fā)生的生產(chǎn)流程變化和發(fā)展，然后根據(jù)工藝設(shè)計確定車間平面及高度方向的主要尺寸， 同時布置柱網(wǎng)和溫度伸縮縫， 選擇主要承重框架的形式， 并確定框架的主要尺寸；布置屋蓋結(jié)構(gòu)、支撐體系及墻架體系。2、 結(jié)構(gòu)設(shè)計方面結(jié)構(gòu)方案確定以后，即可按設(shè)計資料進(jìn)行靜力計算、構(gòu)件及連接設(shè)計，最后繪制施工圖，設(shè)計時應(yīng)盡量采用構(gòu)件及連接的標(biāo)準(zhǔn)圖集。8.1.3柱網(wǎng)和溫度伸縮縫的布置進(jìn)行柱網(wǎng)布置時，應(yīng)注意以下幾方面的問題：滿足生產(chǎn)工藝的要求滿足結(jié)構(gòu)的要求符合經(jīng)濟(jì)合理的要求符合柱距規(guī)定要求溫度伸縮縫溫度變化將引起結(jié)構(gòu)變形，使廠房結(jié)構(gòu)

3、產(chǎn)生溫度應(yīng)力。故當(dāng)廠房平面尺寸較大時，為避免產(chǎn)生過大的溫度變形和溫度應(yīng)力，應(yīng)在廠房的橫向或縱向設(shè) 置溫度伸縮縫。溫度伸縮縫的布置決定與廠房的縱向和橫向長度。8.2廠房結(jié)構(gòu)的框架形式廠房的主要承重結(jié)構(gòu)通常采用框架體系，因?yàn)榭蚣荏w系的橫向剛度較大，且能形成矩形的內(nèi)部空間，便于橋式吊車運(yùn)行，能滿足使用上的 要求。框架的跨度L0框架的跨度，一般取為上部柱中心線間的橫向距離，可由下式定出：L0=LK+2S 式中LK橋式吊車的跨度S 由吊車梁軸線至上段柱軸線的距離，應(yīng)滿足下式要求：S=B+D+ b1 /2 B吊車橋架懸伸長度，可由行車樣本查得；D 吊車外緣和柱內(nèi)邊緣之間的必要孔隙：b1 上段柱寬度。S的取

4、值：對于中型廠房一般采用0.75m或1m,重型廠房則為 1.25m甚至達(dá) 2.0m。框架的高度H框架高度為柱腳底面到橫梁下弦底部的距離：H=h1+h2+h3 式中h3 地面至柱腳底面的距離。h2 地面至吊車軌頂?shù)母叨?，由工藝要求決定;h1 吊車軌頂至屋架下弦底面的距離：h仁A+100+（150200）（mm） 式中A為吊車軌頂至起重小車頂面之間的距離；100mm是為制造、安裝誤差留出的孔隙；（150200）mm則是考慮屋架的撓度和下弦水平支撐角鋼的下伸等所留的孔隙。計算單元劃分原則a.每一縱向柱列至少有一根柱劃入計算單元，一般以最大柱距作為劃分計算單元的標(biāo)準(zhǔn)；b.可以采用柱距的中心線作為劃分計

5、算單元的界限，也可以采用柱的軸線作為劃分計算單元的界限。如采用后者，則對計算單元的邊柱只應(yīng)計入柱的一半剛度，作用于該柱的荷載也只計入一半。c.在一個計算單元的一列柱不宜超過5個柱距，計算單元的長度不宜大于30m。計算假定（結(jié)構(gòu)力學(xué)假定）對于由格構(gòu)式橫梁和階形柱（下部柱為格構(gòu)柱）所組成的橫向框架，一般考慮桁架式橫梁和格構(gòu)式的腹桿或綴條變形的影響，將慣性矩（對高度有變化的桁架式橫梁按平均高度計算）乘以折減系數(shù)0.9，簡化成實(shí)腹式橫梁和實(shí)腹式柱。對柱頂剛接的橫向框架，當(dāng)滿足KAB/KAO4時,可近似認(rèn)為橫梁剛度為無窮大，否則橫梁按有限剛度考慮?？蚣艿挠嬎憧缍热閮缮现S線間距離?？蚣艿挠嬎愀叨龋褐?/p>

6、剛接時，取柱腳底面至框架下弦軸線（橫梁無限剛性）或柱腳底面至橫梁端部形心（橫梁有限剛性）；柱頂鉸接時，取柱腳底面至橫梁主要支承節(jié)點(diǎn)間距離。框架柱的類型按結(jié)構(gòu)形式分：等截面柱、階形柱、分離式柱柱間支撐的作用1、與框架柱組成剛強(qiáng)的縱向構(gòu)架，保證廠房的縱向剛度。2、承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等，在地震區(qū)尚應(yīng)承受廠房縱向的地震力，并傳至基礎(chǔ)。3、為框架在框架平面外提供可靠的支承，減少柱在框架平面外的計算長度。柱間支撐的組成屋架端部高度范圍內(nèi)的垂直支撐和上、下系桿；在吊車梁或吊車桁架以上至屋架下弦間設(shè)置的上段柱支撐；在吊車梁或吊車桁架以下至柱腳處設(shè)置的下段柱支撐和系桿。柱間支撐

7、的布置溫度區(qū)段小于 90m時，中央設(shè)置一道下層支撐，大于90m,三分點(diǎn)處設(shè)置。上層支撐設(shè)置溫度區(qū)段兩端及下層支撐對應(yīng)點(diǎn)處。柱間支撐的布置布置柱間支撐應(yīng)滿足生產(chǎn)凈空的要求；要盡可能與屋蓋橫向水平支撐的布置相協(xié)調(diào)；考慮溫度應(yīng)力；每一溫度區(qū)段的每一列柱，一般均應(yīng)設(shè)置柱間支撐。下段柱支撐的位置是決定縱向結(jié)構(gòu)變形和產(chǎn)生溫度應(yīng)力的大小，因此，應(yīng)盡可能設(shè)在溫度區(qū)段的中部。上段柱支撐除在下段柱支撐的柱間布置外，為了滿足結(jié)構(gòu)的安裝要求、提高廠房結(jié)構(gòu)上部的縱向剛度及傳遞端部山墻的風(fēng)荷載，應(yīng)在溫度區(qū)段的兩端布置。等截面柱的柱間支撐，一般沿柱的中心線設(shè)置單片支撐。柱間支撐的結(jié)構(gòu)形式 十字形交叉支撐。構(gòu)造簡單、傳力直接

8、、用料節(jié)省，最為普遍。 八字形、人字形支撐。一般用于上段柱的柱間支撐。門架形支撐。構(gòu)造復(fù)雜、用料多，用于工藝、設(shè)備特殊要求處。屋蓋結(jié)構(gòu)體系無檁屋蓋。大型屋面板直接放在屋架或天窗上。有檁屋蓋。常用于輕型屋面材料的情況。屋蓋結(jié)構(gòu)的形式屋架選形首先取決與建筑物的用途，其次應(yīng)考慮用料經(jīng)濟(jì)施工方便、與其他構(gòu)件的連接以及結(jié)構(gòu)的剛度等，再次取決于屋面材料要求的排水坡度腹桿布置的原則：應(yīng)使內(nèi)力分布趨于合理，盡量用長桿受拉、短桿受壓，腹桿的數(shù) 目宜少，總長度要短，斜腹桿傾角一般在 30o60。之間，應(yīng)使荷載作用在結(jié)點(diǎn)上，節(jié)點(diǎn) 構(gòu)造要求簡單合理，便于制造。屋架外形常用的有三角形、平行弦、梯型和人字形等。支承中間屋

9、架的桁架稱為托架，一般采用平行弦桁架。托架高度應(yīng)根據(jù)所支撐的屋 架端部高度、剛度要求、經(jīng)濟(jì)要求以及有利于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的原則來決定。為了采光和通風(fēng)的要求，廠房中常設(shè)置天窗。天窗的形式 可分為縱向天窗、橫向天窗和井式天窗等。一般采用縱向天窗。縱向天窗的天窗架形式一般有多豎桿式、三鉸拱式和三支點(diǎn)式。屋蓋支撐的作用 保證結(jié)構(gòu)的空間整體作用 避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過 大的振動。承擔(dān)和傳遞水平荷載（如風(fēng)荷載、懸掛吊車水平荷載和地震荷載）。保證結(jié)構(gòu)安裝時的穩(wěn)定與方便。支撐的布置上弦橫向水平支撐。一般設(shè)置在房屋兩端或縱向溫度區(qū)段兩端。下弦橫向水平支撐。 一般與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間?？v向水平支撐。

10、設(shè)置在屋架端節(jié)間平面內(nèi)。垂直支撐。應(yīng)與屋架上、下弦水平支撐設(shè)置在同一柱間。系桿。為支持未連支撐的平面屋架和天窗架，保證它們的穩(wěn)定和傳遞水平 力，應(yīng)在橫向支撐或垂直支撐節(jié)點(diǎn)處通長設(shè)置系桿。支撐的計算和構(gòu)造屋架的橫向和縱向水平支撐都是平行弦桁架，垂直支撐也是平行弦桁架，支撐中的交叉斜桿以及柔性系桿按拉桿設(shè)計；非交叉斜桿、弦桿、橫桿以及剛性系桿按壓桿設(shè)計。屋架的內(nèi)力分析基本假定計算屋架內(nèi)力時，通常將荷載集中到節(jié)點(diǎn)上（屋架作用有節(jié)間荷載時，可將其分配到相鄰的兩個節(jié)點(diǎn)），并假定節(jié)點(diǎn)的所有桿件軸線在同一平面內(nèi)相交于一點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)均為立相鉸接。桿件的計算長度和容許長細(xì)比桁架平面內(nèi)：弦桿、支座斜桿和支座豎桿I，

11、其他 腹桿0.81。0.8為考慮拉桿對節(jié)點(diǎn)的嵌固作用。桁架平面外：弦桿應(yīng)取側(cè)向支撐點(diǎn)間距離，腹桿取桿長。斜平面：支座斜桿和支座豎桿I，其他腹桿0.9L.桿件截面形式的確定 應(yīng)考慮構(gòu)造簡單、施工方便、易于連接，使其有一定的側(cè)向剛 度且取材容易。對壓桿要等穩(wěn)定。桿件的截面選擇原則應(yīng)優(yōu)先選用寬而薄的板件或肢件，受壓桿應(yīng)滿足局部穩(wěn)定要求。角鋼桿件或T形鋼的懸伸肢長不得小于45mm。節(jié)點(diǎn)板的厚度選用按表8.4P224執(zhí)行?？缍?4m的桁架弦桿可改變一次。同一屋架的形鋼規(guī)格不宜過多。當(dāng)連接支撐等的螺栓孔在節(jié)點(diǎn)板范圍內(nèi)且局節(jié)點(diǎn)板邊緣A100mm時，計算桿件強(qiáng)度可不考慮截面的消弱。單面連接的單角鋼桿件，按軸心

12、構(gòu)件計算應(yīng)考慮偏心影響， 其強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。桁架的節(jié)點(diǎn)設(shè)計桁架應(yīng)以桿件的形心線為軸線并在節(jié)點(diǎn)處交于一點(diǎn)，宜避免桿件偏心受力。當(dāng)弦桿截面沿長度由改變時，為便于拼接和防止屋面材料，一般將拼接處兩側(cè)弦桿表面對齊，宜用受力大的桿件形心線為軸線。節(jié)點(diǎn)處，各桿件之間的孔隙大于1520mm,焊縫的凈距應(yīng)大于 10mm。角鋼端部的切割一般垂直于其軸線。 節(jié)點(diǎn)板的外形應(yīng)盡可能簡單而規(guī)則。節(jié)點(diǎn)板邊緣與桿件軸線的夾角不應(yīng)小于15o。支承大型屋面板的上弦桿，支撐處荷載過大時應(yīng)加強(qiáng)。柱的計算長度柱在框架平面內(nèi)的計算長度應(yīng)根據(jù)柱的形式及兩端支撐情況而定。等截面柱的計算長度按第7章定。對于階形柱，其計算長度

13、是分段而定的。各段的計算長度應(yīng)等于各段的幾何長度乘以相應(yīng)的計算長度系數(shù)（11和p2,單各段的計算長度系數(shù) 1和1之間有一定聯(lián)系。當(dāng)柱上端與梁鉸接時，將柱視為上端自由的獨(dú)立柱；當(dāng)柱上端與橫梁剛接時，將柱視為上端可移動但不能轉(zhuǎn)動的獨(dú)立柱。柱的截面驗(yàn)算單節(jié)柱的上柱，一般為實(shí)腹工字形截面，選最不利的內(nèi)力組合按壓彎構(gòu)件進(jìn)行截面驗(yàn)算。階形柱的下段柱一般為格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，需要驗(yàn)算框架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定以及屋蓋肢與吊車肢的單肢穩(wěn)定。肩梁的構(gòu)造和計算階形柱支承吊車處，是上、下柱連接和傳遞吊車梁支反力的重要部位，它由上蓋板、下蓋板、腹板及墊板組成，也稱肩梁。肩梁有單壁式和雙 壁式兩種。托架與柱的連接托架通常支承于鋼

14、柱的腹板上。鋼柱上應(yīng)設(shè)置支托板和加勁肋以承受托架的垂直反力，連接托架與柱的螺栓數(shù)，按構(gòu)造上的需求決定。輕型門式剛架結(jié)構(gòu)輕型門式剛架結(jié)構(gòu)專指主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實(shí)腹門式剛架、具有輕型屋蓋和輕型外墻、可以設(shè)置起重量不大于200KN的中、輕級工作制橋式吊車 30KN懸掛式起重機(jī)的單層房屋鋼結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)形式門式剛架分為單跨、雙跨、多跨剛架以及帶挑檐的和帶毗屋的剛架等形式。多跨剛架中間柱于剛架斜梁的連接，可采用鉸接。變截面柱在剛度平面內(nèi)的穩(wěn)定計算門式剛架斜梁與柱的連接可采用端板豎放、端板平放和端板斜放。斜梁拼接時宜使建筑尺寸門式剛架的跨度，應(yīng)取橫向剛架柱軸線間的距離。宜為936M，以3M為模數(shù)。邊柱的

15、寬度不相等時，基處側(cè)要對齊。門式剛架的高度，應(yīng)取地坪至柱軸線與斜梁軸線交點(diǎn)的高度。宜為4.59M，必要時可適當(dāng)加大。門式剛架的間距，即柱網(wǎng)軸線在縱向的距離宜為6M，也可采用7.5M或9M，最大可用12M?？缍容^小時可用4.5M。結(jié)構(gòu)平面布置門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的縱向溫度區(qū)段長度不大于300M，橫向溫度區(qū)段長度不大于150M。當(dāng)需要設(shè)置伸縮縫時，可在搭接檁條的螺栓連接處采用長圓孔并使該處屋面板在構(gòu)造上允許脹縮；或者設(shè)置雙柱。在多跨剛架局部抽掉中柱處，可布置托架。山墻處可設(shè)置由斜梁、抗風(fēng)柱和墻架組成的山墻墻架，或直接采用門式剛架。墻梁布置門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，在采用壓型鋼板作圍護(hù)面時，墻

16、梁宜布置在剛架柱的外側(cè)， 其間距隨墻板板型及規(guī)格而定，但不應(yīng)大于計算確定的值。外墻在抗震設(shè)防烈度不高于6度的情況下，可采用砌體；當(dāng)為 7度、8度時，不宜采用嵌砌砌體；9度時宜采用與柱柔性連接的輕質(zhì)墻板。支撐布置在每個溫度區(qū)段或者分期建設(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。柱間支撐的間距根據(jù)安裝條件確定，一般取30M40M，不大于60M。房屋高度較大時，柱間支撐要分支設(shè)置。在設(shè)置柱間支撐的開間應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐以組成幾何不變體系。端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第二個開間，這種情況下，在第一開間的相應(yīng)位置宜設(shè)置剛性系桿。剛架轉(zhuǎn)折處（如柱頂和屋脊）也宜設(shè)置剛性系桿，由支撐斜桿等組

17、成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮，可由檁條兼作；若剛度或承載力不足，可在剛架斜梁間設(shè)置鋼管、H型鋼或其他截面形式的桿件。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐，宜采用張緊的十字交叉圓鋼組成，用特制的連接件與梁柱腹板相連。連接件應(yīng)能適應(yīng)不同的夾角。圓鋼端部都應(yīng)有絲扣，校正定位后將拉條張緊固定。變截面剛架內(nèi)力計算變截面門式剛架應(yīng)采用彈性方法確定內(nèi)力。僅在構(gòu)件為等截面時才允許采用塑性分析方法進(jìn)行設(shè)計。變截面門式剛架宜按平面結(jié)構(gòu)分析內(nèi)力，可采用有限元法（直接剛度法），計算時宜將構(gòu)件分為若干段，每段的幾何特征可視為常量，還可以采用楔形單元。地震作用效應(yīng)可采用底部剪力法分析確定。變截面剛架側(cè)移計算變截面門式剛

18、架的柱頂側(cè)移應(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,可按下列公式計算：柱腳鉸接剛架：柱腳剛接剛架：式中 h、H 分別為剛架柱高度和剛架跨度；lc、lb分別為柱和橫梁的平均慣性矩；H 剛架柱頂?shù)刃?變截面柱下端鉸接時，應(yīng)驗(yàn)算柱端的抗剪承載力。如不滿足應(yīng)加強(qiáng)該處腹板。斜梁和隅撐設(shè)計規(guī)定實(shí)腹式剛架斜梁在平面內(nèi)和平面外均應(yīng)按壓彎構(gòu)件計算強(qiáng)度及穩(wěn)定。當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁下翼緣受壓時，必須在受壓翼緣兩側(cè)布置隅撐作為斜梁的側(cè)向支撐，隅撐的另一端連接在檁條上。隅撐應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計，軸壓力N按下式計算：式中 a -實(shí)腹斜梁被支撐翼緣的截面面積；0 隅撐

19、與檁條軸線的夾角。等截面剛架按彈性設(shè)計時，其構(gòu)件可按變截面剛架構(gòu)件計算。等截面剛架按塑性設(shè)計時，按規(guī)范有關(guān)塑性設(shè)計規(guī)定計算。檁條設(shè)計檁條宜優(yōu)先采用實(shí)腹式構(gòu)件，跨度大于9m適宜采用格構(gòu)式構(gòu)件并應(yīng)驗(yàn)算其下翼緣的穩(wěn)定性。實(shí)腹式檁條宜采用卷邊槽形和帶斜卷邊的Z型冷彎薄壁型鋼，也可以采用直卷邊的Z型冷彎薄壁型鋼。格構(gòu)式檁條可采用平面桁架式或空間桁架式。在屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)的情況下，檁條在風(fēng)正壓力下的強(qiáng)度計算公式：當(dāng)屋面不能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)的情況下，檁條在風(fēng)正壓力下的穩(wěn)定計算公式：計算檁條時，不應(yīng)考慮隅撐的影響。墻架構(gòu)件設(shè)計輕型墻體結(jié)構(gòu)的墻梁宜采用卷邊槽形或Z型的冷彎薄壁型鋼。 墻梁可設(shè)計

20、成簡支或連續(xù)構(gòu)件，兩端支承在剛架柱上。當(dāng)墻梁有一定豎向承載力且墻板落地及與墻板間有可靠連接時，可不設(shè)中間柱，并可不考慮自重引起的彎矩和剪力。當(dāng)墻梁需承受墻板及自重時，應(yīng)考慮雙向彎曲。當(dāng)墻梁跨度I為46m時，宜在跨中設(shè)一道拉條，當(dāng)跨度 I >6m時，宜在跨間三分點(diǎn)處各設(shè)一道拉條，在最上層墻梁處宜設(shè)斜拉條將拉力傳至承重柱或墻架柱。單側(cè)掛墻板的墻梁，應(yīng)計算其強(qiáng)度和穩(wěn)定。支撐構(gòu)件設(shè)計門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)中的交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設(shè)計。屋面板和墻板設(shè)計墻板應(yīng)根據(jù)所受荷載計算其強(qiáng)度和變形。壓型鋼板應(yīng)采用預(yù)涂層彩色鋼板制作。連接和節(jié)點(diǎn)設(shè)計焊接當(dāng)連接板的最小厚度大于4mm時，其對接焊縫、角焊縫和部

21、分熔透對接焊縫的強(qiáng)度，應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范計算。當(dāng)最小厚度不大于4mm時，B取1.0。 端板與構(gòu)件邊緣垂直。端板連接應(yīng)按所受最大內(nèi)力設(shè)計。當(dāng)內(nèi)力較小時，應(yīng)按能承 受不小于較小被連接截面承載力的一半設(shè)計。隅撐宜采用單角鋼制作?？蛇B接在腹板或下翼緣上。通常以單個螺栓連接，計算時 應(yīng)考慮承載力折減系數(shù)。圓鋼支撐與剛架構(gòu)件的連接，一般不設(shè)連接板，可直接在剛架構(gòu)件腹板上靠外側(cè)設(shè)孔連接。屋面板之間的連接及面板與檁條或墻梁的連接，宜采用帶橡皮墊圈的自鉆自攻螺絲。間距不大于 300mm。門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)的柱腳，宜采用平板式鉸接柱腳，當(dāng)有必要時，也可采用剛性柱腳。吊車梁設(shè)計特點(diǎn)直接支承吊車的受彎構(gòu)件有吊車梁和吊車桁

22、架，一般設(shè)計成簡支結(jié)構(gòu)。因?yàn)楹喼ЫY(jié) 構(gòu)傳力明確、構(gòu)造簡單、施工方便，且對支座沉陷不敏感。吊車梁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成根據(jù)吊車梁所承受的荷載，必須將吊車梁上翼緣加強(qiáng)或設(shè)置制動系統(tǒng)以承擔(dān)吊車的橫向水平力。制動結(jié)構(gòu)有制動梁和制動桁架。制動結(jié)構(gòu)不但用以承受橫向水平荷載，保證吊車梁的整體穩(wěn)定，并可以作為檢修走道。吊車梁的荷載吊車梁直接承受由吊車產(chǎn)生的三個方向的荷載：豎向荷載、橫向水平荷載和縱向水平荷載。豎向荷載包括吊車系統(tǒng)和起重物的自重以及吊車梁系統(tǒng)的自重。橫向水平荷載則有卡軌力產(chǎn)生。吊車梁的內(nèi)力計算首先按結(jié)構(gòu)力學(xué)中的影響線的方法確定各內(nèi)力所需吊車荷載的最不利位置，在按此求出吊車梁的最大彎矩及其對應(yīng)的剪力，支座

23、處最大剪力、以及橫向水平荷載作用下在水平方向所承受的最大彎矩。吊車梁的截面驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算（正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力及折算應(yīng)力）整體穩(wěn)定驗(yàn)算剛度驗(yàn)算翼緣與腹板連接焊縫腹板的局部穩(wěn)定驗(yàn)算疲勞驗(yàn)算大跨度房屋結(jié)構(gòu)大跨度房屋結(jié)構(gòu)常用于公共建筑。公共建筑如大會堂、影劇院、音樂廳、體育館、加蓋體育場、火車站、航空港等，受使用要求和建筑造型要求所制約，具有大的跨度。它們是為了滿足人類社會文化生活不斷豐富的需求而產(chǎn)生的。大跨度房屋結(jié)構(gòu)也用于工業(yè)建筑。特別是在航空工業(yè)和造船工業(yè)中，更多地采用大跨度房屋結(jié)構(gòu)如飛機(jī)制造廠的總裝配車間、飛機(jī)庫，造船廠的船體結(jié)構(gòu)車間等。大跨度建筑物的用途，其使用條件以及對其建筑造型方面要

24、求的差異性，決定了采用結(jié)構(gòu)方案的多樣性 一一梁式的、框架式的、拱式的、空間式的以及懸掛 一一懸索 式的。9.1.1梁式大跨結(jié)構(gòu)在支座不能承受水平推力的情況下，如屋蓋支承于墻體、砌體或鋼筋混凝柱一時，可采用梁式大跨結(jié)構(gòu)?？缍却髸r，梁式體系比框架體系及拱式體系重，但制造和安裝較為簡單。梁式大跨體系主要用于公共建筑里，如影劇院、音樂廳、體育建筑。跨度在5070M及更大時，桁架按常規(guī)是梁式體系的主要承重構(gòu)件，大跨實(shí)復(fù)梁從用鋼量看是不合適的。大跨屋蓋的外形及腹桿體系，決定于跨度、屋面型式及公共建筑物里通常設(shè)置的吊天棚結(jié)構(gòu)。按重量最優(yōu)的屋架高度跨比為1/61/8，大跨度（大于 40M50M ）屋架按運(yùn)輸條

25、件不合乎輪廓尺寸的要求（h >3.85M ）；當(dāng)采用短尺寸屋面材料以及需要吊棚時，必須具有較小節(jié)間而設(shè)置復(fù)雜的再分式腹桿體系。預(yù)應(yīng)力三角形截面的桁架便于制造、運(yùn)輸和安裝，給設(shè)置大跨梁式結(jié)構(gòu)體系以良好的基礎(chǔ)。鋪設(shè)于屋架上的鋼筋混凝土屋面板可參與受壓的共同工作，采用管材（方管、圓管）桿架以及施加預(yù)應(yīng)力都使這種結(jié)構(gòu)體系鋼材用量比較經(jīng)濟(jì)?？缍却笥?545M時，梁式結(jié)構(gòu)的支座之一必須做成可移動的，以便排除向支承墻體或支柱傳遞橫向反力的可能性，該橫向反力由屋架下弦的彈性變形產(chǎn)生。吊天棚一般相對天屋架下弦要下降一些，以便完全可以接近屋架進(jìn)行檢修、維護(hù)、涂裝等。9.121框架的體系及形式覆蓋大跨度常用兩

26、鉸及無鉸框架。無鉸框架剛度更好，用鋼量省、便于安裝，但這種框架需要強(qiáng)大的基礎(chǔ)及密實(shí)的地基，并對濕度作用比較敏感。大跨屋蓋中既采用實(shí)腹式框架，也采用格構(gòu)式框架。實(shí)腹式框架采用較少且僅在跨水平力；E t剛架柱與剛架梁的線剛度比值。節(jié)點(diǎn)設(shè)計支座鉸處置拉桿，以承受框架的橫向水平力。張緊拉桿可以使框架橫梁卸載。由于度不太大時（L=5060M ）采用。它的優(yōu)點(diǎn)是用工量較少?？裳b運(yùn)性好，還能降低 房屋高度。實(shí)腹框架常設(shè)計成雙鉸的。為了減輕支座結(jié)構(gòu)，可以在地板水平之下的框架支座彎矩的卸載作用使實(shí)腹框架的橫梁高度不大，可取跨度的1/301/40。格構(gòu)式框架可以是雙鉸的一一鉸設(shè)在橫梁與柱連接處或設(shè)在基礎(chǔ)水平頂部，

27、也可以是無鉸的。為使結(jié)構(gòu)重量最小。格構(gòu)式框架橫梁的高跨比在1/121/20范圍內(nèi)選取?？蚣苤写怪焙奢d產(chǎn)生的內(nèi)力不大，而風(fēng)的側(cè)壓力卻有很重要的影響。計算原則及構(gòu)造特點(diǎn)為了簡化靜力計算，格構(gòu)式普通框架可以折算成與其等效的實(shí)腹框架。大跨框架的撓度僅用可變荷載求得，永久荷載產(chǎn)生的撓度由相應(yīng)的結(jié)構(gòu)起拱來求得抵消。橫梁與柱連接的框架節(jié)點(diǎn)風(fēng)角彎折處應(yīng)做成平緩曲線以避免應(yīng)力集中。9.1.3.1拱的體系及形式兩鉸拱是最常用的體系，這種拱的優(yōu)點(diǎn)除經(jīng)濟(jì)外，安裝和制造也較簡單。因?yàn)殂q可自由轉(zhuǎn)動的特性，兩鉸拱易于適應(yīng)變形，在溫度作用或產(chǎn)生支座沉降情況下應(yīng)力不會顯著地增加。三鉸拱與兩鉸拱相比無突出的優(yōu)點(diǎn)，在拱結(jié)構(gòu)有足夠的

28、變形適應(yīng)性情況下，其靜定性沒有實(shí)質(zhì)性意義。無鉸拱對于彎矩沿跨度的分配最為有利，因而也最輕，但它不得不設(shè)置更強(qiáng)大的基礎(chǔ)，而且要計算溫度的作用。拱支承在墻體上時，橫向反力也可用在支座鉸水平設(shè)置拉桿的辦法加以解決。拱的外形要選擇得接近于壓力曲線。對于自重很大的高拱，宜采用懸鏈外形。拱的構(gòu)造特點(diǎn)兩鉸實(shí)腹拱經(jīng)常設(shè)計成平行弦，格構(gòu)式拱可作平行弦，或做成折線形外弦，在支座上有一垂直段。實(shí)腹式拱的截面高度一般為跨度的1/501/80，格構(gòu)式拱的截面高度則為跨度的1/301/60。拱截面高度可以取這樣小，說明拱的彎矩值不大。實(shí)腹 式拱通常設(shè)計成焊接的寬翼緣工字鋼截面或軋制H型鋼截面，格構(gòu)式拱的構(gòu)造通常類似于輕型

29、桁架。拱式結(jié)構(gòu)可以成功地采用預(yù)應(yīng)力來調(diào)整內(nèi)力。拱式結(jié)構(gòu)中最復(fù)雜 的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，與框架一樣也是支座鉸及拱鑰鉸。風(fēng)荷載是拱結(jié)構(gòu)計算中一項(xiàng)非常重要的荷載。當(dāng)采光和通風(fēng)設(shè)計的洞口，對風(fēng)壓值影響很大。拱本身為一受壓曲桿需要驗(yàn)算穩(wěn)定。拱出平面的穩(wěn)定，由橫向支撐及檁條體系提供保證?？臻g網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的一種。一般有大致相同的格子或尺寸較小的單元（重復(fù)）組成。人們常常將平板型的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)架，將曲面形的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)簡稱為網(wǎng)殼?？臻g結(jié)構(gòu)的特性優(yōu)越的力學(xué)性能良好的經(jīng)濟(jì)性、安全性與適用性平板式空間網(wǎng)架的形式按結(jié)構(gòu)組成分類：雙層網(wǎng)架三層網(wǎng)架按支承情況分類：周邊支承網(wǎng)架點(diǎn)支承網(wǎng)架周邊支承于點(diǎn)支

30、承混合網(wǎng)架三邊支承或兩邊支承網(wǎng)架按網(wǎng)格組成分類交叉桁架體系兩向正交正放網(wǎng)架兩向正交斜放網(wǎng)架三向網(wǎng)架四角錐體系正放四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點(diǎn)9.2.3.1計算方法要點(diǎn)一般計算原則網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上作用的外荷載按靜力等效原則，將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)的荷載匯集到該節(jié)點(diǎn)上，結(jié)構(gòu)分析時可忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響而假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，桿件只受軸向力。計算方法及其特點(diǎn)空間桁架位移法空間桁架位移法又稱為矩陣位移法。它取網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的各桿件作為基本單元，以節(jié)點(diǎn)三個位移作為基本未知量，先對桿件單元進(jìn)行分析，根據(jù)虎克定律建立內(nèi)力與位移的關(guān)系，形成單元剛度矩陣；然后進(jìn)行整體分析，形成結(jié)構(gòu)總剛度矩陣和結(jié)構(gòu)總剛度方

31、程。這樣的結(jié)構(gòu)總剛度方程是以一組節(jié)點(diǎn)位移為未知量的線性代數(shù)方程組。引進(jìn)邊界條件，求得位移值進(jìn)而求得內(nèi)力值。差分法與擬夾層板法差分法經(jīng)慣性矩折算，將網(wǎng)架簡化為交叉梁系進(jìn)行差分計算，它適用于跨度L< 40m由平面桁架系組成的網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架。一般按圖表計算，其計算誤差W 20 %。擬夾層板法將網(wǎng)架簡化成正交異性或各向同性的平板進(jìn)行計算，它適用于跨度L<40m由平面桁架系或角錐體組成的網(wǎng)架。一般按圖表計算，其計算誤差W10%。一般設(shè)計規(guī)定選型網(wǎng)格尺寸及網(wǎng)架高度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系的屋面網(wǎng)架桿件桿件截面桿件材料桿件的計算長度10桿件的長細(xì)比限值入桿件最小截面規(guī)格網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)設(shè)計與構(gòu)造要求焊接空心球

32、節(jié)點(diǎn)螺栓球節(jié)點(diǎn)支座節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的撓度限值網(wǎng)架自重估算的經(jīng)驗(yàn)公式：懸掛式屋蓋簡介跨間承重結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件受拉工作的屋蓋，稱為懸掛式屋蓋。受拉構(gòu)件中高強(qiáng)材料能得到最充分地利用，因?yàn)槭芾瓨?gòu)件的承載能力決定于強(qiáng)度而不是穩(wěn)定性。懸掛式屋蓋突出的特點(diǎn)是它的變形比較大。其原因在于鋼索的彈性模量比軋制鋼材 的彈性模量要小。懸掛式屋蓋有較高的變形性，還因?yàn)榇蠖鄶?shù)懸掛式屋蓋體系是瞬 時剛性體系，個別情況下是幾何可變體系，即僅在承受平衡荷載時是彈性工作體系，而又不平衡荷載時，體系中除彈性變形外，還出現(xiàn)運(yùn)動學(xué)位移。懸掛式屋蓋常用 的有：單層懸索體系、雙層懸索體系、金屬薄殼一一膜、鞍狀應(yīng)力 索網(wǎng)等。多、高層房屋結(jié)構(gòu)高層建筑采

33、用鋼結(jié)構(gòu)具有良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益和力學(xué)性能，其特點(diǎn)主要 表現(xiàn)在：自重輕/抗震性能好/有效使用面積高/造速度快/防火性能差。常用的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)體系 主要有：框架結(jié)構(gòu)體系、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系、 框架-支撐結(jié)構(gòu)體系、框架-核心筒體系及筒體體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架-支撐結(jié)構(gòu)體系框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系一般計算原則高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計采用兩階段設(shè)計方法，即第一階段設(shè)計應(yīng)按多遇地震計算地震作用，第二階段設(shè)計應(yīng)按罕遇地震計算地震作用。第一階段設(shè)計時，地震作用應(yīng)考慮下列原則：通常情況下，應(yīng)在結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別記入水平地震作用，各方向的水平地震作用全由該方向的抗側(cè)

34、力構(gòu)件承擔(dān)；當(dāng)有斜交抗側(cè)力構(gòu)件，宜分別記入個抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用；質(zhì)量、剛度明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)應(yīng)記入水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；按9度設(shè)防的高層鋼結(jié)構(gòu)，或者按 8度和9度抗震設(shè)防的大跨度和長懸臂構(gòu)件，應(yīng)記入豎向地震作用。高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計反應(yīng)譜高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計反應(yīng)譜，采用阻尼比為0.02的地震影響系數(shù)a曲線表示。水平地震作用計算底部剪力法底部剪力法適用于總高度w60m且平面和豎向較規(guī)則的高層建筑。底部剪力法根據(jù)建筑物的總重力荷載計算結(jié)構(gòu)底部的總剪力，按一定比例分至各樓層，得到各樓層的水平地震作用后，按靜力方法計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。圖出屋面的小塔樓有鞭梢效應(yīng)。振型分解反應(yīng)譜法不符合底部剪力

35、法使用條件的其他高層鋼結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜法。時程分析法豎向特別不規(guī)則的建筑及高度較大的建筑，宜采用時程分析法補(bǔ)充驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計一般原則高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移一般采用彈性方法計算。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)通常采用現(xiàn)澆組合樓蓋，其在自身平面內(nèi)剛度是相當(dāng)大的，一般可假定樓面在自身平面內(nèi)為絕對剛性。由于樓板與鋼梁連接在一起，彈性分析時，按組合結(jié)構(gòu)考慮，應(yīng)保證可靠連接。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的計算模型應(yīng)視具體結(jié)構(gòu)形式和計算內(nèi)容而定。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)梁柱的跨高比較小，計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時，除考慮梁柱的彎曲變形和柱的軸向變形外，還需考慮梁柱的剪切變形。鋼框架剪力墻體系中，應(yīng)記入墻的彎曲、剪切及軸向變形。柱間支撐兩段

36、應(yīng)為剛性連接，單可按兩端鉸接連接計算。若采用偏心支撐，由于耗能段在大震時首先屈服，計算取單獨(dú)單元。內(nèi)力與位移計算高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜、動力分析時，一般都應(yīng)借助電子計算機(jī)來完成。在初級聯(lián)階段也可采用一些近似計算方法，如分層法、D值法、空間協(xié)同工作分析、等效角柱法、等效截面法以及展開平面框架等。當(dāng)進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移分析時，應(yīng)注意以下幾個問題：（1高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的梁、柱桿件一般采用 H型和箱型，梁柱連接節(jié)點(diǎn)域的剪彩切變形對內(nèi)力的影響較小時，計算時可以不考慮。但是，此剪切變形對結(jié)構(gòu)水平位移的影響較大，一般可達(dá)10%20%。因此，分析時應(yīng)計入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切對高層建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響。（2

37、）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的 P效應(yīng)較強(qiáng)，一般應(yīng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。承載力驗(yàn)算高層建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力應(yīng)滿足下式的要求：非抗震設(shè)計時：丫 OSW R抗震設(shè)計時：SW R/ yRE位移限制高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不考慮地震作用時，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下，頂點(diǎn)質(zhì)心位置的側(cè)移不宜超過建筑高度的 1/500,質(zhì)心層間位移不宜超過樓層高度的1/400。結(jié)構(gòu)平面端部構(gòu)件最大側(cè)移不得超過質(zhì)心側(cè)移的1.2倍。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的第一階段抗震設(shè)計，其層間側(cè)移標(biāo)準(zhǔn)值不得超過結(jié)構(gòu)層高的1/250。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的第二階段抗震設(shè)計，其層間側(cè)移標(biāo)準(zhǔn)值不得超過結(jié)構(gòu)層高的1/70。壓型鋼板組合樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)在高層鋼結(jié)構(gòu)中，確定樓蓋結(jié)構(gòu)方案時，應(yīng)考慮

38、以下要求：保證樓蓋有足夠的平面整體剛度；減輕結(jié)構(gòu)的自重及減小結(jié)構(gòu)層的高度；有利于現(xiàn)場安裝方便及快速施工；較好的防火、隔音性能，并便于管線的敷設(shè)。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的常用樓面做法有：壓型鋼板組合樓板、預(yù)制樓板、疊合樓板和普組合樓板的設(shè)計要求壓型鋼板組合樓板的主要特點(diǎn)除有利于各種復(fù)雜管線系統(tǒng)的鋪設(shè)外，在施工過程 是，還具有無傳統(tǒng)模板支模拆模的繁瑣作業(yè)，樓板澆灌混凝土可獨(dú)立進(jìn)行不影響鋼結(jié)構(gòu)施工，澆灌混凝土事很快形成其他后續(xù)工程的作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)在樓蓋結(jié)構(gòu)體系中的作用，壓型鋼板可以有三種形式。即壓型鋼板只作為永久性模板使用；壓型鋼板既是模板又作為底面受拉配筋，即組合樓板；壓型鋼板承受全部靜荷載和活荷載。施

39、工階段壓型鋼板的驗(yàn)算施工階段壓型鋼板作為澆注混凝土的模板，應(yīng)凈彈性設(shè)計方法驗(yàn)算壓型鋼板的強(qiáng)度和剛度。若不滿足要求，應(yīng)考慮設(shè)置臨時支撐。施工階段作用于壓型鋼板的荷載有壓型鋼板自重、施工荷載附加荷載?？箯潖?qiáng)度計算剛度驗(yàn)算使用階段壓型鋼板的驗(yàn)算在使用階段，壓型鋼板與混凝土面層結(jié)合為整體組合板，應(yīng)驗(yàn)算組合板在全部荷載作用下的強(qiáng)度和剛度。組合樓板的強(qiáng)度計算抗彎強(qiáng)度計算斜截面抗彎強(qiáng)度計算抗沖切強(qiáng)度計算組合樓板的剛度及裂縫寬度驗(yàn)算組合梁的設(shè)計要求壓型鋼板上現(xiàn)澆混凝土翼板并通過抗剪彩連接與鋼梁組合成整體后，鋼梁與樓板成為共同受力的組合梁結(jié)構(gòu)。組合梁能更好她發(fā)揮鋼和混凝土各自的材質(zhì)特點(diǎn)，較多 地節(jié)約鋼材，提高穩(wěn)定性和抗扭性能，增大剛度，增