门式钢架抽柱设计方案PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
门式刚架抽柱设计方案
➢0. 引言 ➢1. 门式刚架抽柱钢结构技术概述
➢ 1.1 钢结构建筑在我国的发展情况ห้องสมุดไป่ตู้
2
➢1.2 门式刚架轻钢抽柱房屋的技术特点
➢ 1.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构组成
➢ （1）主刚架系统：梁和柱+支撑
➢
吊车梁系统：吊车梁+制动结构
➢ （2）次结构系统：檩条和墙梁+拉条
➢ （3）围护结构：屋面板和墙面板+各种泛水、 包边板
21
➢ (3) 压弯构件的稳定计算：
➢ ◆平面内: N xAe
N ➢ ◆平面外： y A e
mxM x
f
xWex
(1
0.8
N Nex
)
tx M x f
bW ex
➢ ◆大头与小头问题，除Mx 和Wex 用大头外，其余的计
算全部按小头(包括 b)；
➢ 问：屋面斜梁需要计算平面内稳定吗？
22
➢ 2.4 局部稳定设计概念
➢ 2.4.1 局部失稳的物理意义
板的弹性屈曲应力：
cr
K 2E 12(12)
t b
2
板的弹塑性屈曲应力：
cr
K2E 12(12)
t
2
b
K :屈曲系数 ：考虑残余应力后的弹性嵌固系数
：弹性模量修正系数：=0.1013（2 1-0.02482 fy/E）fy/E 1.0 对于轴心受压构件：翼缘K 0.425，腹板K 4， =1.3
cr fy 即可推导出宽厚比的限值
23
➢ 2.4.2 提高局部稳定的办法 ➢ (1) 减小高厚比，宽厚比：加厚板件用钢量增加； ➢ (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况？ ➢ (3) 设纵向加劲肋：针对什么情况？
24
➢ 2.4.3 局部稳定计算
➢ ◆构造措施与计算结合
hw 80 235
tw
fy
3
4
➢ 1.2.2 主刚架系统：
➢ （1）平面受力体系，仅承受平面内各种荷载， ➢ （2）支撑体系解决刚架平面外的荷载及刚度 ➢ （3）主刚架支承次结构传来的荷载，但同时次结构反
过来对主刚架提供侧向支撑作用以解决其稳定问题。 ➢ ◆传力路径分析：山墙上的风荷载是如何传递的？
5
➢ 1. 2. 3 次结构系统
➢ （2）根据以下原则确定柱底是刚接或铰接 ➢ ● 吊车吨位是否超过5吨 ➢ ● 檐口高度是否超过10m ➢ ● 是否有夹层
30
➢ 3.2 主刚架设计
➢ 3.2.1 主刚架斜梁的平面外计算长度
➢ （1）按隅撑作为斜梁平面外支撑点存在的问题 （相对刚度问题）：
31
32
➢ ◆CECS102的规定:隅撑的间距作为受压翼缘平 面外的计算长度 ◆隅撑-檩条体系的临界弯矩《钢结构平面外稳定》
16
➢ ◆侧向支撑需满足刚度条件：弹性支座刚 度
17
• 2.3.3. 整体稳定计算要点
• (1) 稳定曲线的意义 • ◆稳定系数的概念：
• 稳定系数与长细比λ有一一对应关系。
M wxx cr
cr.f
f
.f
Mx f Wx
18
σ
19
• (2) 计算稳定的关键是解决计算长度问题
• ◆对于杆件系统，基本以支撑节点间距作为计算长度； • ◆对于刚架系统，判断有无侧移非常重要：强支撑（无
➢ 这三大结构系统组成一个完整的全钢结构体系， 它们之间的相互支持、约束关系，使得这种结构体 系可以得到非常经济合理的结构形式，得到极为广 泛的应用。
7
➢ 1.2.5 与普通钢结构相比的技术特点：
➢ （1）结构自重轻，上拨风吸力大于屋盖自重，需 考虑风吸力作用下的工况
➢ （2）地震力一般不控制设计，使结构能够做得轻 巧细长
➢ 次结构指屋面檩条和墙梁，它们支承围护板传来 的荷载，但同时围护板反过来对次结构提供侧向 支撑作用以提高其稳定；次结构受主刚架支承， 但同时对主刚架提供侧向支撑作用解决其稳定问 题。
6
➢ 1. 2. 4 围护板系统
➢ 围护板承受风、雨、雪、施工等荷载，受到次结 构支承，但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。
作级别吊车或5t悬挂吊起重机（3t）; ➢ 4、刚架单跨跨度不大于36m，檐口高度不大于
18m，柱距不大于12m; ➢ 5、门式刚架房屋的外墙也可以为砌体，相关要求
见CECS102 第4.4.3条 ➢ 6、由于构件截面较薄，不适于有强侵蚀介质的环
境。
10
2.2 强度设计概念
➢ （1）线弹性理论概念 ➢ （2）钢材弹塑性的重要性 ➢ （3）动荷载作用下的疲劳强度
b 15 235
tf
fy
➢ 问：如何理解开根号的意义？用Q235 的钢材能否用 Q345替换？
25
• ◆局部稳定曲线
τσ
26
2.4.4 屈曲后强度利用：
(1)全张拉应力场 ◆利用加劲肋和梁翼缘的刚度
27
➢ （2） 有效截面设计方法
28
➢ 2.5 刚度条件设计概念
➢ 2.5.1 为使用状况考虑的刚度条件 ➢ ◆控制构件的变形注意用钢量问题
侧移）、弱支撑、无支撑（有侧移）； • 《钢结构设计规范》附录D
20
●计算长度是一个相对的概念：当某柱轴压力大，受 到无轴压力的柱子支持时，稳定性增加，意味计算 长度要减少；反之，无轴压力的柱子支持其他有轴 压力柱子时，稳定性减少，意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下《钢规》与《门规》的计算长度 区别；
➢ 2.5.2 为稳定考虑的刚度条件：
➢ （1）整体刚架：P-Δ效应问题； ➢ (2) 支撑的刚度：保证对被支撑构件提供稳定 ➢ （3）构件刚度：关于控制压杆的长细比问题
29
➢3. 门式刚架轻钢结构实用设计 ➢ 方法及其问题讨论
➢3.1 初步确定设计方案
➢ （1）根据建筑设计图确定柱网布置：跨度、柱 距和建筑高度。
➢ （3）围护板之蒙皮效应作用，使结构具有良好的 空间效果
8
图1.蒙皮效应可传递水平力
9
➢2. 门式刚架轻钢抽柱结构设计基本 理念
➢ 2.1门式刚架的使用范围： ➢ 1、主要承重结构：单跨或多跨实腹门式刚架； ➢ 2、具有轻型屋盖和轻型外墙； ➢ 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工
11
➢ 2.3 构件整体稳定设计概念
➢ 2.3.1 弯扭失稳的物理意义
P
φ ΔX
梁的侧向弯扭失稳
12
➢ 2.3.2 提高构件整体稳定的措施
13
➢ (1) 加宽受压翼缘
14
(2) 加侧向支撑
➢
隅撑约束下翼缘防止侧向弯扭失稳
15
• ◆侧向支撑需满足受力条件（包括稳定条件）：
P N Ac f 60 60
➢0. 引言 ➢1. 门式刚架抽柱钢结构技术概述
➢ 1.1 钢结构建筑在我国的发展情况ห้องสมุดไป่ตู้
2
➢1.2 门式刚架轻钢抽柱房屋的技术特点
➢ 1.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构组成
➢ （1）主刚架系统：梁和柱+支撑
➢
吊车梁系统：吊车梁+制动结构
➢ （2）次结构系统：檩条和墙梁+拉条
➢ （3）围护结构：屋面板和墙面板+各种泛水、 包边板
21
➢ (3) 压弯构件的稳定计算：
➢ ◆平面内: N xAe
N ➢ ◆平面外： y A e
mxM x
f
xWex
(1
0.8
N Nex
)
tx M x f
bW ex
➢ ◆大头与小头问题，除Mx 和Wex 用大头外，其余的计
算全部按小头(包括 b)；
➢ 问：屋面斜梁需要计算平面内稳定吗？
22
➢ 2.4 局部稳定设计概念
➢ 2.4.1 局部失稳的物理意义
板的弹性屈曲应力：
cr
K 2E 12(12)
t b
2
板的弹塑性屈曲应力：
cr
K2E 12(12)
t
2
b
K :屈曲系数 ：考虑残余应力后的弹性嵌固系数
：弹性模量修正系数：=0.1013（2 1-0.02482 fy/E）fy/E 1.0 对于轴心受压构件：翼缘K 0.425，腹板K 4， =1.3
cr fy 即可推导出宽厚比的限值
23
➢ 2.4.2 提高局部稳定的办法 ➢ (1) 减小高厚比，宽厚比：加厚板件用钢量增加； ➢ (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况？ ➢ (3) 设纵向加劲肋：针对什么情况？
24
➢ 2.4.3 局部稳定计算
➢ ◆构造措施与计算结合
hw 80 235
tw
fy
3
4
➢ 1.2.2 主刚架系统：
➢ （1）平面受力体系，仅承受平面内各种荷载， ➢ （2）支撑体系解决刚架平面外的荷载及刚度 ➢ （3）主刚架支承次结构传来的荷载，但同时次结构反
过来对主刚架提供侧向支撑作用以解决其稳定问题。 ➢ ◆传力路径分析：山墙上的风荷载是如何传递的？
5
➢ 1. 2. 3 次结构系统
➢ （2）根据以下原则确定柱底是刚接或铰接 ➢ ● 吊车吨位是否超过5吨 ➢ ● 檐口高度是否超过10m ➢ ● 是否有夹层
30
➢ 3.2 主刚架设计
➢ 3.2.1 主刚架斜梁的平面外计算长度
➢ （1）按隅撑作为斜梁平面外支撑点存在的问题 （相对刚度问题）：
31
32
➢ ◆CECS102的规定:隅撑的间距作为受压翼缘平 面外的计算长度 ◆隅撑-檩条体系的临界弯矩《钢结构平面外稳定》
16
➢ ◆侧向支撑需满足刚度条件：弹性支座刚 度
17
• 2.3.3. 整体稳定计算要点
• (1) 稳定曲线的意义 • ◆稳定系数的概念：
• 稳定系数与长细比λ有一一对应关系。
M wxx cr
cr.f
f
.f
Mx f Wx
18
σ
19
• (2) 计算稳定的关键是解决计算长度问题
• ◆对于杆件系统，基本以支撑节点间距作为计算长度； • ◆对于刚架系统，判断有无侧移非常重要：强支撑（无
➢ 这三大结构系统组成一个完整的全钢结构体系， 它们之间的相互支持、约束关系，使得这种结构体 系可以得到非常经济合理的结构形式，得到极为广 泛的应用。
7
➢ 1.2.5 与普通钢结构相比的技术特点：
➢ （1）结构自重轻，上拨风吸力大于屋盖自重，需 考虑风吸力作用下的工况
➢ （2）地震力一般不控制设计，使结构能够做得轻 巧细长
➢ 次结构指屋面檩条和墙梁，它们支承围护板传来 的荷载，但同时围护板反过来对次结构提供侧向 支撑作用以提高其稳定；次结构受主刚架支承， 但同时对主刚架提供侧向支撑作用解决其稳定问 题。
6
➢ 1. 2. 4 围护板系统
➢ 围护板承受风、雨、雪、施工等荷载，受到次结 构支承，但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。
作级别吊车或5t悬挂吊起重机（3t）; ➢ 4、刚架单跨跨度不大于36m，檐口高度不大于
18m，柱距不大于12m; ➢ 5、门式刚架房屋的外墙也可以为砌体，相关要求
见CECS102 第4.4.3条 ➢ 6、由于构件截面较薄，不适于有强侵蚀介质的环
境。
10
2.2 强度设计概念
➢ （1）线弹性理论概念 ➢ （2）钢材弹塑性的重要性 ➢ （3）动荷载作用下的疲劳强度
b 15 235
tf
fy
➢ 问：如何理解开根号的意义？用Q235 的钢材能否用 Q345替换？
25
• ◆局部稳定曲线
τσ
26
2.4.4 屈曲后强度利用：
(1)全张拉应力场 ◆利用加劲肋和梁翼缘的刚度
27
➢ （2） 有效截面设计方法
28
➢ 2.5 刚度条件设计概念
➢ 2.5.1 为使用状况考虑的刚度条件 ➢ ◆控制构件的变形注意用钢量问题
侧移）、弱支撑、无支撑（有侧移）； • 《钢结构设计规范》附录D
20
●计算长度是一个相对的概念：当某柱轴压力大，受 到无轴压力的柱子支持时，稳定性增加，意味计算 长度要减少；反之，无轴压力的柱子支持其他有轴 压力柱子时，稳定性减少，意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下《钢规》与《门规》的计算长度 区别；
➢ 2.5.2 为稳定考虑的刚度条件：
➢ （1）整体刚架：P-Δ效应问题； ➢ (2) 支撑的刚度：保证对被支撑构件提供稳定 ➢ （3）构件刚度：关于控制压杆的长细比问题
29
➢3. 门式刚架轻钢结构实用设计 ➢ 方法及其问题讨论
➢3.1 初步确定设计方案
➢ （1）根据建筑设计图确定柱网布置：跨度、柱 距和建筑高度。
➢ （3）围护板之蒙皮效应作用，使结构具有良好的 空间效果
8
图1.蒙皮效应可传递水平力
9
➢2. 门式刚架轻钢抽柱结构设计基本 理念
➢ 2.1门式刚架的使用范围： ➢ 1、主要承重结构：单跨或多跨实腹门式刚架； ➢ 2、具有轻型屋盖和轻型外墙； ➢ 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工
11
➢ 2.3 构件整体稳定设计概念
➢ 2.3.1 弯扭失稳的物理意义
P
φ ΔX
梁的侧向弯扭失稳
12
➢ 2.3.2 提高构件整体稳定的措施
13
➢ (1) 加宽受压翼缘
14
(2) 加侧向支撑
➢
隅撑约束下翼缘防止侧向弯扭失稳
15
• ◆侧向支撑需满足受力条件（包括稳定条件）：
P N Ac f 60 60