文档介绍：1 荷载及荷载组合
2 刚架的内力和侧移计算
3 刚架柱和梁的设计
刚架设计
永久荷载:包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载。如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
可变荷载:屋面活荷载、屋面雪荷载和积灰荷载
吊车荷载、地震作用、风荷载。
1荷载及荷载组合
上述各项数值的确定均应按《建筑结构荷载规范》
GB5009的规定采用。
荷载组合原则:
屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中的较大值;
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;
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;
多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定;
当需要考虑地震作用时,风荷载不与地震作用同时考虑。
在进行刚架内力分析时,荷载效应组合主要有:
组合(1):
×永久荷载+××[积灰荷载+max{屋面均布活荷载、雪荷载}]+××(风荷载+吊车竖向及水平荷载)
组合(2):
×永久荷载+×风荷载
组合(1)-用于截面强度和构件稳定性计算,
组合(2)-用于锚栓抗拉计算。
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。
控制截面的内力组合主要有:
最大轴压力Nmax和同时出现的M 及V 的较大值。
最大弯矩Mmax和同时出现的V 及N 的较大值。
最小轴压力Nmin和相应的M 及V,出现在永久荷载和风荷载共同作用下,当柱脚铰接时 M =0。
2 刚架内力和侧移计算
侧移计算原则:
变截面门式刚架柱顶侧移应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
,一般和内力分析一样上机计算。
如果最后验算时刚架的侧移不满足要求,即需要采用下列措施之一进行调整:
放大柱或梁的截面尺寸;
改铰接柱脚为刚接柱脚;
把多跨框架中的摇摆柱改为上端和梁刚接的节点连接形式。
《规程》给出柱顶侧移的简化公式,可以在初选
截面时估算侧移刚度,以免因刚度不足而需要重新
调整构件截面。
梁、柱板件的宽厚比限值:
工字形截面构件受压翼缘板的宽厚比:
工字形截面梁、柱构件腹板的宽厚比:
3 刚架柱和梁的设计
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件利用屈曲后强度时,应按有效宽度计算其截面几何特性。
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;
ρ:有效宽度系数, 按教材P70公式2-6确定;
hc: 腹板受压区高度。
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
刚架荷载计算简图