單榀剛架設(shè)計(jì)

1、v 1.3.1 1.3.1 荷載及荷載組合荷載及荷載組合v 1.3.2 1.3.2 剛架的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算剛架的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算v 1.3.3 1.3.3 剛架柱和梁的設(shè)計(jì)剛架柱和梁的設(shè)計(jì) 1.3 1.3 剛架設(shè)計(jì)剛架設(shè)計(jì)永久荷載：永久荷載：包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重和懸掛在結(jié)構(gòu)上包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重和懸掛在結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力荷載，如屋面、檁條、支撐、的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力荷載，如屋面、檁條、支撐、吊頂、墻面構(gòu)件和剛架自重等。吊頂、墻面構(gòu)件和剛架自重等。 可變荷載：可變荷載：屋面活荷載屋面活荷載 、屋面雪荷載和積灰荷載、屋面雪荷載和積灰荷載 吊車荷載吊車荷載 、地震作用、地震作用 、風(fēng)荷載。、風(fēng)荷載。 1

2、.3.1 1.3.1荷載及荷載組合荷載及荷載組合 荷載組合原則：荷載組合原則：屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，應(yīng)取兩者屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，應(yīng)取兩者中的較大值；中的較大值； 積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時(shí)考慮；值同時(shí)考慮； 施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以外的其他荷載同時(shí)考慮；外的其他荷載同時(shí)考慮； 多臺吊車的組合應(yīng)符合多臺吊車的組合應(yīng)符合荷載規(guī)范荷載規(guī)范的規(guī)定；的規(guī)定； 當(dāng)需要考慮地震作用時(shí)，風(fēng)荷載不與地震作用同當(dāng)需要考慮地震作用時(shí)，風(fēng)荷載不與地震作用同時(shí)考慮。時(shí)考慮

3、。 在進(jìn)行剛架內(nèi)力分析時(shí)，荷載效應(yīng)組合主要有：在進(jìn)行剛架內(nèi)力分析時(shí)，荷載效應(yīng)組合主要有：組合（組合（1 1）：）： 1.21.2永久荷載永久荷載+0.9+0.91.41.4 積灰荷載積灰荷載+max+max屋面屋面均布活荷載、雪荷載均布活荷載、雪荷載+0.9+0.91.41.4( (風(fēng)荷載風(fēng)荷載+ +吊車吊車豎向及水平荷載豎向及水平荷載) )組合（組合（2 2）：）： 1.01.0永久荷載永久荷載+1.4+1.4風(fēng)荷載風(fēng)荷載 組合組合(1)(1)用于截面強(qiáng)度和構(gòu)件穩(wěn)定性計(jì)算，用于截面強(qiáng)度和構(gòu)件穩(wěn)定性計(jì)算， 組合組合(2)(2)用于錨栓抗拉計(jì)算。用于錨栓抗拉計(jì)算。內(nèi)力計(jì)算原則：內(nèi)力計(jì)算原則： 根

4、據(jù)不同荷載組合下內(nèi)力分析結(jié)果，找出控根據(jù)不同荷載組合下內(nèi)力分析結(jié)果，找出控制截面的內(nèi)力組合，控制截面位置一般在柱底、制截面的內(nèi)力組合，控制截面位置一般在柱底、柱頂、柱牛腿連接處及梁端、梁跨中等截面。柱頂、柱牛腿連接處及梁端、梁跨中等截面?？刂平孛娴膬?nèi)力組合主要有：控制截面的內(nèi)力組合主要有：最大軸壓力最大軸壓力NmaxNmax和同時(shí)出現(xiàn)的和同時(shí)出現(xiàn)的M M及及V V的較大值。的較大值。 最大彎矩最大彎矩MmaxMmax和同時(shí)出現(xiàn)的和同時(shí)出現(xiàn)的V V及及N N的較大值。的較大值。最大彎矩最大彎矩MmaxMmax和同時(shí)出現(xiàn)的和同時(shí)出現(xiàn)的V V及及N N的較大值。的較大值。 最小軸壓力最小軸壓力Nmi

5、nNmin和相應(yīng)的和相應(yīng)的M M及及V V，出現(xiàn)在永久荷載，出現(xiàn)在永久荷載和風(fēng)荷載共同作用下，當(dāng)柱腳鉸接時(shí)和風(fēng)荷載共同作用下，當(dāng)柱腳鉸接時(shí)M=0M=0。 1.3.2 1.3.2 剛架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算剛架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算側(cè)移計(jì)算原則：側(cè)移計(jì)算原則： 變截面門式剛架柱頂側(cè)移應(yīng)采用變截面門式剛架柱頂側(cè)移應(yīng)采用彈性分析方法確彈性分析方法確定定。計(jì)算時(shí)荷載取。計(jì)算時(shí)荷載取標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。，不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。 如果最后驗(yàn)算時(shí)剛架的如果最后驗(yàn)算時(shí)剛架的側(cè)移不滿足要求，側(cè)移不滿足要求，即需要即需要采用下列措施之一進(jìn)行調(diào)整：采用下列措施之一進(jìn)行調(diào)整：放大柱或梁的截面尺寸；放大柱或梁的截面尺寸；改

6、鉸接柱腳為剛接柱腳；改鉸接柱腳為剛接柱腳；把多跨框架中的搖擺柱改為上端和梁剛接的節(jié)點(diǎn)把多跨框架中的搖擺柱改為上端和梁剛接的節(jié)點(diǎn)連接形式。連接形式。梁、柱板件的寬厚比限值：梁、柱板件的寬厚比限值： 工字形截面構(gòu)件受壓翼緣板的寬工字形截面構(gòu)件受壓翼緣板的寬厚比：厚比：工字形截面梁、柱構(gòu)件腹板的寬工字形截面梁、柱構(gòu)件腹板的寬厚比：厚比：yftb235151ywwfth235250 1.3.3 1.3.3 剛架柱和梁的設(shè)計(jì)剛架柱和梁的設(shè)計(jì)腹板屈曲后強(qiáng)度利用：腹板屈曲后強(qiáng)度利用： 在進(jìn)行剛架梁、柱截面設(shè)計(jì)時(shí)，為了節(jié)省鋼材，在進(jìn)行剛架梁、柱截面設(shè)計(jì)時(shí)，為了節(jié)省鋼材，允許腹板發(fā)生局部構(gòu)件的屈曲，并利用其屈曲

7、允許腹板發(fā)生局部構(gòu)件的屈曲，并利用其屈曲后強(qiáng)度。后強(qiáng)度。 腹板的有效寬度：腹板的有效寬度： 當(dāng)工字形截面梁、柱構(gòu)件的腹板受彎及受壓板當(dāng)工字形截面梁、柱構(gòu)件的腹板受彎及受壓板幅利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按有效寬度計(jì)算其截幅利用屈曲后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按有效寬度計(jì)算其截面幾何特性。面幾何特性。 有效寬度取值：有效寬度取值：當(dāng)腹板全部受壓時(shí)：當(dāng)腹板全部受壓時(shí)：當(dāng)腹板部分受拉時(shí)，受拉區(qū)全部有效，受壓區(qū)當(dāng)腹板部分受拉時(shí)，受拉區(qū)全部有效，受壓區(qū)有效寬度為：有效寬度為：wehhcehhhehe：腹板受壓區(qū)有效寬度；：腹板受壓區(qū)有效寬度；：有效寬度系數(shù)；：有效寬度系數(shù)；hc: hc: 腹板受壓區(qū)高度。腹板受壓區(qū)高度。剛架梁

8、、柱構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算剛架梁、柱構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算剛架內(nèi)力分析剛架內(nèi)力分析在橫向均布荷載作用下，剛架彎矩圖如下在橫向均布荷載作用下，剛架彎矩圖如下剛架彎矩圖剛架彎矩圖剛架荷載計(jì)算簡圖剛架荷載計(jì)算簡圖q在水平風(fēng)荷載作用下，剛架彎矩圖如下：在水平風(fēng)荷載作用下，剛架彎矩圖如下：荷載計(jì)算簡圖荷載計(jì)算簡圖 剛架彎矩圖剛架彎矩圖q輕型鋼結(jié)構(gòu)是以構(gòu)件邊緣最大壓應(yīng)力達(dá)到鋼材屈輕型鋼結(jié)構(gòu)是以構(gòu)件邊緣最大壓應(yīng)力達(dá)到鋼材屈服點(diǎn)作為服點(diǎn)作為臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)，沒有考慮塑性發(fā)展的影響，沒有考慮塑性發(fā)展的影響，所以門式剛架一般按彈性理論設(shè)計(jì)。所以門式剛架一般按彈性理論設(shè)計(jì)。考慮各種荷載組合內(nèi)力分析結(jié)果，取出考慮各種荷載組合內(nèi)力分

9、析結(jié)果，取出最大荷載最大荷載值值控制設(shè)計(jì)，對初選截面梁柱按壓彎構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)控制設(shè)計(jì)，對初選截面梁柱按壓彎構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。算。正應(yīng)力驗(yàn)算：正應(yīng)力驗(yàn)算：剪應(yīng)力驗(yàn)算：剪應(yīng)力驗(yàn)算：fWMWMANefnyyefnxxefnvfthV0max23 式中：式中： 構(gòu)件有效凈截面面積；構(gòu)件有效凈截面面積； 、 對主軸對主軸x x和和y y的有效凈截面抵抗矩；的有效凈截面抵抗矩； 、 對主軸對主軸x x和和y y的彎矩。的彎矩。efnAefnxWefnyWxMyM彎矩作用平面內(nèi)：彎矩作用平面內(nèi)：彎矩作用平面外：彎矩作用平面外：fWNNMANefxxEXxmefx1fWMANefxbxefx工字形截面受彎構(gòu)件在工字形

10、截面受彎構(gòu)件在剪力剪力V V和和彎矩彎矩M M 共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)符合下列要求：共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)符合下列要求： 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) 當(dāng)截面為雙軸對稱時(shí)當(dāng)截面為雙軸對稱時(shí)215 . 01dfefVVMMMMddVVV5 . 0dVV5 . 0eMM fthAMwff工字形截面受彎構(gòu)件在工字形截面受彎構(gòu)件在剪力剪力V V、彎矩彎矩M M和和軸力軸力N N 共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)符合下列要求：共同作用下的強(qiáng)度應(yīng)符合下列要求： 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) 當(dāng)截面為雙軸對稱時(shí)當(dāng)截面為雙軸對稱時(shí) dVV5 . 0ddVVV5 . 0NeMM eeeNeANWMM215 . 01dNfNeNfVVMMMMAN

11、fthAMwfNf梁腹板加勁肋的配置梁腹板加勁肋的配置: : 梁腹板應(yīng)在中柱連接處、較大固定集中荷載作用處梁腹板應(yīng)在中柱連接處、較大固定集中荷載作用處和翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋。其他部位是否設(shè)置和翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋。其他部位是否設(shè)置中間加勁肋，根據(jù)計(jì)算需要確定。但中間加勁肋，根據(jù)計(jì)算需要確定。但規(guī)程規(guī)程規(guī)定規(guī)定, ,當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時(shí)，橫向加勁肋間距當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時(shí)，橫向加勁肋間距a a宜宜取取hwhw2hw2hw。 當(dāng)梁腹板在剪應(yīng)力作用下發(fā)生屈曲后，將以拉力帶當(dāng)梁腹板在剪應(yīng)力作用下發(fā)生屈曲后，將以拉力帶的方式承受繼續(xù)增加的剪力，亦即起類似桁架斜腹的方式承受繼續(xù)增加的剪

12、力，亦即起類似桁架斜腹桿的作用，而橫向加勁肋則相當(dāng)于受壓的桁架豎桿。桿的作用，而橫向加勁肋則相當(dāng)于受壓的桁架豎桿。因此，中間橫向加勁肋除承受集中荷載和翼緣轉(zhuǎn)折因此，中間橫向加勁肋除承受集中荷載和翼緣轉(zhuǎn)折產(chǎn)生的壓力外，還要承受拉力場產(chǎn)生的壓力。產(chǎn)生的壓力外，還要承受拉力場產(chǎn)生的壓力。拉力場拉力場 加勁肋穩(wěn)定性驗(yàn)算按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行，計(jì)算長度加勁肋穩(wěn)定性驗(yàn)算按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行，計(jì)算長度 取腹板高度取腹板高度hwhw，截面取加勁肋全部和其兩側(cè)各，截面取加勁肋全部和其兩側(cè)各 寬度范圍內(nèi)的腹板面積，按兩端鉸寬度范圍內(nèi)的腹板面積，按兩端鉸 接軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。接軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。ywft23515變截面柱

13、在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算: : 變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定按下列公式變截面柱在剛架平面內(nèi)的整體穩(wěn)定按下列公式 計(jì)算：計(jì)算：fWNNMANexExmxex100100120201 . 1eExEAN對于變截面柱，變化截面高度的對于變截面柱，變化截面高度的目的目的是是為了適為了適應(yīng)彎矩的變化，合理的截面變化方式應(yīng)使兩端應(yīng)彎矩的變化，合理的截面變化方式應(yīng)使兩端截面的最大應(yīng)力纖維同時(shí)達(dá)到限值截面的最大應(yīng)力纖維同時(shí)達(dá)到限值。但是實(shí)際。但是實(shí)際上往往是大頭截面用足，其應(yīng)力大于小頭截面，上往往是大頭截面用足，其應(yīng)力大于小頭截面，故公式左端第二項(xiàng)的彎矩故公式左端第二項(xiàng)的

14、彎矩M1M1，和有效截面模量，和有效截面模量We1We1應(yīng)以大頭為準(zhǔn)。應(yīng)以大頭為準(zhǔn)。公式第一項(xiàng)源自等截面的穩(wěn)定計(jì)算。根據(jù)分析，公式第一項(xiàng)源自等截面的穩(wěn)定計(jì)算。根據(jù)分析，小頭穩(wěn)定承載力的小于大頭，且剛架柱的最大小頭穩(wěn)定承載力的小于大頭，且剛架柱的最大軸力就作用在小頭截面上，故第一項(xiàng)按小頭運(yùn)軸力就作用在小頭截面上，故第一項(xiàng)按小頭運(yùn)算比按大頭運(yùn)算安全。算比按大頭運(yùn)算安全。 變截面柱在剛架平面內(nèi)的計(jì)算長度變截面柱在剛架平面內(nèi)的計(jì)算長度 截面高度呈線形變化的柱，在剛架平面內(nèi)的計(jì)截面高度呈線形變化的柱，在剛架平面內(nèi)的計(jì)算長度應(yīng)取為算長度應(yīng)取為 ，式中，式中 為柱的幾何高為柱的幾何高度，度， 為計(jì)算長度系數(shù)

15、。為計(jì)算長度系數(shù)。 可由下列三種方法確定：可由下列三種方法確定：查表法（適合于手算）查表法（適合于手算）一階分析法（普遍適用于各種情況，并且適一階分析法（普遍適用于各種情況，并且適合上機(jī)計(jì)算合上機(jī)計(jì)算) )二階分析法（要求有二階分析的計(jì)算程序）二階分析法（要求有二階分析的計(jì)算程序）hh0h查表法查表法柱腳鉸接單跨剛架楔形柱的柱腳鉸接單跨剛架楔形柱的 可由表可由表1-21-2查得。查得。柱的線剛度柱的線剛度K1K1和梁的線剛度和梁的線剛度K2K2分別按下列公式計(jì)算：分別按下列公式計(jì)算： 表中和式中表中和式中 、 分別為柱小頭和大頭的截面慣性矩；分別為柱小頭和大頭的截面慣性矩； 梁最小截面的慣性矩

16、；梁最小截面的慣性矩； 半跨斜梁長度；半跨斜梁長度； 斜梁換算長度系數(shù)，見圖斜梁換算長度系數(shù)，見圖1-91-9。當(dāng)梁為等截面。當(dāng)梁為等截面時(shí)時(shí) =1=1。hIKc11sIKb202coI1cI0bIs 在圖在圖1-91-9中，中，11和和分別為第一、二分別為第一、二楔形段的斜率。楔形段的斜率。 圖圖1919楔形梁在剛架平楔形梁在剛架平面內(nèi)的換算長度系數(shù)面內(nèi)的換算長度系數(shù)柱腳鉸接楔形柱的計(jì)算長度系數(shù)柱腳鉸接楔形柱的計(jì)算長度系數(shù) ，表，表1 12 2 K2Kl 0.1 0.2 O.3 O.5 0.75 1.02.010.0 0.0l0.428 O.368 O.349 0.3310.320 0.31

17、8 0.315 0.3100.02 0.600 0.502 0.470 0.4400.428 0.420 O.411 O.4040.03O.729 0.599 O.558 0.5200.50l0.4920.4830.473O.050.931O.756 O.694 0.6440.6180.6060.589 0.5800.071.075 O.873 0.801 0.7420.711 0.697 O.672 O.6500.101.252 1.027 0.935 0.857O.817 0.801 O.790 0.7390.151.5181.235 1.1091.021O.965O.938 O.8950

18、.8720.20 1.7451.395 1.254 1.1401.080 1.045 1.000 0.96910ccII多跨剛架的中間柱為搖擺柱時(shí)，邊柱的計(jì)多跨剛架的中間柱為搖擺柱時(shí)，邊柱的計(jì)算長度應(yīng)取為算長度應(yīng)取為 式中式中 放大系數(shù)；放大系數(shù)； 計(jì)算長度系數(shù)，由表計(jì)算長度系數(shù)，由表1 12 2查得，但公式查得，但公式(1(126)26)中的中的 取與邊柱相連的一跨橫梁的坡面長取與邊柱相連的一跨橫梁的坡面長度度 ，如圖，如圖1-101-10所示；所示； 搖擺柱承受的荷載；搖擺柱承受的荷載； 邊柱承受的荷載；邊柱承受的荷載； 搖擺柱高度；搖擺柱高度； 剛架邊柱高度。剛架邊柱高度。sblliPf

19、iPlihfih 引進(jìn)放大系數(shù)的原因是：引進(jìn)放大系數(shù)的原因是：當(dāng)框架趨于側(cè)移或有初當(dāng)框架趨于側(cè)移或有初始側(cè)傾時(shí)，不僅框架柱上的荷載始側(cè)傾時(shí)，不僅框架柱上的荷載PfiPfi對框架起傾對框架起傾覆作用，搖擺柱上的荷載覆作用，搖擺柱上的荷載PliPli也同樣起傾覆作用。也同樣起傾覆作用。這就是說，圖這就是說，圖1-101-10框架邊柱除承受自身荷載的不框架邊柱除承受自身荷載的不穩(wěn)定效應(yīng)外，還要加上中間搖擺柱荷載效應(yīng)。因穩(wěn)定效應(yīng)外，還要加上中間搖擺柱荷載效應(yīng)。因此需要根據(jù)比值此需要根據(jù)比值(Pli(Plihli)hli)(Pfi(Pfihfi)hfi)對對邊柱計(jì)算長度做出調(diào)整。邊柱計(jì)算長度做出調(diào)整。

20、圖圖1-10 1-10 計(jì)算邊柱時(shí)的斜梁長度計(jì)算邊柱時(shí)的斜梁長度 搖擺柱的計(jì)算長度系數(shù)取搖擺柱的計(jì)算長度系數(shù)取1.01.0。對于屋面坡度大于對于屋面坡度大于1 1：5 5的情況，在確定剛架柱的情況，在確定剛架柱的計(jì)算長度時(shí)應(yīng)考慮橫梁軸向力對柱剛度的不的計(jì)算長度時(shí)應(yīng)考慮橫梁軸向力對柱剛度的不利影響。此時(shí)應(yīng)按剛架的整體彈性穩(wěn)定分析通利影響。此時(shí)應(yīng)按剛架的整體彈性穩(wěn)定分析通過電算來確定變截面剛架柱的計(jì)算長度。過電算來確定變截面剛架柱的計(jì)算長度?？蚣苡袀?cè)移失穩(wěn)的臨界狀態(tài)和它的側(cè)移剛度有框架有側(cè)移失穩(wěn)的臨界狀態(tài)和它的側(cè)移剛度有直接關(guān)系?？蚣苌系暮奢d使此剛度逐漸退化，直接關(guān)系?？蚣苌系暮奢d使此剛度逐漸退化

21、，荷載加到一定程度時(shí)剛度完全消失，框架隨即荷載加到一定程度時(shí)剛度完全消失，框架隨即不能保持穩(wěn)定。因此框架柱的臨界荷載或計(jì)算不能保持穩(wěn)定。因此框架柱的臨界荷載或計(jì)算長度可以由側(cè)移剛度得出。長度可以由側(cè)移剛度得出。當(dāng)剛架利用一階分析計(jì)算程序得出柱頂水平荷當(dāng)剛架利用一階分析計(jì)算程序得出柱頂水平荷載作用下的側(cè)移剛度載作用下的側(cè)移剛度K K：H Hu u時(shí)，柱計(jì)算長度時(shí)，柱計(jì)算長度系數(shù)可由下列公式計(jì)算：系數(shù)可由下列公式計(jì)算：一階分析法一階分析法對柱腳為鉸接和剛接的單跨對稱剛架對柱腳為鉸接和剛接的單跨對稱剛架( (圖圖1-1-11a)11a)當(dāng)柱腳鉸接時(shí)當(dāng)柱腳鉸接時(shí)當(dāng)柱腳剛接時(shí)當(dāng)柱腳剛接時(shí)中間為非搖擺柱的

22、多跨剛架中間為非搖擺柱的多跨剛架( (圖圖1-11b)1-11b)當(dāng)柱腳鉸接時(shí)當(dāng)柱腳鉸接時(shí)當(dāng)柱腳剛接時(shí)當(dāng)柱腳剛接時(shí)圖圖1-11 1-11 一階分析時(shí)的柱頂位移一階分析時(shí)的柱頂位移當(dāng)采用計(jì)入豎向荷載一側(cè)移效應(yīng)當(dāng)采用計(jì)入豎向荷載一側(cè)移效應(yīng)( (即即P-uP-u效應(yīng)效應(yīng)) )的的二階分析程序計(jì)算內(nèi)力時(shí)，如果是等截面柱，二階分析程序計(jì)算內(nèi)力時(shí)，如果是等截面柱，取取=1=1，即計(jì)算長度等于幾何長度。對于楔形，即計(jì)算長度等于幾何長度。對于楔形柱，其計(jì)算長度系數(shù)可由下列公式計(jì)算：柱，其計(jì)算長度系數(shù)可由下列公式計(jì)算： 二階分析法二階分析法式中式中: : 構(gòu)件的楔率；構(gòu)件的楔率； 、 分別為柱小頭和大頭的截面高

23、度分別為柱小頭和大頭的截面高度( (圖圖1.12)1.12)。0d1d圖圖1-12 1-12 變截面構(gòu)件的楔率變截面構(gòu)件的楔率 變截面柱在剛架平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算變截面柱在剛架平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算 應(yīng)分段按公式計(jì)算：應(yīng)分段按公式計(jì)算： 公式不同于規(guī)范中壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的公式不同于規(guī)范中壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算公式之處有兩點(diǎn)：穩(wěn)定計(jì)算公式之處有兩點(diǎn)：截面幾何特性按有效截面計(jì)算；截面幾何特性按有效截面計(jì)算； 考慮楔形柱的受力特點(diǎn)，軸力取小頭截面，彎矩考慮楔形柱的受力特點(diǎn)，軸力取小頭截面，彎矩取大頭截面。取大頭截面。 fWMANebtey1100斜梁和隅撐的設(shè)計(jì)斜梁和隅撐的設(shè)計(jì)斜梁

24、的設(shè)計(jì)斜梁的設(shè)計(jì) 當(dāng)斜梁坡度不超過當(dāng)斜梁坡度不超過1 1：5 5時(shí)，因軸力很小可按壓彎時(shí)，因軸力很小可按壓彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度和剛架平面外的穩(wěn)定，不計(jì)算平構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度和剛架平面外的穩(wěn)定，不計(jì)算平面內(nèi)的穩(wěn)定。面內(nèi)的穩(wěn)定。n實(shí)腹式剛架斜梁的平面外計(jì)算長度，取側(cè)向支承實(shí)腹式剛架斜梁的平面外計(jì)算長度，取側(cè)向支承點(diǎn)的間距。當(dāng)斜梁兩翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離不點(diǎn)的間距。當(dāng)斜梁兩翼緣側(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。等時(shí)，應(yīng)取最大受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間的距離。斜梁不需要計(jì)算整體穩(wěn)定性的側(cè)向支承點(diǎn)間最大斜梁不需要計(jì)算整體穩(wěn)定性的側(cè)向支承點(diǎn)間最大長度，可取斜梁下翼緣寬度的長度，可取斜梁下翼緣

25、寬度的 倍。倍。yf23516當(dāng)斜梁上翼緣承受集中荷載處不設(shè)橫向加勁肋時(shí)，當(dāng)斜梁上翼緣承受集中荷載處不設(shè)橫向加勁肋時(shí)，除應(yīng)按規(guī)范規(guī)定驗(yàn)算腹板上邊緣正應(yīng)力、剪應(yīng)力除應(yīng)按規(guī)范規(guī)定驗(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)力外，尚應(yīng)滿和局部壓應(yīng)力共同作用時(shí)的折算應(yīng)力外，尚應(yīng)滿足下列公式的要求：足下列公式的要求：ywfwmfttftF235152fWMem5 . 1隅撐設(shè)計(jì)隅撐設(shè)計(jì) 當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時(shí)，必須在受壓當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時(shí)，必須在受壓翼緣兩側(cè)布置隅撐翼緣兩側(cè)布置隅撐( (山墻處剛架僅布置在一側(cè)山墻處剛架僅布置在一側(cè)) )作、作、為斜梁的側(cè)向支承，隅撐的另

26、一端連接在檁條上。為斜梁的側(cè)向支承，隅撐的另一端連接在檁條上。 隅撐間距不應(yīng)大于所撐梁受壓翼緣寬度的隅撐間距不應(yīng)大于所撐梁受壓翼緣寬度的 倍。倍。隅撐應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定按軸心受壓構(gòu)件的支撐來設(shè)隅撐應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定按軸心受壓構(gòu)件的支撐來設(shè)計(jì)。隅撐截面選用單根等邊角鋼，軸向壓力按下計(jì)。隅撐截面選用單根等邊角鋼，軸向壓力按下式計(jì)算：式計(jì)算：當(dāng)隅撐成對布置時(shí)，每根隅撐的計(jì)算軸壓力可取當(dāng)隅撐成對布置時(shí)，每根隅撐的計(jì)算軸壓力可取上式計(jì)算值的一半。上式計(jì)算值的一半。需要注意的是，單面連接的單角鋼壓桿在計(jì)算其需要注意的是，單面連接的單角鋼壓桿在計(jì)算其穩(wěn)定性時(shí)，不用換算長細(xì)比，而是對穩(wěn)定性時(shí)，不用換算長細(xì)比，而是對f

27、 f值乘以相值乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。應(yīng)的折減系數(shù)。yf23516cos60hMN 剛架橫梁剛度和柱頂水平位移驗(yàn)算剛架橫梁剛度和柱頂水平位移驗(yàn)算橫梁容許撓度：橫梁容許撓度：柱頂水平容許位移：柱頂水平容許位移： 式中式中 、 分別為剛架橫梁的跨度和柱的高度。分別為剛架橫梁的跨度和柱的高度。500HlH180l 剛架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)剛架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)剛架橫梁與柱拼裝節(jié)點(diǎn)剛架橫梁與柱拼裝節(jié)點(diǎn)剛架橫梁屋脊拼裝節(jié)點(diǎn)剛架橫梁屋脊拼裝節(jié)點(diǎn)柱腳設(shè)計(jì)柱腳設(shè)計(jì)牛腿設(shè)計(jì)牛腿設(shè)計(jì) 斜梁與柱的連接及斜梁拼接斜梁與柱的連接及斜梁拼接 一般采用高強(qiáng)螺栓端板連接，按剛接節(jié)一般采用高強(qiáng)螺栓端板連接，按剛接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，其形式：點(diǎn)設(shè)計(jì)，其形式： 端板

28、豎放端板豎放端板斜放端板斜放端板平放端板平放h1Me（a a）端板豎放）端板豎放（b b）端板斜放）端板斜放（c c）端板平放）端板平放（d d）斜梁拼接）斜梁拼接剛架斜梁與柱的連接及斜梁間的拼接剛架斜梁與柱的連接及斜梁間的拼接高強(qiáng)螺栓計(jì)算高強(qiáng)螺栓計(jì)算驗(yàn)算最不利螺栓的拉力：驗(yàn)算最不利螺栓的拉力： 橫梁與柱在連接處傳遞的彎矩；橫梁與柱在連接處傳遞的彎矩； 最遠(yuǎn)一排螺栓至承壓點(diǎn)的距離；最遠(yuǎn)一排螺栓至承壓點(diǎn)的距離； 螺栓列數(shù)；螺栓列數(shù)； 任意一排螺栓至承壓點(diǎn)的距離；任意一排螺栓至承壓點(diǎn)的距離； 一個(gè)螺栓所能承受的抗拉容許承載力。一個(gè)螺栓所能承受的抗拉容許承載力。btiNynMyN2maxMmaxyn

29、iybtN 分析研究表明，外伸式連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度可以滿足分析研究表明，外伸式連接轉(zhuǎn)動(dòng)剛度可以滿足剛性節(jié)點(diǎn)的要求。外伸式連接在節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩作用剛性節(jié)點(diǎn)的要求。外伸式連接在節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩作用下，可假定轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于下翼緣中心線上。上翼下，可假定轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于下翼緣中心線上。上翼緣兩側(cè)對稱設(shè)置緣兩側(cè)對稱設(shè)置4 4個(gè)螺栓時(shí)，每個(gè)螺栓承受下面公個(gè)螺栓時(shí)，每個(gè)螺栓承受下面公式表達(dá)的拉力，并依此確定螺栓直徑：式表達(dá)的拉力，并依此確定螺栓直徑： 當(dāng)受拉翼緣兩側(cè)各設(shè)一排螺栓不能滿足承載當(dāng)受拉翼緣兩側(cè)各設(shè)一排螺栓不能滿足承載力要求時(shí)，可以在翼緣內(nèi)側(cè)增設(shè)螺栓力要求時(shí)，可以在翼緣內(nèi)側(cè)增設(shè)螺栓。 14hMNt螺栓排列應(yīng)符合構(gòu)造要求，

30、下圖的螺栓排列應(yīng)符合構(gòu)造要求，下圖的 ， 應(yīng)滿應(yīng)滿足扣緊螺栓所用工具的凈空要求，通常不小于足扣緊螺栓所用工具的凈空要求，通常不小于35mm35mm，螺栓端距不應(yīng)小于，螺栓端距不應(yīng)小于2 2倍螺栓孔徑，兩排螺栓倍螺栓孔徑，兩排螺栓之間的最小距離為之間的最小距離為3 3倍螺栓直徑，最大距離不應(yīng)超倍螺栓直徑，最大距離不應(yīng)超過過400mm400mm。fewe端板的厚度端板的厚度t t可根據(jù)支承條件按下列公式計(jì)算，但可根據(jù)支承條件按下列公式計(jì)算，但不應(yīng)小于不應(yīng)小于16mm16mm，和梁端板相連的柱翼緣部分應(yīng)與，和梁端板相連的柱翼緣部分應(yīng)與端板等厚度。端板等厚度。 (a)(a)伸臂類端板伸臂類端板 (b)

31、(b)無加勁肋類端板無加勁肋類端板bfNettf6feaNetwtw5 . 03(c)(c)兩邊支承類端板兩邊支承類端板當(dāng)端板外伸時(shí)當(dāng)端板外伸時(shí)當(dāng)端板平齊時(shí)當(dāng)端板平齊時(shí)(d)(d)三邊支承類端板三邊支承類端板febbeNeetfswtwf2426feeebeNeetwffwtwf26feeebeNeetwffwtwf412在門式剛架斜梁與柱相交的節(jié)點(diǎn)域，應(yīng)按下列公在門式剛架斜梁與柱相交的節(jié)點(diǎn)域，應(yīng)按下列公式驗(yàn)算剪應(yīng)力：式驗(yàn)算剪應(yīng)力：vccbftddM剛架構(gòu)件的翼緣與端板的連接應(yīng)采用全熔透對接剛架構(gòu)件的翼緣與端板的連接應(yīng)采用全熔透對接焊縫，腹板與端板的連接應(yīng)采用角焊縫。在端板焊縫，腹板與端板的連

32、接應(yīng)采用角焊縫。在端板設(shè)置螺栓處，應(yīng)按下列公式驗(yàn)算構(gòu)件腹板的強(qiáng)度：設(shè)置螺栓處，應(yīng)按下列公式驗(yàn)算構(gòu)件腹板的強(qiáng)度：n當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，n當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，ftePww4 . 0fteNwwt2PNt4 . 02PNt4 . 02 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì) 節(jié)點(diǎn)有加腋與不加腋兩種基本形式。在加腋節(jié)點(diǎn)有加腋與不加腋兩種基本形式。在加腋形式中又有梯形加腋與曲線加腋之分，一般采用形式中又有梯形加腋與曲線加腋之分，一般采用梯形加腋梯形加腋并在加腋部分的兩端設(shè)置并在加腋部分的兩端設(shè)置加勁肋加勁肋及及側(cè)向側(cè)向支撐支撐，以保證該加腋部分的穩(wěn)定性，防止側(cè)向壓，以保證該加腋部分的穩(wěn)定性，防止側(cè)向壓屈。加腋連接可使截面的變化符

33、合彎矩圖形的要屈。加腋連接可使截面的變化符合彎矩圖形的要求，并大大提高了剛架的承載能力。下圖為加腋求，并大大提高了剛架的承載能力。下圖為加腋節(jié)點(diǎn)圖。節(jié)點(diǎn)圖。橫梁屋脊拼裝節(jié)點(diǎn)圖橫梁屋脊拼裝節(jié)點(diǎn)圖柱腳設(shè)計(jì)柱腳設(shè)計(jì)根據(jù)受力要求，柱腳分剛接柱腳和鉸接柱腳兩根據(jù)受力要求，柱腳分剛接柱腳和鉸接柱腳兩類，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓款悾?dāng)?shù)踯嚻鹬亓? 5噸時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置剛性柱噸時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置剛性柱腳。腳。本工程實(shí)例：吊車噸位本工程實(shí)例：吊車噸位2020噸，柱腳形式為剛接噸，柱腳形式為剛接柱腳，主要用來傳遞吊車荷載、風(fēng)荷載和結(jié)構(gòu)柱腳，主要用來傳遞吊車荷載、風(fēng)荷載和結(jié)構(gòu)自重。自重。柱腳形式柱腳形式平板式鉸接柱腳平板式鉸接柱腳剛接柱

34、腳剛接柱腳一般情況一般情況當(dāng)有橋式當(dāng)有橋式吊車或剛吊車或剛架側(cè)向剛架側(cè)向剛度過弱時(shí)度過弱時(shí)平板式平板式鉸接柱腳鉸接柱腳剛接柱腳剛接柱腳柱腳的計(jì)算柱腳的計(jì)算一、底板的計(jì)算一、底板的計(jì)算1 1、底板的平面尺寸、底板的平面尺寸底板面積：底板面積：式中式中 柱軸心壓力設(shè)計(jì)值；柱軸心壓力設(shè)計(jì)值； 基礎(chǔ)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；基礎(chǔ)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 錨栓孔面積。錨栓孔面積。0AfNAccNccf0A按構(gòu)造要求確定底板寬度：按構(gòu)造要求確定底板寬度：式中式中 柱截面寬度或高度；柱截面寬度或高度； 靴梁厚度；靴梁厚度； 底板懸臂長度。底板懸臂長度。再根據(jù)底板面積確定底板長度。再根據(jù)底板面積確定底板長度

35、。ctbBb2200bbtc2 2、底板的厚度、底板的厚度底板的厚度決定于板的抗彎強(qiáng)度。底板的厚度決定于板的抗彎強(qiáng)度。式中：式中： 為底板承受的最大彎矩值為底板承受的最大彎矩值。 fMtmax6maxM柱腳錨栓應(yīng)采用柱腳錨栓應(yīng)采用Q235Q235或或Q345Q345鋼材制作。錨栓的錨固鋼材制作。錨栓的錨固長度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)長度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2002)(GB 50007-2002)的規(guī)定，錨栓端部按規(guī)定設(shè)置彎的規(guī)定，錨栓端部按規(guī)定設(shè)置彎鉤或錨板。鉤或錨板。計(jì)算風(fēng)荷載作用下柱腳錨栓的上拔力時(shí)，應(yīng)計(jì)入柱計(jì)算風(fēng)荷載作用下柱腳錨栓的上拔力時(shí)，應(yīng)計(jì)入柱間支撐的最大豎向分力，此時(shí)，不考慮活荷載間支撐的最大豎向分力，此時(shí)，不考慮活荷載( (或或雪荷載雪荷載) )、積灰荷載