国家级精品课程—钢结构设计靴梁的计算
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N B Dmax ( N Dmax ) z M x M D h h
国家级精品课程—钢结构设计
第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
Dmax—作用在台阶处两相邻吊车梁所产生的最大压力； MD—框架计算中由Dmax引起的弯矩。 •当吊车梁采用突缘支座时，吊车梁支座压力的偏心很小，吊车肢 即按总压力NB值作为轴心受压构件来补充验算其在框架平面内的 单肢稳定。对其它情况，应和实腹柱一样验算 My的作用，即把吊 车肢作为承受NB和My的偏心受压构件来补充验算。
接）单阶下柱平面内计算长度系数，根据上下段柱线刚度
之比（k1）及参数η1查表22（23）确定。
K1
I 2 H1 I1 H 2
1
H1 H2
N1 I 2 N 2 I1
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
国家级精品课程—钢结构设计
第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
4.柱的强度验算 同基本原理，略 5.柱的稳定性验算 同基本原理，略 6.格构柱验算的其它问题
•承受偏心压力或轴心压力且截面高度较大的格构柱，宜采用缀 条柱而不宜采用缀板柱。 •对于单层厂房中常用的格构柱，由于缀条体系传递两肢间内力 的情况不易确定，为了可靠起见，偏于安全地认为吊车最大压力 Dmax完全由吊车肢单独承受。此时，吊车肢的总压力为：
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
框架平面外的计算长度ຫໍສະໝຸດ Baidu
取阻止框架平面外位移的支承点（柱的支座、吊车梁、 托架、支撑和纵梁固定节点等）之间的距离。
l1
l2
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
3.局部弯矩作用
•当吊车梁的支承结构不能保证沿柱轴线传递支座压力时， 由两侧吊车梁支座压力差值△R=R1-R2所引起的垂直于框架平 面的弯矩为：
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
8.设有人孔柱段计算 人孔将实腹柱分为两个肢，人孔柱截面的计算内力弯矩M、 轴力N、剪力V在肢顶或肢底中产生的内力为：
N1
N M 2 c
Vh 4
M1
算出Ｎ１和Ｍ１后，按压弯构件验算，而其计算长度一般取人孔的净 空高度，框架柱的人孔构造及计算简图如图所示。
M y R e
•由于阶形柱的腹板或缀条、缀板均不能有效地传递纵向弯矩My， 因此认为My完全由吊车肢承受。
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
•吊车肢中由N和Mx引起的轴向力：
Nz M x N h h
'
•应注意产生N和Mx 的荷载与产生My的荷载必须相应。这样就可 把吊车肢单独作为承受压力N′和弯矩My的压弯构件进行补充验算。
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第26讲—厂房柱设计
7.分离柱计算的注意事项
屋盖肢： 受屋盖、墙壁风荷载、吊车横向制动力； 框架平面内的计算长度按不考虑吊车肢的等 截面柱确定， 框架平面外的计算长度取纵向支承点间距离。 吊车肢： 按轴心受压构件计算，若有局部弯矩My， 按压弯构件计算， 在框架平面内的计算长度取水平连系板之 间的距离， 在其垂直方向则取纵向支承点之间的距离。
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
• 双阶柱：
上段柱H01=μ1H1
中段柱H02=μ2H2 下段柱H03=μ3H3； μ1，μ2， μ3分别为上，中，下段柱计算长度系数， μ1=μ3/η1， μ2=μ3/η2，
μ3--上端自由（梁柱铰接）或可移动但不转动（梁柱刚接）
双阶下柱平面内计算长度系数，根据上、中段柱与下段柱 线刚度之比（k1, k2）及参数η1 、η1查表24（25）确定。
假定作用于上段柱下端的最不利内力M、N仅由上段柱的翼缘承受，则 每个翼缘的内力为N1和N2，
N1
N2
N M 2 h1
N M 2 h1
靴梁近似按跨度为h2的简支梁 设计： Nh RB 1 1 h2
RA N1 N 2 RB
由RA确定焊缝② ， 由RB+Dmax确定焊缝③
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
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• 单阶柱：
上段柱H01=μ1H1
下段柱H02=μ2H2； μ1，μ2分别为上，下段柱计算长度系数， μ1=μ2/η1， μ2--上端自由（梁柱铰接）或可移动但不转动（梁柱刚
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
柱的截面验算
1.柱的设计内力
轴力N，框架平面内弯矩Mx和剪力Vx，有时承受垂直于框架 平面的弯矩My，应按压弯构件验算强度、稳定和刚度。
2.柱的计算长度
框架平面内计算长度
•
等截面柱：H0=μH
μ--框架柱平面内计算长度系数，根据横梁与框架柱线刚 度之比（k1=IB/L:IC/H）及柱脚刚度（铰接/刚接k2）查 附表20（无侧移）或附表（21）确定。
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单腹壁式肩梁：
•组成： 腹板a 平台板b 加劲肋c 下横隔板d •肩梁高度可取（0.4～ 0.7）h2, •肩梁腹板厚由剪切强 度确定，但不宜小于 12mm
图3-29 单腹壁式肩梁的连接构造
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阶形柱变截面处的构造
阶形柱变截面处是上、下段柱连接和支承吊车梁的重要部位，必 须具有足够的强度和刚度，因此，阶形柱无论采用实腹式柱还是采用 格构式柱，均是以刚度较大的肩梁将各段柱连在一起，形成整体以实 现上下段柱之间内力的传递。 单腹臂肩梁：省料，多用于上下两段 柱均为实腹柱、下段柱为较小的格构 柱。 双腹臂肩梁：刚度大，整体性好，用 于下段为格构柱的重型柱中。 肩梁
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
Dmax—作用在台阶处两相邻吊车梁所产生的最大压力； MD—框架计算中由Dmax引起的弯矩。 •当吊车梁采用突缘支座时，吊车梁支座压力的偏心很小，吊车肢 即按总压力NB值作为轴心受压构件来补充验算其在框架平面内的 单肢稳定。对其它情况，应和实腹柱一样验算 My的作用，即把吊 车肢作为承受NB和My的偏心受压构件来补充验算。
接）单阶下柱平面内计算长度系数，根据上下段柱线刚度
之比（k1）及参数η1查表22（23）确定。
K1
I 2 H1 I1 H 2
1
H1 H2
N1 I 2 N 2 I1
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
4.柱的强度验算 同基本原理，略 5.柱的稳定性验算 同基本原理，略 6.格构柱验算的其它问题
•承受偏心压力或轴心压力且截面高度较大的格构柱，宜采用缀 条柱而不宜采用缀板柱。 •对于单层厂房中常用的格构柱，由于缀条体系传递两肢间内力 的情况不易确定，为了可靠起见，偏于安全地认为吊车最大压力 Dmax完全由吊车肢单独承受。此时，吊车肢的总压力为：
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框架平面外的计算长度ຫໍສະໝຸດ Baidu
取阻止框架平面外位移的支承点（柱的支座、吊车梁、 托架、支撑和纵梁固定节点等）之间的距离。
l1
l2
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3.局部弯矩作用
•当吊车梁的支承结构不能保证沿柱轴线传递支座压力时， 由两侧吊车梁支座压力差值△R=R1-R2所引起的垂直于框架平 面的弯矩为：
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8.设有人孔柱段计算 人孔将实腹柱分为两个肢，人孔柱截面的计算内力弯矩M、 轴力N、剪力V在肢顶或肢底中产生的内力为：
N1
N M 2 c
Vh 4
M1
算出Ｎ１和Ｍ１后，按压弯构件验算，而其计算长度一般取人孔的净 空高度，框架柱的人孔构造及计算简图如图所示。
M y R e
•由于阶形柱的腹板或缀条、缀板均不能有效地传递纵向弯矩My， 因此认为My完全由吊车肢承受。
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第26讲 重型单层工业厂房柱设计（2）
•吊车肢中由N和Mx引起的轴向力：
Nz M x N h h
'
•应注意产生N和Mx 的荷载与产生My的荷载必须相应。这样就可 把吊车肢单独作为承受压力N′和弯矩My的压弯构件进行补充验算。
国家级精品课程—钢结构设计
第26讲—厂房柱设计
7.分离柱计算的注意事项
屋盖肢： 受屋盖、墙壁风荷载、吊车横向制动力； 框架平面内的计算长度按不考虑吊车肢的等 截面柱确定， 框架平面外的计算长度取纵向支承点间距离。 吊车肢： 按轴心受压构件计算，若有局部弯矩My， 按压弯构件计算， 在框架平面内的计算长度取水平连系板之 间的距离， 在其垂直方向则取纵向支承点之间的距离。
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• 双阶柱：
上段柱H01=μ1H1
中段柱H02=μ2H2 下段柱H03=μ3H3； μ1，μ2， μ3分别为上，中，下段柱计算长度系数， μ1=μ3/η1， μ2=μ3/η2，
μ3--上端自由（梁柱铰接）或可移动但不转动（梁柱刚接）
双阶下柱平面内计算长度系数，根据上、中段柱与下段柱 线刚度之比（k1, k2）及参数η1 、η1查表24（25）确定。
假定作用于上段柱下端的最不利内力M、N仅由上段柱的翼缘承受，则 每个翼缘的内力为N1和N2，
N1
N2
N M 2 h1
N M 2 h1
靴梁近似按跨度为h2的简支梁 设计： Nh RB 1 1 h2
RA N1 N 2 RB
由RA确定焊缝② ， 由RB+Dmax确定焊缝③
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• 单阶柱：
上段柱H01=μ1H1
下段柱H02=μ2H2； μ1，μ2分别为上，下段柱计算长度系数， μ1=μ2/η1， μ2--上端自由（梁柱铰接）或可移动但不转动（梁柱刚
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柱的截面验算
1.柱的设计内力
轴力N，框架平面内弯矩Mx和剪力Vx，有时承受垂直于框架 平面的弯矩My，应按压弯构件验算强度、稳定和刚度。
2.柱的计算长度
框架平面内计算长度
•
等截面柱：H0=μH
μ--框架柱平面内计算长度系数，根据横梁与框架柱线刚 度之比（k1=IB/L:IC/H）及柱脚刚度（铰接/刚接k2）查 附表20（无侧移）或附表（21）确定。
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单腹壁式肩梁：
•组成： 腹板a 平台板b 加劲肋c 下横隔板d •肩梁高度可取（0.4～ 0.7）h2, •肩梁腹板厚由剪切强 度确定，但不宜小于 12mm
图3-29 单腹壁式肩梁的连接构造
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阶形柱变截面处的构造
阶形柱变截面处是上、下段柱连接和支承吊车梁的重要部位，必 须具有足够的强度和刚度，因此，阶形柱无论采用实腹式柱还是采用 格构式柱，均是以刚度较大的肩梁将各段柱连在一起，形成整体以实 现上下段柱之间内力的传递。 单腹臂肩梁：省料，多用于上下两段 柱均为实腹柱、下段柱为较小的格构 柱。 双腹臂肩梁：刚度大，整体性好，用 于下段为格构柱的重型柱中。 肩梁