(22)--第三章第二讲钢结构设计.ppt

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1、3.3.23.3.2柱间支撑柱间支撑1.1.柱间支撑的作用柱间支撑的作用1 1）保证厂房结构的整体稳定和纵向刚度；保证厂房结构的整体稳定和纵向刚度；2 2）承受并传递纵向水平荷载；）承受并传递纵向水平荷载；上层柱间支撑承受厂房上下弦横向水平支撑传来的纵向风力；上层柱间支撑承受厂房上下弦横向水平支撑传来的纵向风力；下层柱间支撑承受纵向风力和吊车的纵向制动力；下层柱间支撑承受纵向风力和吊车的纵向制动力；当厂房位于地震区时，柱间支撑要承受纵向水平地震作用；当厂房位于地震区时，柱间支撑要承受纵向水平地震作用；并通过柱间支撑将上述纵向力传至基础。并通过柱间支撑将上述纵向力传至基础。3 3）在框架平面外为

2、厂房提供可靠的侧向支撑点，）在框架平面外为厂房提供可靠的侧向支撑点，减少厂房柱在框架平面外的计算长度。减少厂房柱在框架平面外的计算长度。2.2.柱间支撑的布置柱间支撑的布置图图3-15 3-15 柱间支撑布置柱间支撑布置厂房比较高且吊车吨位较小仅在中部布置支撑有利于减少温度应力1)1)每列柱都要设柱间支撑。每列柱都要设柱间支撑。2)2)多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间 支撑在同一柱间。支撑在同一柱间。3 3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以 减少纵向温度应力的影响。减少纵向温度应力的影响。

3、4 4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间 设置外设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。还应当在每个温度区段的两端设置。5 5）每列柱顶均要布置刚性系杆。）每列柱顶均要布置刚性系杆。3.3.柱间支撑的形式柱间支撑的形式下层柱间支撑下层柱间支撑4.4.支撑设计和构造支撑设计和构造图图3-17 3-17 柱间支撑在柱子截面中的位置柱间支撑在柱子截面中的位置上层柱间支撑上层柱间支撑 (a)(a)十字形；十字形；(b)(b)人字形；人字形；(c)K(c)K形；形；(d)(d)八字形；八字形；(e)V(e)V字形字形 3.4 3.4 厂房横向框架的计算

4、厂房横向框架的计算3.4.13.4.1荷载荷载图图3-183-18横向框架荷载计算简图横向框架荷载计算简图最大竖向压力：最大竖向压力：最小竖向压力：最小竖向压力：横向水平力：横向水平力：式中，式中，Pmax，Pmin吊车每个车轮的最大及最小轮吊车每个车轮的最大及最小轮 压；压；T1吊车每个车轮所传来的水平横向制动力吊车每个车轮所传来的水平横向制动力 y最不利车轮位置，各个车轮处的影响线最不利车轮位置，各个车轮处的影响线 纵坐标之和。纵坐标之和。作用在横向框架上的吊车荷载：作用在横向框架上的吊车荷载：3.4.23.4.2内力分析内力分析图图3-193-19横向框架计算简图横向框架计算简图l计算跨

5、度取上段柱轴线间距离，计算跨度取上段柱轴线间距离，l计算高度取柱脚底面至屋架下弦轴线间的距离，计算高度取柱脚底面至屋架下弦轴线间的距离，（屋架为上升式）（屋架为上升式）l柱脚底面至屋架端部高度形心处的距离。柱脚底面至屋架端部高度形心处的距离。（屋架为下降式）。（屋架为下降式）。屋架的等效惯性矩：屋架的等效惯性矩：式中，式中，A1、A2-屋架跨中上弦杆和下弦杆的截面积；屋架跨中上弦杆和下弦杆的截面积；y1、y2-屋架跨中上弦杆和下弦杆的截面形屋架跨中上弦杆和下弦杆的截面形 心至屋架中和轴的距离心至屋架中和轴的距离-考虑屋架高度变化和腹杆变形的修正系数，考虑屋架高度变化和腹杆变形的修正系数，屋架上

6、弦坡度1/81/101/121/150 0.650.70.750.80.9格构式柱的等效惯性矩：格构式柱的等效惯性矩：式中，式中，A1、A2分肢分肢1和分肢和分肢2的截面面积；的截面面积；x1、x2分肢分肢1的重心线和分肢的重心线和分肢2的重心线至中和轴的距离，的重心线至中和轴的距离，式中：式中：Mmax简支屋架跨中的最大弯矩；简支屋架跨中的最大弯矩；h屋架跨中上下弦杆轴线间的距离；屋架跨中上下弦杆轴线间的距离；f钢材的强度设计值。钢材的强度设计值。初选截面时屋架的惯性矩初选截面时屋架的惯性矩I I0 0可先近似地按简支屋架计算可先近似地按简支屋架计算:3.4.3内力组合内力组合内力分析方法：

7、力法、位移法、弯矩分配法，内力分析方法：力法、位移法、弯矩分配法，静力计算手册或图表静力计算手册或图表 内力组合：承载力极限状态和正常使用极限状态内力组合：承载力极限状态和正常使用极限状态 （1 1）框架柱最不利内力组合）框架柱最不利内力组合+Mmax及相应的及相应的N、V；-Mmax及相应的及相应的N、V；Nmax及相应的及相应的M、V；Nmin及相应的及相应的M、V；（2 2）屋架最不利内力组合）屋架最不利内力组合使屋架下弦产生最大压力，如图使屋架下弦产生最大压力，如图3-22(3-22(a a)所示；所示；使屋架上弦产生最大压力，如图使屋架上弦产生最大压力，如图3-22(3-22(b b

8、)所示；所示；使腹杆产生最大拉力，如图使腹杆产生最大拉力，如图3-22(3-22(c c)所示；所示；使腹杆产生最大压力，如图使腹杆产生最大压力，如图3-22(3-22(d d)所示；所示；图图3-22 3-22 屋架的不利组合屋架的不利组合3.53.5厂房柱设计厂房柱设计 3.5.13.5.1柱的截面形式和构造柱的截面形式和构造1.1.厂房柱截面形式厂房柱截面形式l实腹式柱：高度实腹式柱：高度10m,10m,吊车额定起重量吊车额定起重量20t20t。l阶梯形柱：上段柱：实腹式或格构式阶梯形柱：上段柱：实腹式或格构式,下段柱：缀条格构式。下段柱：缀条格构式。l分离式柱分离式柱:吊车肢吊车肢,屋

9、盖肢屋盖肢 两肢分别单独承担荷载两肢分别单独承担荷载,减小吊车肢减小吊车肢在框架在框架 平面内的计算长度。平面内的计算长度。高度不大高度不大,吊车额定起重量吊车额定起重量100t100t；高度较大高度较大,吊车额定起重量吊车额定起重量20t20t；格构式柱格构式柱分离式柱分离式柱屋盖肢屋盖肢吊车肢吊车肢 阶梯形下柱的常见截面形式：阶梯形下柱的常见截面形式：应用范围：应用范围：(a)阶形柱的上柱阶形柱的上柱 (b)Q较小的边柱列，较小的边柱列，(c)Q 50t的中柱列的中柱列 (d)Q 50t的中柱列的中柱列 (e)Q较大的边柱列较大的边柱列(f)特大型厂房的下柱特大型厂房的下柱纵向刚度：纵向刚度：柱间支撑柱间支撑 刚性系杆刚性系杆横向刚度：横向刚度：屋架与柱子刚性连接屋架与柱子刚性连接 柱子与基础刚性连接柱子与基础刚性连接 lA6-A8A6-A8级吊车的单跨厂房，要求纵横向刚度均较大。级吊车的单跨厂房，要求纵横向刚度均较大。横向加劲肋横向加劲肋纵向加劲肋纵向加劲肋横隔横隔图图3-25 3-25 柱身构造柱身构造2.2.柱身构造柱身构造