柱左表示作用弯矩与考虑屈曲后强度承载力比值.doc

柱左表示作用弯矩与考虑屈曲后强度承载力比值， 主要表现的是钢柱的强度能否满足，数值不能超过1，越接近1证明材料利用率越高。 柱右上表示平面内稳定应力比及对应长细比，主要表现是稳定能否满足，括号内的长细比如果超出范围，结构就容易失稳，通常通过通过增加截面参数修改，钢柱增大翼缘面积可达到。 （长细比是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比） 柱右下表示平面外稳定应力比及对应长细比，主要表现是稳定能否满足，在前期输入计算长度时要注意外边的围护砖墙之类，如果有，计算长度就要减去围护高度。柱右下的比值出现红色时通过怎么调整才能达到稳定性一般都是通过加大截面的， 也可以选择加柱间支撑或系杆改变计算长度。挠度大就加高截面，应力大可以加厚翼缘和加大高度咯，这样省钢。应力大则说明截面惯性矩I小了，则有效的办法是加大截面高度，要比加大翼缘宽度效果明显。挠度的也说明截面惯性矩I小，解决办法是一样的。应力大和挠度大，说明截面惯性距小了。效果明显且省钢的做法是加大截面高度，而不是加大翼缘宽度。1.调整结构的截面尺寸 2.调整结构翼板及腹板的厚度 3.建模时还要考虑结构的平面外及平面内的计算长度的问题首先要说明的是，强度、挠度、稳定性、柱顶位移，在设计中这些都要满足，都要考虑。根据结构不同，它们对结构的影响也不一样。如果有的结构是由挠度控制的，则可能截面很大，远远大于强度设计值，为了节省用钢，要调节截面尺寸，但是一定要保证挠度满足规范要求。如果结构是由强度控制，则可能截面满足，但是挠度很小。 所以有时候不可能每个方面都正好满足规范要求，但是每个方面都要满足规范要PKPM2005年版，06年总结。 门式刚架快速建模： 门式刚架网线输入： 柱高建筑高度+300（mm） 5%坡度2.86；10%坡度5.71 平面外计算长度隅撑及附跨的间距 定义铰接构件及支座情况：不带行车一般柱底是铰接的，带行车的钢柱一般是钢接的；砼柱钢梁的屋面，一般梁是铰接的。 荷载输入： 【恒荷】：a单板保温棉：0.150.2（kN/m*m）；b双板保温棉：0.25；c吊顶板：0.15；d女儿墙（看作柱顶集中荷载）；e其他吊挂设施 【活荷】：a面积大于60平米取0.3，小等于取0.5 ；b雪荷载、积灰荷载中取大值，但不小于0.35（保守值）；c其他附加荷载 【风荷】：a自动布置：1.3*1.05*风压*柱距*高度；b女儿墙风荷（柱顶附加弯矩） 【吊车荷载】： 吊车跨度总跨度-1.5m 工作制中级（A4 A5） 最小轮压2*（吊车总重+起重量）/轮数-Dmax 小车重轮数*（Dmax-Dmin）-起重量 #吊车参数查询：Dmax、小车重量、吊车宽度、轮距 #部分吊车参数：LDA5t 轻级 跨度22.5m ：Dmax72.2 Dmin21.5 Tmax4.8 WT65.5 = 吊车梁：台数2；连接轨道孔径22；孔距105；材质Q345；一般无制动梁 参数输入： 【结构类型参数】： 设计规范：门式刚架轻型房屋钢结构执行门规。 受压长细比180 受拉长细比300 柱顶位移1/60；有行车：1/180 钢梁挠度1/200（无吊顶）；1/240（有吊顶） 门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性坡度大于1：2.5时勾选 【总信息参数】： 净毛截面比值0.850.9 钢柱计算方法门刚有侧移，桁架无侧移 恒荷下柱轴向变形应考虑 【地震计算参数】： 根据抗规5.1.14：8、9度时的大跨度和长悬臂结构以及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。 根据抗规相关规定，单层结构阻尼比取0.05；多层低于12层取0.035；高于12层取0.02 。 连续檩条设计： 5跨及以上 Q235 压型钢板 5%坡度2.86；10%坡度5.71 0.92 设两道 拉条作用：约束上翼缘（双层拉条约束上下翼缘） 檩条间距：1.5m 搭接长度：A10%；B10%；C5% X屋面板能阻止上翼缘失稳 屋面自重单板保温棉0.2 屋面活荷0.5 常用Z型钢： Z140X60/70X20XD (D：厚度) Z160X60/70X20XD Z180X60/70X20XD Z200X60/70X20XD Z220X60/70X20XD Z250X60/70X20XD 抗风柱设计： 柱顶恒荷0 柱顶活荷0 平面内长度系数1 平面外长度系数实长（或支撑间距） 铰接 净截面系数0.9 挠度l/v = 400 墙梁设计： 常用C型钢： 1.C300X80X20 2.C250X75X20 3.C250X70X20 4.C220X70X20 5.C200X70X20 6.C180X70X20 7.C180X60X20 8.C160X60X20 9.C140X50X20 钢结构设计之厂房基础设计的思路和步骤2009-09-16 8:54针对钢结构厂房结构，采用此法可以使边柱和角柱的基础短柱尺寸不至于太大（特别是刚接柱脚）对于优质地基不至于使混凝土短柱（尺寸过大）和基础尺寸比例过于夸张。1、画好轴网和轴标。这是一切地下结构计算和施工的参考坐标系。2、按实际柱脚尺寸画好柱底板，做成块置于轴网。特别注意对于一榀框架可能存在不同的翼缘宽度，对于柱翼边压轴线的边框架注意使各柱中心在同一直线上，偏离轴线相同尺寸。3、定义墙裙（砖墙）位置，使墙裙外皮不小于“墙梁高+5毫米安装间隙+墙板波幅”；确定墙裙宽度（如：标准砖240；85砖200；加气混凝土砌块190）。注意当墙梁截面较大时，墙裙内皮不一定贴钢柱内皮。4、确定地梁尺寸和位置。地梁高H=(1/101/15)L（柱距）；宽B=250或者300。要求地梁中心和墙裙中心重合。在CAD图中画出，并标出内外皮和轴线位置关系。5、 按“A.钢柱底板到混凝土短柱外皮不下于100毫米”和“B.混凝土短柱外皮平齐”；“C.混凝土短柱尺寸为50的倍数”的思路定义混凝土短柱尺寸并作图。（为了减小边角柱尺寸和便于支模）6、 在图中量取“Ewall:地梁中心到混凝土柱中心的偏心”和“Ec:钢柱到混凝土柱中心的偏心”。因为设计目的要求混凝土柱中心和基础中心重合（不一定和钢柱中心重合），减少基础类别和绘图尺寸计算困难。7、计算基础计算需要的内力。注意采用设计值可以减少计算量（基础大小用：设计值/1.35）。Fwall=5.24*Hwall+25*B(地梁宽)*H（地梁高）*1.2 N=Nc（钢柱轴力）+Fwall； Mx=Nc*Ec.x+Fwall*Ewall.x; My=Nc*Ewall.y+Fwall*Ewall.y; Vx Vy 和混凝土短柱计算高度H0min(短柱高，500)计算基础大小（除以1.35）和配筋。（可以利用Tssd了，注意Vy的方向定义和STS,PK定义的方向有所不同）如果手算，需要把Vx*H0计入My；把Vy*H0计入Mx，对浅基础，按一般基础计算方法计算基础大小和配筋（当有刚性地坪对混凝土短柱有效侧向约束时，可以忽略剪力带来的弯矩）。注意各矢量的方向，取代数和。8、 对浅基础验算软弱下卧层，注意不考虑弯矩影响。9、在基础平面图中标出：1.基础和短柱和轴线位置关系；2.地梁和轴线位置关系。10、 以基础大小、混凝土短柱大小和板厚以及配筋定义基础类别并做表（减少绘图量）。11、画地梁截面详图和基础施工说明。钢构设计之平面厂房结构柱间支撑设计的思路和步骤2009-09-11 16:24针对厂房结构，总结此法适用于6-8度抗震设防的13层厂房结构（可以含吊车）。计算理论核心思想：1、 忽略（钢、混凝土）刚接柱脚在框架平面外的抗侧移刚度（视同铰接）。忽略外围墙体或者填充墙对抗侧移刚度的贡献。2、 计算地震周期。对建筑物部件（视为恒载和活载）对应其位置按“地震周期相等”原则进行折减（乘以不同系数系数）。可见施岚青一注第 页。3、 计算Ge按“水平位移相等”原则折减（乘以不同系数）。可见施岚青一注第 页。4、 当框架有填充墙或者外围墙时，此轴线平面外抗侧移刚度大，地震周期小，导致地震力加大，需要加强柱间支撑；如无强大墙体，中柱轴线承载面积大，需要加强柱间支撑。计算思路和步骤：1、 计算风荷载：风荷载传递路线：由山墙墙板墙梁抗风柱（边框架柱也起抗风柱作用）-向下传给平台梁或者基础，向上传给屋面梁或者平台梁。传给屋面梁的集中力由屋面梁和水平撑组成的桁架（常常是几个桁架的叠和）分解后传递给柱头支座（柱头有刚性系杆，其它系杆只是桁架直腹杆或者兼任叠合桁架的传递集中力的传力构件），然后由柱间支撑导向基础。传给平台梁的集中力由楼板平面（相当抗风桁架）传给框架柱以及平台柱（当平台柱也有柱间支撑时），然后由柱间支撑传向基础。Fwi=( s1+ s2)* zi* zi,*W0k*Aw。2、 吊车荷载的计算。对于小于10T吊车：T=0.12(Q+g)；对10-50T软构:T=0.1(Q+g)；大于50T吊车：T=0.08(Q+g)；对于硬钩：T=0.2(Q+g)。对于重级硬钩横向摆力：P=0.1*(Q+g),并且不和其它水平力组合。3、 地震力计算。先求周期再计算加速度和重力代表值，然后求各支点地震力，并且分担到各柱间支撑。4、 做计算模型简图，然后进行荷载组合，并求出控制组合。对产生水平荷载的地震力、风荷载、吊车水平刹车力、重级硬钩吊车满载吊重的水平摇摆力.的组合方法，注意组合系数。5、 按抗震规范定义柱间支撑设计类别：刚性设计（拉压柱撑，长细比要求不同）；半刚性设计（考虑压杆对拉杆的影响，长细比要求不同）；柔性设计（单拉杆，长细比要求不同）6、 在计算简图中标明柱距、高度和截面面积以及支撑长度（长细比、稳定性）。7、 计算基支撑内力。验算强度、稳定性和长细比（不同部件不同设防等级不同支撑类别要求不同）。8、 对减小柱平面外计算长度的刚性系杆，分别有内力和长细比计算或者验算。钢结构设计培训手稿*一、 门式刚架设计部分1、平面刚架设计：1.1、截面的分类和定义：注意定义截面类型，是轧制边还是焰切边。1.2、抗风柱可以兼做摇摆柱输入；可以在框架输入时输入抗风柱，并考虑抗风柱平面外的风荷载（但不能考虑墙面荷载偏心带来的平面外弯矩）。抗风柱和框架可以兼做摇摆柱或者仅做抗风柱（内力图不一样），可以修改抗风柱平面外（在框架平面）计算长度（加系杆或者隅撑）并生产施工图和相应节点图。1.3、框架恒载输入必须输入吊车梁系统给柱带来的偏心力。1.4、吊车参数：偏心指吊车梁中心相对钢柱中心的距离；加载高度为“吊车梁高+轨道高+垫板等厚度”。注意：采用框架优化计算并读入时，要查看钢柱截面高度是否变大，因为可能导致荷载偏心值的变化。然后再截面导入。1.5、吊车梁计算书中的Rmax,Rmin,Tmax不包括吊车梁重的影响，Tmax已经为钢柱节点所有水平力之和（包括左右轮轨）。1.6、构件自重放大系数：考虑的是钢结构计算截面外的附着物（如焊缝、油漆、防火涂料、节点板等导致的自重增加部分）。1.7、净截面和毛截面的比值：考虑螺栓孔等削弱，当所有连接全部采用节点板连接或者局部加强时，可以取1.0。1.8、活载不利布置对框架计算结果的影响：A、 对单跨影响不大，挠度不变；B、 对双跨中柱刚接：中柱影响最大，与中柱刚接的梁次之，边柱再次之，挠度变化比较大；C、 对多跨中柱铰接：中柱影响最小，边柱次之，梁和挠度以及水平位移变化比较大。1.9、独立基础设计输入：考虑常规基础设计，能计入基础梁传来的墙荷载和偏心（注意是设计值，否则结果偏差比较大）。1.10、附加重的定义和输入：比如吊车梁的偏心集中力；砖墙维护（和钢柱有效拉结）带来的水平地震力增大（计入质点上下各一半），并有提示是否参加水平地震力计算。1.11、构件验算规范的选择：对单层钢结构厂房框架计算输出的平面内外计算长度系数有误（按框架梁柱刚度比确定），按门式刚架输出图正确；所以出计算书要修改。另外，普钢对变截面钢梁没有计算方法，可以按门规计算，但控制指标要按普钢要求（宽厚比、长细比、挠度、柱顶位移）。1.12、平面外的计算长度：原则为侧向有效支撑点的距离。屋面檩条如果和屋面板在沿檩条方向有效连接，檩条可以作为屋面梁的上翼缘侧向支撑（长圆孔不宜过大）。隅撑可以作为屋面梁的下翼缘侧向支撑，隅撑布置决定因素：A、弯矩包络图。特别是风荷载作用弯矩图；B、结构模型。特别注意多跨铰接中柱，并且跨度大、风载大时跨中风载弯矩图，决定跨中隅撑是否省略。C、翼缘应力。总之和你的结构模型要一致。1.13、牛腿设计验算项进一步完善：弯剪作用下的牛腿强度、牛腿腹板抗剪强度、工形焊缝弯剪强度计算并在计算书中详细给出。1.14、门式刚架不按抗震规范控制高厚比、宽厚比。抗震级别仅对混凝土部分有效，对门式刚架没有实际意义。1.15、结构阻尼比自动和选取的结构类别对应：A、单层厂房：0.05；B、不大于12层框架：0.035；C、大于12层框架：0.02。1.16、摇摆柱的内力放大系数主要考虑铰接端的实际嵌固作用。1.17、框架分强支撑、弱支撑和无支撑框架。但对弱支撑不能量化分析。所以门式刚架按有侧移框架设计。1.18、计算结果的查看：对按普钢设计的工程可以按轻钢计算查看结果再用普钢结构标准控制结果。1.19、程序修改了：A、焊缝强度，按厚度分类；B、提高了8.8级高强螺栓预拉力设计值；C、对Q345/Q390/Q420摩擦面抗滑移系数由0.55改0.5；D、焊缝计算长度焊缝长度-2*焊脚尺寸。1.20、节点域和加劲肋的设计：A、 梁柱节点斜加劲肋的设计： ；B、 端板加劲肋的设计布置： ；C、 端板厚度设计；D、 摩擦型螺栓节点设计。应力按三角型分布，注意矩心在翼缘，外翼相邻两排螺栓合力在外翼，弯矩反向时按倒三角再设计一次。E、 摩擦型螺栓按形似三角型设计，矩心在螺栓群中心。如果希望设计图中不超过三种螺栓（锚栓），可以设定直径。1.21、柱脚抗剪键的设计。A、 时设置抗剪键；B、验算部位：抗剪键根部截面抗弯剪；抗剪键与柱底板焊缝抗弯剪；混凝土承压。如果希望施工图只有一种抗剪键，可以定义类型和型号。1.22、混凝土柱钢梁排架结构设计。混凝土柱配筋和钢梁应力挠度和定义的支座相关，支座有三种：A、完全抗剪支座。配筋大，钢梁小，挠度小，轴力大，基础大；B、完全不抗剪（简支）支座。配筋小，钢梁大，挠度大，轴力小，基础小；C、部分抗剪支座。介于二者之间。注意和你的施工图模型一致。梁下设置只拉杆对跨度大、风载大的排架无效。1.23、连续檩条（墙梁）设计。A、 搭接不下于10是为了保证“连续”条件，截面选取由跨中弯矩决定，搭接长度要求搭接端点弯矩小于跨中最大弯矩。B、 刚度折减取决与搭接方式，由于不同与栓焊固接，产生位移要求折减，折减越多跨中弯矩越大，建议按单倍刚度计算。C、 支座弯矩调幅。支座搭接区域有搭接嵌套松动导致弯矩释放要求通过调幅模拟，可以释放10。注意搭接孔径。如果是电阻点焊连接就有所不同。D、 风载调整值（是否*1.05）以及风载体形系数取决与建筑是否轻钢门架结构。E、 如果连续墙梁承载单面墙板荷载需要按冷弯薄壁规范计算。因为对连续墙梁规范没有规定双力矩计算方法。再构造上下功夫，减小双力矩影响。1.24、简支檩条设计。注意“按附录E”设计的前提条件：A、基材厚度不小于0.66毫米；B、屋面板能阻止檩条侧向位移和扭转（压型钢板或者夹心板，用自攻螺钉、螺栓、拉铆钉或者射钉与檩条牢固连接）。C、扣合式、咬合式屋面板不能用附录E设计。1.25、只拉构件的建模设计。注意只拉构件的计算长度，可以取消交点节点来解决。比如柔性支撑设计。1.26、吊车梁设计。“其它荷载导致自重增大”指制动桁架、轨道、悬挂荷载、走道板以及板上附加荷载和积灰。“其它水平荷载”对中柱指相邻吊车横向水平荷载作用。疲劳计算默认为重级吊车的应力变化循环次数（ ,不下于 次才验算疲劳）。中级吊车可以自定义。1.27、风载的选取。轻钢明确规定用MBMA，采用荷载规范时“*1.05”，条件为： ; ;坡度 。和按荷载规范计算公式： 计算结果比较结论：A、 铰接柱脚，且 或者刚接柱脚，且 时用荷载规范计算结果偏安全。B、 其它情况，用荷载规范计算结果比门规小060。1.28、体形系数和承载面积相关性。承载面积越大，体形系数越小，比如檩条计算中，檩条间距和长度直接影响 大小。1.29、建筑抗震设计规范关于单层钢结构厂房设计规定不适用于单层轻钢结构。抗震控制结构构造措施：A、 构件之间尽量采用螺栓连接；B、 斜梁与钢柱连接下翼宜加腋加强；C、 斜梁与钢柱连接翼缘受压区宽厚比应减小；D、 柱脚设置抗剪键，锚栓采取提高抗拔力构造措施；E、 支撑连接按屈服承载力1.2倍设计1.30、对H形、工形截面，当 时， 。 1.31、柱头位移控制，新旧规范差别：A、 无吊车，轻质墙板由 改为 ；B、 有吊车有驾驶室，由 改 ；C、 地操桥吊，由 改 ；D、 砌体维护无吊车，不变（ ）。1.32、当屋面坡度较小时（1:2.5），斜梁在平面内可以仅按压弯构件计算，不计算平面内稳定性。1.33、薄壁型钢檩条、墙梁有效截面规范修改：受压，部分有效；受拉侧全部有效。增加变形控制：檩条 （门规 ）墙梁 （门规 ），并且墙梁竖向挠度不大于10毫米。1.34、对普钢规范除1.22条还修改：A、规定柱头位移（严于门规）；B、组合焊接工形截面腹板屈曲候的利用，如果 可以不加腹板加劲肋（和欧洲EC3规范相同）；C、观感控制挠度（恒载+活载），使用控制挠度（活载作用下再控制）。2、门式刚架的三维建模：2.1、标准榀定义、立面编辑（刚架二维设计）、纵向系杆布置、部分带夹层的刚架输入。2.2、维护系统输入与设计：屋面构件自动布置、墙面门窗定义、墙面构件的自动布置、构件计算与施工图绘制、刚性檩条的定义和考虑、屋面支撑计算和绘制、柱间支撑的计算和绘制。2.3、刚架施工图的更新和编辑：自动绘制图纸目录、自动绘制设计说明、绘制地脚锚栓布置图、各榀刚架详图根据屋墙面构件的布置自动更新、对已经生成的图纸进行编辑和修改以及标注。2.4、对有一层吊车或者两层吊车的建筑三维建模，平面分析后能否导入。（未掌握）2.5、对有夹层甚至多层，三维建模部分只能画图不能分析，需要TAT或者SATWE分析。注意刚性型钢按虚梁处理（未掌握）二、 框架结构设计部分：结构模型的输入、斜梁和支撑的输入、组合楼板的布置和计算、计算模块SATWE和