第七章 轻型门式刚架结构设计.pdf

第七章轻型门式刚架结构设I百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y本章内容第一节 结构形式和布置第二节檀条设计第三节结构设计弟节围护结构第五节设计实例高年电解TONGJI UNIVERSri-Y学习目标了解轻型门式刚架的特点、应用现状和发展前景，熟悉门式刚架的 结构体系、维护结构及设计方法。学习难点理解轻型钢结构和普通钢结构的区别。第一节结构形式和布置 百曲僮一、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，柱脚与基础宜采用较接；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 米用刚接；(3)构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形薄壁型钢做檀条、墙梁，以彩钢板或夹芯板 做屋面、墙面。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y门式刚架结构示意高年电解TONGJI UNIVERSri-Y仁高年电解TONGJI UNIVERSri-Y（二）适用范围跨度936m、柱距6m9 m、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洁美观。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y屋架结构百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y二、结构形式与布置（-）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。WT/V7/W7/（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）单坡刚架百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y2.门式刚架的尺寸跨度：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4.59 m；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4.59 m之间。檐口高度：地坪至房屋外侧檀条上缘的高度；最大高度：地坪至房屋顶部橡条上缘的高度；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。百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y3.结构布置(1)温度区段布置(2)伸缩缝设置可通过设置双柱，或搭接楝条及吊车梁的螺拴连接处 采用长圆孔进行调节。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较接采暖和非采暖 地区房屋220120150热车间和采暖 地区非采暖房屋180120125露天结构120百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y4.实腹屋面梁和托梁(1)实腹屋面梁实腹屋窗梁结构体系是在钢筋混凝土结构上用钢梁、楝条、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。实腹梁钢屋架形式高年电解TONGJI UNIVERSri-Y（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 布置托梁以支承已抽位置上的中间根刚架上的斜梁。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。k bo托梁的形式和尺寸百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y三、支撑体系布置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，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 t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；高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(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，沿每一纵向柱列均应设置柱间垂 直支撑。柱间支撑布置百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y2.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；(a)(b)屋面水平支撑布置高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(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)刚性系杆可由楝条兼作，此时楝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。百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y3隅撑布置为保证刚架梁下翼缘和柱内翼缘的平面外稳定性，可在梁 与楝条或柱与墙梁之间增设隅撑。隅撑应按轴心受压构件设计，轴压力按下式计算高年电解TONGJI UNIVERSri-YN=*60 cos 0 V 235实腹式横梁被支承翼缘的截面面积;实腹式横梁钢材的强度设计值；实腹式横梁钢材的屈服强度；隅撑与檀条轴线间的夹角。第二节橡条设计百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y楝托 楝条钟报百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y一、楝条布置和连接(-)截面形式楝条一般设计成单跨简支构件，有实腹式和桁架式两大 类，实腹式楝条也可以设计成连续构件。(a)(b)(c)(d)(e)(f)实腹式楝条高年电解TONGJI UNIVERSri-Y桁架式楝条高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(二)布置和连接(1)楝条承受弯曲和扭转的共同作用；(2)C形和Z形楝条，宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方 向；(3)屋脊檀条应采用双楝条方案，并应在高度1/3处用圆钢 或钢管相互拉结；(4)楝条跨度由主刚架柱距决定；(5)楝条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、屋面材料、楝条规格等因素，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，楝条布置应做局部 调整。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(三)连接(1)楝条可设计为单跨简支构件或连续构件；(2)简支楝条和连续楝条一般通过搭接方式不同实现。连续C形楝条可通过采用稍大一点足够长的C形槽钢套在屋面 楝条外后用螺栓锁紧实现，直卷边或带斜卷边的Z形连续楝条 可采用叠置搭接来实现。(a)钢板楝托(b)角钢楝托楝条连接构造百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y（四）拉条与撑杆拉条（图（a）（c）和撑杆（图（d）是提高 楝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，将楝条沿屋面坡度方向 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。苍年称TONGJI UNIVERSri-Y楝条间距圆钢(a)直拉条赳叵课BI楝条间距圆管圆钢(C)剪刀拉条(d)撑杆高年电解TONGJI UNIVERSri-Y拉条和撑杆的布置原则：（1）当檀条跨度/w4m时，可按计算要求确定是否需要 设置拉条；（2）当屋面坡度1三1/10或楝条跨度/4m时，应在橡条 跨中受压翼缘设置一道拉条；当跨度大于6m时，宜在橡条 三分点处各设一道拉条（图3T3）；高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(3)当屋盖有天窗时，应在天窗两侧楝条之间设置 斜拉条和直撑杆；撑杆处应同时设置斜拉条，将楝条 沿屋面坡度方向的分力传到钢梁或钢柱上。(4)拉条一般设置在离楝条上翼缘1/3高度处，当楝条 在风吸力作用下，受力反号且平面外稳定不满足要求时，宜在楝条的上下翼缘1/3腹板高度处设剪刀式拉条。百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y二、楝条计算(-)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 楝条自重；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，楝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。采用双模条兼做刚性系杆时，应考虑楝条作为纵向支撑 体系的一部分而产生的轴向附加内力；对设有隅撑的楝 条，尚应考虑作为刚架梁受压翼缘侧向支承产生的附加 轴力和弯矩。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y3.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楝条自重以外 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。百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y(二)计算y(a)C型截面(b)Z型截面楝条计算示意图高年电解TONGJI UNIVERSri-Y1.内力分析垂直于主轴X和y的分荷载按下式计算:px=psina0Py=P cos a。式中p樵条竖向荷载设计值；%7；与主轴y的夹角：对C形、槽形和工字型截面 aqa,二为屋面坡角；对Z形截面6z0=0-a;0为主轴x与平行于屋面轴修的夹角。苞年电称TONGJ!UNIVERSH-Y）=+匕4/忆%M、My刚度最大主平面（由外引起）的弯矩和刚度 最小主平面（由区引起）的弯矩；Wenx W-对主轴x、y的有效净截面模量；及、%截面塑性发展系数；/一钢材的强度设计值。百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y3.稳定计算(1)当屋面能阻止楝条侧向失稳和扭转时，可不计算楝 条的整体稳定性。(2)当逢面不能阻止楝条侧向失稳和扭转时，可按下式 计算楝条的稳定性-十 忆、Wey 对主轴x、y的毛截面模量;(pbx 受弯构件绕强轴的整体稳定性；f钢材的强度设计值。百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y4.变形计算两端简支楝条的挠度验算公式为5Pkyl r I w=-v384 EI JC4一截面对主轴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-沿丁轴荷载的标准值。第三节刚架设计一、荷载及荷载组合(-)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、风荷载、悬挂或桥式吊车荷载o，仍 m.i.一般采用基底剪力法，对无吊 如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。.房(a)单质点(b)两质点高年电解TONGJI UNIVERSri-Y竖向荷载的传力过程示意图高年电解TONGJI UNIVERSri-Y水平荷载的传力过程示意图高年电解TONGJI UNIVERSri-Yy777y777恒载（柱距6m）高年电解TONGJI UNIVERSri-Yy777活载（柱距6m）高年电解TONGJI UNIVERSri-Y左风（柱距6m,基本风压0.55）高年电解TONGJI UNIVERSri-Y右风（柱距6m,基本风压0.55）百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y（二）荷载组合1.不考虑地震作用时荷载组合 永久荷载XL2+0.9（竖向可变荷载XL 4+风荷载 X1.4+吊车竖向可变荷载XL 4+吊车水平可变荷载XL 4）；永久荷载X1.0+0.9（风荷载XL 4+邻跨吊车水平可变 荷载X 1.4）；永久荷载XLO+风荷载（吸力）X1.4；永久荷载XL 2+竖向可变荷载XL 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 舁。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y2.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X0.5+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X0.5+悬挂吊车或桥式吊车竖向轮压）XL 2+地震作用XL 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（I、II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。二、构件截面设计 百端箸*.L3F V 二、,TONG UNIVERSITY门式刚架计算简图百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y(-)刚架的内力计算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四 种组合：Mm情况下必办及相应修；情况下必就(即负弯矩最大)及相应兀青况下林公及相应兀N加情况下心山及相应兀内力计算原则：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。（二）构件的稳定设计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O1.变截面柱（1）平面内稳定计算（2）平面外稳定计算高年电解TONGJI UNIVERSri-YN0为小头的轴向压力设计值M为大头的弯矩设计值；40-为小头的有效截面面积；wel为大头的有效面积最大受压纤维截面模量；(pxy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；%为轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小头 为准；(phy为均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数；pmx.A为等效弯矩系数；N0 计算九时回转半径电以小头为准。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y对双轴对称、均匀弯曲的工字形楔形截面杆件c 4320 4%2,。、2/235外F(74=1+0.023 娼也小,坟=1+0.00385 y高年电解TONGJI UNIVERSri-Y式中4p ho、眩0、力 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；iyO受压翼缘与受压区腹板高度组成的截面绕轴的 回转半径；I 楔形构件计算区段的平面外计算长度，取支撑点间的距离。百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y2.水平横梁（1）水平横梁可不考虑轴力的影响，只需按截面受弯构件进 行验算，一般应验算强度、整体稳定、局部稳定和挠度。（2）等截面折线型横梁，坡度不大于1/3时，可不考虑横梁 内轴力的影响，仅需按受压、受弯构件进行验算；当坡度大 于1/3时，应按压弯构件进行验算。（3）横梁不需计算整体稳定的侧向支承点间最大长度，可取 横梁上下翼缘宽度的16底沅 倍。当横梁上翼缘承受集中荷羲处不设横向加劲肋时，除按 下式验算该处的折算应力外+O叽+31 4气腹板计算边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y尚应满足下列要求2 ff 235 fyam=1.5-M/(Wef)式中F一 上翼缘所受的集中荷载；tr tw横梁翼缘和腹板的厚度；陶参数，照孔。，在横梁负弯矩区取零;M-集中荷载作用处的弯矩；We有效截面最大受压纤维的截面模量。苞年电称TONGJI UNIVERSHY3 变截面刚架斜梁实腹式斜梁在平面内按压弯构件计算强度，在平面外按压弯构件计算稳定；(2)实腹式刚架横梁的平面外计算长度，应取侧向支承点 间的距离；(3)当横梁两翼缘侧向支承点间的距离不等时，应取最大 受压翼缘侧向支承点间的距离。(4)当实腹式刚架横梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘 的两侧布置隅撑作为横梁的侧向支承，隅撑的另一端连接在 楝条上。百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y（三）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。苞年电称TONGJI UNIVERSH-Y2.工字形截面构件受压翼缘自由外伸宽度6与其厚度/之比，应符合下式要求b/t 13（钢结构设计规范）blt w(0.5a+ew)f(3)两边支承类端板当端板外伸时(-Vewb+2ef(ef+0)/端板支承条件当端板平齐时、t I 12%晨明Vewb+4ef(ef+ew)f高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(4)三边支承类端板一席(2%)+4弓/Nt-个高强螺栓的受拉承载力设计值；.、ef-分别为螺栓中心至腹板和翼缘板表面的距离;b、bs螺栓的间距；a分别为端板和加劲肋板的宽度；/一端板钢材的抗拉强度设计值。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y2.节点域剪应力验算门式疝藻镰与柱相交的节点域，应验算剪应力。M,、tc分别为节点域的宽度和厚度；db斜梁端部高度或节点域高度；M一节点承受的弯矩，对多跨刚架中间柱处，应取两侧斜 梁端弯矩的代数和或柱端弯矩；fv节点域钢材的抗剪强度设计值。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y3.端板螺栓处构件腹板强度验算当N”0.4尸时,I乙N当 M20.4月时，0.7活载+1.4风载；百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y（四）设计要求1.确定屋面结构布置（包括支撑体系布置）2.计算门式刚架内力和变形（1）确定梁、柱截面形式，并初步估截面尺寸（2）梁、柱线刚度计算及梁、柱计算长度确定（3）荷载计算（4）计算各工况下的内力、柱顶水平位移及横梁挠 度（5）荷载组合和内力组合（不考虑抗震情况）苞年电称TONGJ!UNIVERSH-Y（四）控制指标1.柱顶水平位移：77/602.横梁挠度：无吊顶Z/180有吊顶L1240（五）构件及连接节点设计1.柱脚设计2.梁、柱连接节点设计3.屋面梁拼接节点设计节点及单元编号图百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y设计中应注意的问题 刚架拼接点的设置（受运输长度限制）拼接处截面（两侧截面高度相等）梁柱截面宽度（柱宽度梁宽度）梁柱翼缘与腹板厚度 楝条截面形式（C型和Z型）屋面水平撑刚性：角钢；柔性：圆钢 刚性系杆（钢管）百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y三、荷载工况(a)恒载qD=0.25x6=1.5高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(b)活载qL=0.5x6=3高年电解TONGJI UNIVERSri-YEcol 丁风 左 cWNs/B 加 0苍年称TONGJI UNIVERSri-Y兀=2.145(d)右风百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y四、各工况内力(a)弯矩(b)剪力(c)车由力恒载作用下刚架内力图高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(c)车由力活载作用下刚架内力图高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(a)弯矩(b)剪力(c)车由力左风作用下刚架内力图百年同陷、TONGJI UNIVERSri-Y五、组合内力选取荷载组合1.2恒载+1.4活载对构件内力值进行验算。单元号轴线长度截面规格(mm)节点编号面积(mm2)绕2轴 惯性矩(x l04mm4)绕3轴 惯性矩(x l04mm4)弯矩(kN.m)剪力(kN)轴力(kN)6700H250-450 x200 x8x101584013346575039.6-96.627440133524664-270.039.6-80.48442H350-500 x200 x8x1027840133531386-270.0-75.6-48.736640133513959131.3-19.5-43.03618H350-500 x200 x8x1036640133513959131.3-19.5-43.047840133531386163.13.16-40.63618H350-500 x200 x8x1047840133531386163.1-3.16-40.656640133513959131.319.5-43.08442H350-500 x200 x8x1056640133513959131.319.5-43.067840133531386-270.075.6-48.76700H250-450 x200 x8x1067440133524664-270.0-39.6-80.475840133465750-39.6-96.6百年同陷JTONGJI UNIVERSri-Y六、构件截面验算(-)宽厚比验算按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程C EC S102：2002(以下 简称技术规程)第6.1.1条规定验算。翼缘板自由外伸宽厚比当产=9.6 155万=12.4,满足规程限值要求。腹板高厚比500-2x 10=60 250；77；=206,满足规程限值要求。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y柱腹板高度变化率(450-250)/8=25(mm/m)60mm/m,故腹板抗剪可以考虑屈曲后强度。柱腹板不设加劲肋，3=5.34,九二.4 53.75.37孤J235/-37 x.5.34 x/235/345 4=0,762 0,8，所以/；=小柱的抗剪承载力设计值为Vd=hwtwfv；高年电解TONGJI UNIVERSri-Y梁腹板高度变化率(500-350)/8=18.75(mm/m)0.8 2w=0.850 1.437J235/fy 37 x J5.34 x 个235/345所以/；=1-0.64(4-0.8)/0.968 fv梁的抗剪承载力设计值为嗫=0.968幻&/；;高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(二)号单元截面验算1 号节点端：M12=0kN.m,Ki2=39.6kN,N时二一9 6.6kN；2 号节点端:A G i=-270kN.m,%尸39.6kN,乂产一80.4kN；强度验算1号节点端有效宽度计算：柱下端弯矩为0,截面边缘正应力比值叩1.0,bI=N/=96.6x 1()3/5840=16.5(N/mm2),1616K o=/-=i-=4 o“7(l+)2+O.112(l-y0)2+(1+/)V22+2高年电解TONGJI UNIVERSri-Y因/,计算参数%可用/q=1.1x 16.5=18.15 N/mm?代替 fy,则h/1w/wp28.75-i=-/=0.143 0.8 28.1x 74x 7235/18.15所以有效宽度系数夕=1,即此时1号节点端截面全部有效,6=n/a v/=310 N/mm2匕2=39.6嗫=hj/=(250-2x 10)x 8x 125 x lO-3=230 kN1号节点端截面强度满足要求。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y2号节点端:cr1=N/A+M/We=80.4x 1()3/7440+270 x 106 x 225/24664 x lO4=217.9(N/mm2)cr2=NlA-M/We=80.4x103/7440-270 x 106 x 225/24664 x lO4=-196.3(N/mm2截面边缘正应力比值分=葭/、=-196.3/217.9=-0.9，16K=J-J(1+/?)2+O.112(1-/7)2+(1+/?)16/-=21.,(1 0.9)2+0.112(1+0.9)2+(1-0.9)yR q=1.1x 217.9=239.7 N/rW,贝U53.7528.lx J21.5 x J235/239.7=0.417 0.8高年电解TONGJI UNIVERSri-Y所以有效宽度系数夕=1,即此时2号节点端截面全部有效。-21=39.6 0.5嗫=0.5x(450-2x 10)x 8x 180 x lO-3=309.6=Me-NWe/A=(f-N/Ae)We=(310-80.4 x 103/7440)x 24664 x l04/225=327.9x lO6N.mmm21=270 kN.mMf=327.9 kN.m,故2节点截面强度满足要求。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y稳定验算(a)刚架柱平面内的整体稳定性验算根据技术规程第6.1.3条可求出楔形柱的计算长度系数。柱小头 惯性矩=6575 x lO4mm4,大头惯性矩的=24664 x lO4mm4；梁最小截面惯 性矩4。=13959 x io4mm40柱的线刚度 K=lc l=24664 X104/7000=35234 mm3d,500 d,500 11 土口%=一1=-1=0.428,匕=-1=-1=0.428,4=0.3,从规d。350 d。350程附录D图D.0.1-2插值得斜梁换算长度系数=0.55 o高年电解TONGJI UNIVERSri-Y梁的线刚度K2=IbolQWs)=13959 X 104/(2 x 0.55 x 12060)=10522 mm30=10522/35234=0.298，Ic 0/lci=0.267由规程表6.1.3查得以=1.254 o1.254 x6700=79，6575 x 10 75840NExOl.U23.142 x 2.06x l05 x 5840l.lx 792=17.27 x105No高年电将TONGJI UNIVERSri-Y所用钢材为Q345,故查钢结构设计规范G B50017-2003附 录表C-2时，长细比换算为79产=96 V235楔形柱平面内稳定验算：N。0 mxM、96.6x 103/、一 1%X。J N。1 0.581 x 58401-电 W,N XY,1 0.6852 292222 V 1.024 4.4x 250 345高年电解TONGJI UNIVERSri-Y按钢结构设计规范G B50017规定，用夕，刀代替外,0.282(p=1.07-=0.98 o丁 byNo BM 96.6x l03 0.946 x 270 x 106 Kl,2+口-=-+-=261 310 N/mm(pyAeQ(pb7WeX 0.714 x 5840 0.98 x 1096178高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(三)号单元截面验算2 号节点端：Mi2=-270.OkN.m,V12=-15.6kN,M2=48.7kN；3 号节点端：跖尸 13L3kN.m,匕尸-19.5kN,Mi=-43kN；强度验算2口 一H-J-XLU万点立而：%=NlA+M/We=48.7x103/7840+270 x 106 x 250/31386 x lO4=221.3(N/mm2)o-2=NlA-M/We=48.7x 1()3/7840-270 x 106 x 250/31386 x lO4=-200.8(N/mm2)高年电解TONGJI UNIVERSri-Y截面边缘正应力比值2/%=200.8/221.3=-0.907，_16_ _16_ J(l+)2+o 112(1-)2+(1+)7(1-0.907)2+0.112(1+0.907)2+(1-0.90力%=1.1x 221.3=243/N/rW,则h It 60X=-/:=-j/=0.46 0.828.235/；28.lx J22.4 x J235/243.4所以有效宽度系数夕=1,即此时2号节点端截面全部有效。高年电解TONGJI UNIVERSri-Yr23=75.6 0.5嗫=0.5 X(500-2 x 10)x 8x 180 x 10-3=345.6 kN=Me-NWe/Ae=f-N/Ae)We=(310-48.7 x l03/7840)x 31386 x l04/250=381.4x lO6N.mmm23=270 kN.m 0.644000 235 44000 235按钢结构设计规范G B50017规定，用瞑代替外，0.282(p=1.07-=0.763 of by4byN0/3tM 48.7x l03 1x 270 x l06 x 250 M/2+山=-+-=291 310 N/mm(PyAeo(PbyWei 0.681 x 7840 0.763 X 31386 x lO4高年电解TONGJI UNIVERSri-Y（四）节点验算2201-1梁柱连接节点螺栓布置高年电解TONGJI UNIVERSri-Y(1)梁柱连接节点螺栓强度验算梁柱节点采用10.9级M24摩擦型高强度螺栓连接，构件接触面 采用处理方法为喷砂，摩擦面抗滑移系数=0.5,每个高强螺栓的预 拉力为尸=225 kN,连接处内力设计值：M=-21Q.OkN.m,%-75.6kN,N=-48.7kNo螺栓承受的最大拉力Nti=270 x 0.3 竺=154.5 0.80=0.8x 225=180 kN,螺栓抗乂2 n 4x(0.32+0.192)8拉满足要求。高年电解TONGJI UNIVERSri-Y每个螺栓承受的剪力:Nv=岂2=9.45 N：=0.9几/P=101.25 kN,螺 n 8栓抗剪满足要求。最外排螺栓验算”+乂=*+3N：N；101.25 180=0.95 1满足要求。（2）端板厚度验算端板厚度取t=20mm,按两边支承端板外伸计算（根据规程7.2.9条规定）高年电解TONGJI UNIVERSri-Y%H._6x 50 x 50 x 154.5x 10-=19 3 mm,满足要求。ewb+2ef(ef+ew)f 50 x 220+2 x 50 x(50+50)x 295（3）节点域剪应力计算根据规程 7.2.10 条规定，r=270 x106=163.5 0.4P=908叫295.6xl03W W50 x8=239 310N/mm2,刚架梁腹板强度满足要求。