钢结构门式刚架结构设计.ppt

钢结构门式刚架结构设计
国家标准的制订情况
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》
1966年版本未颁布；
TJ18-75
GBJ18-87
GB50018-2002
《门式刚架轻型房屋钢9×( 风荷载＋吊车荷载）
组合(1)用于截面强度和构件稳定计算，(2)用于柱脚锚栓验算。起有利作用者不加，但要注意同时发生的荷载。
⑶ 地震作用组合，采用底部剪力法，按GB50011计算。
刚架内力和侧移计算
内力
变截面门式刚架：弹性分析方法
全部为等截面构件时：可采用塑性分析方法设计
取单榀刚架按平面结构分析内力，一般不考虑应力蒙皮效应，而把它当作安全储备。
计算内力时可采用有限元法（直接刚度法）。
分段等截面单元或楔形单元。
手算校核时，可将变截面构件折算为等截面构件
控制截面的内力组合（柱顶、底、牛腿处 ，梁端、跨中）
（1）对构件：最大压力Nmax和相应的M和V；
（2）对构件：最大弯矩Mmax和相应的N和V；
（3）对锚栓：最小压力Nmin和相应的M和V。
侧移计算
采用弹性分析方法确定，计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。
简化计算公式：参见CECS102
侧移限值
在风荷载标准值作用下的刚架柱顶侧向位移不应超过下列限值：
不设吊车：采用轻型钢板墙时为h/60，采用砌体墙时为h/100，h为柱高；
设有桥式吊车：吊车有驾驶室时为h/400，吊车由地面操作时为h/180。
不满足时可采取的措施
放大截面
修改柱脚约束
若有摇摆柱，上端改为刚接
受弯构件的挠度限值
门式刚架斜梁竖向挠度：（L为构件跨度）
仅支承压型钢板和檩条 L/180
尚有吊顶 L/240
有悬挂起重机 L/400
屋面坡度改变值：≤屋面坡度的1/3
檩条竖向挠度：
仅支承压型钢板 L/150
有吊顶 L/240
压型钢板竖向挠度：
承受活荷载或雪荷载 L/150
构件长细比要求
受压构件：主要构件[]≤180，
其它构件及支撑[]≤220；
受拉构件：承受静力荷载时，桁架构件[]≤350；
吊车梁以下柱间支撑[]≤300；
其它支撑[]≤400；
承受动力荷载时[]≤250。
张紧的圆钢或钢绞线：不限制
刚架柱、梁设计
梁、柱板件宽厚比和腹板屈曲后强度应用
(1) 梁柱板件宽厚比限值
梁柱的翼缘，不能发生局部失稳，要求受压翼缘：
对于梁柱的腹板:
腹板应按规程要求计算有效宽度。
截面尺寸
(2)腹板屈曲后强度利用
工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板高度变化不超过60mm/m时可考虑屈曲后强度（拉力场），其抗剪承载力设计值应按下列公式计算：
(3) 腹板的有效宽度(工字形截面腹板)
当腹板全部受压时, he=hw
当腹板部分受拉时，拉区全部有效，压区有效宽度为
he=hc
有效宽度分布
当腹板边缘最大应力1<f时，计算时可用R1代替式fy ，R为抗力分项系数，对Q235和Q345钢，R=。
当截面全部受压，即>0时
当截面部分受拉，即<0时
刚架梁、柱构件的强度计算
(1) 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
当V≤ 时
＜V≤Vd 时
当为双轴对称截面时
(2) 工字形截面压弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N共同作用下
当V≤ 时
＜V≤Vd 时
当为双轴对称截面时
梁腹板加劲