隅撑的作用-布置-和计算

檩条可分为 实腹式檩条 空腹式檩条 桁架式檩条 1 实腹式檩条 有热轧工字钢檩条 槽钢檩条 高频焊接 H 型钢檩条 冷弯薄壁卷边 槽钢檩条 C 型檩条 冷弯薄壁卷边 Z 型檩条 2 空腹式檩条 空腹式檩条由角钢的上 下弦和缀板焊接组成 3 桁架式檩条 分为平面桁架式和空间桁架两种 一般门钢架隅撑在屋脊处第一个檩条开始布置 但有时有中柱时为了避开隅撑与中柱节 点交叉 隅撑也会从第二个隅撑开始布置 门规 CECS102 2002 中没有规定隅撑布置的具体位 置 所以可以根据经验来做隅撑的具体布置 在钢梁截面变化处两侧也要设置 隅撑的作用是报纸横梁的下翼缘的稳定 自然就要布置在下翼缘受压的位置 并不是 沿整个横梁都需要布置 对称布置时 如果要发挥作用 显然是一个受压一个受拉 只是数值上是个叠加关系 因此取一半 事实上在边跨刚架 只能布置一个隅撑 隅撑发挥作用 可能受压也可能受 拉 我觉得规范之所以按受压杆件考虑 主要还是出于刚度的角度 就象柱间支撑 当刚 架较高时或跨度较大或吊车吨位较大时 按压杆设计 如果单纯从静力学角度 按拉杆也 没问题 但刚度显然较按压杆设计时差 有吊车时也容易晃动 小小的隅撑作用如此之大 很多人都用隅撑来作为平面外支点来减小计算长度 考虑到隅撑与梁柱连接的部位 方式要 求已经是很宽松 这里按压杆还是合理的 早先的设计手册 隅撑是支在两侧翼缘上 但门规允许隅撑连在腹板下部 此时不再 有力偶的作用 这样做是基于一个理论 只要支撑刚度够 下翼缘平面外位移很小 就可 保证平面外稳定 可以对比一下柱间支撑 十字交叉支撑可以按受拉杆件考虑 在地震区 按一拉一压考虑 人字形支撑按一压一拉受力 都按压杆设计 如果不考虑梁腹板对下翼 缘支承 此处隅撑类似于人字形支承 应按压杆设计 边隅撑保证平面外稳定是利用了腹 板的弹性支承作用 所说隅撑采用对称受拉支承最为相似的是广州新体育馆 屋面桁架之间采用了垂直交 叉拉索 作用是保证桁架下翼缘的平面外稳定 不同的是索施加了预应力以保证始终在弹 性状态 在同济作了足尺实验 但我以为该实验只能说明该工程有足够的设计余量 拉索 起到了应有的作用 并不能下结论说拉索起到了与完全刚性支承相同的作用 在对称布置隅撑时 隅撑受力是一拉一压 压力是事实存在的 并不会因为我们的假 设而消失 这样按压杆实际是合理的 当然又有问题 为什么十字交叉支承可以按拉杆设 计 压力不也是客观存在吗 隅撑的作用是防止受压翼缘平面外失稳 其实发生失稳时的变形并不大 如果隅撑按 照拉杆设计 它的轴向刚度可能较弱 因此不能有效的限制受压翼缘出现平面外变形 因 此隅撑是应该按照压杆设计 并提高其刚度的 隅撑的主要作用是为了保证构件的平面外的稳定性 减小构件平面外的计算长度 当 横梁和柱的内侧翼缘需要设置侧向支撑点时 可以利用连接于外测翼缘的檩条或墙梁设置 隅撑 隅撑一般宜采用单角钢制作 按照轴心受压构件设计 隅撑的作用是为了防止受压 翼缘 梁下翼缘和柱的内侧翼缘 屈曲失稳 增加受压翼缘的稳定性而设置的 檐口有刚性系杆 可能有斜向加劲肋且无下梁翼缘 隅撑可能不好设 说的很对 但是在 这种钢梁与钢柱交接的地方 可以在节点的下方第一道墙檩处设柱的隅撑来保证刚架内翼 缘的侧向稳定 首先可以肯定 对于轻型门式钢架来说 钢梁上每隔 3m 设置隅撑可以有效的减短梁 的平面外计算长度 减少用钢量 增加结构的整体稳定性 但是对于钢柱而言 小弟认为 宜按不设置隅撑来计算 因为对于边柱外墙开窗受影响 中柱就更不能设置了 影响使用 尤其对于有吊车的钢架 由于存在吊车的作用 隅撑如果要起作用杆件会很大 对于重级工作制排架柱厂房尤其是柱距比较大的厂房 9m 12m 一般屋面檩条会选 用高频焊接 H 型钢 檩条刚度会比较大 这时候应该考虑隅撑作为檩条的支点 这个时候 隅撑会比较大 一般采用双角钢 但是可以有效的减小檩条的用钢量 非常经济 计算时 建议用 PKPM 建一个 5 跨的连续梁 把隅撑按照实际情况设置 就可以计算出来檩条和隅 撑得大小 隅撑是指连接钢梁和檩条的接近 45 度方向斜撑 在梁上的连接点靠近梁的下翼缘板 隅撑的作用为约束 I 型截面远端翼缘板 起到远端翼缘板平面内支座作用 避免形成 局部屈曲 或出平面支点作用 减小翼缘板的出平面计算长度 从而控制出平面稳定性 计算方法为 图纸上的实际长度 节点大样图可以查到其长度 乘该隅撑的每米理论重量 即可 隅撑一般都为角钢 平面内 平面外长度 举个简单的例子 也就是你在看 pkpm 的手册里面 特别是关于板这个概念用得多 1 关于板的面内面外 通常刚性板假定面内刚度无穷大 面外刚度为零 面内就是你站在地 面 目光平视看到的板的方向就是面内方向 即水平方向的板的刚度 个人认为 这个时候如果 视板为一个构件 简单的认为其轴向刚度无穷大 面外方向就是水平板的垂直方向 就是你站 在楼板上 你自身身体的方向 就是面外方向 这个时候视为其抗弯刚度为零 GA 和 EA 一般是 不考虑的 也即分析时不考虑 框架结构分析时 特别是在大学期间手算框架时有明显的体现 的 2 还有一种是在柱子的计算中提得比较多 即所谓的弯矩作用平面内和弯矩作用平面外 对单向偏压构件 弯矩所在的平面即弯矩作用平面内 是按照压弯构件计算的 弯矩作用平面 内就是取一个柱横截面 做一个垂直于柱横截面的平面 弯矩在这个平面内 这个平面就是弯 矩作用平面 规范规定在弯矩作用平面外按轴压构件验算 弯矩作用平面外就是与前面所述的 包含了弯矩的那个作用面相垂直的平面 当然也垂直于柱截面 我认为在通常的平面简化计 算中这个解释还是比较圆满的 举个例子比较好理解 对于钢桁架 桁架轴线所在的平面即为平面内 对于每个杆件垂直于桁架轴线所在平 面方向为平面外 平面内与平面外对于杆件截面相对于节点板对称的是起作用的 对于两 个角钢以十字形连接的方式则需要考虎斜平面稳定了 因为斜平面上该截面回转半径是最 小的 但是对于单角钢的情况不是关于节点板对称 可是不考虑斜平面长细比 而是采用了 通过对于焊缝的承载力进行了削减的方法来计算 隅撑的设置是用来保证梁的下翼缘受压部分的局部稳定 我们知道 梁的上翼缘的局 部稳定由与之连接的檩条保证 这样在根据我们的施载方式绘制出的弯矩图中 只要在梁 的下翼缘受压部分设置即可 一般隔檩布置 但是实际的荷载我们很难考虑周全 比如随 遇的风荷载 那么我们就很难确定到底梁下翼缘受压部分在哪里 所以一般作法是全跨通 设 设置隅撑的目的不是用来支撑檩条的 相反 它是利用檩条来支撑梁或柱的下 内 翼缘的 这一点从隅撑的英文名可以看出来 flangebrace 翼缘支撑 因此 虽然它在支撑梁柱翼缘 的同时也对檩条形成了一定的支撑作用 我们一般也不考虑隅撑对檩条的支撑作用 梁的上翼缘是受拉区 不存在整体稳定问题 但是由于多少程度地存在初始缺陷 有 可能存在潜在的局部稳定问题 但是一般缺陷情形下 由于局部失稳产生的横向力很小 因此 檩条作为与之联系的构件 可以证翼缘不失稳 通常 檩条与梁上翼缘是用螺栓铰接 而且螺栓孔为椭圆孔 这种连接虽然能够保证 梁上翼缘的局部稳定 但并不与梁形成整体 不能考虑与梁协调共同受力 因此 在验算 上翼缘长宽比时 不考虑檩条的作用 况且 檩条的间距相对于梁上翼缘和檩条的截面尺寸来说 比值较大 也就是说 檩 条对于梁上翼缘的支撑保证作用是点支撑 断续而不是连续的 假使真要作为梁的上翼缘 部分参与受力的话 作用数值不大 也是可以忽略不计的 在檩条设计中 要求檩条下缘和梁上缘要离开 1 2 厘米 对于它的原因说法不同 到底是为什么要这么做呢 是为了安装方便 防止加工产生的误差 造成檩条下缘和梁上缘碰撞 为什么要设隅撑呢 在建模时 一般为了充分利用腹板的强度和减少用钢量而将翼缘宽度 尽量减小 从而使构件的平面外稳定不够 而隅撑就是为了弥补这里的 所以一般取隅撑的间 距 3 米作为构件的平面外计算长度 如果构件计算满足 隅撑可以不设置 檩条离梁一般 10mm 就完全能满足施工要求 如果是现场复合板 底板位于檩条下一般就要留 20mm 的间距 了 其实檩托是可以取消的 完全是为了施工的方便 就有这种做法 在梁上钻孔与檩条栓接 1 对于梁 由于屋面梁轴力较小 檩条与隅撑形成的桁架足以形成支撑刚度 但对于柱而 言 柱轴力较大 檩条与隅撑的桁架未必能提供作为支撑的刚度 因此 我不赞成柱上设 隅撑改变柱的计算长度 2 我以前写过的 隅撑的作用是保证刚架斜梁受压下翼缘和刚架 柱受压翼缘的平面外稳定 对结构安全很重要 门式刚架的破坏和倒塌在很多情况下是由受 压最大的翼缘屈曲引起的 而斜梁下翼缘与刚架柱的相交处压应力最大 是结构的关键部 位 在斜梁下翼缘受压区均应设置隅撑 其间距不得大于相应受压翼缘宽度的 16 235 fy 1 2 倍 若翼缘宽度较窄 理所当然地应使隅撑间距减小 规程还有特别规定 当斜梁下 翼缘不设隅撑时 应采取保证刚架稳定的可靠措施 如设置刚性撑杆或加大截面等 这就 较好地保证了结构的安全 3 梁上隅撑 1 减少构件的平面外计算长度 2 防止梁在局 部负弯矩作用下发生屈曲 4 隅撑设置位置 应该根据屋面梁在各种荷载等作用下的弯矩 包络图来确定 在可能出现负弯矩段内都应该设置 不会出现负弯矩的跨中段可以不设 5 我的一般做法 一般跨度时 在主要受压区按照要求设置隅撑 在主要受拉区一般只设 置一道隅撑以保证其在风吸力作用下下翼缘不失稳 大跨度时 全梁均设 因为风荷载可能 使跨中的梁下翼缘受压范围比较大 6 至于外国取消檩托的做法 在国内一般不行 檩托 板的作用是避免檩条受力倾覆 国外一般使用 Q345 钢的檩条 而且壁厚 国内现在一般 是 Q235 现在有的用到 Q215 壁厚也薄 有什么样的情况要有什么样的对策 不能原搬 照套 毕竟前提是不一样的 一 隅撑一般设在梁下翼缘受压区段 用以作为梁平面外支撑 一减少梁的平面外计 算长度 这样梁才可以作的高而窄 并用薄钢板 以达到节约用钢量的要求 柱上情况也 是一样 二 拉条的作用是作为檩条的平面外支撑 减少檩条平面外的弯矩 减小檩条型号 当然 它也是檩条及整个屋面系统的稳定不可缺少的 可以手算一次檩条就知道了 檩条和隅撑为主刚架的构件提供平面外的抗侧力 在受压为主的构件中 受压翼缘的稳定决定了构件在工作状态下是否失效 当上翼缘受压时 屋面檩条起着有效的平面外支撑作用 而压力作用下的下翼缘通常靠 隅撑作为平面外支撑 当构件长度较长且不允许设置足够的檩条隅撑时 可以在构件中部设置撑杆 撑杆应 该设置在受压翼缘一侧 或使用桁架形式支承两侧翼缘 另 荷载的传递 对于轻型钢结构建筑物而言 沿宽度方向的横向稳定性 是通过设 计适当刚度的框架来抵抗所承受到的横向荷载而保