鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課件-1

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章 輕型門式剛架結(jié)構(gòu)1.1 概述1.1.1 單層門式剛架結(jié)構(gòu)的組成 輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑形式多樣，近年來在我國得到了廣泛應(yīng)用。門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)、多層輕鋼結(jié)構(gòu)是目前我國工業(yè)建筑市場需求量最大的兩種結(jié)構(gòu)形式。 單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)是指以輕型焊接H形鋼（等截面或變截面）、熱軋H形鋼（等截面）或冷彎薄壁型鋼等構(gòu)成的實(shí)腹式門式剛架或格構(gòu)式門式剛架作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼（槽形、Z形等）做檁條、墻梁；以壓型金屬板（壓型鋼板、壓型鋁板）做屋面、墻面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當(dāng)設(shè)置支撐的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系。 門式剛架其結(jié)構(gòu)體系由屋蓋系

2、統(tǒng)、柱子系屋蓋系統(tǒng)、柱子系統(tǒng)、吊車梁系統(tǒng)、墻架系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)統(tǒng)、吊車梁系統(tǒng)、墻架系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)等部分組成單層輕鋼結(jié)構(gòu)體系鋼梁鋼柱吊車梁橫向水平支撐柱間支撐檁條抗風(fēng)柱柱間支撐剛架梁 剛架柱返回剛架柱山墻抗風(fēng)柱墻梁檁條剛架梁1.1.2 單層門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 質(zhì)量輕質(zhì)量輕 圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等材料組成，屋面、墻面的質(zhì)量都很輕。根據(jù)國內(nèi)工程實(shí)例統(tǒng)計，單層輕型門式剛架房屋承重結(jié)構(gòu)的用鋼量一般為1030kg/m2 ，在相同跨度和荷載情況下自重僅約為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/201/30。由于結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，相應(yīng)由于結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，相應(yīng)地基礎(chǔ)可以做得較小，地基處理費(fèi)用也較低。地基礎(chǔ)可以做得較小

3、，地基處理費(fèi)用也較低。同時在相同地震烈度下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)小。同時在相同地震烈度下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)小。但當(dāng)風(fēng)荷載較大或房屋較高時，風(fēng)荷載可能成為單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的控制荷載。 工業(yè)化程度高，施工周期短工業(yè)化程度高，施工周期短 門式剛架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件和配件多為工廠制作，質(zhì)量易于保證，工地安裝方便；除基礎(chǔ)施工外，基本沒有濕作業(yè)；構(gòu)件之間的連接多采用高強(qiáng)度螺栓連接，安裝迅速。 綜合經(jīng)濟(jì)效益高綜合經(jīng)濟(jì)效益高 門式剛架結(jié)構(gòu)通常采用計算機(jī)輔助設(shè)計，設(shè)計周期短；原材料種類單一；構(gòu)件采用先進(jìn)自動化設(shè)備制造；運(yùn)輸方便等。所以門式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短，資金回報快，投資效益相對較高。 柱網(wǎng)布置比較靈活柱網(wǎng)布置比較靈活

4、 傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式由于受屋面板、墻板尺寸的限制，柱距多為6米米，當(dāng)采用12米柱距時，需設(shè)置托架及墻架柱。而門式剛架結(jié)構(gòu)的圍護(hù)體系采用金屬壓型板，所以柱網(wǎng)布置不受模數(shù)限制，柱距大小主柱網(wǎng)布置不受模數(shù)限制，柱距大小主要根據(jù)使用要求和用鋼量最省的原則來確要根據(jù)使用要求和用鋼量最省的原則來確定。定。 其它特點(diǎn)其它特點(diǎn)：門式剛架體系的整體性可以依靠檁條、墻架及隅撐來保證，從而減少屋蓋支撐數(shù)量，同時支撐多用圓鋼做成，很輕便；梁、柱多用變截面，節(jié)省材料；梁、柱設(shè)計時利用屈曲后強(qiáng)度利用屈曲后強(qiáng)度；變截面剛架不能用塑性設(shè)計。蒙皮效應(yīng)蒙皮效應(yīng) 在垂直荷載作用下，坡頂門式剛架的運(yùn)動趨勢是屋脊向下、屋檐向外變形

5、。屋面板將與支撐檁條一起以深梁的形式來抵抗這一變形趨勢。這時，屋面板承受剪力，起深梁的腹板的作用。而邊緣檁條承受軸力起深梁翼緣的作用。顯然，屋面板的抗剪切能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其抗彎曲能力。所以，蒙皮效應(yīng)指的是蒙皮板由于其抗剪切剛度對于使板平蒙皮效應(yīng)指的是蒙皮板由于其抗剪切剛度對于使板平面內(nèi)產(chǎn)生變形的荷載的抵抗效應(yīng)。面內(nèi)產(chǎn)生變形的荷載的抵抗效應(yīng)。對于坡頂門式剛架，抵抵抗豎向荷載作用的蒙皮效應(yīng)取決于屋面坡度抗豎向荷載作用的蒙皮效應(yīng)取決于屋面坡度，坡度越大蒙皮效應(yīng)越顯著；而抵抗水平荷載作用的蒙皮效應(yīng)則隨著坡抵抗水平荷載作用的蒙皮效應(yīng)則隨著坡度的減小而增加。度的減小而增加。 壓型鋼板壓型鋼板面板受剪區(qū)面板受

6、剪區(qū)山形門式建筑的受力蒙皮作用平屋頂建筑的受力蒙皮作用1.1.3 門式剛架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況門式剛架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況 輕型鋼結(jié)構(gòu)是國內(nèi)外目前應(yīng)用和發(fā)展速度最快的新型結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、居住和公共建筑，具有施工速度快、建筑造型美觀、鋼材用量少、造價低廉等優(yōu)勢，而門式剛架結(jié)構(gòu)體系作為輕型鋼結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式，在我國更是大量涌現(xiàn)。近幾年來，隨著我國彩色鋼板產(chǎn)量的增加和焊接H型鋼的出現(xiàn)，門式剛架更是發(fā)展迅猛，我國建成此類結(jié)構(gòu)工程已達(dá)800多萬平方米，而且每年以約100多萬平方米的速度增加。 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用范圍，包括單層工建廠房、民建超級市場和展覽館、庫房以及各種不同類型倉儲式工業(yè)及民

7、用建筑等，都是它強(qiáng)有力的競爭領(lǐng)域，有廣泛的市場應(yīng)用前景。 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002 門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)件門式剛架輕型房屋鋼構(gòu)件JG1442002 1.2 結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置1.2.11.2.1門式剛架的結(jié)構(gòu)形式門式剛架的結(jié)構(gòu)形式 門式剛架的結(jié)構(gòu)形式按跨度可分為單跨、雙跨和多跨，按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1/201/201/81/8。單脊雙坡多跨剛架，用于無橋式吊車的房屋時，當(dāng)剛架柱不是特別高且風(fēng)荷載也不是很大時，依據(jù)“材料集中使用的原則”，中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱方案。1.單跨雙坡剛架單跨雙坡剛架

8、 等截面柱，等截面柱，底端固接的底端固接的節(jié)點(diǎn)設(shè)計，節(jié)點(diǎn)設(shè)計，承受更大的承受更大的支座彎矩，支座彎矩，適合有吊車適合有吊車荷載的建筑荷載的建筑物。物。 2.單跨雙坡剛架單跨雙坡剛架 內(nèi)柱的設(shè)計，內(nèi)柱的設(shè)計，使結(jié)構(gòu)達(dá)到使結(jié)構(gòu)達(dá)到更大的屋面更大的屋面跨度，通?？缍?，通常3672M，更經(jīng)濟(jì)的設(shè)更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計。計。 3.多跨多坡剛架多跨多坡剛架 雙跨多坡或雙跨多坡或多跨多坡的多跨多坡的設(shè)計，適合設(shè)計，適合多種使用類多種使用類型建筑物的型建筑物的需要。需要。 4.高低跨剛架高低跨剛架 外形構(gòu)造外形構(gòu)造靈活，適靈活，適合于成套合于成套組合式廠組合式廠房。房。 門式剛架的柱腳多按鉸接設(shè)計門式剛架的柱腳多按鉸接

9、設(shè)計，當(dāng)用于工業(yè)廠房且有橋式吊車有橋式吊車時，宜將柱腳設(shè)計成剛接剛接。門式剛架上可設(shè)置起重量不大于3t的懸掛吊車和起重量不大于20t的輕、中級工作制的單梁或雙梁橋式吊車。剛接柱腳鉸接柱腳柱腳構(gòu)造詳圖鉸接柱腳鉸接柱腳剛接柱腳剛接柱腳加勁板加勁板加勁板加勁板地腳螺栓地腳螺栓1.2.2 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置1.2.2.1 剛架的建筑尺寸和布置剛架的建筑尺寸和布置 門式剛架的跨度宜為936m， 當(dāng)柱寬度不等時，其外側(cè)應(yīng)對齊。 高度應(yīng)根據(jù)使用要求的室內(nèi)凈高確定，宜取4.59m。 門式剛架的合理間距應(yīng)綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。 縱向溫度區(qū)段小于300m，橫向溫度

10、區(qū)段小于150m（當(dāng)有計算依據(jù)時，溫度區(qū)段可適當(dāng)放大）。 1.2.2.2 檁條和墻梁的布置檁條和墻梁的布置 檁條間距的確定應(yīng)綜合考慮天窗、通風(fēng)屋脊、采光帶、屋面材料、檁條規(guī)格等因素按計算確定，一般應(yīng)等間距布置，但在屋脊處應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布置一道，在天溝附近布置一道。側(cè)墻墻梁的布置應(yīng)考慮門窗、挑檐、雨蓬等構(gòu)件的設(shè)置和圍護(hù)材料的要求確定山墻抗風(fēng)柱墻梁檁條剛架梁剛架梁 剛架柱返回剛架柱山墻抗風(fēng)柱墻梁檁條剛架梁1.2.2.3 支撐和剛性系桿的布置支撐和剛性系桿的布置(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。 (2)在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐在設(shè)

11、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)端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一或第二個開間。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，一一般取般取3045m，有吊車時不宜大于，有吊車時不宜大于60m。 (4)當(dāng)房屋高度較大時，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置；當(dāng)房屋寬度大于60m時，內(nèi)柱列宜適當(dāng)設(shè)置支撐。 (5)當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個開間時，在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿剛性系桿。 (6)在剛架的轉(zhuǎn)折處轉(zhuǎn)折處（邊柱柱頂、屋脊及多跨剛架的中柱柱頂）應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿。 (7)由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮。 (8)剛

12、性系桿可由檁條兼做，此時檁條應(yīng)滿足壓彎構(gòu)件的承載檁條應(yīng)滿足壓彎構(gòu)件的承載力和剛度要求力和剛度要求，當(dāng)不滿足時可在剛架斜梁間設(shè)置鋼管、H型鋼或其他截面形式的桿件。 (9)當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有不小于5t的吊車時，柱間支撐宜用型鋼宜用型鋼；當(dāng)房屋中不允許設(shè)置柱間支撐時，應(yīng)設(shè)置縱向剛架。支撐系統(tǒng)的主要作用是：支撐系統(tǒng)的主要作用是：1）縱向剛性系桿傳遞縱向水平力。2）水平支撐形成局部剛域，抵抗在柱間和屋面梁間傳遞的水平力作用。3）隅撐的作用則為約束I工字型截面遠(yuǎn)端翼緣板，起到遠(yuǎn)端翼緣板平面內(nèi)支座作用，避免形成局部屈曲；或出平面支點(diǎn)作用，減小翼緣板的出平面計算長度，從而控制出平面穩(wěn)定性。4）全部支撐系統(tǒng)與檁條或墻

13、梁以及剛架一道組成空間體系，參與空間協(xié)同工作。剛性系桿構(gòu)件主要選用型鋼和鋼管，與剛架通過螺栓鉸接，截面大小一般按壓桿穩(wěn)定性要求或通過受力計算來決定。設(shè)置主要考慮在剛架轉(zhuǎn)角和屋脊聯(lián)結(jié)處（其中屋脊處的剛性系桿，可由用于此處屋脊構(gòu)造需要的，剛度較大的雙檁條及聯(lián)結(jié)所代替）。 輕型門式剛架的屋面支撐體系主要由屋面橫向水平支撐和系桿組成。水平支撐為圓鋼，用花籃螺栓張緊；系桿用圓管。屋面橫向水平支撐系統(tǒng)主要用來傳遞風(fēng)荷載，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能。山墻抗風(fēng)柱墻梁檁條剛架梁柱間支撐柱間支撐屋面橫向水平支撐布置圖撐桿斜拉條拉條隅撐屋面橫向水平支撐拉條檁條屋面拉條布置屋架橫向水平支撐與剛架梁連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造連接角鋼連接

14、角鋼曲面造型的屋面剛架梁曲面造型的屋面剛架梁隅撐隅撐采光帶采光帶屋架橫向支撐節(jié)點(diǎn)處剛性系桿屋架橫向支撐節(jié)點(diǎn)處剛性系桿梁柱節(jié)點(diǎn)處剛性系桿梁柱節(jié)點(diǎn)處剛性系桿墻梁巖棉保溫材料墻梁支架墻梁1.3 1.3 剛架設(shè)計剛架設(shè)計 1 1.3.1 .3.1 荷載及荷載組合荷載及荷載組合3.1.1 永久荷載永久荷載 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。 按現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的規(guī)定采用；3.1.2 可變荷載可變荷載 可變荷載包括屋面活荷載、屋面雪荷載和積灰荷載、吊車荷載、地震作用、風(fēng)荷載等。（1）屋面活荷載）屋面活荷載 門式剛架輕型房屋鋼

15、結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102:2002）規(guī)定屋面豎向均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（按投影面積算）取0.5kN/m2；超過60m2 取0.3kN/m2 設(shè)計屋面板和檁條時應(yīng)考慮施工和檢修集中荷載施工和檢修集中荷載，其標(biāo)準(zhǔn)值為1KN 檢修荷載只與結(jié)構(gòu)自重荷載同時考慮；（2）屋面雪荷載與積灰荷載）屋面雪荷載與積灰荷載 積灰荷載與雪荷載按現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用。 均布活荷載與雪荷載不同時考慮，取其中較大值(記為L)計算； 積灰荷載與雪荷載和均布活載中的較大值同時考慮；（3）吊車荷載）吊車荷載(C)： 包括豎向荷載、縱向及橫向水平荷載，按荷載規(guī)范（GB50009-2001）的規(guī)

16、定取用，但吊車的組合一般不超過兩臺；（4）地震作用）地震作用(E)：（5）風(fēng)荷載）風(fēng)荷載(W)： 按現(xiàn)行門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS102:2002)中附錄A采用。 對于風(fēng)荷載的取用是以GB50009-2001為基礎(chǔ)的，關(guān)于風(fēng)荷載體形系數(shù)是按照美國金屬房屋制造商協(xié)會MBMA低層房屋體系手冊（1996）中有關(guān)小坡度房屋的規(guī)定取用的；3.1.3 荷載組合荷載組合 荷載組合一般應(yīng)遵從建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范（GB50009-2002）的規(guī)定，針對門式剛架的特點(diǎn)，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102:2002給出下列組合原則： (1)屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應(yīng)取兩者中較大值。

17、屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應(yīng)取兩者中較大值。 (2)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考積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時考慮。慮。 (3)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考慮。荷載同時考慮。 (4)多臺吊車的組合應(yīng)符合多臺吊車的組合應(yīng)符合建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。的規(guī)定。 (5)當(dāng)需要考慮地震作用時，風(fēng)荷載不與地震作用同時考慮當(dāng)需要考慮地震作用時，風(fēng)荷載不與地震作用同時考慮。 （1）1.2永久荷載永久荷載+0.91.4積灰荷載積灰荷載+max屋面活荷載、雪荷載

18、屋面活荷載、雪荷載 +0.9 1.4（風(fēng)荷載（風(fēng)荷載+吊車豎向及水平荷載）吊車豎向及水平荷載）（2）1.0永久荷載永久荷載+1.4風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.3.2 剛架的內(nèi)力和側(cè)移計算 對于變截面門式剛架，應(yīng)采用彈性分析方法確定各種內(nèi)力，只有當(dāng)剛架的梁柱全部為等截面時才允許采用塑性分析方法。變截面門式剛架的內(nèi)力通常采用桿系單元的有限元法（直接剛度法）編制程序上機(jī)計算。地震作用的效應(yīng)可采用底部剪力法分析確定。 根據(jù)不同荷載組合下的內(nèi)力分析結(jié)果，找出控制截面的內(nèi)力組合，控制截面的位置一般在柱底、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： (1)最大軸壓力Nmax和同時出現(xiàn)的M及V的較

19、大值。 (2)最大彎矩Mmax和同時出現(xiàn)的N及V的較大值。 (3)最小軸壓力Nmin和相應(yīng)的M及V，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M=0。 在橫向均布荷載作用下，剛架彎矩圖如下.剛架彎矩圖剛架荷載計算簡圖q在水平風(fēng)荷載作用下，剛架彎矩圖如下：荷載計算簡圖 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)到鋼材屈服點(diǎn)作為臨界狀態(tài)，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。 考慮各種荷載組合內(nèi)力分析結(jié)果，取出最大荷載值控制設(shè)計，對初選截面梁柱按壓壓彎構(gòu)件彎構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算。2.側(cè)移計算 變截面門式剛架的柱頂側(cè)移應(yīng)采用彈性分析方法確定，計算時荷載取標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷載分

20、項(xiàng)系數(shù)。如果最后驗(yàn)算時剛架的側(cè)移剛度不滿足要求，需采用下列措施之一進(jìn)行調(diào)整：放大柱或（和）梁的截面尺放大柱或（和）梁的截面尺寸，改鉸接柱腳為剛接柱腳；把多跨框架寸，改鉸接柱腳為剛接柱腳；把多跨框架中的個別搖擺柱改為上端和梁剛接。中的個別搖擺柱改為上端和梁剛接。 1.3.3 剛架柱和梁的設(shè)計1.3.3.1 梁、柱板件的寬厚比限值和腹板屈曲后強(qiáng)度利用。（主要包括梁柱板件的寬厚比限值驗(yàn)算、腹板屈曲后強(qiáng)度利用驗(yàn)算、腹板的有效寬度驗(yàn)算等內(nèi)容） 1、梁、柱板件的寬厚比限值 主剛架工字型截面中翼緣屬于三邊支承一邊自由板件，一旦發(fā)生屈曲局部失穩(wěn)，其屈曲后的后繼強(qiáng)度不明顯；腹板屬于四邊支承板件，局部失穩(wěn)后的后繼

21、強(qiáng)度提高較多。設(shè)計時，一般不允一般不允許翼緣發(fā)生局部失穩(wěn)，容許腹板局部失穩(wěn)并利用許翼緣發(fā)生局部失穩(wěn)，容許腹板局部失穩(wěn)并利用其屈曲后強(qiáng)度。其屈曲后強(qiáng)度。 橫向加勁肋間距外伸翼緣 翼緣寬厚比 腹板高厚比 yftb23515ywfth2352502、腹板屈曲后強(qiáng)度利用 取決于腹板兩側(cè)翼緣及橫向加緊肋之間形成的四面支承矩形區(qū)域的剪切屈曲應(yīng)力cr，見圖所示，cr可以由腹板的剪切屈曲模型得到。構(gòu)件腹板的主應(yīng)力場分布見圖，在這個模型中橫向加緊肋相當(dāng)于桁架中的受壓腹桿，適當(dāng)增加橫向加勁肋的數(shù)量可以改變腹板應(yīng)力場的分布情況，提高區(qū)隔的臨界應(yīng)力cr從而提高腹板的抗剪承載力。 剛架穩(wěn)定性驗(yàn)算v彎矩作用平面內(nèi)：v彎矩

22、作用平面外：fWNNMANefxxEXxmefx/1fWMANefxbxefx1.3.3.8 剛架節(jié)點(diǎn)設(shè)計 斜梁與柱的連接節(jié)點(diǎn) 斜梁屋脊拼裝節(jié)點(diǎn) 門式剛架節(jié)點(diǎn)連接通常采用高強(qiáng)螺栓連接，分端板豎放、端板橫放、端板斜放三種形式，如下圖所示。端板豎放端板橫放端板斜放斜梁拼接節(jié)點(diǎn)連接形式節(jié)點(diǎn)連接形式端板螺栓加勁肋加勁肋端板螺栓端板加勁肋螺栓端板加勁肋螺栓 高強(qiáng)螺栓計算驗(yàn)算最不利螺栓的拉力： 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； 螺栓列數(shù)； 任意一排螺栓至承壓點(diǎn)的距離； 一個螺栓所能承受的抗拉容許承載力。btiNynMyN2maxMmaxyniybtN連接端板計算連接板厚度：式中：

23、 節(jié)點(diǎn)承受最大彎矩； 端板寬度； 端板鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。bfMtmax6maxMbf節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計 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，一般采用梯形加腋并在加腋部分的兩端設(shè)置加勁肋及側(cè)向支撐，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。下圖為加腋節(jié)點(diǎn)圖。橫梁屋脊拼裝節(jié)點(diǎn)圖返回柱腳設(shè)計 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?噸時應(yīng)考慮設(shè)置剛性柱腳。 本工程實(shí)例：吊車噸位20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)自重。 1.4 壓型鋼板的設(shè)計 1.4.1

24、壓型鋼板的材料和截面形式壓型鋼板的材料和截面形式壓型鋼板是以冷軋薄鋼板為基板，經(jīng)鍍鋅或鍍鋅后覆以彩色涂層再經(jīng)輥彎成型的波紋板材，具有成型靈活、施工速度快、外觀美觀、重量輕、易于工業(yè)化、商品化生產(chǎn)等特點(diǎn)，廣泛用作建筑屋面及墻面圍護(hù)材料。 壓型鋼板按表面處理情況可分為以下三種：(1)鋁鋅壓型鋼板：其基板為熱鍍鋅板，鍍鋅層重應(yīng)不小于275g/m2（雙面），產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合國際GB2518-88連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板和鋼帶的要求。(2)涂層型鋼板：為在熱鍍鋅基板上增加彩色涂層的薄板壓型而成，其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB/T12754-91彩色涂層鋼板及鋼帶的要求，其性能指標(biāo)見下表 (3)鋅鋁復(fù)合涂層壓型鋼板：為新一代

25、無緊固件的扣壓式壓型鋼板，其使用壽命更長，但要求基板為專用的、強(qiáng)度等級更高的冷軋薄鋼板。 壓型鋼板根據(jù)其波型截面可分為：高波板：波高大于75mm，適用于作屋面板；中波板：波高5075mm，適用于作樓面板及中小跨度的屋面板；低波板：波高小于50mm，適用于作墻面板。選用壓型鋼板時，應(yīng)根據(jù)荷載及使用情況選用已有的定型產(chǎn)品。 當(dāng)有保溫隔熱要求時，可采用壓型鋼板內(nèi)加設(shè)礦棉等輕質(zhì)保溫層的作法形成保溫隔熱屋（墻）面。 壓型鋼板的屋面坡度可在1/61/20間采用，當(dāng)屋面排水面積較大或地處大雨量區(qū)及板型為中波板時，宜選用1/101/12的坡度；當(dāng)選用長尺寸高波板時，可采用/151/20的屋面坡度；當(dāng)為扣壓式或

26、咬合式壓型板（無穿透版面緊固件）時，可用1/20的屋面坡度；對暴雨或大雨量地區(qū)的壓型板屋面尚應(yīng)進(jìn)行排水驗(yàn)算。 一般永久性大型建筑選用的屋面承重壓型鋼板寬度與基板寬度（一般為1000mm）之比為覆蓋系數(shù)，應(yīng)用時在滿足承載力及剛度的條件下宜盡量選用覆蓋系數(shù)大的板型。壓型鋼板的使用壽命一般為1520年，當(dāng)采用無緊固或咬合接逢構(gòu)造壓型板時，其使用壽命可達(dá)30年以上。壓型鋼板基板材料一般應(yīng)選用符合國標(biāo)的Q235-B.級鋼，當(dāng)由撓度控制截面時，也可選用強(qiáng)度稍低的Q215-B.F級鋼。 1.4.2 壓型鋼板的選用壓型鋼板的選用壓型鋼板為薄壁受彎板件，應(yīng)按GB50018規(guī)范第7章的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。目前許多常

27、用的壓型鋼板生產(chǎn)廠家已給出了按強(qiáng)度和剛度條件進(jìn)行選用的表格可資利用，設(shè)計表可根據(jù)檁距，壓型鋼板是懸臂、簡支還是連續(xù)(跨越多道檁條)和屋面荷載情況等直接選用合適的型號。 一、作用于壓型鋼板上荷載 永久荷載：屋面板自重。 可變荷載：包括屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷載、風(fēng)荷載等。 屋面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值按水平投影面積計算。 不上人屋面板，均布活載取0.5，當(dāng)施工荷載較大時，應(yīng)按實(shí)際情況取用，上人屋面板，按鋼結(jié)構(gòu)平臺考慮均布活載。 雪荷載、積灰荷載、風(fēng)荷載等按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ50009-21）的規(guī)定采用。單層房屋風(fēng)荷載應(yīng)按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程和輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程（上海市

28、）的規(guī)定采用。設(shè)計屋面板時，應(yīng)考慮在屋面天溝、陰角、天窗擋風(fēng)板內(nèi)以及高低跨相連處的荷載增大系數(shù)，雪荷載應(yīng)按積雪不均勻分布的最不利情況考慮。 設(shè)計屋面板時，應(yīng)考慮施工或檢修集中荷載，其標(biāo)準(zhǔn)值為。當(dāng)施工荷載有可能超過上述荷載時，應(yīng)按實(shí)際情況采用，或用加墊板、支撐等臨時設(shè)施承受。該荷載值不與屋面均布活荷載或雪荷載同時考慮。 偶然荷載：地震作用和其他意外事故產(chǎn)生的荷載。 二、荷載效應(yīng)組合 作用于壓型鋼板上的荷載，按下列原則進(jìn)行荷載效應(yīng)組合： 屋面均布活荷載不與雪載同時考慮，取二者較大值進(jìn)行計算， 積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面均布活荷載二者中較大者同時考慮。 對自重較輕屋蓋，應(yīng)驗(yàn)算在風(fēng)吸力情況下屋面壓型鋼板

29、在永久荷載與風(fēng)載組合下的截面應(yīng)力，此時永久荷載為有利因素，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1,0進(jìn)行計算。 1.4.4 薄壁構(gòu)件的板件有效寬度 冷彎薄壁型鋼構(gòu)件允許板件受壓屈曲利用屈曲后強(qiáng)度。截面特性用有效截面。 壓型鋼板受壓翼緣有效寬厚比（應(yīng)按下列規(guī)定采用： 兩縱邊均與腹板相連或一縱邊與腹板相連、另一縱邊與中間加勁肋的受壓翼緣，可按兩邊支撐板由現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范確定其寬厚比。 輕鋼結(jié)構(gòu)屋面主要由檁條、拉條、撐桿、隅撐、屋面板等組成。檁條主要有C型和Z型兩種截面形式，C型截面檁條適用于坡度較小的屋面，Z型截面檁條適用于坡度較大的屋面。 檁條是由交替的撐桿和拉條支承的。 在斜梁的下翼緣受壓區(qū)設(shè)置隅撐，保證剛架平面外的穩(wěn)定性。 有效寬度得到后還需要定義有效寬度的分布。對于均勻受壓板件，有效寬度對稱分布在加勁板件的兩側(cè)，靠加勁邊分布在非加勁板件的一側(cè)，根據(jù)卷邊加勁剛度按比例分布在邊緣加勁板件兩側(cè)；對于非均勻受壓板件，受拉區(qū)全截面有效，受壓區(qū)根據(jù)應(yīng)力分布按比例分布在板件受壓區(qū)兩邊。 有效