第二章

第 章 平 台 钢 结 构 设 计. 平 台 钢 结 构 布 置 平 台 结 构 多 见 于 工 业 建 筑 内, 如 设 备 平 台 检 修 走 道 平 台 高 大 厂 房 中 搭 建 的 平 台 也 用 于 其 它 生 产 辅 助 以 及 办 公 管 理 在 一 些 商 铺 办 公 用 房 内 部, 也 会 设 有 平 台 以 利 用 空 间 平 台 结 构 一 般 仅 设 一 层, 是 建 筑 钢 结 构 体 系 中 最 简 单 的 一 种 形 式 图 - 是 平 台 钢 结 构 的 布 置 示 意 图 图 - 工 厂 车 间 中 的 平 台 钢 结 构 示 意 设 置 在 室 内 的 平 台 结 构 一 般 只 考 虑 承 受 恒 载 活 荷 载 等 竖 向 荷 载, 但 设 计 者 不 应 疏 漏 了 可 能 受 到 水 平 荷 载 作 用 的 情 况 平 台 结 构 通 常 由 铺 板 ( 也 称 楼 面 板 平 台 板 ) 梁 柱 柱 间 支 撑 组 成 铺 板 直 接 承 受 竖 向 荷 载, 并 将 其 传 到 梁 上 柱 距 较 小 或 负 荷 较 小 时, 可 以 采 取 简 单 梁 系, 即 每 一 支 承 铺 板 的 梁 都 直 接 连 接 在 柱 上, 参 见 图 -(a); 但 柱 距 较 大 或 负 荷 较 大 的 平 台 结 构, 则 需 要 采 用 主 次 梁 体 系 ( 图 -b), 即 铺 板 搁 置 在 次 梁 上, 次 梁 连 接 在 主 梁 上, 竖 向 荷 载 经 由 铺 板 次 梁 主 梁 传 递 到 柱 子 当 平 台 柱 的 两 端 都 采 用 铰 接 连 接 时, 必 须 设 置 柱 间 支 撑, 以 保 证 结 构 几 何 不 变 ; 即 使 在 其 它 情 况 下, 也 可 能 因 保 证 结 构 稳 定 性 或 侧 向 刚 度 的 需 要 而 设 置 必 要 的 柱 间 支 撑 柱 间 支 撑 有 交 叉 支 撑 ( 图 -a b) 门 形 支 撑 ( 图 -c) 隅 撑 ( 图 -d) 等 多 种 形 式 有 些 情 况 下 也 采 用 梁 端 加 腋 的 方 式 ( 图 -e) 图 - 平 台 梁 系 图 - 平 台 结 构 支 撑 形 式 平 台 需 设 置 楼 梯, 周 边 一 般 还 需 设 置 栏 杆 设 计 平 台 结 构 时, 可 参 考 如 下 步 骤 : () 根 据 荷 载 情 况 使 用 要 求 空 间 条 件 等, 进 行 结 构 体 系 布 置 : ) 梁 柱 平 面 布 置, 包 括 梁 系 选 择 柱 距 选 择 ; ) 柱 间 支 撑 布 置, 支 撑 类 型 支 撑 位 置 ; ) 构 件 连 接 节 点 类 型 的 确 定 : 初 步 选 择 梁 柱 连 接 柱 脚 连 接 是 刚 接 还 是 铰 接 () 初 选 构 件 截 面 () 结 构 内 力 变 形 的 分 析

(4) 对 铺 板 次 梁 主 梁 柱 子 支 撑 等 构 件 进 行 计 算, 对 初 选 截 面 进 行 合 理 调 整 (5) 节 点 构 造 设 计 和 计 算, 包 括 对 柱 子 基 础 进 行 设 计 计 算 (6) 对 楼 梯 栏 杆 进 行 设 计 计 算 (7) 编 制 施 工 图 以 下 各 节 对 其 中 若 干 步 骤 进 行 说 明. 平 台 铺 板 设 计.. 铺 板 形 式 和 构 造 铺 板 可 以 采 用 钢 板 现 浇 或 预 制 的 钢 筋 混 凝 土 板 压 型 钢 板 和 混 凝 土 组 成 的 组 合 楼 板, 参 见 图 -4 除 了 某 些 走 道 和 有 特 殊 轻 型 要 求 的 平 台 外, 一 般 采 用 钢 筋 混 凝 土 板 或 组 合 楼 板 钢 筋 混 凝 土 板 的 设 计 可 阅 读 有 关 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 教 科 书, 本 章 不 作 具 体 介 绍 组 合 楼 板 的 设 计 将 在 第 6 章 6.5 节 的 6.5. 楼 面 和 屋 面 结 构 的 设 计 中 介 绍 图 -4 平 台 铺 板 的 形 式 钢 铺 板 有 平 钢 板 花 纹 钢 板 和 蓖 条 式 钢 板 等 类 型 ( 图 -5) 人 行 通 道 平 台 和 经 常 有 人 走 动 的 平 台 需 要 防 滑, 宜 采 用 花 纹 钢 板 花 纹 钢 板 表 面 有 轧 制 的 小 突 起, 基 本 厚 度 范 围 为.5~8.0mm 需 要 防 止 积 灰 的 平 台 室 外 平 台 等 可 以 考 虑 蓖 条 式 钢 板 这 种 钢 板 为 镂 空 式, 预 制 成 一 定 规 格, 周 边 有 加 劲 肋 形 成 四 边 支 承 图 -5 可 用 于 平 台 铺 板 的 花 纹 钢 板 平 钢 板 和 花 纹 钢 板 的 设 计 方 法 相 同 因 钢 板 抗 弯 刚 度 和 承 载 力 都 较 小, 仅 靠 梁 的 支 承 往 往 很 不 经 济, 一 般 需 要 设 置 加 劲 肋 加 劲 肋 常 采 用 扁 钢 或 小 角 钢 根 据 工 程 经 验, 用 作 加 劲 肋 的 扁 钢 高 度 取 其 跨 度 的 /~/5, 厚 度 不 小 于 /5 5 / ( 图 -6a) 扁 钢 与 钢 板 可 采 用 间 断 焊 的 角 焊 缝 焊 缝 间 距 不 应 超 过 5t,t 为 较 薄 板 件 的 厚 度 加 劲 肋 如 采 用 角 钢, 则 通 常 将 一 肢 尖 焊 于 钢 板 ( 图 -6b), 焊 接 方 法 与 扁 钢 加 劲 肋 相 同 加 劲 肋 之 间 的 距 离, 应 根 据 铺 板 计 算 确 定 铺 板 与 梁 的 连 接 一 般 也 采 用 间 断 角 焊 缝 图 -6 铺 板 加 劲 肋 构 造.. 铺 板 计 算

通 常 铺 板 被 梁 和 加 劲 肋 划 分 成 矩 形 区 格 ( 参 见 图 -7) 铺 板 按 区 格 计 算 图 -7 铺 板 的 区 格 和 计 算 模 型. 四 边 简 支 板 当 矩 形 区 格 的 两 相 邻 边 的 长 短 边 长 之 比 不 超 过.0 时, 可 视 为 四 边 简 支 板 ( 图 -7b) 这 时 板 的 内 力 按 式 (-) 计 算 : M ma = α q a (-) 式 中 M ma 铺 板 区 格 内 单 位 长 度 上 最 大 弯 矩 设 计 值,kN-m/m; α 均 布 荷 载 作 用 下 四 边 支 承 板 的 弯 矩 系 数, 与 板 的 边 长 比 b/ a有 关, 根 据 四 边 间 支 板 的 弹 性 力 学 分 析 得 出, 可 按 表. 查 取 ; 中 间 值 采 用 线 性 插 值 法 得 到 ; a b 分 别 为 区 格 的 短 边 与 长 边 ; q 区 格 内 均 布 荷 载 设 计 值 板 的 强 度 应 满 足 式 (-) 的 要 求 M γ W ma = 6Mma γ t (-) 式 中 γ 截 面 塑 性 发 展 系 数, 此 处 取.; W t 分 别 为 铺 板 单 位 长 度 的 截 面 模 量 和 厚 度, 花 纹 钢 板 厚 度 取 基 本 厚 度 ; 铺 板 钢 材 的 强 度 设 计 值 板 的 挠 度 按 式 (-) 计 算, 该 式 也 是 弹 性 板 分 析 后 得 到 的 公 式 v q a Et 4 k = β (-) 式 中 β 均 布 荷 载 作 用 下 四 边 支 承 板 的 挠 度 系 数, 也 与 板 的 边 长 比 b/ a有 关, 可 按 表. 查 取 ; q k 区 格 内 均 布 荷 载 标 准 值 板 的 计 算 挠 度 应 小 于 规 范 规 程 的 规 定 [ v] 或 工 程 使 用 提 出 的 特 定 要 求 现 行 国 家 标 准 钢 结 构 设 计 规 范 GB5007 中 对 平 台 铺 板 采 用 钢 板 时 的 挠 度 限 值 为 a /50

四 边 简 支 板 的 计 算 系 数 表 - b/ a.0....4.5.6.7.8.9.0 α 0.048 0.055 0.06 0.069 0.075 0.08 0.086 0.09 0.09 0.095 0.0 β 0.04 0.05 0.06 0.070 0.077 0.084 0.09 0.097 0.0 0.06 0.. 单 向 受 弯 板 当 矩 形 区 格 两 相 邻 边 的 长 短 边 之 比 大 于.0 时, 可 将 板 视 为 两 长 边 支 承 的 单 向 受 弯 板 ( 图 -7c) 若 仅 有 一 个 区 格, 可 将 板 作 为 单 跨 简 支 梁 ; 在 多 个 区 格 的 情 况 下, 可 将 板 作 为 多 跨 连 续 梁 ; 梁 跨 是 板 的 短 边 长 度 仍 采 用 式 (-)~(-) 进 行 计 算, 但 弯 矩 计 算 系 数 和 挠 度 计 算 系 数 作 如 下 调 整 : 单 跨 简 支 梁 或 双 跨 连 续 梁 模 型 时 :α =0.5, β =0.40; 三 跨 及 三 跨 以 上 连 续 梁 模 型 时 :α =0.00, β =0.0 计 算 结 果 如 不 能 满 足 强 度 要 求 或 变 形 要 求 时, 可 以 调 整 铺 板 区 格 ( 即 调 整 加 劲 肋 间 距 ) 或 增 加 板 厚 等 采 取 何 种 措 施 为 好, 需 考 虑 经 济 指 标 的 要 求.. 铺 板 加 劲 肋 计 算 加 劲 肋 作 为 受 弯 构 件 承 受 铺 板 传 递 的 荷 载, 可 按 简 支 构 件 计 算 当 假 定 铺 板 为 单 向 受 弯 板 时, 加 劲 肋 承 受 均 布 荷 载 ; 假 定 为 四 边 支 承 板 时, 较 精 确 的 可 假 定 荷 载 按 梯 形 分 布 ( 图 -8), 也 可 偏 安 全 地 按 均 布 荷 载 考 虑 图 -8 加 劲 肋 计 算 简 图 当 铺 板 和 加 劲 肋 之 间 的 间 断 焊 缝 间 距 不 超 过 5t 时, 加 劲 肋 跨 中 受 弯 计 算 时 可 取 图 -9 中 打 斜 线 的 部 分 作 为 加 劲 肋 的 计 算 截 面, 按 此 面 积 计 算 加 劲 肋 的 截 面 模 量 和 抗 弯 刚 度 支 座 受 剪 计 算 时, 取 打 斜 线 的 部 分 计 算 面 积 图 -9 加 劲 肋 的 计 算 截 面 加 劲 肋 按 受 弯 构 件 计 算 强 度 和 挠 度 由 于 铺 板 可 以 阻 止 加 劲 肋 受 压 翼 缘 出 平 面 变 形, 不 另 计 算 整 体 稳 定 加 劲 肋 的 强 度 按 下 式 计 算 : 正 应 力 γ M W n (-4) 剪 应 力 VS τ = v (-5) It 4

加 劲 肋 的 挠 度 按 下 式 计 算 v 5ql 84EI 4 k = [] v (-6) 式 中 M 根 据 加 劲 肋 之 间 的 荷 载 计 算 的 加 劲 肋 的 弯 矩 设 计 值 ; W n 加 劲 肋 净 截 面 的 截 面 模 量 ; γ 截 面 塑 性 发 展 系 数 : 对 图.9(a) 截 面 的 下 边 缘 取.0, 上 边 缘 取.05; 对 图.9(b) 截 面 的 上 下 边 缘 都 取.05; 加 劲 肋 钢 材 的 抗 弯 强 度 设 计 值 ; V 加 劲 肋 支 座 处 的 剪 力 设 计 值 ; S 加 劲 肋 支 座 处 截 面 的 面 积 矩 ; I 加 劲 肋 支 座 处 截 面 的 惯 性 矩 ; t 加 劲 肋 支 座 处 截 面 的 宽 度 ; v 铺 板 钢 材 的 抗 剪 强 度 设 计 值 ; q k 均 布 荷 载 标 准 值 ; l 加 劲 肋 跨 度 ; E 钢 材 弹 性 模 量 ; I 加 劲 肋 截 面 对 轴 的 惯 性 矩 ; [v] 加 劲 肋 的 挠 度 容 许 值 Lk [ 例 -] 设 一 平 台 结 构, 平 面 布 置 如 图 -0 所 示, 平 台 的 均 布 活 荷 载 标 准 值 q = 0kN/m [ 设 计 与 计 算 ] 设 计 并 计 算 平 台 铺 板, 设 铺 板 采 用 花 纹 钢 板, 钢 材 牌 号 为 Q5 铺 板 设 计 : 由 图.0, 次 梁 间 距.5m, 设 加 劲 肋 间 距 0.6m, 铺 板 选 用 厚 度 t = 6mm 的 花 纹 钢 板 因 铺 板 区 格 长 短 边 之 比 b/ a =.5/ 0.6 =.5 >.0, 可 作 为 多 跨 连 续 的 单 向 板 计 算, 加 劲 肋 为 其 支 点 荷 载 计 算 : 已 知 平 台 均 布 活 荷 载 标 准 值 q = 0kN/m, 6mm 厚 花 纹 钢 板 自 重 q = 0.5kN/m Dk Lk, 取 恒 载 分 项 系 数., 活 荷 载 分 项 系 数.4* (* 注 : 工 业 楼 面 活 荷 载 的 标 准 值 大 于 4kN/m 时, 在 一 般 情 况 下, 其 变 异 系 数 较 小, 活 荷 载 分 项 系 数, 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB50009 取. 根 据 所 设 计 平 台 结 构 的 荷 载 实 测 情 况, 其 变 异 系 数 与 一 般 活 荷 载 相 似, 因 此 仍 取 活 荷 载 分 项 系 数 为.4 ) 均 布 荷 载 标 准 值 q k = 0.5 + 0 = 0.5kN/m 均 布 荷 载 设 计 值 q d =. 0.5 +.4 0 = 4.6kN/m 强 度 计 算 : 弯 矩 按 式 (-) 计 算, 取 α = 0.0, 平 台 板 单 位 宽 度 最 大 弯 矩 设 计 值 为 5

M = α qa = 0.0 4.6 0.6 = 0.556kN m/m ma 强 度 按 式 (-) 计 算, M γw ma 6Mma 6 0.556 = = = = < γt. 0.006 7000kN/m 7N/mm 5N/mm 5 挠 度 计 算 : 挠 度 按 式 (-) 计 算, 取 β = 0.0, E =.06 0 N/mm, [ 分 析 ] v a qa Et 0.5 0 600.06 0 6 78 50 k = β = 0.0 = 0.005607 = < 5 设 计 满 足 强 度 和 刚 度 的 要 求 以 上 结 果 说 明 在 一 般 情 况 下, 铺 板 由 挠 度 控 制, 因 此 宜 采 用 加 劲 肋 减 小 平 台 板 的 跨 度 图 -0 平 台 结 构 计 算 例 题 [ 例 -] 对 图 -0 所 示 平 台 结 构 的 加 劲 肋 截 面 进 行 设 计 [ 设 计 与 计 算 ] 加 劲 肋 设 计 : 选 用 -80 6 钢 板, 钢 材 为 Q5 加 劲 肋 与 铺 板 采 用 单 面 角 焊 缝, 焊 脚 尺 寸 6mm, 每 焊 50mm 长 度 后 跳 开 50mm 间 隙 ( 图 -b) 此 连 接 构 造 满 足 铺 板 与 加 劲 肋 作 为 整 体 计 算 的 条 件 加 劲 肋 的 计 算 截 面 为 图 -(b) 所 示 的 T 形 截 面, 铺 板 计 算 宽 度 为 0 t=80 mm, 跨 度 为.5m 荷 载 计 算 : 分 布 在 一 T 形 截 面 简 支 加 劲 肋 上 的 设 计 荷 载 应 为 600mm 范 围 内 的 荷 载, 加 劲 肋 自 重 为 0.08 0.006 78.5=0.0768kN/m, 按 均 布 荷 载 考 虑 由 [ 例 -] 知, 均 布 荷 载 标 准 值 q k = 0.5 0.6 + 0.0768 = 6.8kN/m 均 布 荷 载 设 计 值 q d = 4.6 0.6 +. 0.0768 = 8.805kN/m 内 力 计 算 : 简 支 梁 跨 中 最 大 弯 矩 设 计 值 8.805.5.476kN m M ma = = 8 支 座 处 最 大 剪 力 设 计 值 V = 8.805.5/ = 6.604kN 截 面 特 性 计 算 : 参 考 图 -c, 截 面 形 心 位 置 c 截 面 惯 性 矩 80 6 + 80 6 46 = = 6.mm 80 6 + 80 6 6

I = + + 80 6 +80 6 (6. ) 80 6 80 6 (69.8 40) 4 = 87680mm 支 座 处 抗 剪 面 积 只 计 铺 板 部 分, 偏 安 全 仍 取 80mm 范 围 A v = 80 6 = 080mm 强 度 计 算 : 受 弯 按 式 (-4) 计 算, 受 拉 侧 应 力 最 大 截 面 塑 性 发 展 系 数 取.0, 变 形 计 算 : [ 分 析 ] M γ W n 受 剪 按 (-5) 计 算, 6.476 0 69.8 64.8N/mm 5N/mm = = <. 87680 VS V 6.604 0 =.5 =.5 = 9.7N/mm < 5N/mm It A 080 挠 度 按 式 (-6) 计 算, v l v 5 EI 5ql 5 6.8 500 = = B < 84 84.06 0 87680 646 50 设 计 满 足 强 度 和 刚 度 的 要 求 铺 板 与 加 劲 肋 形 成 整 体 后, 加 劲 肋 抗 弯 能 力 得 到 很 大 提 高 图 - 加 劲 肋 计 算 简 图. 平 台 梁 设 计.. 平 台 梁 设 计 要 点 平 台 梁 构 件 首 选 工 字 形 槽 形 型 钢 和 热 轧 或 冷 成 型 的 矩 形 钢 管, 以 减 少 制 作 成 本 ; 当 没 有 合 适 尺 寸 或 供 货 困 难 等, 也 可 采 用 焊 接 工 字 形 箱 形 以 及 组 合 截 面 跨 度 较 大 且 承 受 重 载 的 平 台 结 构 中, 也 可 采 用 桁 架 作 为 平 台 梁 图 - 平 台 梁 的 截 面 形 式 设 置 主 次 梁 时, 次 梁 与 主 梁 通 常 做 成 铰 接 连 接 主 梁 与 柱 子 可 以 做 成 刚 接 或 铰 接 连 接 连 接 的 构 造 在.6 讨 论 但 是, 设 计 梁 构 件 时 需 要 先 确 定 连 接 性 质, 即 采 用 刚 接 还 是 铰 接, 以 便 正 确 进 行 内 力 分 析 除 了 连 接 性 质 外, 梁 的 计 算 简 图 还 需 确 认 计 算 跨 度 在 图 -0 所 示 的 平 台 结 构 中, 取 7

两 平 行 主 梁 的 中 心 距 离 为 次 梁 的 计 算 跨 度, 如 轴 间 的 距 离 ; 取 两 相 邻 柱 子 形 心 间 的 距 离 为 跨 在 柱 间 的 主 梁 的 计 算 跨 度, 如 A B 轴 间 的 距 离. 选 取 型 钢 梁 截 面 的 主 要 步 骤.. 截 面 设 计 和 计 算 M,ma () 根 据 计 算 简 图 计 算 梁 上 最 大 弯 矩 这 里 设 梁 截 面 的 主 轴 为 轴, 弯 矩 绕 主 轴 作 用 此 时 梁 的 自 重 尚 不 知 道, 可 以 暂 不 考 虑 () 预 设 拟 用 的 钢 材 强 度 等 级 () 根 据 抗 弯 强 度 要 求 确 定 所 需 最 小 截 面 模 量 W, W = M / γ,min,ma 按 照 设 计 方 案, 在 工 字 形 或 槽 形 型 钢 截 面 表 上 查 取 符 合 这 一 要 求 的 最 小 型 号 的 型 钢 当 梁 跨 较 大 时, 也 可 考 虑 根 据 梁 的 变 形 限 值 允 许 挠 度 [ v,min ] 确 定 所 需 最 小 截 面 惯 性 矩 I,min, 例 如 对 承 受 均 布 荷 载 的 简 支 梁, I ML Ev,min = (5/ 48) / [ ], M 为 由 荷 载 标 准 值 计 算 的 跨 中 最 大 弯 矩, E 为 钢 材 弹 性 模 量,L 为 梁 跨,[ v] 为 梁 的 容 许 挠 度 (4) 根 据 所 选 型 钢 截 面 进 行 强 度 计 算 和 变 形 计 算 此 时, 应 计 入 构 件 自 重, 该 值 仍 可 从 型 钢 表 上 查 到 对 于 需 增 设 连 接 板 等 零 件 的 梁, 可 以 将 构 件 自 重 乘 以 一 个 大 于 的 构 造 系 数 强 度 计 算 需 取 净 截 面, 因 此 要 留 意 构 件 上 是 否 有 开 孔. 确 定 焊 接 组 合 截 面 梁 截 面 尺 寸 的 主 要 步 骤 以 工 字 形 截 面 梁 为 例 说 明 截 面 设 计 时 的 参 考 步 骤 () 选 择 截 面 高 度 此 时 需 考 虑 如 下 因 素 : 空 间 条 件 刚 度 条 件 和 经 济 条 件 如 果 平 台 顶 面 高 度 和 下 方 净 空 高 度 都 受 其 他 条 件 约 束, 则 梁 截 面 高 度 的 空 间 条 件 就 受 到 平 台 铺 板 底 面 和 净 空 高 度 之 间 的 差 值 的 限 制, 这 实 际 上 是 梁 截 面 可 能 的 最 大 高 度, 记 为 h ma 式 中 刚 度 条 件 是 梁 的 允 许 挠 度 所 要 求 的 梁 高 梁 挠 度 的 计 算 公 式 可 表 示 为 ν M L k = βb (-7) EI β B 挠 度 计 算 系 数, 由 材 料 力 学 或 结 构 力 学 公 式 确 定 如 单 跨 简 支 梁 承 受 均 布 荷 载 作 用 时, β =5/48; M k B 根 据 荷 载 标 准 值 计 算 的 梁 上 弯 矩 最 大 值, 如 单 跨 简 支 梁 承 受 均 布 荷 载 作 用 时 M q L k = k /8 k I 梁 的 截 面 惯 性 矩, 这 里 q 为 梁 上 均 布 线 荷 载 的 标 准 值 ; M k h 对 双 轴 对 称 工 字 形 截 面, 梁 的 正 应 力 为 σ =,h 为 梁 截 面 高 度 设 容 许 挠 度 用 [] v I 表 达, 则 由 式 (-7) 可 以 推 出 8

初 选 截 面 时, 可 以 用 L σ h βb (-8) E [ ν ] 择 的 梁 高 称 为 最 小 高 度, 记 为 h min /γ L 代 替 σ, 这 里 的 γ L 为 荷 载 分 项 系 数, 可 取.~.4 由 式 (-8) 选 所 谓 经 济 条 件, 是 按 用 钢 量 最 小 原 则 初 选 的 梁 截 面 高 度 对 等 截 面 梁 而 言, 也 就 要 求 截 面 面 积 最 小 设 工 字 形 梁 单 个 翼 缘 面 积 为 A, 腹 板 高 度 h, 厚 度 t, 截 面 高 度 h w w, 考 虑 腹 板 处 可 能 设 横 向 加 劲 肋, 因 此 将 腹 板 面 积 乘 以 一 大 于 的 系 数 ξ, 则 梁 截 面 面 积 惯 性 矩 截 面 模 量 依 次 为 A A + ξ t h (a) 由 式 (c) 解 出 I s w h A( ) w W A + t h (b) I h 6 t h = Ah + w W h t h 6 w = (d) 代 入 式 (a), 并 根 据 工 程 经 验 近 似 取 tw = h/( 腹 板 厚 度 和 截 面 高 度 都 以 cm 为 单 位 ), 由 此 得 到 / W h A = + ( ξs ) (e) h 依 强 度 要 求 可 以 确 定 截 面 模 量 最 小 值, 因 此 这 里 仅 设 截 面 高 度 为 变 量 根 据 截 面 面 积 最 小 的 要 求 对 式 (e) 求 驻 值 / da W h = + ( ξ s ) =0 () dh h 从 上 式 解 得 的 截 面 高 度 称 为 经 济 高 度, 记 为 h 倘 设 系 数 ξ =., 可 得 s 5 W s (ξ ) 5 hs = [ ] W (-9) 44 经 济 高 度 还 可 以 用 如 下 经 验 公 式 估 计 s h = 7W 0 (-0) 以 上 两 式 中, hs W 的 单 位 分 别 为 cm 和 cm 实 际 选 择 的 梁 高 不 应 大 于 h, 一 般 不 小 于 h, 而 接 近 h 腹 板 高 度 通 常 取 50mm 的 整 数 倍 为 了 满 足 上 述 条 件, 有 时 需 要 调 整 梁 格 布 置 ma min s s s (c) 9

() 选 择 腹 板 厚 度 在 满 足 强 度 和 局 部 稳 定 的 条 件 下, 梁 的 腹 板 取 得 薄 一 些 比 较 经 济 在 初 选 腹 板 高 度 上 式 中 t w, h w h w 之 后, 可 按 前 文 提 及 的 经 验 公 式 初 选 腹 板 厚 度, 即 t = h / w w (-) 都 取 cm 根 据 腹 板 抗 剪 承 载 力 的 要 求 可 得 出 另 一 个 腹 板 厚 度 的 初 选 值 假 定 腹 板 最 大 剪 应 力 为 平 均 剪 应 力 的. 倍, 则 t.v ma w hw (-) v 式 中 V ma 梁 中 最 大 剪 力 设 计 值 ; v 梁 腹 板 钢 材 的 抗 剪 强 度 设 计 值 式 (-) (-) 得 到 的 较 大 值 可 作 为 截 面 设 计 的 初 选 值, 但 应 符 合 钢 板 厚 度 的 规 格 () 翼 缘 尺 寸 由 式 (d) 已 知 翼 缘 面 积, 如 果 先 选 定 翼 缘 宽 度 b, 就 可 确 定 翼 缘 厚 度, 反 之 亦 然 翼 缘 太 小 不 易 保 证 梁 的 整 体 稳 定, 太 大 则 易 发 生 局 部 失 稳, 且 翼 缘 中 的 正 应 力 可 能 有 较 大 的 不 均 匀 分 布 一 般 翼 缘 宽 度 可 取 梁 高 的 /5~/ 为 防 止 弹 性 局 部 失 稳, 翼 缘 厚 t 度 不 应 小 于 b/6 5 / ~b/0 5 /. 构 件 计 算 对 梁 应 进 行 抗 弯 抗 剪 和 局 部 承 压 强 度 的 计 算 弯 矩 剪 力 都 较 大 的 截 面 进 行 强 度 计 算 时, 应 注 意 复 合 应 力 状 态 构 件 计 算 时, 应 计 入 构 件 自 重 对 需 设 置 加 劲 肋 的 构 件, 一 般 可 将 构 件 自 重 乘 以.05~.0 的 构 造 系 数 现 行 国 家 标 准 钢 结 构 设 计 规 范 GB5007 规 定 的 计 算 公 式 如 下 () 强 度 ) 抗 弯 强 度 M γ W n / γ (-) 式 中 M 绕 梁 强 轴 ( 轴 ) 的 弯 矩 设 计 值 ; γ 截 面 塑 性 发 展 系 数 : 对 工 字 形 截 面 和 箱 形 截 面 取.05, 其 余 截 面 可 查 附 录 4 附 4.4 的 附 表 4-4-; W n 对 轴 的 净 截 面 模 量 ; 钢 材 的 抗 弯 强 度 设 计 值 γ 系 数, 对 于 非 抗 震 设 计, γ = γ 0 ; 对 于 抗 震 设 计, γ = γ RE 0

VS ) 抗 剪 强 度 τ = v / γ (-4) I t w 式 中 V 计 算 截 面 沿 腹 板 平 面 作 用 的 剪 力 设 计 值 ; S 计 算 剪 应 力 处 以 上 毛 截 面 对 中 和 轴 的 面 积 矩 ; I 对 轴 的 毛 截 面 惯 性 矩 ; t 腹 板 厚 度 ; w v 钢 材 的 抗 剪 强 度 设 计 值 F ) 局 部 承 压 强 度 σ c = / γ (-5) t l w z 式 中 F 集 中 荷 载, 对 动 力 荷 载 如 平 台 上 有 产 生 动 力 作 用 的 设 备 应 考 虑 动 力 系 数 ; l z 集 中 荷 载 在 腹 板 计 算 高 度 上 边 缘 的 假 定 分 布 长 度 ( 图 -) l = a + 5h + h (-6) z a 集 中 荷 载 沿 梁 跨 度 方 向 的 支 承 长 度 ; R h 梁 顶 面 至 腹 板 计 算 高 度 上 边 缘 的 距 离, 对 热 轧 型 钢, 该 距 离 可 计 算 至 内 弧 角 下 方, 对 焊 接 组 合 截 面, 该 距 离 取 翼 缘 厚 度 ; h R 有 吊 车 轮 压 作 用 时, 等 于 轨 道 的 高 度 ; 梁 顶 无 轨 道 时 取 0( 图 -) 图 - 计 算 局 部 承 压 面 积 时 的 几 何 尺 寸 4) 当 腹 板 计 算 高 度 边 缘 处 同 时 受 有 较 大 正 应 力 和 剪 应 力 时, 还 应 计 算 折 算 应 力 式 中 σ c σ + σ σσ + τ β / γ (-7) c c σ τ 腹 板 计 算 高 度 边 缘 同 一 点 上 同 时 产 生 的 正 应 力 局 部 压 应 力 和 剪 应 力, 剪 应 力 按 式 (-4) 计 算, 正 应 力 按 下 式 计 算 M I σ = (-8) I n 对 轴 的 净 截 面 惯 性 矩 ; 应 力 计 算 点 至 中 和 轴 的 距 离 ; 腹 板 计 算 高 度 n β 计 算 折 算 应 力 的 强 度 设 计 值 增 大 系 数, 当 σ 与 σ 异 号 时 取., 当 σ 与 σ 同 号 或 σ =0 时 取. c c 按 下 列 规 定 取 用 : 对 轧 制 型 钢 梁, 为 腹 板 与 上 下 翼 缘 相 接 处 两 内 弧 起 点 间 的 距 离 ( 图 -a); 对 焊 接 钢 梁, 为 腹 板 高 度 ( 图 -b) () 整 体 稳 定 h 0 以 下 两 种 情 况 可 不 计 算 梁 的 整 体 稳 定 ( 即 认 为 梁 不 会 发 生 整 体 失 稳 ) ) 平 台 上 铺 设 钢 筋 混 凝 土 板 组 合 板 或 钢 板 等 具 有 较 大 面 内 刚 度 的 铺 板, 当 这 些 板 与 c

平 台 梁 的 受 压 翼 缘 ( 上 翼 缘 ) 牢 固 连 接 从 而 阻 止 梁 受 压 翼 缘 的 侧 向 位 移 时 ) 梁 的 受 压 翼 缘 虽 然 没 有 刚 性 足 够 大 的 铺 板, 但 满 足 以 下 条 件 : 对 H 型 钢 或 等 截 面 工 字 形 简 支 梁, 当 受 压 翼 缘 的 自 由 长 度 ( 在 有 限 制 受 压 翼 缘 侧 向 位 移 的 支 点 时, 取 支 点 之 间 的 距 离 ) 与 梁 宽 度 b 的 比 值 小 于 表 - 所 规 定 的 数 值 ( 现 行 钢 结 构 规 范 将 按 表 - 得 到 的 数 值 就 近 取 0.5 的 倍 数 值 ), 其 中 是 梁 的 钢 材 的 屈 服 强 度 H 型 钢 或 等 截 面 工 字 形 简 支 梁 不 需 要 计 算 整 体 稳 定 性 的 最 大 L / b 值 表 - 跨 中 无 侧 向 支 承 点 的 梁 跨 中 受 压 翼 缘 有 侧 向 支 承 点 的 梁, 荷 载 作 用 在 上 翼 缘 荷 载 作 用 在 下 翼 缘 不 论 荷 载 作 用 何 处 L 5/ 0 5/ 6 5/ 对 箱 形 截 面 简 支 梁, 受 压 翼 缘 自 由 长 度 和 腹 板 间 受 压 翼 缘 宽 度 的 比 值 L b 95(5 / ), 且 h / b 0 6 ( 参 见 图 -4) / 0 图 -4 整 体 稳 定 计 算 条 件 中 截 面 尺 寸 的 规 定 当 不 满 足 上 述 要 求 时, 应 按 下 式 计 算 梁 的 整 体 稳 定 性 M ϕ W b / γ (-9) 式 中 M 梁 全 长 绕 强 轴 ( 轴 ) 作 用 的 最 大 弯 矩 设 计 值 ; W 按 受 压 纤 维 确 定 的 梁 毛 截 面 模 量 ; ϕ 梁 的 整 体 稳 定 性 系 数, 按 附 录 4 的 附 4. 的 规 定 确 定 b 平 台 梁 两 端 简 支 时, 竖 向 荷 载 作 用 使 得 上 翼 缘 受 压 由 于 铺 板 在 平 面 内 有 很 大 的 刚 度, 一 般 不 需 进 行 整 体 稳 定 的 计 算 但 若 平 台 梁 两 端 刚 接, 负 弯 矩 区 存 在 下 翼 缘 受 压 这 时 受 压 翼 缘 存 在 出 平 面 变 形 的 可 能 这 类 情 况 如 何 处 理, 可 参 见 第 章 有 关 章 节 () 局 部 稳 定 按 照 国 家 标 准 生 产 的 热 轧 H 型 钢 工 字 形 钢 槽 钢 的 板 件 能 够 满 足 局 部 稳 定 性 的 要 求 对 焊 接 组 合 的 工 字 形 截 面 和 箱 形 截 面, 需 要 考 虑 板 件 的 局 部 稳 定 性 ) 梁 翼 缘 宽 厚 比 对 工 字 形 截 面 梁 的 外 伸 宽 厚 比 应 满 足 以 下 要 求 b / (-0) t 5 5/ 式 中,b t 分 别 为 梁 翼 缘 的 半 宽 和 厚 度, 参 见 图 - 注 意 当 b / t 满 足 式 (-0) 的 要 求 时, 式 (-) 中 的 γ 取 为.0; 当 b / t 5 时, 才 能 取 γ =.05 /

对 箱 形 截 面, 梁 受 压 翼 缘 宽 厚 比 ( 参 见 图 -) 应 满 足 b / (-) 0 t 40 5/ ) 对 工 字 形 截 面, 梁 的 腹 板 应 根 据 腹 板 的 计 算 高 度 h 与 腹 板 厚 度 的 比 值 h / t 按 下 列 条 件 考 虑 是 否 配 置 加 劲 肋 当 0 w 0 t w 0 w h / t 80 5/ 时, 如 无 局 部 压 应 力 ( σ 0 ) 可 不 配 置 加 劲 肋 ; 如 有 局 部 压 应 力 ( σ c 0 ), 应 按 构 造 配 置 加 劲 肋, 加 劲 肋 间 距 a 可 取 不 超 过 倍 的 梁 腹 板 高 度 h / t > 80 5/ 时, 应 配 置 横 向 加 劲 肋 ; 当 h0 / tw > 50 5 / 而 受 压 翼 缘 当 0 w c = 扭 转 未 受 到 约 束, 或 者 h0 / tw > 70 5 / 但 受 压 翼 缘 扭 转 受 到 约 束 时, 在 弯 曲 应 力 较 大 的 区 格 还 应 配 置 纵 向 加 劲 肋 在 任 何 情 况 下 应 满 足 h0/ tw 50 5/ ) 配 置 横 向 加 劲 肋 的 腹 板, 对 加 劲 肋 之 间 的 区 格 按 如 下 规 定 进 行 局 部 稳 定 性 计 算 σ τ σ c + + / γ σcr τcr σ c, cr (-) 式 中 σ 所 计 算 腹 板 区 格 内, 由 平 均 弯 矩 产 生 的 腹 板 计 算 高 度 边 缘 的 弯 曲 压 应 力 ; τ 所 计 算 腹 板 区 格 内, 由 平 均 剪 力 产 生 的 腹 板 平 均 剪 应 力, 按 τ = V / h t ) 计 算 ; ( w w σ c 腹 板 计 算 高 度 边 缘 的 局 部 压 应 力, 按 照 公 式 (-5) 计 算, 不 考 虑 动 力 系 数 或 集 中 力 增 大 系 数 ; σ cr τ cr σ c, cr 各 种 应 力 单 独 作 用 下 的 临 界 应 力, 按 下 列 方 法 计 算 : 式 中 σ cr 按 下 列 公 式 计 算 : 当 λ 0. 85 时 : b 当 0.85 λ. 5 时, < b 当 λ >. 5 时, b σ (-a) cr = ( 0.85) σ (-b) cr = [ 0.75 λb ] λ b 用 于 腹 板 受 弯 计 算 时 的 通 用 高 厚 比 ; σ cr =. / λb (-c)

式 中 当 梁 受 压 翼 缘 扭 转 受 到 约 束 时 : hc / t w λ b = (-d) 77 5 当 梁 受 压 翼 缘 扭 转 未 受 到 约 束 时 : hc / t w λ b = (-e) 5 5 h 梁 腹 板 弯 曲 受 压 区 高 度, 对 双 轴 对 称 截 面 h = h0 c τ cr 按 照 下 列 公 式 计 算 : 当 λ 0. 8时, s 当 0.8 λ. 时, < s 当 λ >. 时, s cr c τ cr = v (-4a) [ 0.59( s 0.8) ] v τ = λ (-4b). v / s τ cr = λ (-4c) λ s 用 于 腹 板 受 剪 计 算 时 的 通 用 高 厚 比, 根 据 横 向 加 劲 肋 的 间 距 a 与 腹 板 计 算 高 度 的 比 值 a/ h 按 下 列 公 式 计 算 h0 0 当 a/ h. 0时, 0 当 a/ h >. 0时, 0 h0 / tw λ s = 4 4 + 5.4 / ( h a) h0 / tw λ s = 4 5.4 + 4 / 0 ( h a) 0 5 5 (-4d) (-4e) σ c, cr 按 下 列 公 式 计 算 : 当 λ 0. 9 时, c 当 0.9 λ. 时, < c 当 λ >. 时, c σ (-5a) c, cr = [ 0.79( 0. )] c, cr = λc 9 σ (-5b) σ c = λ (-5c), cr. / c 式 中 λ c 用 于 腹 板 受 局 部 压 力 计 算 时 的 通 用 高 厚 比 当 0.5 a/ h.5 时, 0 4

h0 / tw λ c = 8 0.9 +.4.8 / 当.5 < a/ h.0 时, 0 ( a h ) 0 5 (-5d) h0 / tw λ c = 8 8.9 5 a/ h 0 5 (-5e) h 0 以 上 各 式 中 的 为 腹 板 的 计 算 高 度, 按 图 - 取 用, 对 高 强 度 螺 栓 连 接 组 合 梁, 为 上 下 翼 缘 与 腹 板 连 接 的 高 强 度 螺 栓 线 间 的 最 近 距 离 同 时 用 横 向 加 劲 肋 和 纵 向 加 劲 肋 加 强 的 腹 板 的 计 算 公 式 将 在 第 4 章 中 介 绍 (4) 梁 的 挠 度 计 算 满 足 以 下 公 式 ν [ ν ] (-6) 式 中 ν 梁 的 挠 度, 一 般 取 梁 的 跨 中 挠 度, 采 用 荷 载 标 准 值 按 弹 性 方 法 进 行 计 算 ; [ ν ] 梁 的 挠 度 容 许 值, 按 有 关 设 计 规 范 或 结 构 的 使 用 要 求 确 定, 对 平 台 梁, 表 - 给 出 了 梁 的 挠 度 容 许 值 [ ν ] 与 跨 度 l 之 比 的 容 许 挠 度 相 对 值 [ ν ]/l 平 台 梁 的 容 许 挠 度 相 对 值 [ ν ]/l 表 - 梁 的 类 型 永 久 荷 载 和 可 变 荷 载 标 准 值 作 用 仅 可 变 荷 载 标 准 值 作 用 (5) 加 劲 肋 设 计 主 梁 /400 /500 次 梁 /50 /00 ) 提 高 腹 板 局 部 稳 定 性 的 横 向 加 劲 肋 横 向 加 劲 肋 的 间 距 一 般 为 0.5 ~.0, 当 无 局 部 承 压 应 力 且 h / t 00 时, 横 向 加 h 0 劲 肋 最 大 距 离 可 放 宽 为.5 h0 h0 0 w 当 腹 板 两 侧 成 对 配 置 加 劲 肋 时, 加 劲 肋 截 面 尺 寸 应 符 合 以 下 要 求 外 伸 宽 度 b h /0 + 40 ( 单 位 为 mm) (-7a) 厚 度 s 0 ts b s /5 (-7b) 当 仅 在 腹 板 一 侧 配 置 加 劲 肋 时, 其 外 伸 宽 度 应 大 于 式 (-7a) 计 算 值 的. 倍, 厚 度 不 小 于 外 伸 宽 度 的 /5 横 向 加 劲 肋 的 三 边 分 别 与 梁 的 上 下 翼 缘 和 腹 板 用 角 焊 缝 焊 接 同 时 还 配 置 纵 向 加 劲 肋 时 的 设 计 要 求 在 第 4 章 中 介 绍 ) 支 承 加 劲 肋 在 有 集 中 荷 载 或 支 座 反 力 作 用 的 部 位, 梁 的 腹 板 如 按 式 (-5) 计 算 不 能 满 足 要 求, 可 在 集 中 荷 载 作 用 处 的 腹 板 上 设 置 支 承 加 劲 肋 支 承 加 劲 肋 的 形 式 与 提 高 腹 板 局 部 稳 定 性 的 横 5

向 加 劲 肋 相 同 支 承 加 劲 肋 连 同 连 接 部 位 的 部 分 腹 板 一 起 承 受 集 中 荷 载, 腹 板 参 与 承 载 的 计 算 面 积 参 考 图 -5 图 -5 支 承 加 劲 肋 计 算 局 部 承 压 时 的 面 积 计 算 (6) 焊 接 组 合 截 面 梁, 当 无 固 定 集 中 荷 载 作 用 或 在 固 定 集 中 荷 载 作 用 处 设 置 支 承 加 劲 肋 时, 翼 缘 与 腹 板 的 连 接 角 焊 缝 应 按 公 式 (-8a) 计 算, 否 则 按 公 式 (-8b) 计 算 τ V S ma w = / γ (-8a) I n he VS F τ = + nhe I β l z w / γ (-8a) 式 中 S 梁 翼 缘 对 梁 截 面 中 和 轴 的 面 积 矩 ; n 焊 缝 数, 翼 缘 与 腹 板 采 用 双 面 角 焊 缝 时 取, 采 用 单 面 角 焊 缝 时 取 ; h e 一 条 角 焊 缝 的 计 算 厚 度 ; w 角 焊 缝 强 度 设 计 值 F 集 中 荷 载, 对 动 力 荷 载 还 应 考 虑 动 力 系 数 ; l z 分 布 长 度, 按 式 (-6) 计 算 ; β 正 面 角 焊 缝 的 强 度 计 算 值 增 大 系 数, β =. ; 对 动 力 集 中 荷 载, β =.0 [ 例 -] 对 图 -0 所 示 平 台 结 构, 选 择 次 梁 截 面 并 计 算 试 选 普 通 热 轧 工 字 形 型 钢, 钢 材 牌 号 为 Q5 [ 设 计 与 计 算 ] 计 算 简 图 : 将 次 梁 看 作 两 端 简 支 于 主 梁 的 弯 曲 构 件, 梁 跨 6m 次 梁 的 荷 载 主 要 是 由 铺 板 - 加 劲 肋 传 来 相 隔 0.6m 分 布 的 集 中 力, 但 这 一 荷 载 可 作 为 均 布 荷 载 考 虑 截 面 初 选 : 荷 载 设 计 值 根 据 [ 例 -] * q BS = 8.805.5 / 0.6 =.05kN/m 次 梁 跨 中 弯 矩 设 计 值.05 6 99.056kN m M,ma = = 8 最 小 截 面 模 量 6 99.056 0 W,min = B 48786mm = 48.8cm.05 5 由 附 录 的 附 表 -6 查 得 满 足 该 要 求 的 热 轧 普 通 工 字 钢 为 I8a, W = 508.cm, 其 他 有 关 参 数 为 重 量 γ =4.47kg/m, 惯 性 矩 I = 75cm 4, 6

面 积 矩 S = 9.7cm, 腹 板 厚 t w = 8.5mm 荷 载 计 算 : 计 入 所 选 截 面 自 重 后, 均 布 荷 载 标 准 值 内 力 计 算 : q BSk = 6.8.5/ 0.6 + 0.45 = 6.8kN/m 均 布 荷 载 设 计 值 q BS =.0 +. 0.45 =.55kN/m 因 次 梁 构 造 较 为 简 单, 不 计 入 构 造 系 数 强 度 计 算 :.55 6 0.4kN m M ma = = 8 V ma =.55 6/ = 67.6kN M γw ma 6 0.4 0 = = 90N/mm < 5N/mm.05 508. 0 变 形 计 算 : VS It 67.6 0 9.7 0 = =.7N/mm < 5N/mm 4 75 0 8.5 设 计 满 足 强 度 和 刚 度 的 要 求 ν = = l 5 6.8 6000 < 5 4 84.06 0 75 0 0 50 图 -6 平 台 次 梁 计 算 例 题 [ 例 -4] 对 图 -0 所 示 平 台 结 构, 选 择 主 梁 截 面 并 计 算 主 梁 为 焊 接 组 合 截 面 工 字 形 梁, 钢 材 牌 号 为 Q5 [ 设 计 与 计 算 ] 计 算 简 图 : 设 主 梁 两 端 与 柱 子 铰 接 以 ~ 5 轴 上 主 梁 的 负 荷 为 设 计 依 据, 主 梁 计 算 简 图 如 图 -(a) 所 示 截 面 初 选 : 对 跨 中 四 分 点 处 作 用 个 相 等 集 中 荷 载 的 简 支 梁, 挠 度 计 算 系 数 βb B 0.( 读 者 可 跟 据 材 料 力 学 知 识 推 导 此 系 数 ), 平 台 梁 允 许 挠 度 [ ν ] = L / 400 = 5mm 本 例 中 荷 载 标 准 值 下 应 力 大 约 为 荷 载 计 算 值 应 力 的 /.8( 读 者 可 根 据 [ 例 -] 计 算 过 程 验 证 这 一 点 ), 钢 材 强 度 设 计 值 取 5N/mm, 根 据 式 (-8), 梁 的 最 小 高 度 h 6000 5/.8 min = 5 0. B 99mm.06 0 5 7

梁 的 弯 矩 设 计 值 先 根 据 [ 例 -] 计 算 得 到 的 次 梁 梁 端 反 力 近 似 取 为 M = 67.6.5.+ 67.6.0. = 446.kN m 其 中 系 数. 是 考 虑 主 梁 自 重 后 的 附 加 系 数, 则 所 需 截 面 模 量 为 W 6 446. 0 = B07549mm B 075cm 5 按 式 (-9) 得 经 济 高 度 h = /5 s 075 B6.7cm 按 式 (-0) 得 经 济 高 度 / h s = 7 075 0 B59.cm 取 h = 600mm 为 初 选 截 面 高 度 按 式 (-) 主 梁 腹 板 的 初 选 厚 度 为 t w = 60 / B 0.7cm 其 中 近 似 取 h B h w 按 式 (-) 主 梁 腹 板 的 初 选 厚 度 为 t w B. 67.6 0.5 570 5 =.4mm 其 中 考 虑 翼 缘 板 可 能 厚 度 后, 取 h w = 570mm 选 腹 板 厚 度 为 6mm 主 梁 翼 缘 的 经 济 宽 度 为 600/5 : 600/, 即 0 : 00mm 初 选 为 00mm, 主 梁 翼 缘 厚 可 近 似 的 按 下 试 估 计, 0.8M 0.8 446. 0 h b 600 00 5 6 = = = t.84mm 式 中 0.8 系 考 虑 腹 板 抗 弯 能 力 后 对 翼 缘 所 需 承 载 力 的 折 减 这 样 初 选 截 面 为 600 00 4 6 截 面 的 几 何 性 质 计 算 荷 载 计 算 截 面 面 积 惯 性 矩 截 面 模 量 A = 00 4 + (600 4 ) 6 = 90mm I = = 4 (00 600 94 57 ) / 5744049mm W = 5744049/ 00 = 9475mm 翼 缘 与 腹 板 交 界 处 面 积 矩 S = 00 4 9 = 80400mm 形 心 轴 处 面 积 矩 S = S+ 86 6 4 = 065788mm 由 [ 例 -] 知 一 根 次 梁 端 部 传 递 的 反 力 为 : 一 根 次 梁 反 力 标 准 值 VBSk = qbsk.0 = 6.8.0 = 48.84kN 一 根 次 梁 反 力 设 计 值 VBS = qbs.0 =.55.0 = 67.6kN 作 用 于 主 梁 上 的 集 中 力 标 准 值 Pk = VBSk = 48.84 = 97.68kN 8

内 力 计 算 强 度 计 算 作 用 于 主 梁 上 的 集 中 力 设 计 值 主 梁 自 重 的 标 准 值 并 考 虑 构 造 系 数.05 后, q P = V = 67.6 = 5.kN 6 k = A 78.5.05 = 90 0 78.5.05 = 0.74kN/m 主 梁 自 重 的 设 计 值 计 算 简 图 见 图 -7(a) 主 梁 端 部 反 力 设 计 值 ( 截 面 ) k BS q=.q =. 0.74 = 0.9kN/m V =.5P+ q =.5 5. + 0.9 = 05.5kN M = 0 集 中 力 作 用 处 剪 力 及 弯 矩 设 计 值 ( 截 面 ) V V q 左 =.5 = 05.5.5 0.9 = 04.8kN V V q P 右 =.5 = 05.5.5 0.9 5. = 68.96kN M V q =.5.5 =.5 05.5.5 0.9 = 07.8kN m 跨 中 剪 力 及 弯 矩 设 计 值 ( 截 面 ) V = V q P= 05.5 0.9 5. = 67.6kN 左 V = V q P= 05.5 0.9 5. = 67.6kN 右 M V P q =.5 = 05.5.5 5. 0.9 = 409.7kN m 主 梁 的 剪 力 图 和 弯 矩 图 见 图 -7(b) () 跨 中 截 面 M γw 6 409.7 0 = = 0.8N/mm < 5N/mm.05 9475 跨 中 截 面 翼 缘 与 腹 板 交 界 处 σ τ Mh 6 w 409.7 0 57 = = = I 5744049 VS 0.99N/mm 67.6 0 80400 = = = 6.09N/mm It 5744049 6 σ = σ + τ = 0.99 + 6.09 = 05.9N/mm zs <. 5 = 6.5N/mm 构 造 上 考 虑 次 梁 连 在 主 梁 侧 面 ( 详 见.6 节 ), 故 此 处 不 需 计 算 局 部 承 压 9

() 支 座 截 面 τ VS 05.5 0 065788 = = = It 5744049 6 6.56N/mm 整 体 稳 定 计 算 考 虑 铺 板 及 次 梁 对 主 梁 受 压 翼 缘 提 供 的 约 束, 整 体 稳 定 可 以 不 计 算 局 部 稳 定 计 算 翼 缘 宽 厚 比 00 5 = 7.4 < 5 = 5 4 主 梁 为 焊 接 工 字 型 截 面 梁, 腹 板 的 计 算 高 度 h 即 为 腹 板 高 度 h, h 0 = 57mm 腹 板 高 厚 比 57 5 = 95. > 80 = 80, 应 配 置 加 劲 肋 6 在 集 中 力 处 配 置 加 劲 肋, 加 劲 肋 间 距 为.5m () 近 支 座 区 格 : 因 梁 受 压 翼 缘 上 有 密 布 铺 板 约 束 其 扭 转, 按 式 (-d) 0 w 95. λ b = = 0.54 < 0.85 77 σ = = 5N/mm cr 因 a/ h = 500/(600 8) =.6 >.0, 按 式 (-4e) 0 95. > 0.8 λs = = 0.955 4 5.4 + 4 (57/500) <. τ cr = [ 0.59 (0.955 0.8)] 5 =.57N/mm 该 区 格 平 均 弯 矩 产 生 的 腹 板 计 算 高 度 边 缘 弯 曲 正 应 力 为 6 07.8 0 57 σ = = 76.5N/mm 5744049 平 均 弯 矩 产 生 的 腹 板 平 均 剪 力 为 () 近 跨 中 区 格 : (05.5 + 04.8) 0 τ = = 59.7N/mm 57 6 76.5 59.7 + = 0.40 < 5.57 因 几 何 条 件 与 近 支 座 区 格 一 致, σ = 5N/mm, τ =.57N/mm 6 (07.8 + 409.7) 0 57 cr σ = = 78.5N/mm 5744049 cr 0

(68.96 + 67.6) 0 τ = = 9.9N/mm 57 6 78.5 9.9 + = 0.7 < 5.57 挠 度 计 算 跨 中 挠 度 4 9Pl k + 5qkl 9 97.68 0 6000 + 5 0.74 6000 v = = 5 84EI 84.06 0 5744049 = 8.9mm<5mm 腹 板 与 翼 缘 连 接 焊 缝 计 算 采 用 工 厂 埋 弧 自 动 焊 焊 缝 高 度 : 按 计 算 取 h = 6.0mm h VS 05.5 0 80400 = = w.mm I 0.7 5744049.4 60 按 构 造 hmin.5 tma =.5 4 = 5.6mm h ma.t =. 6 = 7.mm min 4 图 -7 平 台 主 梁 计 算 例 题.4 平 台 柱 设 计.4. 截 面 设 计. 截 面 形 式 选 择 室 内 的 平 台 柱 以 承 受 轴 压 荷 载 为 主, 本 节 说 明 轴 压 柱 的 设 计 要 点 平 台 柱 截 面 形 式 可 以 是 实 腹 构 件 或 格 构 式 构 件 实 腹 构 件 可 以 采 用 型 钢 钢 管 或 焊 接 组 合 截 面 构 件 ( 图 -8) 图 -8 平 台 柱 的 截 面 形 式. 截 面 尺 寸 的 初 步 设 计 有 经 验 的 工 程 师 可 以 根 据 已 知 的 荷 载 条 件 约 束 条 件 和 构 件 长 度 等 估 计 一 个 可 供 进 一 步 分 析 用 的 截 面, 但 通 常 还 是 需 要 经 过 一 定 的 分 析 得 出 一 个 比 较 合 理 的 初 值 现 从 两 端 铰 接 柱 入 手 说 明 柱 子 截 面 尺 寸 初 选 的 一 般 步 骤 () 预 设 拟 用 的 柱 子 钢 材 强 度 等 级 () 预 设 柱 子 的 长 细 比 λ, 初 选 范 围 可 设 在 60~00 范 围 内 柱 子 长 度 较 大 平 台 负

荷 较 小 时, 选 较 大 长 细 比, 反 之 选 较 小 长 细 比 () 根 据 假 设 的 长 细 比 由 钢 结 构 设 计 规 范 或 手 册 查 对 应 的 轴 心 受 压 稳 定 系 数 ϕ 初 步 设 计 时, 可 先 按 b 类 截 面 查 ϕ 值 (4) 根 据 平 台 布 置 方 案 由 已 知 柱 子 轴 力 N 估 算 柱 子 所 需 截 面 面 积 N A = (g) ϕ (5) 按 下 式 求 截 面 两 个 主 轴 方 向 的 回 转 半 径 i i, 式 中 L L 为 柱 子 计 算 长 度 i L λ o =, L o = (h) i λ (6) 初 设 柱 子 截 面 形 式, 据 此 用 下 式 求 得 柱 子 截 面 的 轮 廓 尺 寸, 即 截 面 高 度 和 宽 度 下 式 中 的 系 数 α α 可 由 附 录 5 附 表 5- 查 得 h i α =, b i = (i) α (7) 根 据 构 造 要 求 局 部 稳 定 要 求 和 钢 材 规 格 等 条 件, 利 用 以 上 求 得 的 A h b 确 定 截 面 其 余 尺 寸 以 上 初 选 的 截 面 尺 寸 是 否 满 足 安 全 适 用 的 要 求, 还 需 经 过 强 度 计 算 稳 定 计 算 和 刚 度 计 算 确 认 计 算 结 果 不 能 满 足 要 求 的, 需 要 调 整 截 面 尺 寸 ; 过 于 保 守 的 也 应 调 整 截 面 尺 寸 由 此 可 见 设 计 过 程 需 要 多 次 反 馈 平 台 结 构 中, 中 柱 边 柱 和 角 柱 的 受 力 显 然 不 同 从 节 省 钢 材 出 发, 可 以 设 计 成 不 同 的 柱 子 截 面 但 实 际 工 程 设 计 时, 从 钢 材 订 货 构 件 加 工 和 现 场 安 装 的 便 利 考 虑, 也 可 采 用 同 样 的 截 面, 有 时 其 综 合 造 价 不 一 定 高 于 采 用 多 种 截 面 形 式 的 情 况. 强 度.4. 轴 心 受 压 实 腹 柱 计 算 实 腹 柱 强 度 按 下 式 计 算 N σ = / γ (-9) A n 式 中 N 柱 子 受 到 的 轴 心 压 力 设 计 值 ; A n 净 截 面 面 积 γ 系 数, 对 于 非 抗 震 设 计, γ = γ 0 ; 对 于 抗 震 设 计, γ = γ. 整 体 稳 定 RE 实 腹 柱 的 整 体 稳 定 性 按 下 式 计 算 N / γ (-0) ϕ A o A o

式 中 ϕ 轴 心 受 压 构 件 的 稳 定 系 数, 取 截 面 两 主 轴 稳 定 系 数 中 的 较 小 值 ; A 毛 截 面 面 积 确 定 轴 心 受 压 构 件 的 稳 定 系 数 ϕ 时, 可 参 考 以 下 步 骤 : () 需 根 据 对 柱 子 两 端 的 约 束 条 件, 确 定 计 算 长 度 L L ; () 计 算 长 细 比 λ = Lo / i λ = Lo / i, 其 中, i i 为 截 面 对 两 主 轴 的 回 转 半 径 ; () 根 据 附 录 4 附 表 4--(a) 或 (b) 的 截 面 分 类 表, 确 定 两 主 轴 稳 定 系 数 分 别 属 于 a b c d 中 的 哪 一 类 ; (4) 按 附 录 4 附 表 4--(a) (b) (c) 或 (d) 查 取 两 主 轴 稳 定 系 数, 或 按 附 表 4-- (d) 后 的 公 式 直 接 计 算 稳 定 系 数, 选 取 其 中 较 小 值. 局 部 稳 定 () 工 字 形 截 面 轴 心 受 压 柱 o o 翼 缘 外 伸 宽 度 与 其 厚 度 的 比 值 b 5 (0 + 0.λ ) (-a) t 腹 板 高 度 与 其 厚 度 的 比 值 hw 5 (5 + 0.5λ) (-b) t w 式 中 表 示 截 面 几 何 的 变 量 可 参 见 图 -4; λ 为 柱 子 两 主 轴 方 向 长 细 比 的 较 大 值, 当 λ <0 时 取 λ =0, 当 λ >00 时 取 λ =00; 钢 材 时, 式 中 应 代 以 对 应 的 钢 材 屈 服 点 () 箱 形 截 面 轴 心 受 压 柱 为 钢 材 的 屈 服 点, 当 翼 缘 和 腹 板 钢 材 采 用 不 同 等 级 翼 缘 b0 5 40 (-a) t 腹 板 hw 5 40 (-b) t w 式 中 表 示 截 面 几 何 的 变 量 参 见 图 -4 当 工 字 形 截 面 或 箱 形 截 面 的 腹 板 板 件 宽 厚 比 不 能 满 足 以 上 要 求 时, 可 以 配 置 纵 向 加 劲 肋, 使 得 加 劲 肋 间 的 腹 板 宽 厚 比 满 足 要 求 ; 或 者 在 计 算 构 件 的 强 度 或 稳 定 性 时, 将 腹 板 的 截 面 仅 考 虑 计 算 高 度 边 缘 范 围 内 两 侧 宽 度 各 为 0 t 5 w / 的 部 分 ( 计 算 构 件 的 稳 定 系 数

时, 仍 用 全 部 截 面 ) 4. 刚 度 按 下 式 计 算 轴 心 受 压 柱 的 刚 度 λ [λ] (-) 式 中 λ 柱 子 两 主 轴 方 向 长 细 比 的 较 大 值 ; [λ] 容 许 长 细 比, 可 参 考 第 章.7. 中 的 表 -4 对 平 台 柱 容 许 长 细 比 为 50.4. 轴 心 受 压 缀 条 柱 和 缀 板 柱 计 算 缀 条 柱 缀 板 柱 都 属 于 格 构 式 柱 其 强 度 板 件 局 部 稳 定 和 刚 度 计 算 与 实 腹 柱 相 同, 但 因 截 面 主 轴 分 为 实 轴 和 虚 轴, 绕 虚 轴 的 稳 定 性 计 算 需 考 虑 剪 切 变 形 的 影 响, 因 而 构 件 稳 定 性 的 计 算 方 法 与 实 腹 式 柱 有 所 不 同. 缀 条 柱 以 双 肢 缀 条 柱 为 例, 参 考 图 -9, 把 实 轴 记 为 轴, 虚 轴 记 为 轴 参 考 以 下 步 骤 进 行 构 件 稳 定 性 计 算 : () 需 根 据 对 柱 子 两 端 的 约 束 条 件, 确 定 计 算 长 度 L L ; () 计 算 长 细 比 λ = Lo / i λ = Lo / i, 其 中, i i 为 全 部 柱 肢 截 面 对 两 主 轴 的 回 转 半 径 ; () 对 虚 轴 按 下 式 计 算 换 算 长 细 比 o o A λ = λ + 7 (-4) A 0 式 中 A 两 柱 肢 的 毛 截 面 面 积 之 和 ; A 构 件 截 面 中 两 侧 斜 缀 条 的 毛 截 面 面 积 之 和 (4) 格 构 柱 的 截 面 分 类 都 为 b 类, 根 据 λ 0 λ 中 的 较 大 值, 按 附 录 4 附 表 4--(b) 查 取 稳 定 系 数 代 入 公 式 (-0) 进 行 构 件 整 体 稳 定 计 算 (5) 分 肢 长 细 比 应 满 足 下 式 要 求 λ 0.7 ma{ λ0, λ} (-5) 其 中 λ 为 分 肢 对 其 最 小 刚 度 轴 -( 图 -9) 的 长 细 比, 按 下 式 计 算 λ = L / i (-6) 式 中 L 分 肢 计 算 长 度, 取 柱 肢 轴 线 与 缀 条 轴 线 交 点 距 离 ( 图 -9); i 分 肢 绕 其 弱 轴 ( 最 小 刚 度 轴, 平 行 于 缀 条 柱 虚 轴 ) 的 回 转 半 径 以 上 计 算 规 定 适 用 于 斜 缀 条 与 构 件 轴 线 间 的 夹 角 在 40~70 范 围 内 4

图 -9 双 肢 缀 条 柱. 缀 板 柱 以 双 肢 缀 板 柱 为 例, 参 考 图 -, 实 轴 记 为 轴, 虚 轴 记 为 轴 参 考 以 下 步 骤 进 行 构 件 稳 定 性 计 算 : () 需 根 据 对 柱 子 两 端 的 约 束 条 件, 确 定 计 算 长 度 L L ; () 计 算 长 细 比 λ = Lo / i λ = Lo / i, 其 中, i i 为 全 部 柱 肢 截 面 对 两 主 轴 的 回 转 半 径 ; () 对 虚 轴 按 下 式 计 算 换 算 长 细 比 o o λ λ + λ 0 = (-7) 式 中 λ 的 定 义 与 缀 条 柱 相 同, 计 算 公 式 同 (-6) 当 缀 板 焊 接 于 分 肢 时, 的 净 距 ; 当 缀 板 用 螺 栓 连 接 于 分 肢 时, 取 相 邻 两 缀 板 边 缘 螺 栓 间 的 距 离 (4) 根 据 λ 0 进 行 构 件 整 体 稳 定 计 算 L L 取 相 邻 两 缀 板 间 λ 中 的 较 大 值, 按 附 录 4 附 表 4--(b) 查 取 稳 定 系 数 代 入 公 式 (-0) (5) 分 肢 长 细 比 应 满 足 下 式 要 求 λ 40 且 λ 0.5 ma{ λ0, λ} ( 当 ma{ λ0, λ } < 50 时 取 50) (-8) 其 中 λ 为 柱 肢 节 间 长 细 比, 按 下 式 计 算 式 中 6 倍 L λ (-6) = L / i 单 肢 计 算 长 度 当 缀 板 焊 接 于 分 肢 时, 取 相 邻 两 缀 板 间 的 净 距 ; 当 缀 板 用 螺 栓 连 接 于 分 肢 时, 取 相 邻 两 缀 板 边 缘 螺 栓 间 的 距 离 ; i 单 肢 绕 其 弱 轴 ( 平 行 于 缀 条 柱 虚 轴 ) 的 回 转 半 径 应 用 以 上 公 式 时, 应 注 意 在 同 一 截 面 处 缀 板 的 线 刚 度 之 和 不 得 小 于 柱 较 大 分 肢 线 刚 度 的 其 他 形 式 的 缀 条 柱 缀 板 柱 构 件 稳 定 性 计 算 都 可 采 用 上 述 方 法, 换 算 长 细 比 的 计 算 公 式 可 参 见 附 录 5 附 表 5-6 [ 例 -5] 对 图 -0 所 示 平 台 结 构, 以 中 柱 ( 即 B 轴 与 ~5 轴 交 点 处 的 柱 子 ) 为 依 据, 选 择 柱 子 截 面 并 计 算 设 地 面 至 主 梁 顶 面 高 度 为 4.5m, 柱 脚 铰 接 于 地 面 平 台 结 构 在 纵 横 两 方 向 都 设 置 交 叉 支 撑 柱 子 采 用 宽 翼 缘 H 型 钢, 钢 材 为 Q5 [ 设 计 与 计 算 ] 5

截 面 初 选 : 注 意 图 -0 的 中 柱 需 连 接 两 根 主 梁 和 两 根 次 梁 荷 载 计 算 一 根 主 梁 传 递 的 竖 向 反 力 设 计 值 N = 05.5kN ( 见 [ 例 -4]) 一 根 次 梁 传 递 的 竖 向 反 力 设 计 值 N = 67.6kN ( 见 [ 例 -]) 即 柱 顶 轴 力 设 计 值 N = (05.5 + 67.6) = 546.8kN 柱 子 计 算 简 图 如 图 -0(b) 所 示, 因 有 柱 间 支 撑, 将 其 视 为 两 端 不 动 的 铰 支 撑, 柱 子 高 度 为 梁 顶 高 度 减 去 梁 半 高, 即 梁 轴 线 到 地 面 的 高 度 因 柱 子 高 度 不 大, 初 设 弱 轴 方 向 计 算 长 细 比 为 λ = 70, 由 附 录 4 附 表 4-- (b) 查 得 b 类 截 面 轴 心 受 压 构 件 的 稳 定 系 数 ϕ = 0.75, 则 所 需 面 积 546.8 0 A = B 8mm 0.75 5 在 所 设 边 界 条 件 下, l 0 = l o = 460mm, 截 面 回 转 半 径 460 i= B 6mm 70 查 附 录 附 表 -0 知,HW50 50 可 满 足 面 积 条 件, 但 仅 7.mm, 长 细 比 将 过 大, HW50 50 可 满 足 回 转 半 径 条 件, 但 截 面 积 达 98 mm, 承 载 富 余 过 大 因 此, 试 取 HW00 00 基 本 几 何 系 数 为 : 翼 缘 厚 t = mm, 腹 板 厚 t = 8mm, 截 面 积 A = 648mm 整 体 稳 定 计 算 4 4, 惯 性 矩 I = 4770cm, I = 600cm, 回 转 半 径 i = 8.6cm, i = 4.99cm, 理 论 重 量 g = 50.5kg/m 柱 顶 轴 力 设 计 值 可 取 N = 546.8kN, 如 考 虑 一 半 柱 子 重 量 集 中 柱 顶 Δ N =. 0.505 4.5/ B.64kN, 小 于 原 荷 载 0.5% λ = 460/86. B 49.5 λ = 460/ 49.9 B 85. 绕 两 主 轴 截 面 分 类 均 属 b 类 曲 线, 故 找 较 大 长 细 比 计 算, 查 附 录 4 附 表 4-- (b) 得 则 ϕ = 0.65 546.8 0 = 0.N/mm < 5N/mm 0.65 648 w i 6

刚 度 计 算 λ ma = 85. < 50 虽 然 截 面 承 载 力 仍 有 相 当 富 余, 但 考 虑 便 于 与 主 梁 的 连 接, 确 定 采 用 此 截 面 图 -0 平 台 柱 计 算 例 题 ( 实 腹 柱 ) [ 例 -6] 将 [ 例 -5] 的 实 腹 柱 改 为 缀 板 柱, 钢 材 为 Q5 [ 设 计 与 计 算 ] 截 面 设 计 : 由 [ 例 -5] 知, 柱 顶 轴 力 设 计 值 N = 546.8kN, 初 设 长 细 比 为 70, 所 需 柱 肢 截 面 面 积 为 8 mm 考 虑 采 用 双 槽 钢 形 成 缀 板 柱, 初 选 截 面 为 [ 6a, 查 4 附 录 附 表 -8, 一 根 槽 钢 的 几 何 参 数 为 A =.95cm, I = 866.cm, i = 6.8cm, I = 7.4cm 4, i =.8cm, 形 心 至 槽 钢 腹 板 外 侧 的 距 离 截 面 几 何 性 质 计 算 长 细 比 计 算 z 0 =.79cm, 两 柱 肢 的 布 置 及 缀 板 柱 截 面 形 心 轴 见 图 - A =.95 = 4.90cm i = i = 6.8cm i c I + A c 0.98 = = i + =.8 + 5.80cm A B λ = 4500/ 6.8 = 7.7 λ = 4500/ 58.0 = 77.6 现 设 缀 板 间 净 距 L = 700mm, λ = 700/8. = 8., 整 体 稳 定 计 算 截 面 强 度 计 算 缀 板 设 计 λ 0 = 77.6 + 8. = 86.5 由 附 录 4 附 表 4--(b) 查 得 ϕ B 0.644 546.8 0 = 9.N/mm < 5N/mm 0.644 490 因 为 截 面 无 削 弱, 截 面 强 度 能 够 满 足 要 求 7

构 件 刚 度 验 算 设 取 缀 板 尺 寸 为 0 00 6, 则 缀 板 惯 性 矩 和 线 刚 度 分 别 为 I b = 6 00 = 500000mm K b 单 肢 线 刚 度 为 500000 = B 0 4 7.4 0 K = B 98 700 + 00 4 4 909mm / mm 909 两 者 比 值 Kb/ K = = 9.9> 6 满 足 缀 板 刚 度 要 求 98 λ = 86.5 < 50 图 - 平 台 柱 计 算 例 题 ( 缀 板 柱 ).5 柱 间 支 撑 设 计 柱 间 支 撑 设 计 需 要 考 虑 支 撑 形 式 选 取 支 撑 截 面 设 计 计 算 长 度 确 定 支 撑 刚 度 和 承 载 能 力 要 求 以 及 支 撑 连 接 等 问 题 其 设 计 方 法 与 框 架 结 构 中 的 支 撑 是 相 同 的, 读 者 可 阅 读 第 4 章 的 有 关 内 容.6 节 点 设 计.6. 主 次 梁 节 点. 连 接 构 造 次 梁 可 以 置 于 主 梁 顶 面, 也 可 接 于 主 梁 侧 面 前 者 施 工 方 便, 后 者 则 可 降 低 结 构 总 体 高 度 依 主 梁 次 梁 的 截 面 形 式 不 同, 可 以 演 化 出 许 多 不 同 的 连 接 构 造 本 节 仅 以 工 字 形 截 面 主 次 梁 为 例 加 以 说 明 图 - 是 主 次 梁 连 接 的 构 造 示 例 其 中 图 -(a) 是 直 接 将 次 梁 搁 在 主 梁 顶 面 上 的 情 况, 次 梁 下 翼 缘 用 焊 缝 或 螺 栓 与 主 梁 上 翼 缘 连 接 这 种 构 造 安 装 简 单, 但 主 梁 和 次 梁 的 截 面 高 度 相 加, 对 净 空 有 一 定 影 响, 一 般 多 应 用 在 有 足 够 建 筑 高 度 的 工 业 设 施 与 露 天 结 构 中 其 余 各 图 是 次 梁 连 于 主 梁 侧 面 的 情 况, 通 常 次 梁 与 主 梁 的 顶 面 平 齐 图 -(b) 中, 次 梁 通 过 连 接 角 钢 与 主 梁 腹 板 相 连 ; 角 钢 预 先 焊 接 在 主 梁 上, 工 地 现 8

场 采 用 螺 栓 将 次 梁 连 到 角 钢 上 图 -(c) 中 次 梁 直 接 连 接 到 主 梁 的 横 向 加 劲 肋 上, 次 梁 的 下 翼 缘 需 要 切 去 一 侧, 否 则 将 与 加 劲 肋 相 碰 这 两 种 情 况 下, 若 次 梁 传 递 的 竖 向 力 较 大, 也 可 采 用 角 焊 缝 将 次 梁 腹 板 与 连 接 角 钢 或 主 梁 加 劲 肋 连 接 ; 此 时 螺 栓 仅 用 于 安 装 时 定 位, 可 采 用 较 小 规 格 的 普 通 螺 栓 另 一 种 连 接 方 式 如 图 -(d): 主 梁 设 置 台 式 承 托, 次 梁 搁 置 在 承 托 上 用 螺 栓 连 接, 次 梁 竖 向 反 力 通 过 承 压 方 式 传 递 上 述 这 些 连 接 中, 次 梁 的 两 个 翼 缘 或 至 少 其 中 一 个 翼 缘 在 节 点 部 位 不 能 连 续 传 力, 使 得 梁 端 传 递 弯 矩 的 能 力 远 远 小 于 梁 全 截 面 的 抗 弯 能 力, 因 此 通 常 把 这 类 连 接 作 为 铰 接 连 接 看 待 事 实 上 这 类 连 接 具 有 一 定 的 转 动 约 束 能 力, 后 面 将 介 绍 计 算 时 的 对 策 当 采 用 普 通 螺 栓 或 高 强 度 螺 栓 承 压 型 连 接 时, 也 可 以 将 螺 栓 孔 制 成 为 水 平 方 向 的 长 圆 孔 来 释 放 约 束 弯 矩 图 -(e) 是 使 次 梁 端 部 能 传 递 弯 矩 的 构 造 次 梁 的 下 翼 缘 焊 接 在 主 梁 的 台 式 承 托 上, 上 翼 缘 则 焊 接 于 一 块 连 接 两 侧 次 梁 的 盖 板, 这 就 使 次 梁 翼 缘 的 轴 力 所 形 成 的 力 偶 能 够 平 衡 梁 端 弯 矩 当 次 梁 梁 端 弯 矩 较 大 时, 还 可 以 在 腹 板 部 位 加 以 连 接, 提 高 连 接 的 抗 弯 能 力 为 了 在 工 地 安 装 中 避 免 仰 焊, 承 托 板 应 做 得 宽 于 次 梁 下 翼 缘, 而 顶 盖 板 宽 度 则 应 略 小 于 次 梁 上 翼 缘 宽 度, 宽 出 的 部 分 应 大 于 角 焊 缝 的 焊 脚 尺 寸 图 - 各 图 中 未 表 示 出 梁 上 的 平 台 板 当 平 台 板 与 梁 顶 面 牢 固 连 接 时, 次 梁 端 部 的 扭 转 可 视 为 被 约 束 的 图 - 主 次 梁 连 接 节 点. 连 接 计 算 铰 接 连 接 节 点 需 要 传 递 次 梁 端 部 反 力 图 -(b) (c) 中, 次 梁 端 部 局 部 切 割 后 的 腹 板 截 面 连 接 角 钢 以 及 螺 栓 或 焊 缝 应 能 满 足 此 抗 剪 要 求 由 于 这 类 节 点 并 非 完 全 铰 接, 计 算 连 接 时 可 采 用 以 下 两 种 方 法 考 虑 弯 矩 的 影 响 : () 将 次 梁 反 力 乘 以 螺 栓 中 心 线 或 焊 缝 形 心 线 至 主 梁 腹 板 中 心 线 之 间 的 距 离, 作 为 连 接 计 算 时 所 需 考 虑 的 弯 矩 () 将 次 梁 反 力 乘 以.~. 的 提 高 系 数 图 -(d) 的 连 接 中, 次 梁 反 力 主 要 通 过 台 式 承 托 传 递, 腹 板 上 的 螺 栓 主 要 用 于 防 止 次 梁 侧 倾, 不 需 作 受 力 计 算 图 -(a) 中 的 次 梁 如 果 是 连 续 跨 过 主 梁 的, 应 作 为 连 续 梁 看 待, 否 则 也 是 两 端 铰 接 的 简 支 梁 这 两 种 情 况 下, 都 是 通 过 主 次 梁 翼 缘 板 间 的 接 触 传 递 次 梁 的 反 力 连 接 部 位 需 要 计 算 的 是 主 梁 的 局 部 承 压 图 -(e) 所 示 的 连 接 能 够 传 递 弯 矩, 称 为 刚 性 连 接 连 接 焊 缝 及 顶 盖 板 需 传 递 的 轴 力, 可 根 据 梁 端 弯 矩 M 按 式 (-7) 计 算 9

M N = (-7) h 上 式 中 的 分 母 亦 可 取 h t 如 果 计 算 得 到 的 要 在 图 -(e) 中 增 设 腹 板 连 接 N 大 于 梁 单 个 翼 缘 的 轴 力 承 载 力 设 计 值, 就 需 [ 例 -7] 对 例 [-] [-4] 设 计 的 次 梁 与 主 梁 进 行 主 次 梁 的 连 接 设 计 [ 设 计 与 计 算 ] 连 接 设 计 : 试 采 用 图 -(b) 的 连 接 形 式 根 据 主 次 梁 截 面 几 何 尺 寸, 选 连 接 角 钢 为 L70 8, 长 度 80mm, 钢 材 为 Q5 角 钢 用 6mm 角 焊 缝 焊 于 主 梁 腹 板, 施 焊 时, 不 采 用 引 弧 板 次 梁 与 角 钢 采 用 8.8 级 高 强 度 螺 栓 承 压 型 连 接, 螺 栓 规 格 M6 螺 栓 排 列 时, 离 肢 背 距 离 按 最 小 容 许 距 离 确 定 以 减 少 偏 心 影 响, 螺 栓 边 距 皆 40mm, 中 心 距 皆 00mm, 孔 径 为 7.5mm 见 图 - 梁 端 净 截 面 复 核 : [ 例 -] 中 设 计 次 梁 时 尚 未 考 虑 因 连 接 构 造 对 截 面 的 削 弱 根 据 所 定 连 接 细 部, 设 次 梁 端 部 仅 腹 板 参 与 工 作, 腹 板 参 与 工 作 高 度 偏 安 全 的 假 定 为 00mm, 螺 栓 开 孔 处 内 力 为 V = 67.6kN ( 见 [ 例 -]) M = 67.6 0.04 B.907kN m 腹 板 参 与 工 作 部 分 的 截 面 特 性 A w = 00 8.5 7.5 8.5 = 40.5mm W w 00 8.5/ 7.5 8.5 50 = B 499mm 00 剪 应 力 按 平 均 应 力 计 算, 弯 曲 应 力 仍 按 平 截 面 假 定 计 算 6.907 0 σ = B 59N/mm < 5N/mm 499 67.6 0 τ = = 48.N/mm < 5N/mm 40.5 折 算 应 力 近 似 按 以 下 方 式 计 算 59 + 48. = 0.N/mm < 5N/mm 在 距 梁 端 70mm 处, 弯 矩 还 会 有 增 加, 但 由 计 算 可 知 强 度 有 较 大 富 余, 有 兴 趣 0

螺 栓 连 接 计 算 : 的 读 者 可 以 自 行 校 核 67.6 梁 端 剪 力 引 起 的 螺 栓 剪 力 : N V = =.805kN ( ).907 梁 端 弯 矩 引 起 的 螺 栓 剪 力 : N M = = 9.07kN ( ) 0. b π 6 单 个 螺 栓 的 抗 剪 承 载 力 : Nv = 50 B 5065N=50.65kN 4 b 单 个 螺 栓 的 承 压 承 载 力 : N c = 8 7.5 470 = 65800N=65.800kN ( 角 钢 厚 度 为 8mm) 强 度 计 算 角 钢 连 接 焊 缝 计 算 :.805 + 9.07 = 44.58kN<50.65 0.9 = 45.4kN 由 于 螺 栓 位 置 相 对 角 钢 焊 缝 中 心 具 有 双 重 偏 心 ( 与 e, 详 图 -b), 其 中 e 偏 心 矩 e = 40mm 为 已 知, 偏 心 矩 e 需 计 算 确 定 因 为 围 焊 焊 缝 在 转 角 处 连 续 施 焊, 故 只 需 在 上 下 水 平 焊 缝 处 各 减 去 6mm 起 落 弧 长 度 e 焊 缝 群 受 力 为 64 = B.mm 64 + 80 V = 67.6kN M = 67.6 0.04 =.704kN m ( 焊 缝 群 面 外 受 弯 ) M = 67.6 0.0 = 0.899kN m ( 焊 缝 群 受 扭 ) 焊 缝 群 截 面 特 性 计 算 A w = ( 64 + 80) 6 0.7 B94mm I + = 4 w B( 64 90 80 /) 6 0.7 695760mm I + + 4 w B{ [64 / 64 (.) ] 80. } 6 0.7 B505mm 4 I Jw = 695760 + 505 = 690098mm 应 力 计 算 选 取 角 点 G 进 行 分 析 V 67.6 0 τ = = 5.5N/mm ( ) 94 τ σ σ 0.899 0. = =.7N/mm ( ) 690098 6 M.704 0 90.0 695760 6 M = B 8.05N/mm 0.899 0 90.0 = B.7N/mm ( ) 690098 6 M z

强 度 计 算 时 偏 安 全 取 β =.0, 有 (5.5 +.7) + 8.05 +.7 = 67.N/mm <60N/mm [ 分 析 ] 设 计 本 连 接 时, 已 尽 量 考 虑 了 减 少 偏 心 的 各 种 细 部 条 件, 由 偏 心 引 起 的 应 力 效 应 相 对 较 小, 但 偏 心 心 e 引 起 的 效 应 所 占 比 重 较 大 说 明 连 接 设 计 时 需 重 视 减 少 传 力 路 经 的 偏 e 图 - 主 次 梁 连 接 例 题.6. 主 梁 与 柱 的 连 接 节 点. 连 接 构 造 平 台 结 构 柱 子 如 果 采 用 热 轧 工 字 形 钢 宽 翼 缘 工 字 钢 等 截 面, 其 主 轴 有 强 弱 之 分, 在 结 构 设 计 时 就 需 考 虑 强 轴 与 弱 轴 分 别 布 置 在 结 构 的 哪 个 方 向, 以 及 与 主 梁 的 关 系 本 节 中 只 讨 论 主 梁 与 柱 子 的 强 轴 都 垂 直 于 同 一 平 面 的 情 况 ( 参 见 图 -4 各 例 ) 图 -4 是 主 梁 支 承 于 柱 顶 连 接 构 造 图 -4(a) 中, 梁 支 承 加 劲 肋 对 准 柱 子 翼 缘, 可 将 梁 端 反 力 直 接 传 递 给 柱 子 翼 缘 设 计 时, 注 意 梁 构 件 的 制 作 长 度 略 小 于 柱 子 轴 线 之 间 的 间 距, 一 般 可 短 5~0mm, 这 样 安 装 时 相 邻 梁 段 之 间 可 有 一 空 隙, 以 便 调 整 构 件 制 作 的 偏 差 安 装 定 位 后, 用 夹 板 通 过 螺 栓 或 焊 接 把 相 邻 梁 连 接 起 来, 以 防 止 梁 的 侧 倾 这 种 构 造 的 缺 点 是, 当 两 相 邻 梁 的 反 力 不 等 时, 柱 子 将 受 偏 心 力 矩 作 用 ; 一 侧 梁 的 反 力 很 大 时, 还 可 能 引 起 柱 翼 缘 的 局 部 失 稳 一 般 结 构 整 体 分 析 中 通 常 把 两 相 邻 梁 的 反 力 都 视 为 作 用 在 柱 子 的 轴 线 上, 这 样 就 忽 视 了 上 述 可 能 的 不 利 情 况, 因 此 节 点 构 造 确 定 后 需 要 重 新 审 视 传 力 的 特 点 并 加 以 分 析 图 -4(b) 中, 梁 端 反 力 通 过 突 缘 式 端 板 传 递, 两 相 邻 梁 的 端 板 都 贴 近 柱 子 轴 线, 即 使 两 侧 反 力 不 等, 柱 子 仍 然 接 近 中 心 受 压 状 态 突 缘 式 端 板 的 底 面 应 刨 平, 使 其 能 顶 紧 柱 顶 板 ; 为 了 保 持 与 柱 顶 面 的 接 触 传 力, 可 在 柱 子 顶 板 上 设 一 块 同 样 刨 平 的 垫 板, 该 垫 板 预 先 焊 接 在 柱 顶 板 上 柱 子 腹 板 上 需 设 置 一 对 纵 向 短 加 劲 肋 将 梁 端 板 传 递 的 反 力 经 一 定 距 离 均 匀 的 扩 散 到 柱 身 梁 段 制 作 时 同 样 需 要 留 有 安 装 间 隙, 定 位 后 嵌 入 填 板 并 用 螺 栓 将 相 邻 梁 连 起 来 为 了 防 止 梁 的 纵 向 错 动, 梁 下 翼 缘 和 柱 顶 板 之 间 还 要 设 置 构 造 螺 栓 平 台 结 构 较 少 受 水 平 荷 载 作 用, 梁 柱 连 接 一 般 都 作 铰 接 处 理, 以 简 化 柱 子 设 计 以 上 两 种 连 接 都 可 以 视 为 铰 接 连 接 有 时 主 梁 跨 度 较 大, 或 有 若 干 跨 跨 度 较 大, 将 主 梁 设 计 为 连 续 梁 是 较 为 合 理 的 选 择 图 -4(c) 是 主 梁 连 续 而 梁 柱 仍 为 铰 接 的 构 造 在 柱 子 腹 板 中 心 对 应 的 梁 腹 板 上 设 置 支 承 加 劲 肋, 梁 下 翼 缘 焊 接 一 垫 板, 将 梁 的 反 力 通 过 接 触 传 力 传 递 到 柱 顶 其 余 构 造 与 图 -4(b) 相 仿 当 平 台 结 构 需 要 通 过 梁 柱 体 系 提 供 水 平 刚 度 时, 也 可 以 采 取 图 -4(d) 所 示 的 构 造 梁 的 下 翼 缘 通 过 螺 栓 或 角 焊 缝 连 接 在 柱 顶 上, 梁 的 支 承 加 劲 肋 应

对 准 柱 子 翼 缘 图 示 柱 子 顶 板 沿 梁 长 方 向 有 一 外 挑, 下 部 设 加 劲 板, 便 于 布 置 传 力 螺 栓 或 焊 缝, 保 证 柱 顶 连 接 传 递 弯 矩 的 能 力 图 -4 主 梁 连 于 柱 顶 的 构 造 图 -5 是 主 梁 连 接 于 柱 侧 的 构 造 图 -5(a) 用 于 梁 端 反 力 较 小 的 情 况, 此 时 梁 端 可 不 设 支 承 加 劲 肋, 直 接 搁 置 在 柱 子 外 伸 的 小 牛 腿 上, 用 普 通 螺 栓 或 角 焊 缝 连 接 梁 侧 与 柱 翼 缘 之 间 注 意 预 留 安 装 间 隙, 定 位 后 用 角 钢 和 螺 栓 连 接 当 梁 端 反 力 较 大 时 可 以 采 用 图 -5(b) 所 示 突 缘 式 端 板, 支 托 采 用 厚 钢 板 或 加 劲 的 角 钢 端 板 与 柱 翼 缘 之 间 用 螺 栓 连 接, 两 者 间 的 安 装 间 隙 用 填 板 填 满 当 柱 顶 在 垂 直 主 梁 方 向 有 一 次 梁 时, 如 果 次 梁 顶 面 与 主 梁 顶 面 平 齐, 则 图 -4(a) (b) 的 连 接 方 式 就 较 难 处 理 此 时 可 采 用 图 -5(a) (b) 的 连 接 构 造, 而 把 次 梁 端 部 连 接 到 柱 子 的 腹 板 上 图 -5(c) 是 刚 接 连 接 的 构 造 梁 下 翼 缘 焊 接 在 小 牛 腿 上, 梁 的 上 翼 缘 通 过 一 块 盖 板 与 柱 顶 及 另 一 侧 的 梁 上 翼 缘 互 相 连 接 另 外 主 梁 腹 板 通 过 角 钢 或 连 接 钢 板 与 柱 翼 缘 焊 接 连 接 图 -5 主 梁 连 于 柱 侧 的 构 造. 刚 接 连 接 的 计 算 以 图 -5(c) 为 例 说 明 节 点 计 算 从 施 工 顺 序 看, 主 梁 搁 置 在 小 牛 腿 上 后, 其 自 重 就 由 牛 腿 承 担 这 时 主 梁 还 是 简 支 结 构, 牛 腿 只 承 受 梁 端 竖 向 反 力, 但 牛 腿 与 柱 翼 缘 的 连 接 焊 缝 应 考 虑 偏 心 力 矩 的 作 用 待 主 梁 上 翼 缘 及 腹 板 与 柱 子 连 接 后, 才 安 装 平 台 板, 施 加 平 台 荷 载 后 续 荷 载 产 生 的 剪 力 主 要 由 腹 板 连 接 角 钢 或 钢 板 传 递, 梁 端 弯 矩 则 由 翼 缘 和 腹 板 的 连 接 分 别 承 受 工 程 设 计 时, 也 可 忽 略 小 牛 腿 承 受 竖 向 反 力 的 作 用, 按 最 终 阶 段 的 结 构 状 况 进 行 分 析 [ 例 -8] 在 图 -0 的 平 台 中, 平 台 梁 在 柱 侧 的 铰 接 连 接 计 算 图 -6 平 台 梁 与 柱 的 连 接 计 算 例 题 [ 设 计 与 计 算 ] 主 梁 与 柱 侧 的 连 接 设 计 : 主 梁 次 梁 和 柱 的 截 面 尺 寸 分 别 见 [ 例 -4] [ 例 -] 和 [ 例 -5] 主 梁 搁 置 在 小 牛 腿 上, 小 牛 腿 为 T 型 截 面, 尺 寸 见 图 -6(b) 小 牛 腿 与 柱

(b) 翼 缘 用 角 焊 缝 连 接, 主 梁 支 座 反 力 通 过 支 承 面 接 触 传 递 小 牛 腿 M 普 通 螺 栓 起 安 装 定 位 作 用, 与 连 接 角 钢 连 接 的 M 普 通 螺 栓 起 防 止 侧 倾 作 用 主 梁 梁 端 局 部 承 压 计 算 : 腹 板 翼 缘 交 界 处 局 部 承 压 长 度 : l z = 5 0 +.5 4 = 60mm 由 [ 例 -4] 知 梁 端 集 中 反 力 设 计 值 V = 05.5kN, 则 05.5 0 σ c = B 4N/mm < 5N/mm 60 6 即 主 梁 端 部 可 不 设 支 承 加 劲 肋 牛 腿 与 柱 的 连 接 焊 缝 计 算 : h 角 焊 缝 高 度 采 用 0mm 扣 除 焊 缝 起 始 处 各 0mm 后 的 焊 缝 截 面 见 图 -9 焊 缝 截 面 几 何 特 性 计 算 : 计 算 抗 剪 面 积 A w = 60 0 0.7 = 40mm (80 ) + 60 (80 + ) 截 面 形 心 位 置 c = B47 mm 80 + 60 焊 缝 群 惯 性 矩 I + + + w B[80 47 68 5 60 / 60 (5 80) ] 0 0.7 4 = 58607mm 58607 最 下 端 截 面 模 量 W w = B 0809mm 5 焊 缝 截 面 内 力 设 计 值 : 剪 力 V = 05.5kN 弯 矩 M = 05.5 (0.5/ + 0.0) = 4.90kN m 焊 缝 截 面 强 度 计 算 05.5 0 τ = = 9.75N/mm 40 6 4.90 0 σ = = 7.6N/mm 0809 7.6 + = <. 9.8 45.4N/mm 60N/mm 本 例 中 因 焊 缝 截 面 承 载 力 设 计 值 小 于 牛 腿 截 面 承 载 力 设 计 值, 故 不 再 作 牛 腿 截 面 抗 弯 抗 剪 计 算 柱 翼 缘 在 牛 腿 翼 缘 拉 应 力 作 用 下 是 否 需 要 设 置 横 向 加 劲 肋 : 可 参 照 现 行 国 家 标 4

准 钢 结 构 设 计 规 范 GB5007 中 7.4. 条 规 定 计 算 柱 翼 缘 厚 度 是 否 满 足 t 0.4 A / c b b c 其 中 t c A b 分 别 为 柱 翼 缘 板 厚 度 和 梁 ( 本 例 中 小 牛 腿 ) 受 拉 翼 缘 面 积 ; b c 分 别 为 梁 ( 小 牛 腿 ) 翼 缘 和 柱 翼 缘 的 钢 材 强 度 设 计 值 本 例 中 < 0.4 00 5/ 5 B 9.6 故 需 设 加 劲 肋 设 横 向 加 劲 肋 为 80 钢 板, 布 置 在 与 小 牛 腿 翼 缘 同 高 处, 如 图 -6(a) 中 虚 线 所 示.6. 柱 脚 节 点 平 台 结 构 的 柱 脚 节 点 与 其 他 框 架 结 构 是 相 似 的, 本 书 将 在 第 第 4 章 予 以 介 绍.7 钢 楼 梯 设 计.7. 平 台 钢 楼 梯 的 形 式 和 构 造 适 合 于 平 台 结 构 的 钢 楼 梯 主 要 有 斜 梯 和 直 梯 斜 梯 是 最 常 用 的 形 式 直 梯 通 常 用 在 不 经 常 上 下 或 因 场 地 限 制 不 能 设 置 斜 梯 的 场 合 直 梯 宽 度 一 般 为 600~700mm 立 柱 可 采 用 角 钢, 规 格 为 75 50 6~ 80 50 6, 踏 步 采 用 d=6mm 的 圆 钢, 两 端 焊 在 角 钢 的 肢 上 圆 钢 间 距 一 般 00~50mm 当 直 梯 高 度 大 于 m 后, 在 距 底 部 m 上 方 应 设 保 护 圈, 保 护 圈 可 采 用 d=6mm 的 圆 钢, 其 立 杆 可 采 用 4mm 厚 的 扁 钢 直 梯 构 造 参 见 图 -7 图 -7 直 梯 构 造 斜 梯 宽 度 与 直 梯 相 同, 视 实 际 需 要 也 可 适 当 加 宽 其 与 地 面 的 倾 角 设 置 为 45 ~60 之 间, 尽 可 能 接 近 45 当 无 特 殊 荷 载 要 求 时, 梯 段 梁 常 采 用 60 6mm 的 钢 板 或 [ 6 槽 钢, 踏 步 间 斜 长 距 离 为 00mm 左 右 ( 图 -8), 踏 步 板 常 采 用 5~6mm 厚 花 纹 钢 板 4mm 厚 弯 折 钢 板 或 带 边 框 的 蓖 条 式 钢 板 梯 段 梁 与 平 台 钢 构 件 的 连 接 见 图 -9, 与 地 面 的 连 接 见 图 -0 图 -8 斜 梯 梁 及 踏 步 板 图 -9 斜 梯 梁 与 平 台 构 件 的 连 接 图 -0 斜 梯 梁 与 地 面 的 连 接 5

.7. 斜 梯 计 算 斜 梯 梁 段 可 作 为 简 支 构 件 计 算 楼 梯 活 荷 载 应 按 实 际 情 况 采 用, 在 一 般 情 况 下 其 竖 向 荷 载 应 取 不 小 于.5kN/m ( 按 水 平 面 投 影 ) 需 计 算 其 强 度 和 变 形 强 度 设 计 值 按 钢 结 构 规 范 取, 梁 的 跨 中 挠 度 不 大 于 梁 跨 的 /50, 梁 跨 按 斜 长 取 斜 梯 梁 的 整 体 稳 定 一 般 不 起 控 制 作 用 思 考 题. 为 什 么 铺 板 区 格 一 般 视 为 周 边 简 支 而 非 周 边 固 支?. 式 (-8) 如 用 钢 材 强 度 设 计 值 代 替 应 力 得 到 梁 的 最 小 高 度, 设 计 采 用 这 一 截 面 高 度 后 是 否 会 导 致 最 后 刚 度 条 件 不 满 足?. 试 推 导 两 端 刚 接 梁 承 受 跨 中 点 集 中 荷 载 时 的 最 小 截 面 高 度, 设 梁 截 面 为 双 轴 对 称 工 字 形.4 主 次 梁 的 连 接 中 ( 图 -b c), 如 果 开 设 了 水 平 长 圆 螺 栓 孔, 计 算 时 是 否 需 要 考 虑 弯 矩 成 分?.5 在 图 -4(d) 所 示 梁 柱 刚 接 的 构 造 中, 如 已 知 梁 底 反 力 柱 顶 弯 矩 与 水 平 力, 怎 样 计 算 连 接 螺 栓 ( 或 焊 缝 )?.6 在 [ 例 -8] 中, 小 牛 腿 翼 缘 高 度 处 柱 子 腹 板 配 置 横 向 加 劲 肋 的 目 的 是 什 么? 如 果 小 牛 腿 做 成 工 字 形 截 面, 对 应 受 压 翼 缘 处 柱 子 腹 板 是 否 也 应 配 置 横 向 加 劲 肋?.7 平 台 结 构 不 设 柱 间 支 撑 的 情 况 下 应 怎 样 设 计 柱 脚 节 点 和 梁 柱 节 点 来 保 证 结 构 的 几 何 不 变 以 及 平 台 柱 的 整 体 稳 定 性?.8 查 阅 相 关 资 料 并 讨 论 栏 杆 设 计 应 考 虑 哪 些 荷 载? 习 题. 布 置 一 平 台 结 构 的 梁 格 体 系 设 平 台 承 受 的 面 荷 载 为 : 恒 载 0.kN/m, 活 荷 载 0.5kN/m 平 台 面 积 为 4m 60m, 并 初 选 主 次 梁 截 面 规 格. [ 例 -] 平 台 结 构 中 主 梁 与 柱 子 刚 性 连 接, 其 余 设 计 条 件 不 变 铺 板 加 劲 肋 次 梁 分 别 采 用 [ 例 -] [ 例 -] 的 设 计 结 果, 试 设 计 主 梁 截 面 主 梁 仍 采 用 焊 接 工 字 形 截 面 钢 材 为 Q5B. [ 例 -] 中 的 荷 载 条 件 梁 格 体 系 及 其 连 接 方 式 不 变, 铺 板 加 劲 肋 次 梁 和 主 梁 分 别 采 用 [ 例 -] [ 例 -] [ 例 -4] 的 设 计 结 果, 重 新 设 计 边 柱 (A C 轴 柱 ) 截 面, 注 意 此 时 与 柱 子 连 接 的 主 梁 将 减 少 一 根 柱 子 可 采 用 中 宽 翼 缘 H 型 钢 或 焊 接 工 字 形 截 面, 钢 材 为 Q5, 但 柱 子 用 钢 量 应 比 [ 例 -5] 有 所 降 低 确 定 柱 子 截 面 尺 寸 时, 需 说 明 对 于 主 次 梁 连 接 构 造 尺 寸 是 如 何 考 虑 的.4 [ 例 -] 中 主 梁 与 中 柱 (B 轴 柱 ) 的 节 点 为 连 接 于 柱 侧 的 刚 性 连 接, 与 边 柱 (A C 轴 柱 ) 6

的 节 点 仍 为 铰 接 连 接 试 设 计 主 梁 与 中 柱 的 节 点 连 接 假 定 此 时 主 梁 截 面 和 柱 子 截 面 仍 采 用 [ 例 -4] [ 例 -5] 的 设 计 结 果, 主 梁 靠 中 柱 一 侧 的 剪 力 设 计 值 为 79.kN, 弯 矩 设 计 值 为 47.9kN-m, 此 弯 矩 使 连 接 处 主 梁 上 翼 缘 受 拉 7

柱 主 梁 横 次 梁 纵 次 梁 柱 间 支 撑 柱 间 支 撑 设 备 罐 柱 间 支 撑 柱 间 支 撑 - - 图 - 工 厂 车 间 中 的 平 台 钢 结 构 示 意 承 重 梁 柱 柱 主 梁 铺 板 次 梁 铺 板 加 劲 肋 次 梁 - - 加 劲 肋 (a) 简 单 梁 系 (b) 主 次 梁 系 图 - 平 台 梁 系 (a) 居 中 设 置 的 交 叉 支 撑 (b) 偏 置 的 交 叉 支 撑 (c) 门 形 支 撑 (d) 隅 撑 (d) 加 腋 的 刚 接 梁 图 - 平 台 结 构 支 撑 形 式

压 型 钢 板 平 台 梁 平 台 梁 (b) 钢 筋 混 凝 土 板 (a) 钢 铺 板 (c) 压 型 钢 板 混 凝 土 组 合 楼 板 平 台 梁 图 -4 平 台 铺 板 的 形 式 A 棱 的 断 面 A B B 棱 的 断 面 A-A 断 面 (a) 棱 形 花 纹 钢 板 B-B 断 面 图 -5 用 于 平 台 铺 板 的 花 纹 钢 板 平 台 梁 (b) 扁 豆 形 花 纹 钢 板 t 铺 板 (a) 采 用 扁 钢 或 钢 板 加 劲 肋 的 铺 板 (b) 图 -6 采 用 角 钢 加 劲 肋 的 铺 板 铺 板 加 劲 肋 构 造

铺 板 平 台 梁 加 劲 肋 两 边 传 力 两 边 传 力 两 边 传 力 两 边 传 力 b a (a) 铺 板 区 格 平 台 梁 a a a a (c) b/a 时 的 两 边 传 力 模 型 单 跨 简 支 梁 或 多 跨 连 续 梁 模 型 四 边 传 力 b a (b) b/a 时 的 四 边 简 支 板 模 型 图 -7 铺 板 的 区 格 和 计 算 模 型 加 劲 肋 次 梁 轴 线 加 劲 肋 次 梁 轴 线 荷 载 传 递 方 向 荷 载 传 递 方 向 q q b b (a) 加 劲 肋 计 算 简 图 之 (b) 加 劲 肋 计 算 简 图 之 图 -8 加 劲 肋 计 算 简 图

t 5t 5t 5t 5t t (a) 图 -9 加 劲 肋 的 计 算 截 面 (b) C 主 梁 次 梁 柱 柱 间 支 撑 B 柱 间 支 撑 A 4 5 6 图 -0 平 台 结 构 计 算 例 题 次 梁 加 劲 肋 次 梁 次 梁 铺 板 加 劲 肋 (a) 6 50(50) c = 6. 69.8 (b) (c) 图 - 加 劲 肋 计 算 简 图 4

(a) 热 扎 工 字 形 钢 (b) 热 扎 槽 钢 (c) 热 扎 H 形 钢 (d) 冷 成 型 矩 形 管 (e) 焊 接 工 字 形 截 面 ( ) 焊 接 箱 (g) 桁 架 型 截 面 图 - 平 台 梁 的 截 面 形 式 a a F t F t h r h lz lz h0 h0 (a) 热 扎 型 钢 图 - 计 算 局 部 承 压 面 积 时 的 几 何 尺 寸 (b) 焊 接 组 合 截 面 b b t b b0 t hw h hw h tw tw tw 图 -4 整 体 稳 定 计 算 条 件 中 截 面 尺 寸 的 规 定 集 中 荷 载 支 座 反 力 ts ts tw bs 5t w 5 5t w 5 5t w 5 5t w 5 图 -5 支 承 加 劲 肋 计 算 局 部 承 压 时 的 面 积 计 算 5

B 铺 板 下 加 劲 肋 间 距 0.6m 主 梁 一 根 次 梁 的 负 荷 面 积 次 梁 A (a) 次 梁 的 负 荷 面 积 (b) 次 梁 计 算 简 图 图 -6 平 台 次 梁 计 算 例 题 P P P 6 b A (a) 计 算 简 图 B tw V =05.5kN V 左 =04.8kN V 右 =68.96kN 6 h V 左 =67.6kN (c) 主 梁 截 面 设 计 尺 寸 M=0 M =07.8kN m M=409.7kN m (b) 内 力 设 计 值 分 布 图 图 -7 平 台 主 梁 计 算 例 题 6

(a) (b) (c) (d) (e) ( ) (g) (h) 图 -8 平 台 柱 的 截 面 形 式 L L - - 图 -9 双 肢 缀 条 柱 7

次 梁 主 梁 次 梁 柱 (a) 平 台 柱 梁 建 筑 高 度 (b) 计 算 简 图 图 -0 平 台 柱 计 算 例 题 4 4 4 4 图 - 平 台 柱 计 算 例 题 ( 缀 板 柱 ) 次 梁 定 位 螺 栓 主 梁 主 梁 次 梁 主 梁 次 梁 主 梁 次 梁 受 力 螺 栓 防 侧 倾 连 接 受 力 螺 栓 连 接 角 钢 次 梁 切 去 一 侧 翼 缘 主 梁 横 向 加 劲 肋 定 位 螺 栓 台 式 承 托 (a) (b) (c) (d) 8

N 盖 板 N 盖 板 N M R M R N 次 梁 主 梁 次 梁 台 式 承 托 主 梁 台 式 承 托 (e) - 图 - 主 次 梁 连 接 节 点 G e V M M 8a 6000046 次 梁 实 长 l=6000-0=5980 上 翼 缘 处 切 口 范 围 955mm (a) 图 - - 主 次 梁 连 接 例 题 V e = 40 (b) 角 钢 连 接 焊 缝 9

平 台 梁 支 承 加 劲 肋 突 缘 式 端 板 平 台 梁 夹 板 定 位 螺 栓 定 位 螺 栓 垫 板 柱 短 加 劲 肋 柱 - - (a) (b) 平 台 梁 平 台 梁 支 承 加 劲 肋 定 位 螺 栓 加 劲 板 柱 柱 (c) (d) 图 -4 主 梁 连 于 柱 顶 的 构 造 0

平 台 梁 平 台 梁 小 牛 腿 柱 柱 (a) (b) 平 台 梁 - 柱 (c) 图 -5 主 梁 连 于 柱 侧 的 构 造

-00 M 普 通 螺 栓 4.6 级 -80088-708 4 M 普 通 螺 栓 4.6 级 0 0-005 -705 c=47 5 - (c) (d) 图 -6 平 台 梁 与 柱 的 (b) 连 接 计 算 例 题

?6-75506?6 4-4 - - 图 -7 直 梯 构 造 钢 板 -606 t=4~5 t=5~6 6 槽 钢 (a) (b) 图 -8 斜 梯 梁 及 踏 步 板 (a) (b) (c) (d) 图 -9 斜 梯 梁 和 平 台 构 件 的 连 接 预 埋 钢 板 (a) (b) 图 -0 斜 梯 梁 和 地 面 的 连 接

第 章 轻 型 单 层 工 业 厂 房 钢 结 构 设 计. 荷 载 与 结 构 体 系.. 概 述 工 业 建 筑 有 单 层 与 多 层 之 分 单 层 工 业 建 筑 通 常 跨 度 较 大 净 空 较 高, 还 有 生 产 工 艺 的 各 种 要 求, 使 其 与 普 通 民 用 建 筑 的 框 架 结 构 相 比 具 有 不 同 的 特 点 如 果 单 层 工 业 建 筑 采 用 轻 型 屋 面 和 墙 体 材 料, 结 构 负 担 的 重 力 荷 载 就 会 大 大 减 轻 在 厂 房 高 度 不 很 大 ( 如 0m 以 下 ) 仅 配 置 起 重 量 较 小 的 吊 车 设 备 ( 如 不 超 过 5 吨 ) 或 不 配 置 吊 车 设 备 的 情 况 下, 可 以 采 用 相 应 的 技 术 措 施 在 结 构 体 系 中 采 用 较 大 宽 厚 比 的 钢 构 件, 使 得 结 构 自 重 也 相 对 较 轻 国 内 把 这 类 工 业 建 筑 归 为 轻 型 钢 结 构 轻 型 单 层 工 业 厂 房 钢 结 构 的 梁 与 柱 可 以 采 用 轻 型 热 轧 或 焊 接 型 钢 构 件 焊 接 组 合 截 面 钢 构 件 冷 弯 薄 壁 型 钢 构 件 等 ; 构 件 形 式 可 以 采 用 实 腹 式 或 格 构 式 ( 桁 架 梁 与 格 构 柱 ); 依 梁 柱 连 接 方 式 为 铰 接 还 是 刚 接 可 以 分 为 排 架 ( 柱 脚 刚 接 于 基 础 梁 柱 铰 接 连 接 ) 和 刚 架 ( 柱 脚 刚 接 或 铰 接 于 基 础 梁 柱 刚 接 连 接 ) 两 种 基 本 类 型, 后 者 因 框 架 梁 柱 构 型 如 同 门 状 而 称 为 门 式 刚 架 本 章 介 绍 以 焊 接 组 合 工 字 形 截 面 实 腹 式 构 件 为 梁 柱 的 门 式 刚 架 设 计.. 轻 型 单 层 工 业 厂 房 钢 结 构 的 体 系 构 成 和 结 构 布 置. 结 构 体 系 图 - 是 一 单 跨 轻 型 工 业 厂 房 结 构 体 系 的 三 维 图 图 - 是 单 层 单 跨 轻 型 工 业 厂 房 主 要 承 重 结 构 的 布 置 图, 其 中 图 (a) 为 屋 面 以 下 的 结 构 平 面, 包 括 柱 吊 车 梁 抗 风 柱 柱 间 支 撑 ; 图 (b) 为 屋 面 的 结 构 平 面, 包 括 柱 屋 面 梁 联 系 梁 屋 面 支 撑 ; 图 (c) 为 结 构 纵 向 立 面, 包 括 柱 吊 车 梁 柱 间 支 撑 屋 面 梁 ; 图 (d) 为 中 间 横 向 框 架 的 立 面, 包 括 柱 吊 车 梁 屋 面 梁 ; 图 (e) 为 山 墙 面 ( 即 两 端 部 平 面 ) 框 架 的 立 面, 包 括 柱 抗 风 柱 屋 面 梁 这 里 的 横 向 指 结 构 平 面 尺 度 中 较 小 的 方 向 横 向 框 架 柱 的 间 距 称 为 跨 度, 也 就 是 屋 面 梁 竖 向 支 承 点 间 的 跨 度 ; 纵 向 框 架 柱 的 间 距 一 般 称 为 柱 距 梁 柱 和 支 撑 构 件 是 轻 型 厂 房 结 构 中 的 主 要 承 重 构 件 图 - 单 跨 轻 型 工 业 厂 房 结 构 体 系 图 - 单 层 单 跨 轻 型 工 业 厂 房 结 构 布 置 图 图 - 给 出 了 屋 面 次 结 构 和 墙 面 次 结 构 体 系 次 结 构 构 件 主 要 指 屋 面 檩 条 墙 梁 以 及 相 应 的 拉 条 或 撑 杆

图 - 次 结 构. 结 构 布 置 轻 型 单 层 工 业 厂 房 的 结 构 布 置 主 要 包 括 柱 网 温 度 区 段 框 架 形 式 支 撑 体 系 等 () 柱 网 轻 型 单 层 工 业 厂 房 的 柱 网 由 横 方 向 的 跨 度 和 纵 方 向 的 柱 距 决 定 ( 参 考 图 -a b) 厂 房 跨 度 一 般 根 据 工 艺 需 求 决 定, 从 m~6m 的 跨 度 都 是 常 见 的 合 适 范 围, 虽 然 没 有 严 格 的 模 数 限 制, 但 习 惯 上 多 采 用 m 的 倍 数, 这 样 在 配 置 桥 式 吊 车 时 容 易 定 购 规 格 化 的 产 品 需 要 时, 厂 房 跨 度 可 以 超 过 6m 柱 距 以 6~9m 居 多 柱 距 大 小 除 考 虑 工 艺 要 求 外, 与 屋 面 结 构 构 件 的 连 接 方 式 疏 密 等 有 关 柱 距 超 过 0m 后, 屋 面 结 构 的 耗 钢 量 会 显 著 增 加, 一 般 需 设 置 托 架 或 托 梁 关 于 托 架 设 置, 可 参 考 第 4 章 有 关 内 容 轻 型 厂 房 柱 距 通 常 均 等 布 置 轻 型 厂 房 中, 有 时 会 在 一 侧 或 两 侧 山 墙 端 设 置 ~ 层 的 办 公 用 房 本 书 作 为 钢 结 构 设 计 的 初 步 教 程, 只 介 绍 全 部 为 单 层 结 构 的 规 则 柱 网 布 置 () 温 度 区 段 随 温 度 变 化, 结 构 构 件 产 生 伸 缩 当 厂 房 结 构 过 长 过 宽, 如 果 温 度 变 形 受 到 很 强 约 束, 就 会 产 生 较 大 的 温 度 应 力 对 此, 有 两 种 处 理 方 法 : 第 一 是 通 过 计 算 保 证 温 度 产 生 的 附 加 应 力 对 构 件 强 度 稳 定 性 没 有 太 大 影 响 但 精 确 的 温 度 应 力 计 算 比 较 困 难, 特 别 是 构 件 节 点 处 对 温 度 变 形 的 约 束 进 行 量 化 评 价 还 没 有 成 熟 的 方 法, 所 以 结 构 设 计 时 普 遍 采 用 另 一 种 方 法, 即 将 较 长 较 宽 的 厂 房 分 为 若 干 独 立 区 段, 称 为 温 度 区 段 如 现 行 中 国 工 程 建 设 标 准 化 协 会 标 准 门 式 刚 架 轻 型 房 屋 钢 结 构 技 术 规 程 CECS 0( 以 下 简 称 门 架 规 程 ) 规 定 的 温 度 区 段 为 : 横 方 向 ( 跨 度 方 向 ): 温 度 区 段 长 度 不 大 于 50m, 纵 方 向 ( 柱 距 方 向 ): 温 度 区 段 长 度 不 大 于 00m, 满 足 上 述 规 定 就 可 以 不 另 计 算 温 度 应 力 温 度 区 段 两 侧 的 结 构 柱 梁 都 是 分 开 的, 实 际 是 独 立 的 结 构 体 系 () 横 向 框 架 和 纵 向 框 架 轻 型 厂 房 的 横 向 框 架 可 以 有 多 种 形 式 ( 图 -4): 单 跨 与 多 跨 ; 单 坡 双 坡 与 多 坡 ; 局 部 夹 层 ; 排 架 ( 梁 柱 铰 接 ) 刚 架 ( 梁 柱 刚 接 ) 以 及 刚 架 中 两 端 铰 接 的 摇 摆 柱 横 向 框 架 的 基 本 构 件 就 是 柱 与 梁 图 -4 多 种 形 式 的 横 向 框 架 纵 向 框 架 由 柱 连 系 梁 柱 间 支 撑 组 成 ( 参 见 图 -c) 设 有 桥 式 吊 车 的 纵 向 框 架, 吊 车 梁 也 作 为 连 系 梁 起 作 用 纵 向 框 架 中 的 连 系 梁 吊 车 梁 和 支 撑 构 件 与 柱 做 成 铰 接 连 接, 柱

脚 在 该 方 向 也 按 铰 接 处 理 (4) 支 撑 体 系 轻 型 厂 房 的 支 撑 体 系 包 含 屋 面 支 撑 和 柱 间 支 撑 两 大 系 统, 其 布 置 原 则 详 见..6 的 介 绍. 荷 载 类 型.. 结 构 荷 载 轻 型 单 层 工 业 厂 房 结 构 设 计 需 考 虑 如 下 荷 载 : () 永 久 荷 载 : 包 括 主 次 结 构 和 围 护 材 料 的 自 重 悬 挂 管 道 和 所 有 承 托 于 结 构 构 件 之 上 且 其 位 置 和 重 量 都 相 对 固 定 的 设 备 荷 载 荷 载 大 小 根 据 实 际 情 况 确 定 () 活 荷 载 : 主 要 指 屋 面 活 荷 载, 根 据 现 行 国 家 标 准 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB50009 ( 以 下 简 称 荷 载 规 范 ) 的 规 定, 应 按 0.5kN/m 考 虑 ; 但 当 设 计 结 构 承 重 构 件 时, 如 该 构 件 的 负 荷 面 积 超 过 0m, 允 许 按 0.kN/m 考 虑 轻 型 单 层 工 业 厂 房 屋 面 一 般 不 上 人, 但 要 考 虑 检 修 维 护 时 的 操 作 人 员 工 具 材 料 等 重 量, 而 这 些 荷 载 大 面 积 均 匀 满 负 荷 铺 开 的 可 能 性 很 小, 所 以 当 构 件 负 荷 面 积 较 大 时 可 以 将 活 荷 载 适 当 降 低 在 比 较 高 大 的 单 层 工 业 厂 房 中, 视 需 要 会 设 置 局 部 夹 层 ( 参 见 图 -) 或 平 台 其 上 的 活 荷 载 应 根 据 实 际 需 要 决 定, 或 根 据 荷 载 规 范 的 规 定 取.0kN/m () 风 荷 载 : 对 轻 型 厂 房 结 构, 风 在 结 构 上 产 生 的 荷 载 作 用 方 向 如 图.5 所 示, 其 建 筑 物 表 面 的 风 荷 载 标 准 值 w 按 式 (-) 计 算 w k s z 0 k = μ μ w (-) 式 中 w 0 基 本 风 压, 根 据 门 架 规 程 的 建 议, 采 用 荷 载 规 范 的 数 值, 但 需 乘 以.05 的 提 高 系 数 ; μ z 风 荷 载 高 度 变 化 系 数, 按 荷 载 规 范 的 规 定 取 值, 高 度 小 于 0m 时, 采 用 0m 高 度 处 的 数 值 荷 载 ; μ s 风 荷 载 体 型 系 数, 按 门 架 规 程 的 有 关 规 定 采 用 图 -5 风 作 用 方 向 和 建 筑 表 面 的 风 压 由 于 轻 型 厂 房 屋 面 材 料 重 量 较 轻, 在 风 荷 载 较 大 地 区, 屋 面 板 和 墙 板 在 风 吸 力 作 用 下 都 有 被 掀 起 吹 走 的 可 能 性 结 构 在 风 荷 载 作 用 下, 构 件 的 弯 矩 可 能 发 生 变 号, 柱 脚 可 能 受 拉 拔 起 轻 型 结 构 对 风 作 用 相 当 敏 感, 在 设 计 中 需 要 高 度 重 视 (4) 雪 荷 载 雪 荷 载 作 用 于 屋 顶, 其 标 准 值 s k (kn/m ) 按 式 (-) 计 算

s = μ s (-) k r 0 式 中 s 0 基 本 雪 压, 按 荷 载 规 范 的 规 定 采 用 ; μ r 屋 面 积 雪 分 布 系 数, 根 据 屋 面 外 形 和 坡 度 按 荷 载 规 范 的 规 定 采 用 (5) 吊 车 荷 载 轻 型 厂 房 因 工 艺 需 要, 也 可 能 设 置 悬 挂 吊 车 或 桥 式 吊 车 吊 车 荷 载 如 何 计 算 将 在 第 4 章 重 型 工 业 厂 房 结 构 的 相 关 部 分 予 以 详 细 说 明 (6) 地 震 作 用 建 造 在 抗 震 设 防 区 的 工 业 厂 房 应 考 虑 地 震 作 用 根 据 现 行 国 家 标 准 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB500 的 规 定, 按 小 震 烈 度 进 行 的 计 算 对 比 表 明, 在 我 国 抗 震 设 防 规 定 的 8 度 及 8 度 以 下 的 地 区, 大 部 分 轻 型 单 层 工 业 厂 房 结 构 设 计 中 地 震 作 用 都 不 是 控 制 因 素, 这 是 由 于 轻 型 厂 房 的 质 量 较 小 地 震 引 起 的 惯 性 力 较 小 的 缘 故 但 是, 轻 型 厂 房 钢 结 构 构 件 本 身 的 延 性 较 差, 在 大 震 烈 度 时 的 结 构 抗 震 设 计 要 点 还 需 进 一 步 研 究 本 章 暂 不 涉 及 轻 型 厂 房 的 抗 震 设 计. 荷 载 组 合 分 别 记 永 久 荷 载 为 D 活 荷 载 为 L 风 荷 载 为 W 雪 荷 载 为 S 吊 车 荷 载 为 C, 计 算 结 构 强 度 和 稳 定 性 时, 需 考 虑 以 下 荷 载 组 合 : ().D+.4L; ().D+.4W, 或.0D+.4W, 后 者 用 在 风 效 应 与 恒 载 的 重 力 效 应 相 反 的 情 况 下 ; ().D+.4S; (4).D+.4 ma{l,s}+0.7.4w( 这 里 的 活 荷 载 仅 以 屋 面 活 荷 载 为 例, 不 讨 论 夹 层 活 荷 载, 以 下 组 合 也 同 样 ) 等 (5).D+.4W+0.7.4 ma {L,S} (6).D+.4C; (7).D+.4C+0.7.4W; (8).D+.4W+0.7.4C; (9).D+.4W+0.7.4(ma{L,S}+C) 在 上 述 组 合 中 要 注 意 : 风 荷 载 作 用 方 向 有 4 种 可 能, 即 图 -5 中 横 风 纵 风 均 可 能 从 相 反 方 向 作 用 于 结 构, 所 以 有 风 的 组 合 就 有 4 种 工 况 需 要 计 算 吊 车 荷 载 的 组 合 情 况 更 为 复 杂, 留 待 第 4 章 详 述..4 荷 载 在 结 构 中 的 传 递 结 构 设 计 时, 需 明 确 每 种 荷 载 的 传 递 路 径 如 作 用 在 屋 面 表 面 的 荷 载 ( 活 荷 载 风 荷 载 ) 通 过 屋 面 板 檩 条 框 架 梁 传 递 到 柱 子 和 基 础 ; 作 用 在 墙 体 表 面 的 荷 载 ( 主 要 是 风 荷 载 ) 通 过 墙 面 板 墙 梁 柱 子 ( 框 架 柱 及 抗 风 柱 ) 传 递, 最 终 也 到 基 础 ; 其 它 恒 载, 或 是 构 件 的 体 4

力, 或 是 外 加 的 管 道 设 备 等 荷 载 则 通 过 构 件 的 支 承 关 系 逐 级 传 递 直 至 基 础..5 结 构 设 计 的 主 要 步 骤 在 工 业 厂 房 的 工 艺 条 件 明 确 之 后, 结 构 设 计 一 般 按 如 下 步 骤 进 行 : () 结 构 布 置 ; () 构 件 截 面 初 选 : 包 括 所 有 檩 条 墙 梁 框 架 梁 和 框 架 柱 吊 车 梁 ( 如 果 有 ) 抗 风 柱 联 系 梁 屋 面 支 撑 与 柱 间 支 撑 ; () 荷 载 计 算 ; (4) 确 定 计 算 简 图, 进 行 内 力 与 变 形 计 算 ; (5) 构 件 强 度 稳 定 性 的 计 算 复 核 结 构 刚 度 要 求 复 核 ; 当 计 算 复 核 结 果 满 足 安 全 经 济 要 求 时, 可 转 到 下 一 步 骤, 否 则 需 调 整 截 面 后 回 到 第 () 步 ; (6) 节 点 和 柱 脚 的 构 造 设 计 及 强 度 计 算 ; (7) 其 它 构 造 措 施 的 设 计 ; (8) 基 础 设 计 计 算 : 关 于 柱 脚 以 下 部 分 的 设 计, 读 者 可 参 考 相 关 教 科 书 以 上 步 骤 是 对 设 计 程 序 的 一 般 描 述 实 际 设 计 中, 结 构 工 程 师 往 往 先 行 完 成 次 结 构 构 件 的 设 计 计 算 这 些 构 件 可 以 根 据 静 定 结 构 或 连 续 梁 结 构 的 特 点 进 行 独 立 分 析, 并 据 此 进 行 截 面 设 计, 其 支 承 反 力 则 作 为 外 荷 载 加 到 主 要 承 重 结 构 上. 屋 面 结 构 设 计.. 屋 面 结 构 布 置 屋 面 包 括 檐 口 到 屋 脊 的 范 围 为 了 排 水, 屋 面 需 要 一 定 坡 度, 其 范 围 在 /8~/0 之 间 大 多 数 轻 型 厂 房 的 屋 面 坡 度 在 / 以 下, 但 雨 水 较 多 地 区 和 积 雪 较 大 地 区, 应 选 用 较 大 坡 度 屋 面 结 构 包 括 屋 面 板 檩 条 及 拉 条 屋 面 支 撑 女 儿 墙 柱, 刚 架 梁 也 可 视 作 屋 面 结 构 的 组 成 部 分 图 -6 显 示 了 屋 面 结 构 的 各 个 构 成 部 分 图 -6 屋 面 结 构 构 成 屋 面 结 构 布 置 需 考 虑 如 下 问 题 : () 檩 条 间 距 的 选 取 檩 条 间 距 首 先 受 制 于 屋 面 板 的 最 大 允 许 跨 距, 同 时 也 和 结 构 跨 度 方 向 的 尺 度 有 关 ; 有 些 情 况 下, 还 与 悬 挂 荷 载 的 吊 点 位 置 有 关 在 不 计 自 重 的 情 况 下, 若 屋 面 荷 载 条 件 相 同, 加 大 檩 条 间 距 会 要 求 增 加 屋 面 板 的 抗 弯 强 度 和 刚 度, 而 减 小 檩 条 间 距 则 可 能 造 成 檩 条 重 量 增 加 常 见 的 檩 条 间 距 在 ~m 范 围 内 () 屋 面 支 撑 的 布 置. 屋 面 支 撑 和 下 文 介 绍 的 柱 间 支 撑 共 同 构 成 了 厂 房 的 支 撑 系 统 在 5