浅谈悬挑钢结构设计

浅 谈 悬 挑 钢 结 构 设计
程
利
浅 谈悬挑钢 结构设计
程 利
广州 ５ １ ０ ０ ０ ０ ） （ 中铁四院集 团广州设计院有限公司
【 摘
要】 随着现代社会的发展和人们物质精神生活的需要 ， 悬挑钢结构在人们 的生活中随处可见， 尤其
是工业建筑中更是得到 了广泛的应用。 本文通过对 几种常见悬挑钢结构的结构形式、 受力特点、 连接形式
以下 几种 形式 ：
但 无
勺。在 风荷 载
陶相 同， 此 时
作用
铁 道 勘 测 与 设 计
１ ０ １ ５ （ ４ ）■圜
道勘测与设计
两者 均 由钢 梁承 担 风 吸力 作用 。在恒 荷载 及 活荷 载共 同作 用下 ， 特 别是 当悬挑长 度较 大时 ， 悬挑钢 梁在 没有 拉杆 的情况 下 ， 所 承受 的荷 载作 用较 大 。 计 算此 类悬挑 钢结构 时 ， 悬 挑钢 梁按悬 挑构件 ３ ． １ 构 件 的的选 择 针对 不 同的悬 挑长 度 ，选 取不 同 的截 面类 型 ， 悬挑 构件 为钢 梁 时， 可选 取为 Ｔ型或 Ｈ型 钢变 截面 梁， 经 常 为 了外 观 需要 ， 型钢梁 在腹板 位置 进 行开 孔， 即形 成蜂 窝梁 。此 类 梁在进 行计 算 的时候 需对
环 境 及 使 用要 求 的条件 限制 ，悬挑 钢 结 构 要求 的
跨 度 也 越 来越 大 。针 对 不 同 的使 用 要求 ，不 同 的
结 构 造 型 ，结 构 构件 的设 计 也应 采 取 不 同 的处 理 方法 ， 计 算 模 型 及计 算 方 法 也有 所 不 同。对 于悬
度进 行结 构计 算 。当悬挑 长度 较大 时 ， 工 程 中普 遍
１ 概
述
近年来， 随着 经 济 的发 展 ， 钢 结 构在 土 木工 程 中 的应 用 日趋 广 泛 ， 技 术 越 来越 成 熟 。悬挑 钢 结 构 雨棚 在钢 结构 建 筑 中被 越 来 越 广 泛 的运 用 ， 此
类 结 构在 铁 路 货 场 项 目中也 频 繁 出 现 。由于现 场
和发展 前景 的剖析论 述 ， 指导 钢 结构设 计人 员在 开展 悬挑 钢结 构设计 过程 中进 行合 理 的设 计 ， 选择合 适 的
结构 体 系， 保 证 悬挑钢 结构 的安 全 性和稳 定 性 。
【 关键 词 】 悬挑
钢 结构
结构设 计
２ ． １ 拉杆 （ 撑 杆） 式悬 挑钢结 构 拉杆 （ 撑杆） 式悬挑 钢结 构常见 于建筑 门厅 处 ， ０ ７ Ｊ ５ ０ １图集 中也 列 出了常用 的钢 结构 雨棚 ， 且适 用 跨 度 达到 了 ６ ｍ。已经 能满 足大 部分 新建 民用和 工 业建 筑 的使用 要求 。但在 工业 和 民用 建筑 项 目中 ， 经 常 需 要更 大 的 悬挑 雨棚 来 满足 使 用要 求 。这 种 情 况 下 图集 已不 能满足 要求 ， 需要 根据实 际悬挑 长
通 过 设置拉 杆 （ 撑杆 ） 来设 计 雨棚 。而且往 往 由于 悬挑 雨棚净 空要 求 的限制 ， 更 多 的是在 雨棚上部 设 置拉 杆 。
挑结构 ， 国家 相 应 出 台 了不 少规 则 、 手册 、 图集 来 规范设计、 施工行业。 但 毕 竟 结 构体 系千 变 万 化 ，
计算 ， 钢 梁强 度很 容 易满 足要 求 ， 悬挑 长度较 大 时 ， 往往是 变形对 截面 起控制 作用 ， 因此在 钢材 材质 上
可选 强度较 低 的 Ｑ２ ３ ５ Ｂ等 级 。钢 梁 的挠度 变形分 为 平面 内和 平面 外 。平面 内即主要 考虑 恒 、 活载及
腹板 高度 按 “ 扩 大 比” 进 行换 算 ， 考虑 到 安全性 ， 扩
２ ． ２梁式悬 挑钢 结构
ｂ 绡 日 １ 以，
２常见悬挑钢 结构形 式
悬 挑钢 结构 通常设 置在 建筑物 主体 结构 外侧 ，
根 据 使用 要 求 的不 同来确 定 悬挑 的长度 。根 据使
用 及安 全 需要 的不 同， 悬 挑钢 结构 的结 构形 式及结 构布 置 也有 所 区别 。工程 中常 见 的悬挑 钢 结 构有
必 须清 晰 的认 识 到其结 构受 力特 点及节 点特 性 ， 才
能保证 此种 结构 的 安全性 、 可 靠性 和经 济性 。
方 向相反 ， 不考 虑在 风荷 载作 用下 承受压 力 。拉 杆
式悬 挑钢 结构 中拉杆 按单拉 杆考 虑 ， 拉杆 在风 吸力 作用 下受压 失效 ， 风吸 力作用 由梁 根部支 座刚接 点 抵抗 。 由于是 单拉 杆 ， 长 细 比限制较 小 ， 因此拉 杆 截面 较细 ， 显得 更 为轻盈 。
对 于 悬挑钢 结构 的设 计 ， 不 同的结 构体 系 、 结
构 方案 下 ， 悬 挑结 构 的受 力 分析 、 构 件 设计 、 平面布
置及 节 点连接 均有 所不 同 。 因此 ， 对 于悬 挑钢 结构 ，
筑结 构荷 载规 范》 ８ ． ３ － ３条规定 ， 此类 结构 风荷载 体
型系数 取． ２ ． ０ ， 即风 荷载对 结构作 用风力 与恒 、 活 载
大 比应谨 慎选 取 。且 开孔Leabharlann Baidu如果 较大 ， 还应 适 当对 开
孔处 进行补 强 。
风载组 合作用 下 的计算挠 度 ， 而 平面 外主要 考虑 由 山墙传 递 的风 荷载 的作用 ， 主要 通过在 悬挑 钢梁 间 设置 的钢系 杆来传 递 。
除此 之外 ， 结构纵 向的钢 梁 （ 系杆 ） 也应适 当选 择 。悬挑结 构未 设置 拉杆 时 ， 悬 挑梁 间 的连接 系杆 可选 取为 圆钢管 ， 钢管 与悬挑 梁之 问设置 成铰接 连
设 计 、施 工 人 员 在应 用 过 程 中还 是 会 产 生 诸 多 的
问题 。
根据 悬 挑 结构 的受力 特 点可 知 ，在 荷 载作 用 下， 悬 挑梁 弯矩 由根部 到端 部逐步 减小 ， 根部最 大 ，
因此 钢梁 也随 之设 置成 变截面 形 式 。 由于 悬挑 钢结 构处 于建 筑主体 外侧 ， 根据 《 建