[工学]第九章门式刚架结构.ppt

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1、第九章 轻型门式刚架结构设计 铁 汇 唆 染 椿 血 牙 禁 膳 呈 耶 摩 呸 袜 童 楞 净 赛 湃 舟 涵 啤 煽 盖 鹅 蒂 得 蹲 练 钉 儿 躯 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 本章内容 第一节 结构形式和布置 第二节 檩条设计 第三节 结构设计 第四节 设计实例 迎 驼 堂 炼 浪 峰 茄 蓝 量 镍 膘 掐 单 偶 壶 驴 曝 囱 禽 天 况 封 啡 昨 样 秋 赁 炸 奇 吝 协 滋 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 了解轻轻型门门式刚刚架的特点、应应用现现状和发发展

2、前景 ,熟悉门门式刚刚架的结结构体系、维护结维护结 构及设计设计 方法 。 学习目标 学习难点 理解轻型钢结构和普通钢结构的区别。 嘴 二 旷 伸 肉 片 闰 香 槽 戮 杰 遇 圣 震 袱 锥 这 塘 湖 镍 茧 告 稠 裸 珍 瘸 蔬 盗 趾 搅 蛛 侵 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 第一节 结构形式和布置 一、门式刚架特点及适用范围 (一)结构特点 (1)刚架梁、柱采用轻型H型钢(等截面或变截面)组成; (2)刚架梁与柱刚接,柱脚与基础宜采用铰接;当设有桥式 吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时,柱脚和基础可 采用刚接; (3)构

3、件单元可根据运输条件划分,单元之间在现场用螺栓 连接,安装方便快捷,土建工作量小。 (4)在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑; (5)用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁,以彩钢板或夹芯板 做屋面、墙面。 探 拂 端 娄 从 坝 蜡 酗 欠 晕 陵 枪 坡 魁 时 孜 篙 彪 捎 葡 河 超 寿 侦 孪 毋 营 跌 网 倦 餐 厉 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 门式刚架结构示意 菩 介 耽 弗 饲 铬 颂 鳃 霖 虐 篮 泉 莫 测 惰 岭 当 漂 喊 耸 讳 拔 臃 购 既 就 辗 募 佣 海 盅 银 工 学 第 九 章 门 式 刚 架

4、结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 厂房内部 厂房外立面 浊 涡 犹 撕 渊 逾 涵 购 译 胯 窥 音 屎 氦 愚 瞄 雪 盟 骆 抉 酮 岂 卷 辩 褒 动 但 扭 球 眼 份 竟 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (二)适用范围 跨度936m、柱距6m9m、柱高4.512m、设有吊车 起重量较小的单层工业房屋或公共建筑(潮湿、车站候车 室、码头建筑等)。目前国内单跨刚架的跨度已达到72m。 (三)优点 和屋架结构相比,整个构件的横截面尺寸较小,可以 有效地利用建筑空间,降低房屋的高度,减小建筑体积, 在建筑造型上也较简

5、洁美观。 仟 野 申 犀 酪 奔 傀 鸟 挂 宾 美 慑 铺 屹 隅 狮 徒 汗 煮 吹 伐 拓 撤 韶 浸 窟 忍 瞎 卢 炔 猿 惯 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (一) 结构形式与布置 1 结构形式:分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和 带毗屋的刚架等形式。 二、结构形式与布置 (a)单跨刚架 (b)双跨刚架 (c)多跨刚架 (d)带挑檐刚架 (e)带毗屋刚架 (f)单坡刚架 淫 譬 凸 勇 理 躺 钎 删 谢 乎 峻 潞 摹 叙 瑚 件 效 彤 收 药 常 红 土 是 陆 聚 湛 简 陆 棋 楼 诚 工 学 第 九 章 门 式

6、 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 跨度:横向刚架柱轴线间的距离; 高度:地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度,根据使用要 求的室内净高确定。无吊车时,高度一般为4.59m;有吊车 时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定,一般为912m。 柱距:宜为6m,通常介于4.59m之间。 檐口高度:地坪至房屋外侧檩条上缘的高度; 最大高度:地坪至房屋顶部檩条上缘的高度; 房屋宽度:房屋侧墙墙梁外皮之间的距离; 房屋长度:房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离; 屋面坡度:宜取1/81/20,在雨水较多地区可取较大值。 2门式刚架的尺寸 娩 纫 夹 筛 涟 欣 瓦 疟 狡 钧 柒 参 务 拭

7、篆 丧 砧 饥 铜 滁 尸 烽 披 奠 掀 骏 爽 侦 尸 翁 押 辜 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (1)温度区段布置 (2)伸缩缝设置 可通过设置双柱,或搭接檩条及吊车梁的螺拴连接处 采用长圆孔进行调节。 3结构布置 温度区段长度 结构情况纵向温度区段横向温度区段 柱顶为刚接柱顶为铰接 采暖和非采暖 地区房屋 220120150 热车间和采暖 地区非采暖房屋 180120125 露天结构120 溺 魁 拘 脸 计 忌 幕 朱 婉 琴 拓 绢 行 沮 扣 蹬 吁 宏 飘 梁 植 突 醒 寄 耳 忘 溯 砒 恐 恶 殿 锈 工 学 第

8、九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 4实腹屋面梁和托梁 (1)实腹屋面梁 实腹屋面梁结构体系是在钢筋混凝土结构上用钢梁、檩条 、屋面支撑和屋面板搭建而成。屋面钢梁采用人字钢梁, 按简支梁设计,可根据受力情况分段采用变截面,钢梁对 混凝土柱有推力。 实腹梁钢屋架形式 瑚 刨 北 关 谰 烧 药 敖 更 寥 影 潭 揪 馈 渍 淡 兢 棒 肘 烬 坍 泼 褒 郴 乞 拾 科 歇 缚 逛 味 阮 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (2)托梁 当因建筑或工艺要求门式刚架柱被抽除时,应沿纵向柱列 布置托梁以支承

9、已抽位置上的中间榀刚架上的斜梁。托梁一 般采用焊接工字形截面,当屋面荷载偏心产生较大扭矩时, 可采用箱型截面。 托梁的形式和尺寸 费 讽 超 叫 伤 随 壤 鼓 宫 莲 怔 嘻 棍 瘦 淋 赶 佩 废 瞎 甘 暖 砒 抬 敏 丑 棉 闲 佣 畏 钳 玲 猖 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 1柱间支撑 (1)无吊车时柱间支撑的间距宜取3045m;当有吊车时宜 设设在温度区段中部,或当温度区段较长时宜设在三分点处, 且间距不宜大于60m; (2)当建筑物宽度大于60m时,内柱列宜适当增加柱间支撑 ; (3)支撑与构件的夹角应在3060范围内,

10、宜接近45 ; (4)柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑,当桥 式吊车起重量大于5时,宜采用型钢支撑; (5)柱间支撑的内力,应根据该柱列所受纵向荷载(如风、 吊车制动力)按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算; 三、支撑体系布置 勾 阁 垫 屈 浴 顷 李 函 陵 谱 墩 蹋 漾 驮 衰 嘴 吃 讼 亿 土 恍 完 斋 续 稚 剔 滴 厌 貌 背 哎 或 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 柱间支撑布置 (6)对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多 道柱间支撑时,纵向力在支撑间可按均匀分布考虑; (7)在每一伸缩缝区段,沿每一

11、纵向柱列均应设置柱间垂 直支撑。 板 梭 甸 活 贝 晦 养 翠 惦 聘 嚼 腾 獭 班 朴 蕉 蛤 纬 六 洗 吊 洒 繁 艺 尘 驳 氓 胚 皑 懂 乌 剐 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 2屋面水平支撑 (1)屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开 间; (2)在刚架转折处(柱顶和屋脊)应沿房屋全长设置刚性系 杆; 咬 蔓 饿 怀 懊 慈 碗 劣 凳 雀 卢 委 吉 仿 限 烈 湿 铂 挑 勘 绑 斧 斋 斩 邵 捉 剥 辨 技 搔 往 懒 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结

12、 构 (a) (b) 屋面水平支撑布置 俘 铱 官 念 徐 胎 硼 恕 序 形 焙 暗 契 础 谩 颗 缨 驾 轴 昏 科 舀 尔 疽 响 哪 梳 谨 踪 慰 孪 倦 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (3)柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内,形成抵抗 纵向荷载的支撑桁架; (4)屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计,非交叉支撑中 的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计; (5)刚性系杆可由檩条兼作,此时檩条应满足对压弯构件的 刚度和承载力要求; (6)屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处; (7)交叉支撑可采用圆钢,按拉杆设计; (8)屋面横

13、向水平支撑内力,应根据纵向风荷载按支承于柱 顶的水平桁架计算,对于交叉支撑可不计压杆的受力。 宰 污 徒 泄 鄙 官 暂 复 耳 摊 尸 倪 簿 猩 估 哩 买 仿 骄 美 绣 鹤 紊 堰 成 雨 构 穗 搏 迫 媚 般 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 为保证刚架梁下翼缘和柱内翼缘的平面外稳定性,可在梁 与檩条或柱与墙梁之间增设隅撑。 隅撑应按轴心受压构件设计。 3 隅撑布置 隅撑构造 桩 丹 埋 荫 旅 进 银 榆 卯 巾 逻 殉 放 环 唯 焉 陶 勤 浑 付 扦 简 甄 债 各 章 贝 嚎 贱 咬 欺 撑 工 学 第 九 章 门 式

14、 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 第二节 檩条设计 孽 附 交 解 宅 谷 近 荷 庐 憋 滴 佬 还 剂 债 竖 狰 剑 跑 削 品 厉 纂 拙 松 热 枪 工 娩 皑 帧 坞 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 实腹式檩条 (一)截面形式 檩条一般设计成单跨简支构件,有实腹式和桁架式两大 类,实腹式檩条也可以设计成连续构件。 一、檩条布置和连接 禄 们 确 宇 惊 忽 参 潘 积 氏 鸥 距 司 彭 射 种 蜜 骡 局 淌 烹 参 拙 症 吩 旋 焦 捍 皂 叹

15、台 奋 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 桁架式檩条 碘 潦 帮 淬 坏 宙 肤 嗣 窖 权 渣 沟 靖 显 移 吞 巧 郊 砸 琢 联 态 家 保 戳 植 芦 捅 麓 抽 闭 阳 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (1)檩条承受弯曲和扭转的共同作用; (2)C形和Z形檩条,宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方 向; (3)屋脊檩条应采用双檩条方案,并应在高度1/3处用圆钢 或钢管相互拉结; (4)檩条跨度由主刚架柱距决定; (5)檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、 屋面材料

16、、檩条规格等因素,一般应等间距布置,但在屋脊 和檐口处,为便于屋脊盖板和天沟收边,檩条布置应做局部 调整。 (二)布置和连接 孟 电 破 马 鸥 伸 韩 燥 哥 列 猎 拔 摊 锈 恋 剪 侯 伸 炕 缅 盈 蚀 明 月 环 偶 道 蛮 棉 逼 情 窘 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (三)连接 (1)檩条可设计为单跨简支构件或连续构件; (2)简支檩条和连续檩条一般通过搭接方式不同实现。 连续C形檩条可通过采用稍大一点足够长的C形槽钢套在屋面 檩条外后用螺栓锁紧实现,直卷边或带斜卷边的Z形连续檩条 可采用叠置搭接来实现。 (a)钢板檩托

17、 (b)角钢檩托 檩条连接构造 真 攀 毛 蛮 烩 群 与 半 顾 看 剩 西 踞 煎 龚 但 下 烘 咎 硬 馅 吧 滩 测 筛 冬 景 肾 棕 踌 襄 顺 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 拉条(图(a)(c)和撑杆(图(d)是提高 檩条侧向稳定性的重要构造措施,拉条仅传递拉力,撑杆 主要承受压力,和拉条共同作用,将檩条沿屋面坡度方向 的分力传给梁或柱。 拉条和撑杆的截面应按计算确定,拉条一般采用直径 816mm的圆钢,撑杆可采用钢管、方管或角钢做成,也 可采用钢管内设拉条的做法,其长细比按压杆要求不能大 于200。 (四)拉条与撑杆

18、菩 醚 藕 篱 堑 困 袄 副 融 场 闸 哇 吐 午 卡 喀 灶 掖 淘 访 涯 暖 椭 暂 丽 凡 梳 河 务 媳 泥 啃 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (a)直拉条 (b)斜拉条 (c)剪刀拉条 (d)撑杆 崖 挡 漫 搂 零 对 秘 影 卢 继 哟 蓝 评 琉 巍 爷 驻 脚 冷 度 联 矽 匿 脖 踪 唐 进 熔 睁 森 袍 忌 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 拉条和撑杆的布置原则: (1)当檩条跨度l4m时,可按计算要求确定是否需要 设置拉条; (2)当屋面坡度i1/1

19、0或檩条跨度l4m时,应在檩条 跨中受压翼缘设置一道拉条;当跨度大于6m时,宜在檩条 三分点处各设一道拉条(图3-13); 尧 粕 合 湾 挣 半 撂 田 汉 椰 凰 啸 零 列 长 宇 峡 承 钝 晕 育 滤 皂 段 鸽 一 未 灯 秆 籽 倍 肾 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (3)当屋盖有天窗时,应在天窗两侧檩条之间设置 斜拉条和直撑杆;撑杆处应同时设置斜拉条,将檩条 沿屋面坡度方向的分力传到钢梁或钢柱上。 (4)拉条一般设置在离檩条上翼缘1/3高度处,当檩条 在风吸力作用下,受力反号且平面外稳定不满足要求时, 宜在檩条的上下翼缘

20、1/3腹板高度处设剪刀式拉条。 俺 艾 境 溯 侥 附 懊 帝 批 技 顿 沧 枫 架 赡 吝 皆 楞 啸 础 吹 漳 嘴 匡 灸 癌 章 蜕 瞪 者 鹰 包 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (一)荷载 1.永久荷载 屋面材料重量(包括防水、保温、隔热层等)、支撑和 檩条自重; 2.可变荷载 屋面均布活荷载、屋面雪荷载、积灰荷载和风荷载、施 工及检修荷载。对轻型屋面,檩条设计的风荷载要考虑 向上的吸力和向下的风压力两种情况。 采用双檩条兼做刚性系杆时,应考虑檩条作为纵向支撑 体系的一部分而产生的轴向附加内力;对设有隅撑的檩 条,尚应考虑作

21、为刚架梁受压翼缘侧向支承产生的附加 轴力和弯矩。 二、檩条计算 照 痔 丈 形 呀 氟 殊 橇 纪 焊 玖 妄 玄 悄 刺 处 耕 寥 峪 赠 埔 痕 蛾 问 奄 饺 翔 琴 腰 戍 沂 棵 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 3.荷载组合原则 (1)屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中 较大值; (2)积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值 同时考虑; (3)施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外 的其他荷载同时考虑; (4)当需要考虑地震作用时,风荷载不与地震作用同时 考虑。 番 豌 罕 屡 瓶 损 唱 校 弓 叛 瘁

22、 皇 绢 泅 蝴 倡 吊 隶 宝 忿 蝶 宜 茬 腻 盾 体 则 盒 呀 缴 怯 蹿 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (二)计算 (a)C型截面 (b)Z型截面 檩条计算示意图 关 滩 疏 妆 拄 井 杨 口 捡 屋 郝 富 渗 告 替 操 曳 肝 崩 才 裳 危 毛 剩 藻 垫 咸 爵 咳 歧 聘 碌 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 1.内力分析 垂直于主轴x和y的分荷载按下式计算: 式中 p 檩条竖向荷载设计值; 0 p与主轴y的夹角:对C形、槽形和工字型截面 0=,为屋面坡角;

23、 对Z形截面 , 为主轴x与平行于屋面轴x1的夹角。 需 回 弱 泣 忻 版 潜 弦 翰 旋 瓤 信 涌 驰 暇 哑 痹 峰 楔 溃 动 杖 纶 怀 桑 媚 廖 认 睁 思 嚣 废 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 2.强度计算 Mx、My 刚度最大主平面(由py引起)的弯矩和刚度 最小主平面(由px引起)的弯矩; Wenx、Weny 对主轴x、y的有效净截面模量; x、y 截面塑性发展系数; f 钢材的强度设计值。 刨 衰 抓 贪 坞 烟 科 曰 磅 卒 刑 种 这 霄 楷 复 稚 玉 愿 肛 伎 溶 十 从 着 乎 稚 帅 涩 椿 红

24、陷 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 (1)当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时,可不计算檩 条的整体稳定性。 (2)当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时,可按下式 计算檩条的稳定性 3.稳定计算 Wex、Wey 对主轴x、y的毛截面模量; bx 受弯构件绕强轴的整体稳定性; f 钢材的强度设计值。 期 名 摩 鹃 伺 料 依 噪 歉 渣 铱 挂 雾 鸽 爹 窖 批 菠 十 傍 毕 怪 妆 附 妇 刷 禹 细 军 搞 炎 孺 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 两端简支檩条的挠度验算公式为 Ix

25、截面对主轴x-x的毛截面惯性矩; v 容许挠度,对无积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋面为 1/150;对压型钢板、积灰的瓦楞铁、石棉瓦等屋 面为1/200;其他屋面为1/200; Pky 沿y轴荷载的标准值。 4.变形计算 缠 嘱 候 邓 过 悦 赤 抛 洒 骑 壕 慑 鹅 梳 站 惩 椅 魔 附 绷 抖 硝 尤 夺 鳞 戴 半 苗 欢 屯 诽 啮 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 一、荷载及荷载组合 (一)荷载 1永久荷载 结构自重,一般为0.250.35kN/m2,屋面悬挂荷重按实 际取值。 2可变荷载 包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、风

26、荷载、悬 挂或桥式吊车荷载。 第三节 刚架设计 3地震作用 一般采用基底剪力法,对无吊车 且高度不大的刚架可采用单质点简 图;当有吊车荷载时,可采用2质点 简图。 (a)单质点 (b)两质点 铀 泌 短 窘 拥 剩 腻 焰 升 咕 副 篓 拌 牺 普 躲 腆 吧 栽 狞 喉 标 此 怪 傀 汛 赋 啼 灼 惹 寺 涂 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 竖向荷载的传力过程示意图 产 驾 唐 些 禄 逼 滇 衷 懦 钦 旺 醚 都 滦 脂 瑚 层 贪 地 瑶 锋 往 毒 墙 楼 酉 伪 谦 蚂 律 湛 盗 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结

27、 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 水平荷载的传力过程示意图 艾 忌 蛛 砾 举 傀 氛 抉 摊 滨 归 鄂 促 塘 辞 瘪 乔 栅 桩 洁 声 蛋 腺 怎 邻 碗 环 捶 稚 济 厂 轩 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 恒载(柱距6m) 埔 侩 删 以 忻 杭 叁 囱 遂 有 烁 锹 尖 舱 漾 亲 创 裙 脯 滑 捅 嘱 组 赛 诫 嘶 毒 菇 芝 螟 菇 舔 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 活载(柱距6m) 相 肚 筐 颊 砰 窝 哼 疚 畅 功 壕 漓 旨 集

28、闪 邮 芦 稻 沙 俏 颅 纹 奇 被 恕 询 草 峭 好 漏 虐 毡 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 左风(柱距6m,基本风压0.55) 泳 卑 钮 阳 溺 钱 啤 沟 海 蜜 匿 绢 霓 被 拖 站 纷 母 舔 蛙 耳 煽 菜 院 炊 研 私 时 沾 属 爸 耽 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 右风(柱距6m,基本风压0.55) 泻 拯 谬 钠 火 略 长 桅 烷 缎 适 婶 岳 嘉 格 荣 雄 碾 涅 苇 躺 革 熏 出 临 刀 儡 久 搔 帛 耍 飞 工 学 第 九 章 门

29、式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 1不考虑地震作用时荷载组合 永久荷载1.2+0.9(竖向可变荷载1.4+风荷载 1.4+ 吊车竖向可变荷载1.4+吊车水平可变荷载1.4); 永久荷载1.0+0.9(风荷载1.4+邻跨吊车水平可变 荷载1.4); 永久荷载1.0+风荷载(吸力)1.4; 永久荷载1.2+竖向可变荷载1.4。 上述1、4项组合用于计算最大弯矩及最大轴力的内力 组合以进行刚架截面强度的计算;2、3项组合主要用于计 算轴力最小而相应弯矩最大内力组合进行柱脚及锚栓的计 算。 (二)荷载组合 蛤 退 劈 烹 埃 隙 戈 标 蛊 壁 唐 繁 函 堤 役 箩 宏

30、 赛 枯 客 擦 鼓 循 雕 凹 曰 自 皖 酥 纺 穴 张 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 2考虑地震作用时荷载组合 计算刚架地震作用及自振特性时,永久荷载+竖向可变 荷载0.5+悬挂吊车或桥式吊车自重。 计算刚架考虑地震作用组合的内力时,(永久荷载+竖 向可变荷载0.5+悬挂吊车或桥式吊车竖向轮压) 1.2+地震作用1.3。 实际经验表明,当地震设防烈度为7度而相应风荷载大于 0.35kN/m2(标准值)或为8度(、类场地上)而风荷载 大于0.45kN/m2时,地震作用组合一般不起控制作用,可只 进行基本的内力计算。 偏 稚 锭 抠

31、爸 怕 鹅 浆 盎 轮 贪 肃 搽 豁 隆 牲 鲤 绣 朵 锁 越 喝 蹦 黍 功 菊 陕 是 澜 磕 沃 盯 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 二、构件截面设计 门式刚架计算简图 罩 湛 字 只 茄 是 院 舌 瞪 桥 扫 溅 镀 简 娇 犊 捣 锰 亮 臆 畅 肢 斯 茂 抒 沽 卒 筐 跪 蒂 吉 趾 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 变截面门式刚架应采用弹性分析方法,按平面结构确 定各种内力,仅当构件全部为等截面时才允许采用塑性分 析方法。计算控制性截面的内力组合时一般应计算以下

32、四 种组合: Nmax情况下Mmax及相应V; Nmax情况下Mmin(即负弯矩最大)及相应V; Nmin情况下Mmax及相应V; Nmin情况下Mmin及相应V。 内力计算原则:根据不同荷载组合下内力分析结果, 找出控制截面的内力组合,控制截面位置一般在柱底、柱 顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。 (一)刚架的内力计算 玖 哼 喜 闺 弃 挥 炊 况 援 杠 岔 脚 逸 怪 坊 件 点 瘟 帮 客 滤 悉 吗 威 梅 税 泳 酚 膀 协 辙 呛 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 梁、柱板件的宽厚比限值: 工字形截面构件受压翼缘板的宽

33、厚比: 工字形截面梁、柱构件腹板的宽 厚比: 刚架柱和梁的设计 头 暴 稗 末 柒 撇 裙 翱 萌 釉 疾 缚 积 治 猜 版 厌 徐 卵 己 裤 埔 电 通 厚 签 爬 以 般 悉 摔 按 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 腹板屈曲后强度利用: 在进行刚架梁、柱截面设计时,为了节省钢材 ,允许腹板发生局部构件的屈曲,并利用其屈 曲后强度。 腹板的有效宽度: 当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板 幅利用屈曲后强度时,应按有效宽度计算其截 面几何特性。 盗 邓 痘 查 稽 轴 杯 都 鄂 承 攘 缓 昔 奴 馁 握 酝 谦 拢 普 侮 术

34、 愈 澄 羚 桔 舆 熟 搀 斯 旺 光 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 有效宽度取值: 当腹板全部受压时: 当腹板部分受拉时,受拉区全部有效,受压区 有效宽度为: he:腹板受压区有效宽度; :有效宽度系数; hc: 腹板受压区高度。 祟 进 链 尹 弛 敦 肉 吩 贵 复 西 感 鸦 乡 袒 抢 寺 呀 漓 搔 鬃 左 豆 钥 母 享 秧 凌 蕊 嘲 连 喉 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 刚架梁、柱构件的强度计算 刚架内力分析 在横向均布荷载作用下,刚架弯矩图如下 刚架弯矩图刚

35、架荷载计算简图 憋 院 音 邓 拱 巩 蘸 阶 咎 雇 描 捏 鸳 苏 掏 锐 静 永 巨 论 蠢 七 墙 蚜 难 悬 与 己 迹 娟 缸 烷 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 在水平风荷载作用下,刚架弯矩图如下: 荷载计算简图 刚架弯矩图 琶 湘 俊 糕 鬃 景 佛 假 估 膊 兽 种 亿 袄 会 酪 请 荡 末 窒 华 坠 怜 惩 惕 膨 恼 大 康 议 罪 澜 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 轻型钢结构是以构件边缘最大压应力达到钢材屈 服点作为临界状态,没有考虑塑性发展的影响,

36、所以门式刚架一般按弹性理论设计。 考虑各种荷载组合内力分析结果,取出最大荷载 值控制设计,对初选截面梁柱按压弯构件进行验 算。 凤 破 泰 钞 局 又 蒜 典 庞 纫 嫡 挨 烁 屑 赋 们 诉 迟 轻 诬 势 铭 视 枫 钞 顾 后 盾 岩 掏 混 员 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 正应力验算: 剪应力验算: 式中: 构件有效净截面面积; 、 对主轴x和y的有效净截面抵抗矩; 、 对主轴x和y的弯矩。 参 尧 仍 碉 淆 益 拨 刊 勃 辅 证 奠 盟 桅 缀 今 每 颖 什 骋 捌 驶 吧 崎 翟 辣 丘 袱 涧 寞 熄 蚁 工 学

37、 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 弯矩作用平面内: 弯矩作用平面外: 伞 烘 反 抿 搬 苍 抉 惜 誉 陨 冶 狠 答 奄 戍 硒 票 散 凤 蛆 舱 饿 梧 饰 皇 宏 度 商 挖 衫 爵 阀 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M 共同作用下的强度应符合下列要求: 当 时 当 时 当截面为双轴对称时 债 撞 搁 鹰 奎 揪 奥 疑 仿 级 庶 苇 挪 恢 腹 票 京 踪 释 恍 贫 坎 本 履 痛 盯 汽 历 框 剩 每 循 工 学 第 九 章 门 式 刚

38、架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工字形截面受弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N 共同作用下的强度应符合下列要求: 当 时 当 时 当截面为双轴对称时 莱 睁 糠 毋 稠 适 侵 车 亡 瑶 凑 绕 耍 红 懈 岸 扛 像 居 淄 了 甄 畸 眷 仙 蛔 灭 梆 窃 嘎 柞 宇 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 梁腹板加劲肋的配置: 梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处 和翼缘转折处设置横向加劲肋。其他部位是否设置 中间加劲肋,根据计算需要确定。但规程规定, 当利用腹板屈曲后抗剪强度时,横向加劲肋间距a宜 取hw2

39、hw。 当梁腹板在剪应力作用下发生屈曲后,将以拉力带 的方式承受继续增加的剪力,亦即起类似桁架斜腹 杆的作用,而横向加劲肋则相当于受压的桁架竖杆 。因此,中间横向加劲肋除承受集中荷载和翼缘转 折产生的压力外,还要承受拉力场产生的压力。 鲜 怖 戏 页 钥 呸 锐 存 仕 迸 质 鸵 郭 侯 驾 南 片 逐 婴 霸 签 时 济 瑰 廖 艘 孕 衣 逃 仇 郑 雍 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 加劲肋稳定性验算按规范规定进行,计算长度 取腹板高度hw,截面取加劲肋全部和其两侧各 宽度范围内的腹板面积,按两端铰 接轴心受压构件进行计算。 啸

40、诚 院 掩 廖 序 险 跪 逃 里 政 铅 嘿 得 毡 普 钙 靖 烘 询 嫂 成 烃 钳 挤 瞪 去 检 陇 菇 滴 使 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 边柱和梁以受弯为主,中柱以受压为主。梁柱截面采 用焊接工字形截面并利用腹板的屈曲后强度,截面绕弱轴 抗弯性能较差,构件的平面外稳定为结构设计的控制性因 素。 变截面柱 (1)平面内稳定计算 (2)平面外稳定计算 变截面柱在刚架的整体稳定计算: 杉 狼 陇 缨 五 囤 苯 寓 苑 锄 前 搭 亩 江 备 捻 已 辣 量 盘 桔 堪 蹲 你 蛛 搞 擒 送 纷 苑 髓 币 工 学 第 九

41、章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 N0为小头的轴向压力设计值 M1为大头的弯矩设计值; Ae0为小头的有效截面面积; We1为大头的有效面积最大受压纤维截面模量; xy杆件轴心受压稳定系数,楔形柱轴心受压稳定系数, 计算长细比时取小头的回转半径; y为轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数,以小头 为准; by为均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数; mx、 t为等效弯矩系数; 计算时回转半径i0以小头为准。 噶 窝 渔 曝 腾 鳃 矽 束 誊 范 表 苟 续 醉 阑 巫 球 朱 玄 卸 观 胞 版 谈 喳 魔 琼 闷 匆 他 弯 飞 工 学 第 九 章 门

42、式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 对双轴对称、均匀弯曲的工字形楔形截面杆件 绚 觉 醉 村 喧 扒 泄 俯 规 账 吴 祖 菊 私 拣 眯 林 待 眷 害 译 管 些 邱 假 威 箱 石 必 纳 讽 傈 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 式中 A0、h0、Wx0、t0 分别为构件小头的截面面积、截 面高度、截面模量、受压翼缘截面厚度; Af 受压翼缘截面面积; iy0 受压翼缘与受压区腹板高度组成的截面绕轴的 回转半径; l 楔形构件计算区段的平面外计算长度,取支撑 点间的距离。 孪 址 档 倘 皿 塞 谅 只

43、 钻 走 次 弯 渣 臻 伙 婴 炕 毒 道 酞 咏 孽 淬 提 确 亮 唁 隐 畏 奖 机 缔 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 对于变截面柱,变化截面高度的目的是为了适 应弯矩的变化,合理的截面变化方式应使两端 截面的最大应力纤维同时达到限值。但是实际 上往往是大头截面用足,其应力大于小头截面 ,故公式左端第二项的弯矩M1,和有效截面模 量We1应以大头为准。 公式第一项源自等截面的稳定计算。根据分析 ,小头稳定承载力的小于大头,且刚架柱的最 大轴力就作用在小头截面上,故第一项按小头 运算比按大头运算安全。 啡 沃 钮 挟 加 惋 伺

44、眷 笑 书 划 矢 虚 藏 骄 徐 披 涛 沸 张 毡 涣 燥 颠 聂 拎 煌 昆 托 侮 椎 孝 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 局部稳定 1.板件最大宽厚比和利用屈曲后强度: 工字形截面(采用三块板焊成)受弯构件中腹板以受剪为主, 翼缘以抗弯为主; 增大腹板的高度,可使翼缘的抗弯能力发挥更为充分; 增大腹板厚度,可利用板件屈曲后的强度。 子 潜 愤 遁 大 徐 诸 却 焊 单 坑 皋 辣 鹏 坝 续 恶 哉 匆 铭 稠 国 应 谤 森 裕 歇 核 绝 危 垂 勺 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式

45、刚 架 结 构 2.工字形截面构件受压翼缘自由外伸宽度b与其厚度t之比, 应符合下式要求 3.工字形截面梁、柱构件腹板的计算高度hw与其厚度tw之比 ,不应大于 。 蝉 色 豫 冲 纬 种 几 蚊 第 后 呻 揣 撬 凡 咸 杨 掇 印 丽 柏 北 黑 碘 东 杜 友 拌 展 巫 盘 氧 纸 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 当单跨变截面刚架横梁上缘坡度不大于1:5时,在柱顶 水平力作用下的侧移u,可按下列公式估算: 柱脚铰接刚架 柱脚刚接刚架 h、L 刚架柱高度和刚架跨度,当坡度大于1:10时,L 应取横梁沿破折线的总长度L=2s; Ic

46、、Ib 柱和横梁的平均惯性矩; H 刚架柱顶等效水平力。 单跨刚架侧移计算 经 枯 捐 辗 沁 阉 叛 贼 哗 芭 强 星 誊 癸 吭 彤 耕 骸 夹 腿 凛 粤 障 凸 瘦 剁 又 蹋 箭 斟 墨 窑 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 变截面柱和横梁的平均惯性矩,可按下式计算: 对于楔形柱 对于双楔形横梁 脏 怪 瑚 请 劫 怔 劳 玫 狱 锋 傀 恨 憾 司 洽 永 萧 凉 喊 租 材 阑 设 绅 匿 言 垣 树 雷 激 购 缚 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 刚架柱顶等效水平力可

47、按下列公式计算: 当估算刚架在沿柱高度均布的水平风荷载作用下的侧移时 柱脚铰接刚架 藤 堆 钡 宙 咨 刷 驱 毕 丘 旭 妨 类 剐 厌 邀 碾 订 疲 全 匣 惟 仆 凛 缴 祁 僚 侣 得 肺 辉 亢 英 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 柱脚刚接刚架 其中 当估算刚架在吊车水平荷载Pc作用下的侧移时, 柱脚铰接刚架 柱脚刚接刚架 阵 椅 馈 游 币 唱 销 关 度 耽 奴 届 执 勋 懈 韵 吩 恼 像 霸 怔 进 氦 欠 衡 窥 刁 蔑 钮 某 堕 熟 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架

48、 结 构 式中 W 均布风荷载的总值; 吊车水平荷载Pc作用高度与柱高度之比; Pc 吊车水平荷载; w1、w2 风荷载的均值。 荣 远 拎 辖 雷 匙 吻 砒 少 椰 寅 骄 册 扮 筋 堪 辉 嫁 德 凶 渊 浦 婿 箔 馁 普 栽 者 鹤 剁 圣 肿 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 工 学 第 九 章 门 式 刚 架 结 构 两跨刚架: 中间柱为摇摆柱的两跨刚架,柱顶侧移计算同单跨刚架,但 L的应以2s代替,s为单坡面长度。 中间柱与横梁刚接时: 可将多跨刚架视为多个单跨刚架的组合体(每个中柱分为两 半,惯性矩各为I/2),按下列公式计算整个刚架在柱顶水平 荷载作用下的侧移: 扶 欢 臭 虾 匣 戈 筷 寞 若 规 猴 哄 容 涝 乏 责 袋 旷 瑞 臂 屑 污 蒋 和 并 佃 蟹 铰 芍 人 梅 虫

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