建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)講稿

PAGEPAGE30建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)專題講座講稿門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)介紹內(nèi)容主要包括門式剛架、支撐和檁條的優(yōu)化設(shè)計(jì)介紹，本章討論門式剛架設(shè)計(jì)，支撐和檁條的優(yōu)化設(shè)計(jì)在第4章中討論。1.1門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的組成及其技術(shù)特點(diǎn)1.1.1門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的組成基本組成（圖1.1.1）圖1.1.1所示各部件組成能協(xié)同工作的、穩(wěn)定的整體，它們可分成四大部分：主結(jié)構(gòu)－剛架，吊車梁；次結(jié)構(gòu)－檁條，墻架柱（及抗風(fēng)柱），墻；支撐結(jié)構(gòu)－屋蓋支撐，柱間支撐，系桿；圍護(hù)結(jié)構(gòu)－屋面（屋面板、采光板、通風(fēng)器等），墻面（墻板、門、窗）。1.1.2門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)門式剛架輕型房屋中的剛架又稱山形門式剛架。壓型鋼板屋面為長坡面排水創(chuàng)造了條件，因而在多跨建筑中常做成單脊雙坡的大屋面，多跨建筑的中柱常采用上下鉸接的搖擺柱，可用鋼管制作，占用空間小，且省材。實(shí)腹式單跨剛架的跨度國內(nèi)最大的達(dá)83m，國際上實(shí)腹式門式剛架的跨度最大達(dá)150m。就面積而論，單幢廠房或超市達(dá)幾萬m2的已屢見不鮮，例如：1998年初竣工投入使用的安徽蕪湖951工程1號廠房達(dá)7.56萬m2（240m×315m）；2002年竣工投入使用的浙江杭蕭鋼構(gòu)股份有限公司主廠房達(dá)8.76萬m2(192m×456m)，等等，與傳統(tǒng)的單層房屋相比，這種結(jié)構(gòu)有如下一些特點(diǎn)：1）輕；2）剛架構(gòu)件腹板按有效寬度理論和拉力場理論進(jìn)行受彎和受剪計(jì)算，使腹板厚度顯著減薄。加之屋面很輕，從而剛架構(gòu)件可以做得很輕。a圖1.1.2受力蒙皮作用示意圖a圖1.1.2受力蒙皮作用示意圖4）剛架采用變截面，基本上按彎矩圖形的變化以及施工方便來改變腹板高度和厚度以及翼緣尺寸(上下翼緣可用不同截面，相鄰單元的翼緣也可采用不同截面)，充分做到材盡其用。加之采用輕質(zhì)屋面，剛架構(gòu)件以及檁條可以做得很輕，因而有很好的經(jīng)濟(jì)性。5）剛架的側(cè)向剛度用隅撐來保證，由于隅撐用料很少，其間距可以做得較小，因而剛架構(gòu)件的翼緣寬度亦可做得小，而腹板高度可加大，允許腹板失穩(wěn)，利用腹板屈后強(qiáng)度，腹板按有效高度設(shè)計(jì)，腹板高厚比可做得較大，從而進(jìn)一步節(jié)省材料。6）由于剛架構(gòu)件輕，可以采用平板柱腳以及考慮這種平板柱腳對剛架柱的嵌固作用，支撐也可以做得很輕便。7）結(jié)構(gòu)構(gòu)件可全部在工廠制作，工業(yè)化程度高，目前，國內(nèi)一些大的鋼構(gòu)公司已逐步實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，構(gòu)件單元根據(jù)運(yùn)輸條件劃分，單元之間用螺栓在現(xiàn)場連接，方便快捷。基礎(chǔ)亦簡單，土建施工量小。亦便于拆遷。8）構(gòu)件單元之間用端板連接，延性好，加之自重輕以及屋面蒙皮作用，對抗震有利。由于上述特點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)體系用鋼省，造價(jià)低，制作簡便，安裝快捷，施工周期短，商品化程度高，而且其適用性廣，造型美觀，在建筑市場上具有很強(qiáng)的競爭力。但亦因其輕，對于風(fēng)載較大或者房屋較高時(shí)，必須特別注意風(fēng)載作用下的連接設(shè)計(jì)與施工。1.1.3CECS102:2002的適用范圍CECS102:2002適用于主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨的下列單層門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作和安裝：1) 具有輕型屋蓋和輕型外墻的房屋。屋面板和墻板材料可選用建筑外用彩色鍍鋅或鍍鋁鋅壓型鋼板、夾心壓型復(fù)合板和玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板(GRC板)等輕質(zhì)材料，抗震設(shè)防烈度不高于8度時(shí)，外墻可采用砌體：當(dāng)抗震設(shè)防烈度不高于6度時(shí)，外墻可采用嵌砌或非嵌砌砌體；當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度、8度時(shí)外墻可采用非嵌砌砌體。屋面采用夾心壓型復(fù)合板時(shí)其蒙皮作用不如壓型鋼板屋面板，采用CECS102:2002時(shí)宜考慮這一因素。2) 剛架的跨度不大于36m，檐口高度不大于12.5m。3) 輕、中級工作制(A1~A5)橋式吊車的起重量不大于20t。懸掛式起重機(jī)起重量不大于3t，當(dāng)有實(shí)際需要時(shí)起重量允許不大于5t，但必須按第十二章采取加強(qiáng)房屋整體剛度的構(gòu)造措施。4) 多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的頂層采用門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)及其屋蓋時(shí)，該部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作和安裝可參照CECS102:2002執(zhí)行，但應(yīng)進(jìn)行整體分析，包括抗震分析，考慮其下部結(jié)構(gòu)對頂層內(nèi)力和位移的影響。5) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面較薄，因此CECS102:2002不適用于強(qiáng)侵蝕介質(zhì)環(huán)境中的房屋。1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)形式和布置1.2.1CECS102:2002不推薦多脊多坡圖1.2.1多脊多坡與單脊雙坡的比較圖1.2.1中作了多脊多坡與單脊雙坡房屋的比較，顯然，在其它條件都相同的情況下，屋脊兩側(cè)各需一根檁條，而內(nèi)天溝兩側(cè)亦各需一根檁條，因此，多一個(gè)屋脊就需要多一根檁條；多一個(gè)內(nèi)天溝也需要多一根檁條，同時(shí)也增加內(nèi)天溝和落水管、室內(nèi)排水溝的用料，設(shè)置內(nèi)天溝還容易因積水、積雪而加大荷載，甚至導(dǎo)致滲漏。如果因?yàn)槭覂?nèi)排水溝淤塞需要疏通，還將影響正常使用，多脊多坡不等高剛架上述問題更嚴(yán)重，應(yīng)盡可能不采用。國內(nèi)最大單坡長度做到120m,剛架此時(shí)應(yīng)注意屋面構(gòu)造，確保排水暢通。不過，當(dāng)跨度較大，由位移控制設(shè)計(jì)時(shí)，可能要增加剛架的用鋼量，此時(shí)還是以多脊多坡可能較為有利。圖1.2.1多脊多坡與單脊雙坡的比較1.2.2CECS102:2002關(guān)于中柱采用搖擺柱的數(shù)量限制風(fēng)荷載不很大且房屋并不特別高時(shí)，為減少剛架用鋼量，多跨剛架中間柱可采用兩端均為鉸接的搖擺柱（簡稱擺柱），但兩根與梁剛接的柱之間擺柱的數(shù)量不宜超過三根（圖1.2.2）。圖1.2.2多跨剛架中柱采用搖擺柱的數(shù)量限制圖1.2.2多跨剛架中柱采用搖擺柱的數(shù)量限制1.2.3剛架的合理間距剛架的用鋼量一般說來隨其間距的增大而減小，但吊車梁、檁條、墻梁的用鋼量則隨剛架間距的增大而增大。對于無橋式吊車的單層門式剛架輕型房屋，剛架間距以6m～9m為宜（因?yàn)楸′摍_條的截面最大高度不宜超過250mm）；當(dāng)沒有懸掛荷載或懸掛荷載不掛在檁條上，或采用高頻焊接輕型H型鋼檁條，或采用格構(gòu)式檁條時(shí)，剛架間距可做到12m，此時(shí)側(cè)墻宜設(shè)墻架柱；通常，大跨度剛架宜采用大間距，跨度與間距的比一般以3.5～5為宜。對于有10t以上吊車或較大的懸掛荷載的單層門式剛架輕型房屋，剛架間距以6m為宜。1.2.4托梁或托架兩側(cè)(或一側(cè))布置縱向水平支撐在多跨剛架局部抽掉中柱(或邊柱)處?？刹贾猛辛夯蛲屑?。此時(shí)應(yīng)在其兩側(cè)(或一側(cè))布置縱向水平支撐，并向兩端各延伸一個(gè)開間，如圖1.2.3，以加強(qiáng)整體剛度，并保證托梁(托架)的整體穩(wěn)定性。圖圖1.2.3托梁(托架)側(cè)邊布置縱向水平支撐圖1.2.2多跨剛架中柱采用搖擺柱的數(shù)量限制1.2.5山墻山墻可設(shè)置由斜梁、抗風(fēng)柱和墻梁及其支撐組成的山墻墻架；當(dāng)有抗震要求或有擴(kuò)建要求時(shí)，不宜采用山墻墻架，而宜采用門式剛架。1.3門式剛架設(shè)計(jì)1.3.1滿應(yīng)力設(shè)計(jì)法剛架采用變截面構(gòu)件，當(dāng)為承載能力極限狀態(tài)控制設(shè)計(jì)時(shí)，其截面變化的根據(jù)主要是彎曲應(yīng)力與軸壓應(yīng)力兩者計(jì)算值“組合”的應(yīng)力圖形的變化。利用截面變化，使各截面“組合應(yīng)力”與材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的比值（以下簡稱應(yīng)力比）盡可能接近，也就是使材料分布更接近于應(yīng)力圖形的分布，這就是滿應(yīng)力設(shè)計(jì)法（或稱為等強(qiáng)度設(shè)計(jì)法）。在確定了結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的選型后，在保證安全可靠的前提下，滿應(yīng)力設(shè)計(jì)法是使剛架設(shè)計(jì)得經(jīng)濟(jì)合理的基本方法，也是采用彈性設(shè)計(jì)法的變截面剛架較之采用塑性設(shè)計(jì)法的等截面剛架更為節(jié)省剛架用鋼量的主要手段。應(yīng)力比的最大值可以根據(jù)計(jì)算簡圖與實(shí)際工程的差異情況（例如：桿端約束情況，設(shè)計(jì)荷載是否充分考慮或尚有裕量等等）以及工程的重要程度和施工水平等因素由設(shè)計(jì)工程師靈活掌握。當(dāng)為正常使用極限狀態(tài)控制設(shè)計(jì)，例如：側(cè)移控制時(shí)，宜采用Q235鋼材，且宜加大梁的抗彎剛度或把鉸接柱腳改為剛接柱腳，如果中柱采用搖擺柱時(shí)，亦可將其中部分搖擺柱改為與梁剛接的柱，以加大剛架的抗側(cè)移剛度。1.3.2變截面剛架的構(gòu)件形式1.3.2－1剛架柱對于無吊車單層輕鋼房屋：邊柱及與梁剛接的中柱采用楔形柱；擺柱及與梁剛接的中柱采用等截面柱（H型鋼、圓管、方管、矩形管）對于有橋式吊車的單層輕鋼房屋：吊車起重量<5t，采用與梁剛接的楔形柱或等截面柱吊車起重量5t,采用等截面柱,與梁剛接,宜采用剛接柱腳.1.3.2－2剛架斜梁可采用楔形梁(圖1.3.2－1a)、雙楔形梁（圖1.3.2－1b）或加腋梁（圖1.3.2－1c，d）。選用哪一種形式可結(jié)合制作單位的生產(chǎn)工藝而定，國內(nèi)各公司多采用圖1.3.2-1c，d的形式。圖1.3.2.－1剛架形式圖1.3.2.－1剛架形式及斜梁的構(gòu)造型式圖1.2.2多跨剛架中柱采用搖擺柱的數(shù)量限制圖剛架梁可沿梁長長分段變化化截面高度度和腹板厚厚度、翼緣緣寬度和厚厚度，同一一運(yùn)輸單元元段翼緣不不變化寬度度，不同單單元段連接接處梁高度度應(yīng)相等。當(dāng)當(dāng)翼緣寬度度變化明顯顯時(shí)（例如如相差300mm以上上），宜用用梯形板或或三角板使使翼緣平緩緩過渡，以以免產(chǎn)生應(yīng)應(yīng)力集中（如如圖1.33.2－2）圖1.3.2-2變寬度梁翼緣平緩過渡圖1.3.2-2變寬度梁翼緣平緩過渡初選截面時(shí)梁端端加腋長度度的選取可可參考表11.3.22。對于單單跨剛架，山山尖處的加加腋主要是是為連接高高度的需要要，如果山山尖一側(cè)斜斜梁加腋的的水平長度度與剛架跨跨度的比值值不大于00.05，在在內(nèi)力及變變形計(jì)算時(shí)時(shí)，可不考考慮此段截截面變化?？紤]梁端加腋長長度時(shí)，宜宜綜合考慮慮如下幾個(gè)個(gè)因素：梁梁端截面的的承載力要要求以及梁梁端與柱連連接處對連連接高度的的要求；為為利用腹板板屈后強(qiáng)度度，腹板高高度變化率率不超過660mm//m；梁與中中柱采用柱柱頂平接時(shí)時(shí)，考慮運(yùn)運(yùn)輸長度的的限值（火火車運(yùn)輸要要求構(gòu)件長長度不大于于12m）。表1.3.2梁端加腋腋長度與梁梁跨度的近近似比值單跨或多跨跨內(nèi)無橋式吊車車跨內(nèi)有橋式吊車車與邊柱相連的梁端與中柱相連的梁端與邊柱相連的梁端與中柱相連的梁端單跨0.2左右0.25左右多跨0.15～0..20.2～0.2250.2～0.2250.25～0..31.3.3變截面剛剛架截面尺尺寸粗估1.3.3-11工字形截截面尺寸模模數(shù)（圖1.3..3）截面高度h以110mm為為模數(shù)；截面寬度b以55mm為模模數(shù)（多數(shù)數(shù)設(shè)計(jì)工程程師亦取110mm為為模數(shù)）；；腹板厚度可取44mm、5mm、6mm、8mm等，6mmm以后以2mmm為模數(shù)數(shù)；對于技技術(shù)條件較較好，質(zhì)量量控制嚴(yán)格格的制作單單位，的最最小值允許許取用3mmm；翼緣厚度t6mmm，以2mmm為模數(shù)。1.3.3-22工字形截截面的高寬寬比（h/b）通常取h/b22~5，承受橋橋式吊車荷荷載的柱子子宜取小值值，梁端與與柱的連接接為側(cè)接（端端板豎放）時(shí)時(shí)，該處梁梁端可取66.5。1.3.3-33變截面剛剛架構(gòu)件工工字形截面面尺寸粗估估（圖1.3..3，表1.3..3）表1.3.3變截面剛剛架構(gòu)件工工字形截面面尺寸粗估估（圖1.3..3）有無吊車單跨多跨hc1hb1hb0hc1hc2hb1hb2hb0無吊車或Q＜5tH/(10～115)L/(30～440)L/(30～335)L/(55～665)H/(10～115)L/(30～440)H/(12～118)L/(35～445)L/(30～440)L/(30～445)L/(45～555)Q≥5tH/(12～118)L/(40～550)L/(25～330)L/(50～555)H/(12～118)L/(40～550)H/(16～220)L/(45～555)L/(30～335)L/(25～330)L/(40～550)注：1.Q為橋式吊吊車起重量量；2.中柱為擺柱時(shí)，將將會(huì)加大與與之相連的的梁端彎矩矩，增加與與梁剛接柱柱的負(fù)擔(dān)。3.根據(jù)國內(nèi)的研究究成果，楔楔形柱的楔楔率（見2.33.2－9）取為2~3較為合適適； 4.截面尺寸尚與豎豎向荷載、風(fēng)風(fēng)載、抗震震設(shè)防烈度度以及剛架架間距等諸諸多因素有有關(guān)。本表表及表1..3.2只只為剛開始始做門式剛剛架設(shè)計(jì)的的工程師在在設(shè)計(jì)開始始需輸入構(gòu)構(gòu)件尺寸時(shí)時(shí)作參考，希希望在使用用中總結(jié)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，修正正表中數(shù)字字。(a)單跨剛架(a)單跨剛架(b)多跨剛架圖1.3.3剛架截面尺寸示意圖圖1.2.2多跨剛架中柱采用搖擺柱的數(shù)量限制注：1、承受橋式吊車車起重量≥5t的柱為等等截面柱，=,,柱兩端均為剛接；2、橋式吊車起重重量<5t時(shí)，可采采用楔形柱柱，但中柱柱柱頂亦需需與梁剛接接；3、無橋式吊車的的中柱可采采用擺柱或或楔形柱；；采用楔形形柱時(shí)柱頂頂與梁剛接接；4、中柱為擺柱時(shí)時(shí)可按λ≈120粗估截面面尺寸，結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)時(shí)再加調(diào)整整；5、楔形柱≥2000。1.3.4關(guān)于變截截面剛架構(gòu)構(gòu)件計(jì)算1.3.4-11腹板高厚厚比建議值值工字形截面腹板板高厚比的的建議值：：剛架柱：：無橋式吊吊車時(shí)，取取≤160；有有橋式吊車車時(shí)，取≤≤140；剛架斜梁梁：取≤180。腹板屈曲后強(qiáng)度度的利用1)當(dāng)工字字形截面構(gòu)構(gòu)件腹板受受彎及受壓壓板幅利用用屈曲后強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)應(yīng)按有效寬寬度理論計(jì)計(jì)算截面特特性。2)工字形截截面構(gòu)件腹腹板的受剪剪板幅的屈屈曲后強(qiáng)度度：當(dāng)腹板高度變化化不超過660mm／m時(shí)可考慮慮屈曲后強(qiáng)強(qiáng)度（拉力力場），腹腹板在剪力力作用下的的行為可分分為三個(gè)階階段[4]]，如圖1..3.4-1所示。第第一階段是是屈服前階階段，腹板板只在剪應(yīng)應(yīng)力τ小于臨界界剪應(yīng)力τcr的剪力力場工作，腹腹板在剪應(yīng)應(yīng)力作用下下出現(xiàn)主拉拉應(yīng)力和主主壓應(yīng)力，其其作用方向向與梁軸成成45度角（圖1.3..4-1a）；第二二階段是屈屈曲后階段段，此時(shí)板板的壓應(yīng)力力雖不再增增加，但拉拉應(yīng)力隨荷荷載的增加加而增加（其其方向與屈屈曲前的主主拉應(yīng)力略略有差異，圖1.3.4-1b），與屈曲前的主拉應(yīng)力一起形成腹板屈曲后的拉力場，拉力場錨固于上、下翼緣和兩旁的加勁肋和腹板，因此利用腹板拉力場時(shí)，必須設(shè)置腹板橫向加勁肋；第三階段是形成機(jī)構(gòu)而破壞的階段，屈曲后隨著荷載的增加，不僅腹板有一部分受拉屈服，梁的翼緣中還出現(xiàn)塑性鉸，使整個(gè)梁成為可隨時(shí)變形的機(jī)構(gòu)（圖1.3.4-1c）。wha453311)(cr)(crwha453311)(cr)(cr)(cr)(crtt塑塑性鉸性帶cxVxV圖1.3.4-1受剪板的三個(gè)工作階段1.3.4-33關(guān)于剛架架構(gòu)件中設(shè)設(shè)置橫向加加勁肋的討討論1）梁腹板應(yīng)在與中中柱連接處處、較大集集中荷載作作用處和翼翼緣轉(zhuǎn)折處處設(shè)置橫向向加勁肋；；2)柱腹板與梁連接接處以及用用連接板與與吊車梁上上翼緣相連連處應(yīng)設(shè)置置橫向加勁勁肋；3）梁腹板利用屈后后強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)應(yīng)按有拉力力場理論設(shè)設(shè)置橫向加加勁肋；梁腹板利用屈后后強(qiáng)度時(shí)，其其中間加勁勁肋除承受受集中荷載載和翼緣轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折產(chǎn)生的的壓力外，還還應(yīng)承受拉拉力場產(chǎn)生生的壓力。該該壓力應(yīng)按按下列公式式計(jì)算：Ns=V－0.9hwtwτcr（1.3..4－1）式中hw———腹板高度度，對楔形形腹板取板板幅平均高高度；τcrr——利用拉力力場時(shí)腹板板的屈曲剪剪應(yīng)力；λw——參參數(shù)，其計(jì)計(jì)算公式為為：（分母中的系數(shù)數(shù)為37與《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》GB500017的41不同，是是因?yàn)殚T式式剛架的梁梁端部剪力力最大處往往往彎矩也也最大，因因而不考慮慮翼緣對腹腹板提供的的嵌固作用用。GB500017的對象是是簡支梁，梁梁端剪力最最大處彎矩矩很小，翼翼緣可對腹腹板起嵌固固作用，嵌嵌固系數(shù)取取1.23，因而37＝41。）當(dāng)驗(yàn)算加勁肋穩(wěn)穩(wěn)定性時(shí)，其其截面應(yīng)包包括每側(cè)寬寬度范圍內(nèi)內(nèi)的腹板面面積，計(jì)算算長度取hhw。圖1.3.4-2節(jié)點(diǎn)處加勁肋的設(shè)置圖1.3.4-2節(jié)點(diǎn)處加勁肋的設(shè)置（a）端板豎放（b）端板橫放4）當(dāng)腹板平均剪剪應(yīng)力τ＝V/（）符合表表1.3..4的要求求時(shí)，說明明沒有利用用其腹板屈屈后強(qiáng)度，按按無拉力場場理論不需需設(shè)置橫向向加勁肋。通通常剛架斜斜梁的等截截面段和不不受水平集集中力作用用的柱子符符合表1.3..4的要求而而不需設(shè)置置橫向加勁勁肋。表1.3.4梁梁腹板不需需要設(shè)置橫橫向加勁肋肋的條件hw/tw170160150140130120110100τ/fy0.1160.1310.1490.1710.1990.2330.2780.336注：1.本表按Q2355計(jì)算，若若采用其它它牌號的鋼鋼材時(shí)，表表中第2行的數(shù)字字尚需乘以以235//fy；2.本表按（11.3.44-2）式計(jì)算算（取fvp==），并按按美國ASD：，考慮兩國規(guī)范的的差異，取取恒載、活活載分項(xiàng)系系數(shù)為1.35，即以代入入式中的，則則得，計(jì)算算結(jié)果基本本一致。33．本表對對柱亦適用用。1.3.5剛架柱的的計(jì)算1)變截截面柱在剛剛架平面內(nèi)內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)計(jì)算，應(yīng)符符合下列規(guī)規(guī)定：（1.3..5－1）（1.3..5－2）式中N0———小頭的軸軸向壓力設(shè)設(shè)計(jì)值；Ml———大頭的彎彎矩設(shè)計(jì)值值；Aeo———小頭的有有效截面面面積；Wel———大頭有效效截面最大大受壓纖維維的截面模模量；——桿件軸軸心受壓穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)，楔楔形柱按本本篇第二章章第二節(jié)規(guī)規(guī)定的計(jì)算算長度系數(shù)數(shù)由現(xiàn)行國國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB5500177查得，計(jì)計(jì)算長細(xì)比比時(shí)取小頭頭的回轉(zhuǎn)半半徑；βmx———等效彎矩矩系數(shù)，對對于有側(cè)移移剛架柱取取βmx=1..0；———參數(shù)，計(jì)計(jì)算λ時(shí)回轉(zhuǎn)半半徑i0以小頭為為準(zhǔn)，計(jì)算算長度系數(shù)數(shù)按本篇第第二章第二二節(jié)的規(guī)定定采用；注注：1.當(dāng)柱的最最大彎矩不不出現(xiàn)在大大頭時(shí)，M1和Wel分別取取最大彎矩矩和該彎矩矩所在截面面的有效截截面量。22．變截面柱柱在剛架平平面內(nèi)的穩(wěn)穩(wěn)定計(jì)算是是整體穩(wěn)定定驗(yàn)算，而而不是截面面驗(yàn)算，如如果是完全全彈性的理理想直桿，對大頭和小頭都相同。但由于鋼材是彈塑性體，且構(gòu)件有殘余應(yīng)力和幾何缺陷，考慮二階效應(yīng)，長細(xì)比越小按大頭計(jì)算承載力降低得越多，即小頭的（小于大頭的因此第一項(xiàng)按小頭運(yùn)算要比按大頭安全。2)變截截面柱在剛剛架平面外外的穩(wěn)定性性，應(yīng)根據(jù)據(jù)側(cè)向支承承點(diǎn)的布置置分段進(jìn)行行計(jì)算。3)截面柱柱下端鉸接接時(shí)，應(yīng)驗(yàn)驗(yàn)算柱端的的受剪承載載力，當(dāng)不不滿足承載載力要求時(shí)時(shí)，應(yīng)對該該處腹板進(jìn)進(jìn)行加強(qiáng)。斜梁的計(jì)算斜梁的設(shè)計(jì)，應(yīng)應(yīng)符合下列列規(guī)定：圖1.3.6隅撐連接1)實(shí)腹式式剛架斜梁梁在平面內(nèi)內(nèi)可按壓彎彎構(gòu)件計(jì)算算其強(qiáng)度，在在平面外應(yīng)應(yīng)按壓彎構(gòu)構(gòu)件計(jì)算穩(wěn)穩(wěn)定性,其平面外外的穩(wěn)定性性一般通過過設(shè)置隅圖1.3.6隅撐連接2)實(shí)腹式式剛架斜梁梁的出平面面計(jì)算長度度，應(yīng)取側(cè)側(cè)向支承點(diǎn)點(diǎn)間的距離離；當(dāng)斜梁梁兩翼緣側(cè)側(cè)向支承點(diǎn)點(diǎn)間的距離離不等時(shí)，應(yīng)應(yīng)取最大受受壓翼緣側(cè)側(cè)向支承點(diǎn)點(diǎn)間的距離離。3)當(dāng)實(shí)腹腹式剛架斜斜梁的下翼翼緣受壓時(shí)時(shí)，必須在在受壓翼緣緣的兩側(cè)布布置隅撐（端端部僅布置置在一側(cè)）作作為斜梁的的側(cè)向支承承，隅撐的的另一端連連接在檁條條上，見圖圖1.3..6。4)當(dāng)斜梁梁上翼緣承承受集中荷荷載處不設(shè)設(shè)橫向加勁勁肋時(shí)，除除應(yīng)按現(xiàn)行行國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》GB500017的規(guī)定驗(yàn)驗(yàn)算腹板上上邊緣正應(yīng)應(yīng)力、剪應(yīng)應(yīng)力和局部部壓應(yīng)力共共同作用時(shí)時(shí)的折算應(yīng)應(yīng)力外，尚尚應(yīng)滿足下下列要求，以以驗(yàn)算腹板板在集中力力作用下的的屈皺：（1.3..6－1）（1.3..6－2）式中F———上翼緣所所受的集中中荷載；tf、tw——分別為斜梁翼緣緣和腹板的的厚度；m——參數(shù),m≤1..0，在斜斜梁負(fù)彎矩矩區(qū)取零；；M——集集中荷載作作用處的彎彎矩；We——有有效截面最最大受壓纖纖維的截面面模量。5)斜梁不不需計(jì)算整整體穩(wěn)定性性的側(cè)向支支承點(diǎn)間最最大長度，可可取斜梁受受壓翼緣寬寬度的倍。單面角焊縫圖1.3.7單面角焊縫為減少腹板因焊焊接產(chǎn)生變變形，并提提高工效，當(dāng)當(dāng)T形接頭的的腹板厚度度不大于88mm且不不要求全熔熔透（例如如剛架構(gòu)件件工字形截截面的翼腹腹連接焊縫縫），在技技術(shù)設(shè)備和和其它技術(shù)術(shù)條件具備備時(shí)，經(jīng)工工藝評定合合格，單面面角焊縫（圖圖1.3..7）應(yīng)符符合下列規(guī)規(guī)定，可采采用自動(dòng)或或半自動(dòng)埋埋弧焊圖1.3.7單面角焊縫（跨度較大又設(shè)設(shè)置10噸及以上上吊車的剛剛架柱不宜宜采用）1)單面角角焊縫適用用于僅承受受剪力的焊焊縫；2)單面角角焊縫僅可可用于承受受靜態(tài)荷載載和間接動(dòng)動(dòng)態(tài)荷載的的、非露天天和不接觸觸強(qiáng)腐蝕性性介質(zhì)的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件；；焊腳尺寸、焊喉喉及最小根根部熔深應(yīng)應(yīng)達(dá)到表11.3.77的要求；；經(jīng)工藝評定合格格的焊接參參數(shù)、方法法不得變更更；柱與底板的連接接，柱與牛牛腿的連接接，梁端板板的連接，吊吊車梁及支支承局部懸懸掛荷載的的吊架等，除除非設(shè)計(jì)專專門規(guī)定，不不得采用單單面角焊縫縫。表1.3.7單面角焊焊縫參數(shù)（mm）腹板厚度tw最小焊腳尺寸k有效厚度H最小根部熔深（焊絲直徑1..2~2..0）J332.11.0442.81.2553.51.465.53.91.6764.21.886.54.62.01.3.8節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)1)端板連連接門式剛架斜梁與與柱的連接接，可采用用端板豎放放（圖1..3.8--1a）、端端板橫放（圖1.3.8-1b）和端板斜放（圖1.3.8-1c）三種形式。斜梁拼接時(shí)宜使端板與構(gòu)件外邊緣垂直（圖1.3.8-1d）（a）端板豎放（a）端板豎放（b）端板橫放（c）端板斜放（d）斜梁拼接圖1.3.8－1剛架斜梁的連接柱翼緣與梁端端端板用高強(qiáng)強(qiáng)螺栓連接接時(shí)（圖11.3.88－1a）,連接處柱柱翼緣厚度度應(yīng)與梁端端端板相同同，但不應(yīng)應(yīng)切割柱腹腹板（圖1.3..8－1a）。端板橫放（即柱柱頂平接）時(shí)時(shí)，對于剛剛接節(jié)點(diǎn)，連連接螺栓宜宜盡量放置置在柱翼緣緣的外側(cè)，螺螺栓數(shù)量由由計(jì)算確定定；對于搖搖擺柱，連連接螺栓宜宜盡可能置置于柱翼緣緣的內(nèi)側(cè)，一一般采用四四個(gè)螺栓。梁梁腹板與柱柱翼緣連接接處應(yīng)設(shè)置置加勁肋。端板及其連接節(jié)節(jié)點(diǎn)應(yīng)符合合下列規(guī)定定：(1)端板板連接（圖圖1.3..8－1）應(yīng)按所所受最大內(nèi)內(nèi)力設(shè)計(jì)。當(dāng)當(dāng)內(nèi)力較小小時(shí)，端板板連接應(yīng)按按能夠承受受不小于被被連接截面面承載力的的一半設(shè)計(jì)計(jì)。(2)主剛剛架構(gòu)件的的連接應(yīng)采采用高強(qiáng)度度螺栓，可可采用承壓壓型或摩擦擦型連接。不不得采用普普通螺栓。當(dāng)當(dāng)為端板連連接且只受受軸向力和和彎矩，或或剪力小于于其抗滑移移承載力（按按抗滑移系系數(shù)為0.3計(jì)算，以以考慮摩擦擦面涂刷防防銹漆或不不涂油漆的的干凈表面面情況）時(shí)時(shí)，端板表表面可不作作專門處理理。吊車梁梁與制動(dòng)梁梁的連接可可采用高強(qiáng)強(qiáng)度摩擦型型螺栓連接接或焊接。吊吊車梁與剛剛架的連接接處宜設(shè)長長圓孔。高高強(qiáng)度螺栓栓直徑可根根據(jù)需要選選用，通常常采用M16~MM24螺栓栓。檁條和和墻梁與剛剛架斜梁和和柱的連接接通常采用用M12普通螺栓栓。(3)端板板連接的螺螺栓應(yīng)成對對對稱布置置。在斜梁梁的拼接處處，應(yīng)采用用將端板兩兩端伸出截截面高度范范圍以外的的外伸式連連接（圖11.3.88－1a-c）。在斜斜梁與剛架架柱連接處處的受拉區(qū)區(qū)，宜采用用端板外伸伸式連接（圖1.3.8－1a-c）。當(dāng)采用端板外伸式連接時(shí)，宜使翼緣內(nèi)外的螺栓群中心與翼緣的中心重合或接近。(4)螺栓栓中心至翼翼緣板表面面的距離，應(yīng)應(yīng)滿足擰緊緊螺栓時(shí)的的施工要求求，不宜小小于35mmm。螺栓栓端距不應(yīng)應(yīng)小于2倍螺栓孔孔徑。(5)在門門式剛架中中，受壓翼翼緣的螺栓栓不宜少于于兩排。當(dāng)當(dāng)受拉翼緣緣兩側(cè)各設(shè)設(shè)一排螺栓栓尚不能滿滿足承載力力要求時(shí)，可可在翼緣內(nèi)內(nèi)側(cè)增設(shè)螺螺栓（圖11.3.88－2），其間間距可取775mm，且且不小于3倍螺栓孔孔徑。(6)與斜斜梁端板連連接的柱翼翼緣部分應(yīng)應(yīng)與端板等等厚度（圖圖1.3..8－2）。當(dāng)端端板上兩對對螺栓間的的最大距離離大于4000mm時(shí)時(shí)，應(yīng)在端端板的中部部增設(shè)一對對螺栓。(7)對同同時(shí)受拉和和受剪的螺螺栓，應(yīng)驗(yàn)驗(yàn)算螺栓在在拉、剪共共同作用下下的強(qiáng)度。(8)端板板的厚度tt應(yīng)根據(jù)支支承條件（圖圖1.3..8－3）按下列列公式計(jì)算算，但不應(yīng)應(yīng)小于166mm。（端端板計(jì)算公公式是根據(jù)據(jù)“塑性分析析，彈性設(shè)設(shè)計(jì)”、經(jīng)過多多項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證，按不不同支承情情況下的屈屈服線得出出的。例如如，對于伸伸臂類端板板，考慮了了通過螺栓栓中心線及及其根部各各有一條屈屈服線時(shí)得得出的，如如果采用普普通螺栓連連接將不可可能產(chǎn)生產(chǎn)產(chǎn)生屈服線線，因此不不能采用普普通螺栓連連接）。圖1.3.8-2端板豎放時(shí)的螺栓和檐檁圖1.3.8-2端板豎放時(shí)的螺栓和檐檁圖1.3.8-3端板的支承條件圖1.3.8-3端板的支承條件伸臂類端板 （1.3..8－1）無加勁肋類端板板 （1.3..8－2）c)兩邊支支承類端板板當(dāng)端板外伸時(shí) （1.3..8－3a）當(dāng)端板平齊時(shí) （1.3..8－3b）三邊支承類端板板 （1.3..8－4）式中和圖中Ntt——一個(gè)高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓的的受拉承載載力設(shè)計(jì)值值；ew、ef——分別為螺栓中心心至腹板和和翼緣板表表面的距離離；b、bs——分別為端板和加加勁肋板的的寬度；——螺栓的間距；f——端板鋼材的抗拉拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值。(9)在門門式剛架斜斜梁與柱相相交的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)哉，應(yīng)按按下列公式式驗(yàn)算剪應(yīng)應(yīng)力：（1.3..8－5）（1.3..8－6）式中de、tee——分別為節(jié)節(jié)點(diǎn)域的寬寬度和厚度度；db——斜梁端部高或節(jié)節(jié)點(diǎn)域高度度；M——節(jié)點(diǎn)承受的彎矩矩，對多跨跨剛架中間間柱處，應(yīng)應(yīng)取兩側(cè)斜斜梁端彎矩矩的代數(shù)和和或柱端彎彎距；fv——節(jié)點(diǎn)域鋼材的抗抗剪強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值。當(dāng)不滿足公式（1.3.8-5）的計(jì)算要求時(shí)，可設(shè)置腹板加勁肋或局部加厚腹板。(10)剛剛架構(gòu)件的的翼緣與端端板的連接接應(yīng)采用全全熔透對接接焊縫，腹腹板與端板板的連接應(yīng)應(yīng)采用角對對接組合焊焊縫或與腹腹板等強(qiáng)的的角焊縫，坡坡口形式應(yīng)應(yīng)符合現(xiàn)行行國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《氣焊、手手工電弧焊焊及氣體保保護(hù)焊焊縫縫坡口的基基本形式與與尺寸》GB/TT985的規(guī)定。在在端板設(shè)置置螺栓處，應(yīng)應(yīng)按下列公公式驗(yàn)算構(gòu)構(gòu)件腹板的的強(qiáng)度：當(dāng)Nt2≤0.4PP時(shí)（1.3.8－7）當(dāng)Nt2≤0.4PP時(shí)((1.3.8－8)式中：Nt2———翼緣內(nèi)第第二排一個(gè)個(gè)螺栓的軸軸向拉力設(shè)設(shè)計(jì)值；P——高強(qiáng)度螺栓的預(yù)預(yù)拉力；ew螺栓中心心至腹板表表面的距離離；tw——腹板厚度；f——腹板鋼材的抗拉拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值。公式（1.3..8－7）和（1.3.8－8）表示腹腹板邊緣在在螺栓拉力力作用下，平平面內(nèi)拉應(yīng)應(yīng)力驗(yàn)算。取取板邊的拉拉力分布長長度等于螺螺栓中心到到腹板的距距離。當(dāng)不滿足公式（1.3.8－7）和（1.3.8－8）的要求時(shí)，可設(shè)置腹板加勁肋或局部加厚腹板。柱腳設(shè)計(jì)(1)平板板柱腳門式剛架輕型房房屋鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的柱腳，宜宜采用平板板式鉸接柱柱腳（圖11.3.88－4a、b）。當(dāng)有有必要時(shí)，也也可采用剛剛接柱腳（1.3..8－4c、d）。變截面柱下端的的寬度應(yīng)視視具體情況況確定，但但不宜小于于200mmm。柱身與底版可采采用角焊縫縫連接，對對重要工程程宜采用全全熔透焊縫縫。圖1.3.8-4門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的柱腳圖1.3.8-4門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的柱腳圖1.3.8-5柱底板下的抗剪鍵圖1.3.8-5柱底板下的抗剪鍵柱腳錨栓應(yīng)采用用Q235鋼或Q345鋼制作。錨錨栓的錨固固長度應(yīng)符符合現(xiàn)行國國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5500100的規(guī)定，錨錨栓端部應(yīng)應(yīng)按規(guī)定設(shè)設(shè)置彎鉤。錨錨栓長度不不小于錨栓栓直徑的25倍（不含含彎鉤），當(dāng)當(dāng)埋置深度度受到限制制時(shí)，錨栓栓應(yīng)牢固地地固定在錨錨板或錨梁梁上，以傳傳遞錨栓的的全部拉力力，此時(shí)不不考慮錨栓栓混凝土之之間的粘結(jié)結(jié)力。錨栓栓的直徑不不宜小于224mm，且且應(yīng)采用雙雙螺帽。計(jì)計(jì)算錨栓直直徑，設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)力宜乘乘以不小于于1.3的系數(shù)。計(jì)算有柱間支撐撐的柱腳錨錨栓在風(fēng)荷荷載作用下下的上拔力力時(shí)，應(yīng)計(jì)計(jì)入柱間支支撐產(chǎn)生的的最大豎向向分力，且且不考慮活活荷載（或或雪荷載）、積積灰荷載和和附加荷載載的影響，恒恒荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取取1.0。通常柱底板上的的錨栓孔徑徑取1.5倍的錨栓栓直徑，底底板就位校校正后再套套上墊板，并并將墊板與與柱底板焊焊接。錨栓栓與柱底板板一般是不不接觸的，因因此，柱腳腳錨栓不宜宜用于傳遞遞柱腳底部部的水平剪剪力。此水水平剪力可可由底板與與混凝土基基礎(chǔ)間的摩摩擦力承受受（摩擦系系數(shù)可取00.4）或設(shè)置置抗剪鍵承承受。計(jì)算算柱腳錨栓的的受拉承載載力時(shí)，應(yīng)應(yīng)采用螺紋紋的有效截截面面積。亦亦可參考日日本的做法法，取孔徑徑不大于錨錨栓直徑55mm，此此時(shí)可考慮慮錨栓抗剪剪，施工時(shí)時(shí)錨栓群應(yīng)應(yīng)采用定位位支架。(2)插入入式柱腳插入式柱柱腳中，鋼鋼柱插入混混凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)杯口的最最小深度din可按表表1.3..8取用，但但不宜小于于500mmm，亦不不宜小于吊吊裝時(shí)鋼柱柱長度的1/20。表1.3.8鋼柱插入入杯口的最最小深度柱截面形式實(shí)腹柱雙肢格構(gòu)柱（單單杯口或雙雙杯口）最小插入深度ddin1.5hc或11.5dcc0.5hc和11.5bcc（或dc）的較大大值注： 1hcc為柱截面高高度（長邊邊尺寸）；；be為柱截面面寬度；dc為圓管柱柱的外徑。2鋼柱底端至基礎(chǔ)礎(chǔ)杯口的距距離一般采采用50mmm，當(dāng)有有柱底板時(shí)時(shí)，可采用用200mmm。(3)埋入入式柱腳及及外包式柱柱腳預(yù)埋入混凝土構(gòu)件件的埋入式式柱腳，其其混凝土保保護(hù)層厚度度以及外包包式柱腳外外包混凝土土的厚度均均應(yīng)不小于于180mmm。鋼柱的的埋入部分分和外包部部分均宜在在柱的翼緣緣上設(shè)置圓圓柱頭焊釘釘（栓釘），其其直徑不得得小于166mm，水水平及豎向向中心距不不得大于2200mmm。埋入式柱腳在基基礎(chǔ)中的埋埋深可參照照表1.33.8的實(shí)腹柱，在在埋入部分分的頂部應(yīng)應(yīng)設(shè)置水平平加勁肋或或隔板，柱柱外周應(yīng)采采用Φ9以上的箍箍筋。外包式柱腳的外外包部分高高度不得小小于鋼柱截截面高度的的2倍，外包部部分的四根根主筋筋頂頂部應(yīng)設(shè)置置彎鉤，通通過栓釘將將彎矩傳至至外包層，栓栓釘數(shù)量應(yīng)應(yīng)滿足傳力力要求，必必須經(jīng)過計(jì)計(jì)算。對于于較大的柱柱，應(yīng)采用用直徑19的栓釘。2.超過CCECS1102:22002應(yīng)用范圍圍時(shí)門式剛剛架輕鋼房房屋的設(shè)計(jì)計(jì)探討2.1跨度度或高度超超過適用范范圍時(shí)應(yīng)考考慮的主要要因素1)結(jié)構(gòu)選選型可選用圖2.11或其它有有效的門式式剛架形式式。屋蓋各各處坡度宜宜小于1::20，但但不宜大于于1：10。梁、柱柱截面可采采用實(shí)腹式式（可在腹腹板處開縱縱向橢圓孔孔以減輕自自重），亦亦可采用格格構(gòu)式。圖2.1剛架形式二例圖2.1剛架形式二例（a）邊柱略內(nèi)傾（b）邊柱略內(nèi)傾，斜梁為折線形2)設(shè)計(jì)計(jì)算算(1)材料料：剛架構(gòu)構(gòu)件宜選用用Q3455B及以上等等級的鋼材材；(2)支撐撐內(nèi)力計(jì)算算：風(fēng)荷載載主要由兩兩端支撐桁桁架承受，按GB50017不宜考慮各榀支撐桁架均勻受力；(3)抗震震設(shè)計(jì)：柱柱子較高，房房屋跨高比比小于3..5時(shí)，即即使是抗震震設(shè)防烈度度為7度的地區(qū)區(qū)也可能由由地震作用用的荷載效效應(yīng)組合控控制設(shè)計(jì)，因因此應(yīng)充分分考慮地震震作用并采采取抗震構(gòu)構(gòu)造措施；；跨度600m以上，應(yīng)應(yīng)考慮豎向向地震作用用的影響。(4)不直直接承受動(dòng)動(dòng)載的構(gòu)件件，按有效效截面計(jì)算算：對于不不直接承受受動(dòng)載的構(gòu)構(gòu)件，如斜斜梁等，仍仍可按GB500017規(guī)定考慮慮按有效截截面計(jì)算。(5)大跨跨度建筑（跨跨度≥60m）以及重重要工程：：對于大跨跨度建筑（跨跨度≥60m）以及重重要工程，應(yīng)應(yīng)按一級建建筑考慮，取取=1.1；尚尚應(yīng)按GB500017考慮構(gòu)件件變形、支支座結(jié)構(gòu)位位移、邊界界約束條件件和溫度變變化對其內(nèi)內(nèi)力的影響響；并應(yīng)進(jìn)進(jìn)行吊裝階階段的驗(yàn)算算。(6)位位移限值::應(yīng)根據(jù)面面板與檁條條的連接做做法及對其其蒙皮效應(yīng)應(yīng)可能產(chǎn)生生的影響參參照GB5500177的規(guī)定確確定適當(dāng)?shù)牡奈灰葡拗抵担?)構(gòu)造要要求(1)設(shè)置置屋蓋縱向向水平支撐撐，與橫向向支撐一起起組成封閉閉體系，增增強(qiáng)房屋的的整體剛度度；(2)系桿采用用型鋼：剛剛架梁、柱柱受壓翼緣緣的側(cè)向穩(wěn)穩(wěn)定性不宜宜由檁條、墻墻梁加設(shè)隅隅撐來保證證，必須另另加系桿才才能保證其其側(cè)向穩(wěn)定定性；系桿桿可采用型型鋼（圓鋼鋼管、方鋼鋼管、高頻頻焊輕型H型鋼、雙雙角鋼等）；；(3)支撐撐：交叉支支撐不能再再用圓鋼，支支撐桁架各各桿件必須須采用型鋼鋼；(4)中柱柱不宜采用用擺柱；(5)柱腳腳宜采用帶帶靴梁的剛剛接柱腳；；(6)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)采用高高強(qiáng)度螺栓栓連接。2.2橋式式吊車起重重量大于20t且工作級級別大于A5的廠房1)結(jié)構(gòu)選型型(1)不宜宜用牛腿來來擱置吊車車梁，宜采采用階形柱柱；(2)下柱截截面宜選用用、、或格構(gòu)構(gòu)柱；2)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算(1)選材及支撐桁架架計(jì)算：同2.1中2)第1、2款；(2)抗震設(shè)計(jì)：在抗抗震設(shè)防地地區(qū)的廠房房，應(yīng)重視視地震作用用效應(yīng)組合合及抗震構(gòu)構(gòu)造措施；；(3)位移限限值：同2.1中2）第5款。3）構(gòu)造要求：同22.1中3）。3.混凝土土柱上輕鋼鋼屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)若干干問題考慮使用要求，防防火及防腐腐要求，有有一些實(shí)際際工程采用用鋼筋混凝凝土柱和輕輕鋼屋蓋，本本章可以把把輕鋼屋蓋蓋的承重結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成成不帶拉桿桿的兩鉸直直線拱，或或帶拉桿的的兩鉸直線線拱，或梁梁端與混凝凝土柱剛接接做成混合合門式剛架架。拱腳或或梁端的推推力有助于于減少拱肋肋或斜梁的的彎矩，這這對結(jié)構(gòu)受受力是有利利的。結(jié)構(gòu)平面布置、屋屋蓋檁條及及支撐布置置和撓度限限值同門式式剛架輕型型房屋鋼結(jié)結(jié)構(gòu)?；炷林础痘旎炷两Y(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》GB500010--20022設(shè)計(jì)。3.1混凝凝土柱上的的兩鉸直線線拱1)等截面面兩鉸直線線拱的靜力力分析(1)不考慮慮拱腳相對對位移（圖3.1--1） 對于圖3.1--1a所示示的兩鉸直直線拱，是是一次超靜靜定結(jié)構(gòu)。設(shè)EI、EA分別為拱肋的抗彎和抗拉（壓）剛度；I、A分別為拱肋的截面慣性矩和截面積；為拱肋坡度；L為其跨度；F為矢高。則（3－1） 或（3—2）（a）原結(jié)構(gòu)（a）原結(jié)構(gòu)（b）基本體系（c）M圖（d）N圖圖3.1-1用力法求解兩鉸直線拱PAGEPAGE108用力法求解，取取基本體系系如圖3.1--1b，并約定定彎矩使拱拱肋內(nèi)側(cè)受受拉為正。 考慮到兩鉸直線線拱的拱肋肋所受軸力力較大，用用力法求解解時(shí)必須同同時(shí)考慮彎彎曲變形和和軸向變形形對位移的的影響,其力法方方程為（3—3）式中：用圖乘法可求出出和，由（3-3）式可得得：（3－4）（3－5）圖3.1-2帶拉桿的兩鉸直線拱 有些建筑結(jié)構(gòu)靜靜力計(jì)算手手冊用力法法求解兩鉸鉸拱時(shí)不考考慮軸向變變形對位移移的影響，產(chǎn)產(chǎn)生的誤差差太大，不不能用于工工程設(shè)計(jì)。其其他荷載情情況，只要要求出仍然然可由（3-3）式求出出水平反力力。圖3.1-2帶拉桿的兩鉸直線拱(2)考慮拱腳腳相對位移移： a帶拉桿的的兩鉸直線線拱：設(shè)拉桿的抗拉（壓壓）剛度為為，和分別為拉拉桿的彈性性模量和截截面積。則則考慮拱拉拉桿的軸向向變形，拱拱拉桿的軸軸拉力為：：（3-6）（3-7）b不帶拱拉拉桿的兩鉸鉸直線拱：：圖3.1-3拱腳產(chǎn)生相對位移 設(shè)兩端拱腳外移移，則拱腳腳相對位移移為（使跨跨度增大為為正）。圖3.1-3拱腳產(chǎn)生相對位移a)拱腳相對對位移產(chǎn)生生的支座反反力和拱肋肋內(nèi)力：取基本體系同圖圖3.1--1b，則圖、圖亦分分別同圖33.1-1e、f,力法法方程為：：則（3－8）（3－9）（3－10）b)拱腳相對位移產(chǎn)產(chǎn)生的拱頂頂豎向位移移：由幾何關(guān)系忽略和的平方項(xiàng)項(xiàng)，則有（3－11）c)豎向重力荷載作作用下考慮慮拱腳相對對位移的影影響：根據(jù)迭加原理，則則有：（3－12）（3－13）（3－14）為兩端砼柱頂側(cè)側(cè)移所致。設(shè)設(shè)砼柱長為為h，砼柱抗抗彎剛度為為，則一側(cè)側(cè)柱頂側(cè)移移為：將（3-4）式式代入得（3-15）將（3-15）式式求得的代代入（3-12）式求求出（和），即即可求出拱拱肋內(nèi)力。C結(jié)構(gòu)計(jì)算示例（考考慮拱腳相相對位移的的影響）設(shè)L=24m，II=1：12，F(xiàn)=1m，q=7..47kNN/m，拱肋用Q3455B，H5000×1800×4×110，A=55220mm22，I=2522,9844,0000mm4，Wx=1,0111,9336mm33，ix=214..08mmma)不考慮拱拱腳位移時(shí)時(shí)支座反力力和拱肋內(nèi)內(nèi)力以及拱拱頂豎向位位移：； 按（3－4）和（3－5）式式，得H＝591..082kkN，Mc＝-53..242kkN－m；為求跨中最大彎彎矩，需先先求得Qx＝0的位置：： 令Qx＝0得x＝5.406m，Mmax＝109..156kkN-m，NA＝596..484kkN，Nc＝589..04kNN， 拱肋AC的平均軸力N＝＝592..762kkN為求拱頂處豎向向位移，可可在圖3.1--1b的基本體體系上的節(jié)節(jié)點(diǎn)C處加一個(gè)個(gè)豎向單位位集中力，由由圖乘法可可得： 按小變形理論，不不考慮彎曲曲變形對桿桿軸長度的的影響，則則拱頂C的豎向位位移是由于于拱肋壓縮縮變形的結(jié)結(jié)果。則mmb)按計(jì)算：：由式（3－111）由式（3－8）由式（3－122），拱肋平均軸力令得由式（3－144）（由圖乘乘法亦可得得到同樣的的結(jié)果）考考慮荷載系系數(shù)1.3則為c)拱肋用用H550×2000×5×110，C30砼柱截面400×800，柱高6mm，其它條件件仍如前述述，按排架計(jì)算算的結(jié)果為（括括號中數(shù)字字為STS計(jì)算的結(jié)結(jié)果）：(54.822mm)(-1933.56kkN)(3055.57kkN-m)由得((9.3998m)(329..865kkN-m))拱肋平均軸力為為考慮荷載系數(shù)11.3則有2)砼柱頂頂上的兩鉸鉸直線拱設(shè)設(shè)計(jì)（圖3.1--4）（a）帶拉桿的兩鉸直線拱（a）帶拉桿的兩鉸直線拱(b)不帶拱拉桿的兩鉸直線拱鋼拱肋L(跨度)混凝土柱i1:12(矢高)F圖3.1-4砼柱頂上的兩鉸直線拱適用范圍a坡度兩鉸直線拱的拱拱腳水平推推力隨坡度度的減小而而增加，而而拱腳相對對位移對拱拱頂豎向位位移的影響響亦隨坡度度的減小而而加大；同同時(shí)考慮到到屋面采用用金屬面板板時(shí)坡度不不宜太大；；據(jù)之建議議取；b跨度由于拱腳位移對對拱肋受力力和拱頂豎豎向位移的的影響相當(dāng)當(dāng)敏感，建建議其適宜宜跨度不大大于30米，對于不不帶拉桿的的兩鉸直線線拱不大于于24米。c拱拉桿拱拉桿不能受壓壓，例如風(fēng)風(fēng)吸力作用用下，拉桿桿仍應(yīng)保持持受拉，否否則不宜采采用這種結(jié)結(jié)構(gòu)形式。因因此，對于于輕鋼屋蓋蓋，只當(dāng)拱拱肋上有較較大的懸掛掛荷載而在在風(fēng)吸力作作用下拱拉拉桿仍受拉拉時(shí)才適宜宜采用帶拉拉桿的兩鉸鉸直線拱。(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造a不帶拉桿桿的兩鉸直直線拱拱腳應(yīng)設(shè)置抗剪剪鍵埋入砼砼柱中，以以承受拱腳腳處水平反反力，如圖圖3.1--5；拱腳可用一對或或者兩對錨錨栓埋入砼砼柱，以承承受風(fēng)吸力力作用下的的上拔力，且且利于安裝裝定位。b帶拉桿的的兩鉸直線線拱的拱腳腳無需設(shè)置置抗剪鍵，余余同圖3.1--5((c)拱肋雙螺帽栓抗剪鍵錨栓圖3.1-5不帶拉桿的兩鉸直線拱(a)(b)(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件：a拱肋：拱拱肋軸力主主要由水平平反力產(chǎn)生生，沿全長長變化不大大，而彎矩矩絕對值最最大處通常常不在拱頂頂處，因此此拱肋可采采用等截面面構(gòu)件（H型鋼、矩矩形鋼管、雙雙角鋼組成成的T形截面等等）。b拱拉桿：：可采用2Φ22、2Φ25、2Φ28，用花籃籃螺絲張緊緊；或采用用雙角鋼、圓鋼管、方方鋼管等；；c吊桿：可可采用鋼筋筋或型鋼，吊吊桿不參與與受力，僅僅為減少拱拱拉桿的垂垂度。(4）結(jié)構(gòu)計(jì)算a靜力計(jì)計(jì)算 兩鉸直線拱是一一次超靜定定結(jié)構(gòu)，可可用力法求求解，但計(jì)計(jì)算和時(shí)必須同同時(shí)考慮彎彎曲變形和和軸向變形形對位移的的影響。 對于帶拉桿的兩兩鉸直線拱拱，計(jì)算時(shí)時(shí)必須考慮慮拱拉桿軸軸向拉伸對對位移的影影響。對于不帶拉桿的的兩鉸直線線拱的兩拱拱腳擱置于于砼柱柱頂頂上，在拱拱腳水平力力作用下砼砼柱頂將產(chǎn)產(chǎn)生側(cè)移，因因此兩拱腳腳的支承條條件應(yīng)是豎豎向?yàn)闆]有有線位移的的鉸支座，水水平方向是是可有一定定線位移的的彈性支座座，這樣拱拱實(shí)際上是是一種跨變變結(jié)構(gòu)，由由于兩拱腳腳的相對位位移對拱肋肋受力以及及拱頂豎向向位移的影影響極為敏敏感，在設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)必須須充分考慮慮，應(yīng)與混混凝土柱一一起作整體體分析。b結(jié)構(gòu)驗(yàn)算算a)拱肋：拱拱肋宜按壓壓彎構(gòu)件計(jì)計(jì)算面內(nèi)穩(wěn)穩(wěn)定，按有有側(cè)移??；；按反對稱稱失穩(wěn)，取取計(jì)算長度度為半坡長長度S。b)拱拉桿：：帶拱拉桿桿時(shí)，若拱拱拉桿采用用雙圓鋼或或雙角鋼，截截面驗(yàn)算時(shí)時(shí)截面積需需乘以共同同工作系數(shù)數(shù)（）。c)拱肋的面外穩(wěn)定定：可參照照規(guī)程CEECS1102:22002，由由檁條加隅隅撐來保證證，特別是是拱頂處拱拱肋可能內(nèi)內(nèi)側(cè)受壓，需需在內(nèi)翼緣緣處加隅撐撐；風(fēng)吸力力作用使拱拱肋下翼緣緣受壓處亦亦需設(shè)置隅隅撐。d)位移限值值拱腳水平反力有有利于減少少拱肋彎矩矩，使之趨趨于均勻，提提高拱肋承承載能力；；而拱腳相相對位移將將減小拱腳腳水平反力力，對拱肋肋受力是不不利的，同同時(shí)亦將加加大拱頂豎豎向位移，因此必須須限制兩拱拱腳的相對對位移。拱頂豎向位移由由拱肋壓縮縮變形和拱拱腳位移的的影響兩部部分組成，其其中拱腳位位移的影響響是最主要要的。拱腳的位移在滿滿足砼柱頂頂側(cè)移要求求的同時(shí)，必必須保證拱拱腳位移以以及拱頂豎豎向位移后后拱肋坡度度不小于原原坡度的2/3。 e)風(fēng)荷載載作用下按按橫梁為有有限剛度的的排架計(jì)算算砼柱。f)砼柱設(shè)計(jì)：砼柱柱按偏壓構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)，柱柱頂側(cè)移除除滿足《混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》GB5500100的要求外外，尚應(yīng)符符合本節(jié)位位移限值的的要求。此此外，尚應(yīng)應(yīng)在砼柱頂頂上設(shè)置圈圈梁，并按按單層廠房房的要求設(shè)設(shè)置柱間支支撐。3.2鋼筋筋砼柱、鋼鋼斜梁混合合門式剛架架與鋼門式剛架的的區(qū)別只在在梁柱連接接節(jié)點(diǎn)的做做法。1)梁、柱連連接為剛接接（圖3.2）內(nèi)力計(jì)算可用計(jì)計(jì)算軟件。此此時(shí)砼柱為為偏壓柱。對于圖3.2aa,b柱頂剪力力由抗剪鍵鍵承受，柱柱頂彎矩由由錨栓或錨錨筋承受；；梁端底板板與柱頂鋼鋼板的焊縫縫必須足以以傳遞柱頂頂處的剪力力和彎矩。(a)(a)錨栓鋼筋砼柱鋼梁(b)抗剪鍵錨筋鋼筋砼柱鋼梁抗剪鍵鋼梁射釘已建鋼筋砼柱(c)圖3.2梁柱剛接節(jié)點(diǎn)做法示意錨栓做法同平板板式柱腳。錨錨筋按《混混凝土設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB500010--20022設(shè)計(jì)。做一段鋼柱插入入混凝土柱柱內(nèi)，插入入深度不小小于鋼柱截截面高度的的2.5倍，鋼鋼柱埋入混混凝土中的的部分按埋埋入式柱腳腳處理。內(nèi)內(nèi)力分析時(shí)時(shí)可按階形形柱考慮。4.門式剛架輕輕型房屋鋼鋼結(jié)構(gòu)的支支撐、連續(xù)續(xù)檁條和多多跨靜定檁檁條的設(shè)計(jì)計(jì)研究4.1門式剛架架輕型房屋屋鋼結(jié)構(gòu)的的支撐4.1.1屋屋蓋橫向水水平支撐的的作用：1．與柱間支撐一一道保證平平面剛架的的整體穩(wěn)定定，保證結(jié)結(jié)構(gòu)的空間間整體性；；2．將山墻面抗風(fēng)風(fēng)柱頂上的的縱向風(fēng)荷荷載傳遞到到有柱間支支撐的柱列列上；3．與屋蓋圍護(hù)系系統(tǒng)所具有有的蒙皮效效應(yīng)一道形形成對屋蓋蓋梁構(gòu)件平平面外的支支撐作用。避避免屋蓋梁梁側(cè)向彎扭失穩(wěn)；；4．便于屋屋蓋梁安裝裝穩(wěn)定性和和屋蓋梁定定位。4.1.2柱柱間支撐的的作用1．保證剛架的整整體穩(wěn)定和和縱向剛度度；2．承受山墻傳來來的縱向風(fēng)風(fēng)荷載，吊吊車的縱向向水平荷載載以及其他他的縱向水水平力（如如地震力、溫溫度應(yīng)力等等）；3．作為柱子的側(cè)側(cè)向支撐，決決定柱子平平面外的計(jì)計(jì)算長度；；4．便于剛架安裝裝穩(wěn)定性和和剛架定位位調(diào)整。4.1.3支支撐體系的的布置1．在每個(gè)溫度區(qū)區(qū)段或分期期建設(shè)的區(qū)區(qū)段中，應(yīng)應(yīng)分別設(shè)置置能獨(dú)立構(gòu)構(gòu)成空間穩(wěn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的的支撐體系系。2．柱間支撐宜與與屋蓋橫向向水平支撐撐布置在同同一開間，以以組成幾何何不變體系系。如不能能布置在同同一開間，則則應(yīng)加設(shè)剛剛性系桿傳傳力。各道道支撐的間間距，當(dāng)無無吊車時(shí)宜宜取30~~45m，有有吊車時(shí)，可可適當(dāng)加大大支撐的間間距同時(shí)提提高支撐的的剛度，一一般宜設(shè)在在溫度區(qū)段段中部，或或當(dāng)溫度區(qū)區(qū)段較長時(shí)時(shí)宜設(shè)在三三分點(diǎn)處且且間距不大大于60mm。3．當(dāng)建筑寬度大大于60mm時(shí)，在內(nèi)內(nèi)柱列宜適適當(dāng)增加柱柱間支撐，當(dāng)當(dāng)不能布置置交叉支撐撐時(shí)，可設(shè)設(shè)置縱向剛剛架或剛架架式門式支支撐。4．當(dāng)有抽柱時(shí)，在在抽柱的區(qū)區(qū)段應(yīng)設(shè)置置縱向水平平支撐,當(dāng)僅為局局部抽柱時(shí)時(shí)，縱向水水平支撐尚尚應(yīng)向兩端端再延伸一一個(gè)柱間。.5．當(dāng)柱距較大，邊邊柱列采用用加墻架柱柱的方案時(shí)時(shí)，應(yīng)設(shè)置置縱向水平平支撐見圖圖4.1..3-1所示；；6．當(dāng)有駕駛室的的行車噸位位大于155噸時(shí)，應(yīng)應(yīng)在屋蓋邊邊緣設(shè)置縱縱向水平支支撐；7．當(dāng)有高低跨時(shí)時(shí)，宜在高高低跨處分分層設(shè)置柱柱間上支撐撐和下支撐撐，見圖44.1.33-2所示；；8．無吊車且檐高高不大于99米的建筑，宜宜僅設(shè)單層層柱間支撐撐，當(dāng)檐高高大于9米時(shí)，可根根據(jù)支撐的的夾角考慮慮設(shè)置雙層層柱間支撐撐。交叉支支撐與水平平面夾角以以45o為佳，不不宜大于555o。有吊車車時(shí)，應(yīng)以以吊車梁兼兼做縱向系系桿設(shè)置上上、下兩層層柱間支撐撐。端開間間可不設(shè)置置下層支撐撐以減少吊吊車梁的溫溫度應(yīng)力。9．所有橫向支撐撐、縱向支支撐均應(yīng)與與屋蓋梁、托托架梁、天天窗架等構(gòu)構(gòu)件及縱向向系桿或檁檁條組成幾幾何不變的的桁架形式式。10．屋蓋支撐撐體系中的的桁架式直直腹桿和縱縱向傳力系系桿，可以以利用檁條條兼做，按按壓彎構(gòu)件件計(jì)算，當(dāng)當(dāng)單根檁條條不能滿足足設(shè)計(jì)條件件時(shí)，可采采用雙檁條條辦法見圖圖4.1..3-3，以達(dá)達(dá)到節(jié)省用用鋼量的目目的。也可可另加系桿桿。圖圖4.1.3-1邊列加墻架柱圖4.1.3-2分層設(shè)置柱間支撐圖4.1.3-2分層設(shè)置柱間支撐圖圖4.1.3-3屋蓋雙檁條構(gòu)造4.1.4支撐撐的內(nèi)力計(jì)計(jì)算1．《門式式剛架輕型型房屋鋼結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》CEECS1002，在計(jì)計(jì)算縱向風(fēng)風(fēng)荷載時(shí)，采采用了美國國MBMAA由風(fēng)洞實(shí)實(shí)驗(yàn)所得到到風(fēng)荷體形形系數(shù)，兩兩端山墻的的風(fēng)荷載將將是朝著同同一方向作作用，此受受力模式與與我國荷載載規(guī)范GBB500009-20001截然然不同。GGB500009-22001僅僅給出每端端山墻的風(fēng)風(fēng)吸力荷載載，按此傳傳統(tǒng)受力模模式，屋面面由單榀屋屋面橫向水水平支撐組組成的桁架架承受風(fēng)荷荷載作用，交交叉支撐按按拉桿設(shè)計(jì)計(jì)，壓桿退退出工作，可可得到一榀榀簡單的靜靜定桁架，手手工即可計(jì)計(jì)算。顯然然按CECCS1022的風(fēng)荷載載受力模式式，縱向風(fēng)風(fēng)荷載在各各道支撐間間均勻分布布，屋面支支撐體系的的縱向系桿桿具有傳力力功能，其其內(nèi)力大小小將隨迎風(fēng)風(fēng)面至背風(fēng)風(fēng)面逐漸遞遞減，因此此，不能再再按傳統(tǒng)的的計(jì)算模式式來計(jì)算支支撐體系的的受力。傳傳統(tǒng)模式按按一榀屋面面橫向水平平桁架承受受山墻風(fēng)荷荷載，所得得計(jì)算結(jié)果果是交叉支支撐受力偏偏大，過于于保守，而而縱向系桿桿內(nèi)力不計(jì)計(jì)算，對于于兼做縱向向系桿的檁檁條則可能能不安全。2．屋蓋支撐體系內(nèi)內(nèi)力計(jì)算，可可按各道支支撐均勻承承擔(dān)縱向風(fēng)風(fēng)荷載。由由于兩邊山山墻縱向風(fēng)風(fēng)荷載總是是同一方向向的，因此此各道支撐撐及縱向傳傳力系桿所所受內(nèi)力大大小依迎風(fēng)風(fēng)面逐漸遞遞減。山墻墻可能迎風(fēng)風(fēng)或背風(fēng)，因因此實(shí)際設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)只需需考慮控制制內(nèi)力計(jì)算算的前半部部分支撐即即可，例如如在圖4..1.4--1所示的的4道支撐體體系中僅需需計(jì)算前面面2道。以圖圖4.1..4-1為為例，計(jì)算算屋蓋橫向向水平支撐撐時(shí)，可取取A~G軸作為一一個(gè)橫向水水平桁架，在在A、G軸線處受受到柱間支支撐的支承承作為其支支座條件。計(jì)計(jì)算時(shí)考慮慮對稱半跨跨A~D軸水水平桁架，如如圖4.11.4-22所示,計(jì)算模式式取為：注：按AISI19996，對對于支座負(fù)負(fù)彎矩區(qū)域域，在豎向向重力作用用下，下翼翼緣受壓，在在支座處受受到檁托板板對下翼緣緣的側(cè)向約約束，因此此，不計(jì)算算其穩(wěn)定性性，僅考慮慮搭接端到到反彎點(diǎn)之之點(diǎn)的穩(wěn)定定性，而此此段的自由由長度很小小，穩(wěn)定性性足夠好，故故由風(fēng)吸力力作用下跨跨中反彎點(diǎn)點(diǎn)之間受壓壓翼的穩(wěn)定定性控制計(jì)計(jì)算。圖4.1.4-1屋蓋支撐布置注：荷載偏離截截面剪力中中心，對于于上下翼緣緣無約束的的構(gòu)件，尚尚應(yīng)考慮雙雙力矩B的作用。對對于實(shí)際工工程，至少少上翼緣（受受壓翼緣）受受到面板蒙蒙皮效應(yīng)的的約束，檁檁條不會(huì)出出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，因因此可不計(jì)計(jì)雙力矩作作用。參照照澳大利亞亞和美國的的技術(shù)規(guī)范范，對于ZZ型截面，其其上翼緣受受到屋蓋板板的約束，在在計(jì)算內(nèi)力力和幾何特特性時(shí)可以以針對和軸進(jìn)行，使使計(jì)算大大大簡化。圖4.1.4-1屋蓋支撐布置1)交叉支撐撐中僅拉桿桿受力，壓壓桿退出工工作；2)各道支撐撐均勻承擔(dān)擔(dān)縱向風(fēng)荷荷載；3)為多跨橫橫向水平桁桁架型式，則則其抗風(fēng)柱柱的風(fēng)荷載載在該區(qū)段段分別向有有柱間支撐撐的柱列傳傳遞。仍可可得到類似似圖4.11.4-22所示的計(jì)計(jì)算模型。按按以上規(guī)定定則支撐體體系由超靜靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為簡單單的靜定結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算模模式，如圖圖4.1..4-2所示，圖圖中計(jì)算公公式是一般般通用公式式，便于編編程計(jì)算，手手算有所不不便。如采采用手工計(jì)計(jì)算時(shí)，掌掌握要點(diǎn)是是每一道支支撐承受荷荷載，并向向支座處傳傳遞，列出出圖表計(jì)算算很方便。圖4.1.4-2按A柱列支承條件屋蓋水平支撐的計(jì)算模式圖4.1.4-2按A柱列支承條件屋蓋水平支撐的計(jì)算模式2.為了方便便安裝，檁檁條與檁托托之間的普普通螺栓連連接間隙較較大，實(shí)際際的縱向風(fēng)風(fēng)荷載傳力力通過兼做做縱向系桿桿的檁條傳傳力會(huì)存在在傳力滯后后效應(yīng)。因因此，迎風(fēng)風(fēng)面的前道道支撐受力力將大于后后道支撐的的受力，建建議按表44.1.44內(nèi)力調(diào)整整系數(shù)以考考慮傳力滯滯后的影響響。采用內(nèi)內(nèi)力調(diào)整系系數(shù)只是提提高迎風(fēng)面面前道支撐撐的內(nèi)力，并并不因此減減小后道支支撐的內(nèi)力力，否則對對后道支撐撐帶來不安安全，由此此，支撐體體系內(nèi)力將將不再具有有平衡關(guān)系系。從另一一方面說，由由于支撐內(nèi)內(nèi)力計(jì)算忽忽略了屋蓋蓋具有整體體蒙皮效應(yīng)應(yīng)這一有利利因素，所所以即使不不考慮傳力力滯后影響響也不會(huì)有有多大問題題。實(shí)際工工程中支撐撐用鋼量所所占比例不不大，而作作用很大，故故偏于保守守適當(dāng)考慮慮傳力滯后后效應(yīng)，略略加大和歸歸并統(tǒng)一支支撐規(guī)格是是一種實(shí)用用的辦法。3.有多道柱柱間支撐時(shí)時(shí)，可按各各道均勻分分布承擔(dān)縱縱向風(fēng)荷載載、吊車縱縱向水平力力和地震力力等，對于于風(fēng)荷載的的作用，宜宜適當(dāng)考慮慮傳力滯后后效應(yīng)。表4.1.4多道道支撐的內(nèi)內(nèi)力調(diào)整系系數(shù)支撐道數(shù)n第一道支撐調(diào)整整系數(shù)第二道支撐調(diào)整整系數(shù)31.11.041.21.051.31.061.41.0871.51.2說明：（1）當(dāng)當(dāng)n≥7時(shí)，整體體計(jì)算只考考慮7道支撐起起作用；（2）當(dāng)屋蓋板采用用自攻螺釘釘固定于檁檁條時(shí)，蒙蒙皮效應(yīng)很很強(qiáng)，對內(nèi)內(nèi)力計(jì)算也也可不作調(diào)調(diào)整，即===1.00。4.有吊車的的建筑物，為為減小吊車車梁的溫度度應(yīng)力，可可考慮僅在在溫度區(qū)段段的中部設(shè)設(shè)置下柱支支撐，見圖圖4.1..4-3所示。圖4.1.4-2按A柱列支承條件屋蓋水平支撐的計(jì)算模式圖4.1.4-2按A柱列支承條件屋蓋水平支撐的計(jì)算模式圖圖4.1.4-4不同的支撐結(jié)構(gòu)型式圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用5.單層輕型型房屋鋼結(jié)結(jié)構(gòu)常用的的支撐型式式見圖4..1.4--4所示，設(shè)設(shè)計(jì)者可根根據(jù)建筑使使用條件選選用，不同同支撐型式式剛度相差差很大，圖圖4.1..4-4中中支撐的剛剛度大小依依次是(a)>(b)>(cc)>(dd)，支撐撐用鋼量大大小則是((d)>>(c)>>(b))>(a)，不同同剛度的支支撐不宜用用在同一列列柱中，否否則剛度小小的支撐受受力小，起起不到應(yīng)有有的作用，上上述4種不同的的支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)型式可按按下述原則則設(shè)計(jì)：1)交叉支撐撐：可按拉拉桿設(shè)計(jì)，壓壓桿退出工工作；2)人字支撐撐：一桿受受拉一桿受受壓，均應(yīng)應(yīng)按壓桿設(shè)設(shè)計(jì)；3)架式門式式支撐：下下部按壓桿桿設(shè)計(jì)，上上部交叉桿桿可按拉桿桿設(shè)計(jì)；4)剛架式門門式支撐：：梁—柱節(jié)點(diǎn)為為剛接，均均按壓彎構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)。4.1.5支撐撐的設(shè)計(jì)和和構(gòu)造要求求1.輕鋼實(shí)腹腹式屋蓋梁梁的屋蓋橫橫向水平支支撐可僅設(shè)設(shè)在靠近上上翼緣處，交交叉支撐可可采用圓鋼鋼，按拉桿桿設(shè)計(jì)；柱柱間圓鋼支支撐可設(shè)在在靠近柱子子的外翼緣緣處，利用用墻面墻梁梁和墻面蒙蒙皮剛度，便便于圓鋼支支撐張緊。對對于中柱則則設(shè)在柱子子腹板中部部，此時(shí)需需考慮腹板板連接處的的局部剛度度。對于張張緊的拉桿桿，不用考考慮長細(xì)比比限值，否否則，按長長細(xì)比考慮慮，對于按按壓桿設(shè)計(jì)計(jì)的支撐，長長細(xì)比。2.圓鋼支撐撐的設(shè)計(jì)驗(yàn)驗(yàn)算應(yīng)扣除除螺紋部分分，采用有有效截面計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度取。計(jì)計(jì)算公式：：3.GB500018--20022的強(qiáng)制性性條文規(guī)定定“當(dāng)支撐采采用圓鋼時(shí)時(shí)，必須具具有拉緊裝裝置”，圓鋼支支撐可采用用花籃螺栓栓張緊，見見圖4.11.5-11所示?；ɑɑ@螺栓不不可直接選選用非建筑筑用的鑄鋼鋼材料制成成品，應(yīng)選選用45號鋼或或其他有強(qiáng)強(qiáng)度保證的的類似材料料制作。圓圓鋼端頭與與構(gòu)件槽孔孔連接不應(yīng)應(yīng)采用角鋼鋼作墊塊，為為使連接方方便，受力力良好，圓鋼端端部應(yīng)采用用帶卡槽的的山型楔塊塊或焊接山山型墊塊見見圖4.11.5-11所示，帶帶卡槽山型型楔塊可選選用球墨類類鑄鋼材料料，焊接山山型墊塊應(yīng)應(yīng)選用可焊焊性好的建建筑用鋼材材。4.圓鋼支撐撐直接連于于柱子靠近近外翼緣處處出或連于于屋蓋梁靠靠近上翼緣緣的腹板處處，應(yīng)考慮慮腹板的強(qiáng)強(qiáng)度、剛度度是否會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生局部屈屈陷?？刹刹捎镁植考蛹訌?qiáng)的辦法法解決局部部屈陷問題題，見圖44.1.55-2所示。浙浙江杭蕭鋼鋼構(gòu)股份有有限公司參參考國外的的技術(shù)資料料，設(shè)置局局部加強(qiáng)板板的規(guī)定如如表4.11.5；如如果支撐孔孔開在腹板板的中心處處，則應(yīng)考考慮在支撐撐的一側(cè)加加焊一塊橫橫向加勁肋肋，見圖44.1.55-3所示示。圖4.1.5-1圓鋼支撐配件圖4.1.5-1圓鋼支撐配件圖4.1.5-2支撐孔局部加強(qiáng)圖4.1.5-2支撐孔局部加強(qiáng)圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用表4.3-1不設(shè)設(shè)加強(qiáng)板的的條件圓鋼絲扣規(guī)格LB允許最小腹板厚厚度M12M16M20M24M27M30707090901101304046546268764456810說明：1.支撐撐孔應(yīng)靠近近翼緣板，否否則應(yīng)考慮慮設(shè)置腹板板加勁肋，見見圖4.33-3所示示；22.如不滿滿足表2..6.4--1之條件件，則應(yīng)在在孔的背面面加焊墊板板，墊板尺尺寸可參考考表中的值值，厚度取取6~10mmm。5.圓鋼交叉叉支撐在有有吊車運(yùn)行行或風(fēng)荷載載作用時(shí)會(huì)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)動(dòng)，甚至兩兩支撐相撞撞擊，宜在在支撐的交交叉中心處處將兩支撐撐綁扎在一一起，或設(shè)設(shè)置掛鉤掛掛于檁條上上或檁條之之間的扁擔(dān)擔(dān)上，可消消除振動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生的撞擊擊，扁擔(dān)可可以用C型冷彎薄薄壁型鋼連連在相鄰的的檁條上，見見圖4.11.5-44所示。6.當(dāng)?shù)踯噰崌嵨淮笥?5噸時(shí)，應(yīng)應(yīng)考慮在吊吊車梁以下下柱間支撐撐采用角鋼鋼支撐，此此時(shí)角鋼的的長細(xì)比應(yīng)應(yīng)滿足，若若吊車噸位位大，柱子子截面高度度大于6000mm，宜宜采用格構(gòu)構(gòu)式雙肢角角鋼或槽鋼鋼分別圖4.1.5-4掛支撐的扁擔(dān)圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用圖圖4.1.5-4掛支撐的扁擔(dān)圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用圖4.1.5-3支撐孔附近采用加勁肋圖4.1.5-3支撐孔附近采用加勁肋圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用圖4.1.5-6吊車梁加隅撐連于柱子外翼緣處連于柱子的內(nèi)、外外翼緣處，見見圖4.11.5-55所示，綴綴條的布置置，應(yīng)使構(gòu)構(gòu)件滿足分分肢的長細(xì)細(xì)比小于最最大長細(xì)比比的0.7倍，斜斜綴條與構(gòu)構(gòu)件軸線夾夾角以455o左右為佳佳。對于小小型的格構(gòu)構(gòu)式支撐可可僅設(shè)橫向向綴板，不不設(shè)斜綴條圖4.1.5-6吊車梁加隅撐連于柱子外翼緣處圖圖4.1.5-5雙肢柱柱間支撐圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用7.有吊車梁梁的建筑柱柱間支撐分分層設(shè)置時(shí)時(shí)，宜以吊吊車梁兼做做縱向系桿桿，此時(shí)吊吊車梁端部部應(yīng)設(shè)置角角部隅撐連連于柱子外外翼緣處，一一是克服柱柱子在吊車車縱向水平平力作用下下發(fā)生扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，二是使使吊車梁更更符合縱向向系桿的受受力條件，見見圖4.11.5-66所示。4.1.6支撐撐計(jì)算實(shí)例例單跨建筑跨度336m，長度722m，檐高8m，柱距距9m，屋蓋蓋坡度1::10,地地面粗糙度度為A類，墻抗抗風(fēng)柱距為為6m，無吊車車，基本風(fēng)風(fēng)壓0.555kN//m2，屋蓋支支撐與柱間間支撐布置置在同一柱柱間，建筑筑平面圖及及屋蓋支撐撐布置如圖圖4.1..6-1所示：：圖圖4.1.6-1屋蓋支撐體系圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用取計(jì)算模式，按按對稱性取取一半，見見圖4.11.6-22所示：圖圖4.1.6-2半跨屋蓋支撐內(nèi)力計(jì)算圖示圖4.1.4-3有吊車時(shí)的柱間支撐布置及荷載作用荷載導(dǎo)算1）基本風(fēng)荷載計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)風(fēng)壓w==0.555×1.055×1.4＝0.80085KNN/m2(設(shè)計(jì)計(jì)值)（2）屋蓋平均標(biāo)高高H＝8+（1.8×0.1）/2＝8.9m（3）風(fēng)壓高度變化化系數(shù)A類μz＝1.3779×（8.9//10）0.244＝1.3441（4）風(fēng)壓邊緣帶寬寬度Z=Min(00.1×336，0.4××8.9))＝3.6m2）左端抗風(fēng)柱頂頂水平力（按CECS102:2002取體型系數(shù)）:3）右端抗風(fēng)柱頂頂水平力（按CECS102:2002取體型系數(shù)）:內(nèi)力計(jì)算1）不考慮傳力滯滯后效應(yīng)的的內(nèi)力計(jì)算算（1）按CECS1022：2002，縱向風(fēng)風(fēng)荷載由各各道支撐均均勻分擔(dān)，則則每道屋蓋蓋支撐傳遞遞縱向水平平力之和的的三分之一一（2）第一道支撐與與第二道支支撐之間的的縱向系桿桿受力（因因計(jì)算取對對稱，屋脊脊系桿內(nèi)力力應(yīng)乘以22倍）（3）第一道支撐直直腹桿受力力（因計(jì)算算取對稱，屋屋脊處直腹腹桿內(nèi)力應(yīng)應(yīng)乘以2倍）（4）每道斜拉桿受受力（5）第二道支撐直直腹桿受力力（因計(jì)算算取對稱，屋屋脊處直腹腹桿內(nèi)力應(yīng)應(yīng)乘以2倍）（6）第二道支撐與與第三道支支撐之間的的縱向系桿桿受力（因因計(jì)算取對對稱，屋脊脊處系桿內(nèi)內(nèi)力應(yīng)乘以以2倍）（7）三道支撐直腹腹桿受力（因因計(jì)算取對對稱，屋脊脊處直腹桿桿內(nèi)力應(yīng)乘乘以2倍）（8）柱間支撐受力力=4..18+77.97++7.977+5.229=255.23也可用下式式計(jì)算：或：三種計(jì)算方方法得同一一結(jié)果，說說明計(jì)算內(nèi)內(nèi)力是平衡衡的。（9）柱間支撐斜拉拉桿受力：：＝333.76（10）基礎(chǔ)反力力：2）考慮傳力滯后后效應(yīng)的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算迎風(fēng)面首道支撐撐應(yīng)乘上11.1內(nèi)力力調(diào)整系數(shù)數(shù)：斜拉桿受力（2）直腹桿（3）縱向系桿內(nèi)力力不變（4）柱間支撐受力力（5）基礎(chǔ)反力：（6）對于中間一道道支撐內(nèi)力力不變3．截面設(shè)計(jì)1）屋蓋支撐斜拉拉桿設(shè)計(jì)取控制設(shè)計(jì)，鋼材材選用Q2235，，，選用，，通過2）直腹桿和縱向向系桿，由由檁條兼做做，結(jié)合檁檁條的受力力一起計(jì)算算，此處計(jì)計(jì)算從略。3）柱間支撐設(shè)計(jì)計(jì)已知，鋼材同前前，選用，，通過4.2連續(xù)檁檁條的設(shè)計(jì)計(jì)4.2.1概述述輕鋼結(jié)構(gòu)的檁條條和墻梁通通常采用冷冷彎薄壁型型鋼構(gòu)件，如如采用連續(xù)續(xù)梁模式的的構(gòu)件則比比簡支梁模模式的內(nèi)力力和撓度大大大減小，可可得到可觀觀的經(jīng)濟(jì)效效益。因此此，采用冷冷彎薄壁型型鋼構(gòu)件做做成連續(xù)梁梁模式或多多跨靜定梁梁模式最為為經(jīng)濟(jì)合理理（見圖4..3.1--1所示）。現(xiàn)現(xiàn)行的《冷冷彎薄壁型型鋼結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)程》GB500018--20022僅有簡支支梁模式的的穩(wěn)定計(jì)算算公式，不不能計(jì)算連連續(xù)梁構(gòu)件件的穩(wěn)定且且對于屋面面板蒙皮效效應(yīng)的作用用沒有專門門的考慮，其其計(jì)算模式式與實(shí)際工工程的構(gòu)造造情況相差差很大，無無法適應(yīng)輕輕鋼結(jié)構(gòu)新新技術(shù)的發(fā)發(fā)展。就連連續(xù)檁條設(shè)設(shè)計(jì)、構(gòu)造造以及計(jì)算算中的一些些問題提出出來作一探探討具有重重要的意義義。4.2.2檁條條的截面形形式輕鋼結(jié)構(gòu)中，檁檁條所占結(jié)結(jié)構(gòu)用鋼量量約為。檁檁條的選型型和計(jì)算模模式的確定定對其用鋼鋼量有很大大影響。為為節(jié)省用鋼鋼量，又便便于制作和和安裝，通通常采用冷冷彎薄壁型型鋼，其板板厚在1..5~3mmm之間，冷冷彎薄壁型型鋼有圖44.2.22-1所示幾幾種型式，其其中最為常常用的是（a）和（b）型，若簡支時(shí)，一般可用于跨度在10米以下的結(jié)構(gòu)中，（c）和（d）型，因腹板有壓肋，或有反卷邊，因此可以做到全截面有效，可使檁條截面做得更高，跨越更大的跨度；當(dāng)檁條跨度大于10米時(shí)，也可以考慮選用格構(gòu)式檁條，見圖4.2.2-2所示，或采用高頻焊接H型鋼。圖4.2.2-11冷彎薄壁壁型鋼檁條條圖4.2.2-22格構(gòu)式檁檁條4.2.3連續(xù)續(xù)檁條的結(jié)結(jié)構(gòu)型式和和受力性能能1．檁條是作為受受彎構(gòu)件承承受屋蓋板板傳來的荷荷載，檁條條的結(jié)構(gòu)型型式有三種種：其一是是簡支梁模模式，可選選用C型截面構(gòu)構(gòu)件，簡支支檁條構(gòu)造造簡單安裝裝方便，但但其剛度差差，內(nèi)力大大，不經(jīng)濟(jì)濟(jì)；其二是是連續(xù)梁模模式，連續(xù)續(xù)檁條因其其內(nèi)力小，撓撓度小具有有明顯經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益日益益被工程界界廣泛接受受，但其受受力模式比比簡支檁條條復(fù)雜得多多，由于連連續(xù)檁條的的承載能力力大，還可可考慮兼做做縱向傳力力的系桿，可可大大節(jié)省省用鋼量，當(dāng)當(dāng)兼做縱向向傳力的系系桿時(shí)，此此檁條應(yīng)按按壓彎構(gòu)件件計(jì)算；其其三是多跨跨靜定梁模模式，見圖圖4.3..1-1所示，可可選用C型截面構(gòu)構(gòu)件也可選選用Z型截面構(gòu)構(gòu)件或高頻頻焊接H型鋼，此此模式中懸懸挑部分的的荷載可減減輕跨中的的內(nèi)力和撓撓度而使用用鋼量節(jié)省省。2．為方便制作、運(yùn)運(yùn)輸、安裝裝，連續(xù)梁梁模式的檁檁條適合于于做成嵌套套搭接模式式，連續(xù)梁梁在支座處處彎矩大于于跨中彎矩矩，而支座座處嵌套搭搭接具有雙雙檁條的承承載能力，使使得材料得得以充分運(yùn)運(yùn)用。在圖圖4.2..2-1的檁條條截面型式式中，只有有圖中的（a）和（d）適合做成嵌套搭接連續(xù)檁條，因此，Z型截面是廣泛運(yùn)用于屋蓋檁條的一種型式；3．輕型鋼結(jié)構(gòu)采用用各種防水水性能優(yōu)良良的屋蓋板板體系，使使得屋蓋坡坡度可做得得較小，具具有良好的的經(jīng)濟(jì)效益益。通常屋屋蓋坡度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Z型檁條截截面的主軸軸傾角，因因此在重力力作用下，Z型檁條具有向屋脊方向傾覆的趨勢；對于C型檁條，因重力作用遠(yuǎn)偏離剪心而具有向屋脊方向傾覆的趨勢，見圖4.2.3.-1所示。圖4.2.3-11重力作用用下檁條有有偏心扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)趨勢對于Z型檁條，其其傾覆力矩矩是，欲使使，則，e值為，即滿滿足條件，可可消除傾覆覆力矩，但但通常輕鋼鋼屋蓋，，故總存存在向屋脊脊方向傾覆覆力矩，為為克服或減減少這種力力矩，可以以使一部分分檁條口朝朝下坡，見見圖4.22.3-22所示，但但采用這種種措施利用用了屋蓋板板連接件與與檁條的固固定傳力，對對于具有溫溫度滑移性性能的屋蓋蓋構(gòu)造不便便作這種考考慮，此時(shí)時(shí)，應(yīng)在檐檐口處布置置斜拉條，配配合直拉條條及撐桿（見見圖4.22.3-33所示），來來克服這種種傾覆力矩矩。此拉條條系統(tǒng)應(yīng)設(shè)設(shè)置在靠近近檁條上翼翼緣處。圖4.2.3-22一部分檁檁條口朝下下圖4.2.3-33拉條系統(tǒng)統(tǒng)布置4．在風(fēng)吸力作用用下，檁條條是下翼緣緣受壓，下下翼緣會(huì)有有側(cè)向彎扭扭失穩(wěn)的問問題，除非非屋蓋有內(nèi)內(nèi)襯板約束束下翼緣，否否則需在靠靠近下翼緣緣設(shè)置拉條條系統(tǒng)以提提高其穩(wěn)定定承載能力力，拉條系系統(tǒng)的布置置方向與圖圖4.2..3-3相同。5．重力作用和風(fēng)吸吸力作用為為兩個(gè)不同同方向的作作用，因此此，對檁條條需考慮對對上、下翼翼緣都要約約束，如果果屋蓋板由由自攻釘穿穿透直接固固定于檁條條，此時(shí)蒙蒙皮效應(yīng)很很強(qiáng)，可以以利用此效效應(yīng)而不設(shè)設(shè)上層拉條條系統(tǒng)，如如果屋蓋有有內(nèi)襯板，內(nèi)內(nèi)襯板總是是采用自攻攻釘直接固固定方式，且且每肋一個(gè)個(gè)自攻釘螺螺釘，此時(shí)時(shí)可省去下下層拉條系系統(tǒng)。否則則，在上、下下層均要考考慮設(shè)置拉拉條系統(tǒng)。如如果不設(shè)檁檁條上層拉拉條，在屋屋蓋板安裝裝時(shí)，容易易發(fā)生傾覆覆事故，此此時(shí)，應(yīng)考考慮設(shè)置11~2道臨臨時(shí)木撐，見見圖4.22.3-44所示。圖4.2..3-4臨時(shí)木撐撐防檁條傾傾覆4.2.4連連續(xù)檁條的的構(gòu)造1.檁條的受受力模式較較為復(fù)雜，考考慮受壓區(qū)區(qū)按有效截截面計(jì)算后后，幾何特特性的計(jì)算算也極為復(fù)復(fù)雜，檁條條的整體穩(wěn)穩(wěn)定又與面面板的蒙皮皮效應(yīng)密切切相關(guān)，而而蒙皮效應(yīng)應(yīng)又因各種種面板的構(gòu)構(gòu)造不同，連連接方式不不同各不相相同。因此此，對檁條條的承載能能力計(jì)算無無法找到一一個(gè)既簡單單又準(zhǔn)確的的計(jì)算公式式。規(guī)定一一種簡便的的構(gòu)造方式式和設(shè)計(jì)原原則，結(jié)合合試驗(yàn)研究究，輔之以以近似的計(jì)計(jì)算方法是是檁條設(shè)計(jì)計(jì)的一個(gè)特特點(diǎn)。應(yīng)考考慮檁條的的構(gòu)造與計(jì)計(jì)算模式盡盡量符合。2．檁條的翼緣需依依靠卷邊構(gòu)構(gòu)成部分加加勁板件，當(dāng)當(dāng)卷邊的角角度為900o時(shí)，加勁勁效果最強(qiáng)強(qiáng)，對于CC