单层钢结构厂房.ppt

1,单层厂房钢结构设计,单层厂房钢结构设计,1.结构形式和结构布置,3.钢屋架设计,2.计算原理,4.轻型门式刚架结构,结构形式和结构布置,1.结构形式和结构布置,屋盖结构体系：,钢屋架大型屋面板结构体系,钢屋架檩条轻型屋面板结构体系,横梁檩条轻型屋面板结构体系,吊车的工作制等级与工作级别的对应关系,（按照吊车使用的频繁程度）,1.结构形式和结构布置,柱网布置和计算单元,1.结构形式和结构布置,1.影响柱网布置因素：1）生产工艺流程要求：2）结构上的要求：在保证厂房具有必需的刚度和强度的同时，注意柱距和跨度的类别尽量少些，以利施工。3）经济要求4）模数要求：柱距L的取值:一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时，柱距取12m较为经济；参数较小的厂房取6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，则取大柱距15m，18m及24m较适宜。,柱网布置,1.结构形式和结构布置,横向框架及其截面选择,横向框架梁与柱的连接形式：刚接框架：（a)、（b）横梁与柱子的刚接连接铰接框架：（c）横梁与柱子的铰接连接。,1.结构形式和结构布置,柱脚刚接：可以削减上柱柱顶的弯矩值，增大横向框架的刚度。铰接框架：横梁与柱子铰接，适用于吊车起重量不很大的轻型维护结构。刚接框架：横梁与柱子刚接。适用于设有双层吊车，装备硬钩吊车等的单跨重型厂房。,1.结构形式和结构布置,阶梯形柱：上段柱：实腹式,格构式。下段柱：缀条格构式。分离式柱：吊车肢,屋盖肢,优点：减小两肢在框架平面内的计算长度,两肢分别单独承担荷载。,1.结构形式和结构布置,阶梯形柱的常见截面形式：,双肢格构式柱,1.结构形式和结构布置,A6一A8级吊车的单跨厂房,1.结构形式和结构布置,下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑,柱间支撑,上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑,1.结构形式和结构布置,柱间支撑的布置：1）每列柱都要设柱间支撑。2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间。3）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。4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。5）每列柱顶均要布置刚性系杆。,1.结构形式和结构布置,柱间支撑的作用：1）承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。2）减少柱在平面外的计算长度。3)保证厂房的纵向刚度。,1.结构形式和结构布置,柱间支撑的形式：,1.结构形式和结构布置,桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途。在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架。,屋架外形及腹杆形式,1.结构形式和结构布置,1.结构形式和结构布置,确定桁架形式的原则,三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮,坡度一般在1/31/2,梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，坡度一般在1/21/8,满足使用要求：,1.结构形式和结构布置,受力合理：1）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大。简支屋架外形与均布荷载下的抛物线形弯矩图接近时，各处弦杆内力才比较接近。,2）腹杆：应使长杆受拉短杆受压，且腹杆数量宜少，腹杆总长度也应较小。,1.结构形式和结构布置,再分式腹杆减少受压上弦节间尺寸，避免节间的附加弯矩,也减少了上弦杆在屋架平面内的长细比。交叉式腹杆主要用于可能从不同方向受力的支撑体系。,再分式腹杆,交叉式腹杆,1.结构形式和结构布置,制造简单及运输与安装方便杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合上述要求。综合技术经济效果好,1.结构形式和结构布置,跨度L工艺及使用要求高度H经济、刚度、运输、坡度等各种屋架中部高度：三角形屋架：中部高度H(1/61/4)L梯形屋架：中部高度H(1/101/6)L端部高度H0(1.82.4m),桁架主要尺寸的确定,1.结构形式和结构布置,屋盖支撑,屋盖上弦横向水平支撑屋盖下弦横向水平支撑屋盖下弦纵向水平支撑竖向支撑系杆,1.结构形式和结构布置,屋盖支撑作用示意图,1）保证屋盖结构的几何稳定性。,几何可变体系屋架侧倾,几何不变体系屋架稳定,屋盖支撑的作用,1.结构形式和结构布置,2）保证屋盖的刚度和空间整体性横向水平支撑是一个水平放置(或接近水平放置)的桁架,支座是柱或垂直支撑。纵向水平支撑：提高屋架平面内（横向）抗弯刚度，使框架协同工作，形成空间整体性，减少横向水平荷载作用下的变形。,1.结构形式和结构布置,3）为弦杆提供适当的侧向支承点支撑可作为屋架弦杆的侧向支承点，减小弦杆在屋架平面外的计算长度，保证受压上弦杆的侧向稳定，并使受拉下弦保持足够的侧向刚度。4）承担并传递水平荷载如传递风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载。5）保证结构安装时的稳定与方便,1.结构形式和结构布置,各种支撑都是一个平面桁架，桁架的腹杆一般采用交叉斜杆。,屋盖支撑的杆件及支撑的计算原则,1.结构形式和结构布置,屋盖支撑受力比较小，一般不进行内力计算，杆件截面常按容许长细比来选。拉杆单角钢压杆双角钢当支撑桁架受力较大，应按桁架体系计算内力，按图示拉杆（压杆退出工作）计算并据此选择截面。,1.结构形式和结构布置,荷载计算刚架内力计算,2.计算原理,计算单元,简化,单层房屋结构,平面桁架,2.计算原理,1.永久荷载（恒载）,屋面恒载檩条自重屋架、其它构件自重和围护结构自重,2.可变荷载（活载）屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载及吊车荷载。3.施工荷载,荷载计算,2.计算原理,为简化计算，引入当量惯性矩将格构式拄和屋架换算为实腹式构件进行内力分析。当量惯性矩：,刚架内力计算,A1和A2分别为格构柱两肢（或屋架上下两弦）截面积y1和y2格构式柱两肢（屋架上下两弦）的截面形心到格构式柱截面中性轴的距离。,k反映剪力和几何形状的修正系数。,k=0.9平行弦k=0.7上弦坡度i=0.1k=0.65上弦坡度i=0.125,2.计算原理,屋架尺寸未定时，可按下式估算其当量惯性矩。Mmax简支屋架在屋面荷载作用下的跨中弯矩。f弦杆抗拉强度设计值。,2.计算原理,内力分析：依叠加原理，内力分析只需针对几种基本类型进行。单跨刚架：（1）永久荷载；（2）屋面活荷载；（3）左风（右风荷载）；（4）吊车横向水平荷载；（5）吊车竖向荷载。手算或电算,2.计算原理,按照建筑结构荷载规范(GB50009)的规定，结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态，依照组合规则进行荷载效应的组合，并取最不利组合进行设计。,内力组合原则,2.计算原理,对于一般的刚(框)架，按承载能力极限状态设计时，构件和连接可取下列简化公式中的最不利值确定：SGK、SQK按规范规定的标准值算得的永久荷载效应和可变荷载效应G、Q永久荷载分项系数和可变荷载分项系数,2.计算原理,内力组合表,2.计算原理,桁架的内力计算,钢屋架设计,桁架杆件的计算长度,杆件截面型式,一般构造要求与截面选择,桁架的节点设计,1.荷载分项系数及荷载组合系数按建筑结构荷载规范选取。2.按节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算。具体分析时，可先分别计算全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力，根据不同的荷载组合，列表计算。,桁架内力计算,3.钢屋架设计,计算内力系数,3.钢屋架设计,3.节点刚性影响节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小，不予考虑。但荷载很大的重型桁架有时需要计入次应力的影响。4.杆件的内力变号屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半跨荷载时可能受压。半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧施工,3.钢屋架设计,直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（N，M）。局部弯矩M理论上应按弹性支座上的连续梁计算。,M0为将上弦节间视为简支梁所得跨中弯矩。,简化计算：,3.钢屋架设计,计算长度概念：将端部有约束的压杆化作等效的两端铰接的理想轴心压杆。(a)(b)(c),杆端约束越强，杆件计算长度越短，临界荷载越高。,桁架杆件的计算长度,3.钢屋架设计,影响钢屋架杆端约束大小的因素：1）杆件轴力性质拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆件弯曲，约束作用微不足道。2）杆件线刚度大小线刚度越大，约束作用越大，反之，约束作用越小。3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大，较远的杆件作用小。,受压弦杆和单系腹杆的计算长度,3.钢屋架设计,杆件计算长度：桁架平面内计算长度弦杆支座斜杆(节件长度）支座竖杆中间腹杆,3.钢屋架设计,屋架杆件的计算长度,3.钢屋架设计,桁架平面外计算长度弦杆（侧向支撑点间距离）腹杆（节间长度）单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆，绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部所受约束介于屋架平面内外的两种情况之间。,3.钢屋架设计,平面内计算长度:,平面外计算长度：,变内力压杆的计算长度,3.钢屋架设计,交叉腹杆中交叉点处构造：1）两杆不断开。2）一杆不断开，另一杆断开用节点板拼接。,交叉腹杆中压杆的计算长度,3.钢屋架设计,桁架平面内计算长度：无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。桁架平面外计算长度：拉杆可作为压杆的平面外支承点，压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点的作用。GB50017规范中交叉腹杆中压杆的平面外计算长度计算公式。,3.钢屋架设计,杆件截面选取的原则：承载能力高，抗弯强度大，便于连接，用料经济通常选用角钢和T型钢,等强设计：压杆对截面主轴具有相等或接近的稳定性。,单轴对称截面绕对称轴屈曲时考虑扭转效应的换算长细比。,杆件截面型式,截面伸展壁厚较薄外表平整,3.钢屋架设计,角钢杆件截面形式,3.钢屋架设计,受压弦杆：,3.钢屋架设计,受拉弦杆：,支座斜腹杆及竖杆：,3.钢屋架设计,屋架构造的一般要求:同一榀屋架中，角钢的规格不超过56种最小角钢L45X4L56X36X4,L18m的小角钢屋架不受此限。,一般构造要求与截面选择,3.钢屋架设计,屋架杆件中的填板。作用：保证两角钢共同工作。间距：压杆拉杆数量：不小于2个。,3.钢屋架设计,任务：确定节点的构造，连接焊缝及节点承载力的计算。节点的构造应传力路线明确、简捷、制作安装方便。注意：节点板只在弦杆与腹杆之间传力，不直接参与传递弦杆内力，弦杆若在节点板处断开，应设置拼接角钢在两弦杆间直接传力。,节点设计,3.钢屋架设计,节点设计的一般原则双角钢截面杆件在节点处以节点板相连，各杆轴线（型钢形心轴线）汇交于节点中心。角钢的切断面应与其轴线垂直，需要斜切以便使节点紧凑时只能切肢尖。,双角钢截面杆件的节点,3.钢屋架设计,如弦杆截面需变化，截面改变点应在节点上。,节点板上各杆件之间的间距a:,偏心力矩：,-第i杆的线刚度,当偏心e0.05h时考虑偏心对杆件产生的附加弯矩：,受静载时，,受动载时，,3.钢屋架设计,2.节点板设计：形状简单、规则，如矩形、梯形梯形和平行弦屋架的节点板厚度由腹杆最大内力确定，三角形屋架节点板厚度由上弦杆内力决定。在一榀屋架中支座节点板厚度可以大2mm,其他节点板厚度相同。,3.钢屋架设计,节点板的拉剪破坏：,第i段的拉剪折算系数,第i段破坏线与拉力轴线的夹角,第i段破坏面的截面积,3.钢屋架设计,单根腹杆的节点板按下式计算：,节点板的有效宽度，当用螺栓连接时，应取净宽度,板件厚度，,应力扩散角，取30。,3.钢屋架设计,节点的构造与计算,3.钢屋架设计,一般节点节点无集中荷载也无弦杆拼接的节点。腹杆与节点板间的传力-两侧角焊缝（L形围焊缝，三面围焊缝），按受轴心力角钢的角焊缝计算。弦杆与节点板间角焊缝只传递差值，按下式计算其焊缝长度。,3.钢屋架设计,肢背焊缝：,肢尖焊缝：,3.钢屋架设计,有集中荷载的节点节点板伸出槽焊缝“K”假定只传递P力，按两条角焊缝（焊脚尺寸为0.5t）计算所需的长度。“A”焊缝传递弦杆两端内力差N=N1-N2和偏心力矩M=Ne。焊缝两端的最大合成应力：,3.钢屋架设计,节点板部分伸出当“A”焊缝强度不足时，采用节点板伸出方案，肢尖“A”与肢背“B”两条焊缝传递弦杆与节点板间内力，,P较小，近似按只承受轴力时,的肢尖和肢背的分配系数将,3.钢屋架设计,下弦跨中拼接节点构造：拼接角钢采用与弦杆相同的规格，切去竖肢及切去直角边棱，安装螺栓，拼接角钢与节点板各焊于不同的连接单元。,3.钢屋架设计,焊缝计算弦杆自身拼接焊缝（“C”焊缝），传递两侧弦杆内力的较小值N,考虑到截面形心处的力与拼接角钢两侧的焊缝近于等距，N力由两根拼接角钢的四条焊缝平分传递。弦杆和连接角钢连接一侧的焊缝长度为：,拼接角钢长度为,3.钢屋架设计,内力较大一侧的下弦杆与节点板间的焊缝传递弦杆内力之差N,如N过小则取弦杆较大内力的15%，内力较小一侧弦杆与节点板间焊缝参照传力一侧采用。弦杆与节点板一侧的焊缝强度验算：,3.钢屋架设计,上弦跨中拼接节点构造：拼接角钢的弯折角用热弯形成。计算：弦杆和拼接角钢间焊缝算法与下弦跨中节点相同，弦杆和节点板间焊缝算法与上弦节点相同。,3.钢屋架设计,支座节点屋架与柱子的连接可以设计成铰接或刚接。,3.钢屋架设计,屋架与柱的刚接：刚接节点连接焊缝传递内力由以下两部分组成：屋面荷载产生的横梁端反力，横梁端弯矩在上下弦轴线处产生的附加水平力、附加竖向反力，下弦处的水平力中还应包括框架内力组合的相应水平剪力。,3.钢屋架设计,梯形屋架支座节点,节点板加劲肋底板锚栓,加劲肋作用：提高支座节点的侧向刚度，使支座底板受力均匀，减少底板弯矩,3.钢屋架设计,支座节点力的传递路线为：,3.钢屋架设计,支座节点的计算：底板：底板面积：,底板厚度：按均布荷载下板的抗弯计算，将基础反力看成均布荷载q,底板被节点板和加劲肋分成4块两相邻边支撑的板，其单位宽度的弯矩为：,3.钢屋架设计,加劲肋：按悬臂梁计算，固端截面的剪力,固端截面弯矩,加劲肋与节点板间竖向焊缝L:,焊缝受力：,焊缝验算：,3.钢屋架设计,支座节点板、加劲肋与支座底板的水平焊缝：传递全部反力R。,3.钢屋架设计,轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有以下技术特征：1.结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用建筑空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。2.门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。3.屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5-1/10，是一种经济可靠的结构形式。,4.轻型门式刚架单层厂房,门式刚架工程实例,山墙抗风柱,吊车梁,天窗架,4.轻型门式刚架单层厂房,主要承重骨架门式刚架檩条、墙梁冷弯薄壁型钢屋面、墙面压型金属板、彩钢夹芯板屋面及墙面保温芯材聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、岩棉等支撑屋面支撑、柱间支撑,门式刚架结构的组成,4.轻型门式刚架单层厂房,门式刚架结构的组成,4.轻型门式刚架单层厂房,门式刚架结构的特点,重量轻工业化程度高、施工周期短柱网布置灵活综合经济效益高,4.轻型门式刚架单层厂房,1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量，同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。,门式刚架结构性能,4.轻型门式刚架单层厂房,2.门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件，可以节省材料。3.组成构件的杆件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求高。4.构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，结构的整体刚度也比较柔。,4.轻型门式刚架单层厂房,门式刚架结构的应用情况,1.我国门式刚架设计规程：门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)2.应用范围：轻型厂房、物流中心、大型超市、体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。3.应用规模：国内每年有几千万平方米的轻钢结构建筑物竣工。,4.轻型门式刚架单层厂房,4.轻型门式刚架的适用范围及截面形式：(1).屋面荷载较小，横向跨度为924m，柱高为4.59m，(2).没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。(3).当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时，屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横向跨度大于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面刚架形式。,4.轻型门式刚架单层厂房,5.变截面刚架与等截面刚架的对比:柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图形附合较好，受力合理、节省材料。变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等截面方便。6.柱脚形式:门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。,4.轻型门式刚架单层厂房,刚接柱脚详图,铰接柱脚详图,刚接柱脚门式刚架,铰接柱脚门式刚架,变截面梁,变截面梁、柱,4.轻型门式刚架单层厂房,加劲板,地脚螺栓,4.轻型门式刚架单层厂房,变截面刚架梁,等截面刚架柱,4.轻型门式刚架单层厂房,结构形式和结构布置,门式刚架的各种结构形式门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素,单跨单坡,单跨双坡,多跨（中间摇摆柱）,高低跨,双坡双跨,门式刚架的各种结构形式,多跨（梁柱刚结）,四坡双跨,摇摆柱,4.轻型门式刚架单层厂房,1.柱网布置与定位轴线柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般为6m，也可取7.5m、9m、或12m跨度：一般为9-36m，以3m为模数边柱的外边缘与纵向定位轴线重合多跨中柱的中心线与纵向定位轴线重合端部柱的中心线自横向定位轴线向内移600mm2.剖面布置高度：取室内地面至立柱轴线与横梁轴线交点高度，宜取4.5-9m，有桥式吊车时不大于12m,门式刚架的结构布置,4.轻型门式刚架单层厂房,3.檩条和墙梁的布置檩条：应等间距布置。在屋脊处，应沿屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板的外伸宽度不要太长(一般小于200mm)，在天沟附近应布置一道檩条，以便于天沟的固定。确定檩条间距时，应综合考虑屋面材料、檩条规格等因素按计算确定。,屋面檁条布置实例,4.轻型门式刚架单层厂房,屋面檁条布置实例,4.轻型门式刚架单层厂房,墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。,墙梁布置实例,4.轻型门式刚架单层厂房,4.屋面支撑和刚性系杆的布置原则：在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。,4.轻型门式刚架单层厂房,5.柱间支撑的布置原则：柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，厂房无吊车时，宜取3045m；厂房有吊车时，宜设置在温度区段中部，间距不大于60m当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；,4.轻型门式刚架单层厂房,4.轻型门式刚架单层厂房,荷载及荷载组合刚架的内力和侧移计算刚架柱和梁的设计,刚架设计,4.轻型门式刚架单层厂房,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吊车荷载、地震作用、风荷载。,荷载及荷载组合,4.轻型门式刚架单层厂房,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。,4.轻型门式刚架单层厂房,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。最大负弯矩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。,刚架内力和侧移计算,4.轻型门式刚架单层厂房,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。,4.轻型门式刚架单层厂房,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：工字形截面梁、柱构件腹板的宽厚比：,刚架柱和梁的设计,4.轻型门式刚架单层厂房,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,刚架弯矩图,刚架荷载计算简图,4.轻型门式刚架单层厂房,在水平风荷载作用下，刚架弯矩图如下：,荷载计算简图,刚架弯矩图,4.轻型门式刚架单层厂房,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。,4.轻型门式刚架单层厂房,正应力验算：剪应力验算：,式中：构件有效净截面面积；、对主轴x和y的有效净截面抵抗矩；、对主轴x和y的弯矩。,4.轻型门式刚架单层厂房,弯矩作用平面内：弯矩作用平面外：,4.轻型门式刚架单层厂房,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：当时当时当截面为双轴对称时,4.轻型门式刚架单层厂房,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：,4.轻型门式刚架单层厂房,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。公式第一项源自等截面的稳定计算。根据分析，小头稳定承载力的小于大头，且刚架柱的最大轴力就作用在小头截面上，故第一项按小头运算比按大头运算安全。,4.轻型门式刚架单层厂房,变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算应分段按公式计算：公式不同于规范中压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算公式之处有两点：截面几何特性按有效截面计算