1.3.1荷载及荷载组合1.3.2刚架的内力和侧移计算

梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处
和翼缘转折处设置横向加劲肋。其他部位是否设置 中间加劲肋，根据计算需要确定。但《规程》规定, 当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋间距 a宜 取hw～2hw。
当梁腹板在剪应力作用下发生屈曲后，将以拉力带
的方式承受继续增加的剪力，亦即起类似桁架斜腹 杆的作用，而横向加劲肋则相当于受压的桁架竖杆。 因此，中间横向加劲肋除承受集中荷载和翼缘转折 产生的压力外，还要承受拉力场产生的压力。
当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板
幅利用屈曲后强度时，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： he hw 当腹板部分受拉时，受拉区全部有效，受压区
有效宽度为：
he hc
he：腹板受压区有效宽度；
ρ：有效宽度系数； 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
2 2 NEx0 EAe0 1.1


对于变截面柱，变化截面高度的目的是为了适
应弯矩的变化，合理的截面变化方式应使两端 截面的最大应力纤维同时达到限值。但是实际 上往往是大头截面用足，其应力大于小头截面， 故公式左端第二项的弯矩M1，和有效截面模量 We1应以大头为准。
1.3.3 刚架柱和梁的设计
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：
b1 235 15 t fy
工字形截面梁、柱构件腹板的宽
厚比：
hw 235 250 tw fy
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：
1.3.2 刚架内力和侧移计算
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。
mM x N x Aef N x 1 N EX
Wefx f
弯矩作用平面外：
Mx N f x Aef bWefx
工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M
共同作用下的强度应符合下列要求：
当
V 0.5Vd
时
M Me
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。 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。
吊车荷载 、地震作用 、风荷载。



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。
q
刚架荷载计算简图
刚架弯矩图
在水平风荷载作用下，刚架弯矩图如下：
q
荷载计算简图
刚架弯矩图
轻型钢结构是以构件边缘最大压应力达到钢材屈
服点作为临界状态，没有考虑塑性发展的影响， 所以门式刚架一般按弹性理论设计。
考虑各种荷载组合内力分析结果，取出最大荷载
值控制设计，对初选截面梁柱按压弯构件进行验 算。
当 0.5Vd V Vd 时
2 V M M f M e M f 1 0.5V 1 d
当截面为双轴对称时
M f Af hw t f
工字形截面受弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N
共同作用下的强度应符合下列要求： 当 V 0.5Vd 时 M M eN
正应力验算：
My Mx N f Aefn Wefnx Wefny
剪应力验算：
3 Vmax fv 2h0 t
式中：
Aefn—构件有效净截面面积；
Wefnx 、 Wefny —对主轴x和y的有效净截面抵抗矩；
Mx
、M y —对主轴x和y的弯矩。
弯矩作用平面内：

加劲肋稳定性验算按规范规定进行，计算长度
取腹板高度hw，截面取加劲肋全部和其两侧各
15t w 235 f y
宽度范围内的腹板面积，按两端铰 拉力场
接轴心受压构件进行计算。
变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算: 变截面柱在刚架平面内的整体稳定按下列公式 计算：
N0 mx M1 f 0 x x Ae0 1 N 0 N Ex We1


在进行刚架内力分析时，荷载效应组合主要有： 组合（1）： 1.2×永久荷载+0.9×1.4×[积灰荷载+max{屋面 均布活荷载、雪荷载}]+0.9×1.4×(风荷载+吊车 竖向及水平荷载) 组合（2）： 1.0×永久荷载+1.4×风荷载 组合(1)－用于截面强度和构件稳定性计算， 组合(wenku.baidu.com)－用于锚栓抗拉计算。
1.3 刚架设计 1.3.1 荷载及荷载组合
1.3.2 刚架的内力和侧移计算
1.3.3 刚架柱和梁的设计
1.3.1荷载及荷载组合
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
M eN M e NWe Ae
当 0.5Vd V Vd 时
M M fN M eN M fN


当截面为双轴对称时
2 V 1 0.5V 1 d
M fN Af hw t f N A
梁腹板加劲肋的配置: