房屋钢结构复习总结

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钢檩条的斜拉条需要设置在屋脊处， 而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。 因此，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋檐和屋脊处都 设置斜拉条， 或是把横拉条和斜拉条都做成可以既承拉力又承压力的 刚性杆。 第 2 章钢屋架设计 27.吊车梁设计 28.吊车梁承受桥式吊车三个方向荷载作用：吊车的竖向荷载 P，横向 水平荷载（刹车及卡轨力）T 和纵向水平荷载（刹车力）TL （沿吊车 轨道方向，通过吊车梁传给柱间支撑，一般不考虑） 29.吊车最大轮压： 吊车的竖向标准荷载为吊车的最大轮压标准值 Pk， max，计算吊车梁的强度时，应乘以荷载分项系数γ Q=1.4，还应考虑 吊车的动力作用，乘以动力系数。工作级别为 A1~A5 的软钩吊车， 动力系数取 1.05，A6~A8 的吊车，动力系数取 1.1。 Pk，max=1.4α Pk，max 30 吊车横向水平力： 吊车的工作级别为 A6~A8 时，吊车运行时的摆动引起的水平力比刹 车力更为不利。 T=α 1Pk，max 其他情况 T=1.4gξ （Q+Q´）/n （1.4 为荷载分项系数，Q 额定起重量，Q´小车重量，n 为桥式吊车 的总轮数）
第1章
轻型门式钢架结构
1.单层门式钢架结构的概念、组成和体系组成 概念： 以轻型焊接 H 型钢 （等截面或变截面） 、 热轧 H 型钢 （等截面） 或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架或格构式门式钢架作为主 要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽型、卷边槽型、Z 形等）做檩条、 墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚 苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为 保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。 组成：梁，墙，檩条，墙梁，支撑，屋面及墙面板 2.门式钢架的梁、柱构件多采用焊接变截面的 H 形截面，单跨钢架的 梁—柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。柱脚可与基础刚 接或铰接。 3．单层门式钢架结构和钢筋混凝土结构相比的特点： a： 质量轻。 单层门式钢架房屋承重结构的用钢量一般为 10~30kg/m2; 在 相 同 的跨 度和荷 载 条 件情 况下 自 重 约 仅为 钢筋混 凝 土 结构 的 1/30~1/20。 b：工业化程度高，施工周期短 c：综合经济效益高 d：柱网布置比较灵活。柱距多为 6 米，当采用 12 米柱距时，需设 置托架及墙架柱。 4.变截面钢架（变：截面高度改变，宽厚不变） 在竖向均布荷载的作用下，框架角区（梁柱节点）有较大的负弯矩，
为了增强吊车梁和制动结构的整体刚度和抗扭性能，对边列柱上
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的吊车梁，宜在外侧设置辅助桁架 cd，同时在吊车梁下翼缘和辅助 桁架的下弦之间设置水平支撑。也可在靠近梁两端 1/4~1/3 的范围内 各设置一道垂直支撑 ce。 （垂直支撑对增强梁的整体刚度有利，但在 吊车梁竖向挠度影响下，易破坏。 ） 32.吊车梁疲劳验算： 吊车梁在吊车荷载的反复作用（必为动荷载：竖向荷载和水平荷 载） 下， 可能产生疲劳破坏 （影响因素： 产生拉应力的应力幅和次数） 。 因此，应选用合适的钢材标号（Q235AF）和冲击韧性（与质量等级 有关，A<B） 。 一般对 A6~A8 级吊车梁进行疲劳验算， 验算的部位有受拉翼缘的 连接焊缝处， 受拉区加劲肋的端部和受拉翼缘与支撑连接处的主体金 属，还需验算连接的角焊缝。 33.论述受压区出现疲劳的原因：钢轨位置的偏移使上翼缘受扭，翼 缘连接焊缝和邻近的腹板受弯及剪，水平卡轨力也有同样的效应。钢 轨接头处轨面不平加剧这种效应。故 A6~A8 级吊车梁在受压翼缘的 连接焊缝和邻近的腹板出现疲劳裂纹。措施：用抗扭性能好的钢轨和 防松动的连接把它和吊车梁相连，采用焊接长轨，在受压翼缘和腹板 之间采用疲劳性能好的对接与角接组合的焊缝， 还可以采用加厚上部 腹板或在两侧增设斜板。 第 3 章大跨屋盖结构 34.大跨钢结构分：平面结构体系和空间结构体系。 平面结构体系：梁式结构（平面桁架、空间桁架） ，平面钢架和拱式
Hale Waihona Puke 25.檩条设计 26：拉条：当檩条跨度大于 4m 时，应在檩条间跨中位置设置拉条。 当檩条跨度大于 6m 时，应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。作 用：防止檩条侧向变形和扭转，并且提供 x 轴方向的中间支点。此中 间支点的力需要传到刚度较大的构件，为此，需要在屋脊或檐口处设 置斜拉条和刚性撑杆。 当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向和相反。此时 Z 形
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c： 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 d：当需要考虑地震作用是，风荷载不与地震作用同时考虑 钢架内力分析，荷载效应组合有： A1.2*永久荷载+0.9*1.4* 【积灰荷载+max{屋面均布活荷载、 雪荷载}】 +0.9*1.4*（风荷载+吊车竖向及水平荷载） ； B：1.0*永久荷载+1.4*风荷载 注：A 用于截面强度和构件稳定性计算。B 用于锚栓抗拉计算，其 永久荷载的抗力分项系数取 1.0。 15.钢架的内力和侧移计算：对于变截面门式钢架，应采用弹性分析 方法确定各种内力， 只有当钢架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑 性分析方法。 16.控制截面的内力组合：控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛 腿连接处及梁端、梁跨中等截面（柱两端、梁跨中和支座） ，内力组 合主要有： a：最大轴压力 Nmax 和同时出现的 M 及 V 的较大值 b：最大弯矩 Mmax 和同时出现的 V 及 N 的较大值 c：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. 17.侧移验算：钢架的侧移不满足要求，需要采用下列措施之一进行 调整：放大柱或（和）梁的截面尺寸，改铰接柱为刚接柱脚；把多跨 框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。
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（一般软钩吊车取 0.1,硬钩取 0.2）
软钩吊车：Q 不大于 10t，取ξ =12%； Q 为 15~50t，取ξ =10%； Q 不小于 75t，取ξ =8%； 硬钩吊车：取ξ =20%。 31.吊车梁的截面组成 a：加强上翼缘。对于吊车额定起重量 Q 小于等于 30t，跨度 l 小 于等于 6m，工作级别为 A1~A5 的吊车梁，用来承受吊车的横向水平 力。 b：设置制动梁或制动桁架。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大 时，用以承受横向水平荷载，它的制动梁由吊车梁上翼缘、钢板和槽 钢组成。 当柱宽度小于等于 1.2m 时，常用制动梁；超过 1.2m 时，宜采用 制动桁架。
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18.梁腹板加劲肋的配置：稳定性验算，计算长度取腹板高度 hw，截 面取加劲肋全部和其两侧各 15tw√235/fy 宽度范围内的腹板面积，按 两端铰接轴心受压构件计算。 19.斜梁和隅撑的设计 （1）斜梁的设计：当斜梁坡度不超过 1:5 时，应轴力很小可按压弯 构件计算其强度和钢架平面外的稳定，不计算平面内的稳定。实腹式 钢架斜梁的平面外计算长度，取侧向支承点的间距。当斜梁两翼缘侧 向支承点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支承点间的距离。 斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承点间的最大长度， 可取受压翼 缘宽度的 16√235/fy 倍。侧向支承点由檩条（或刚性系杆）配合支 撑体系来提供。 （2）隅撑设计：实腹式钢架斜梁的两端为负弯矩区，下翼缘在该处 受压。为了保证梁的整体稳定，常有必要在受压翼缘两侧布置隅撑作 为斜梁的侧向支承，隅撑的另一端连接在檩条上。檩条时支撑体系的 组成部分，能对隅撑提供不动的支承点。隅撑间距不应大于所撑梁受 压翼缘宽度的 16√235/fy 倍。
20.钢架斜梁与柱的连接及斜梁间的拼接：端板竖放，端板斜放，端
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板平放，斜梁拼接。 21.柱脚：门式钢架的柱脚，一般采用平板式铰接柱脚，当有桥式吊 车或钢架侧向刚度过弱时，则应采用刚接柱脚。 铰接柱脚传力：柱——角焊缝——底板——基础——地基 钢架柱脚传力：柱——角焊缝——靴梁（隔板、肋板）——底板—— 基础——地基（主要） ；含上。 22.压型钢板原板的钢板基厚度通常为 0.4~1.6mm。 压型钢板基板的材 料有 Q215 和 Q235 钢，工程多用 Q235—A 钢。 23.压型钢板的荷载组合（也是檩条荷载组合） ： a: 1.2*永久荷载+1.4*max{屋面均布活荷载，雪荷载} b：1.2*永久荷载+1.4*施工检修集中荷载换算值 c：1.0*永久荷载+1.4*风吸力荷载 24.压型钢板的挠度限值： a：屋面板，屋面坡度<1/20 时 b:墙板 1/150 1/250;否则 1/200
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中的较大值。 10.门式钢架上可设置起重量不大于 3t 的悬挂起重机和起重量不大于 20t 的轻、中级工作制单梁或双梁桥式吊车。超过 20t，选用排架结 构。 11.门式钢架轻型房屋的构件和维护结构通常刚度不大，温度应力相 对较小。纵向温度区段<300m;横向温度区段<150m。 12.支撑和刚性系杆的布置：端部支撑宜设在温度区段端部的第一或 第二个开间。 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，一般取 30~45m；有吊车是不宜大于 60m。在端部支撑在端部第 二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。 13.可变荷载： a：屋面活荷载。压型钢板轻型屋面，屋面竖向均布或活荷载的标准 值应取 0.5kN/m2；对受荷水平投影面积超过 60m2 的钢架结构，计算 时采用的竖向均布活荷载标准值可取 0.3kN/m2。 设计屋面板和檩条时 应考虑施工和检修集中荷载，其标准时为 1kN。 b：屋面雪荷载和积灰荷载 c：吊车荷载 d：地震作用 e：风荷载 14.门式钢架荷载组合效应原则： a：取屋面均布活荷载与雪荷载中较大值 b：积灰荷载与 a 中的较大值同时考虑
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结构；空间结构体系：平板网架体系，网壳结构，大部分悬索结构， 斜拉结构，张拉整体结构等。 （画概念图） 35．平板网架：由杆件按一定规律组成的结构。 网壳结构： 由杆件按一定规律组成的曲面结构， 分单层及双层两大类。 悬索结构：一系列高强度钢索按一定规律组成的一种张力结构。 36.网架按弦杆层数分为：双层网架和三层网架。双层网架由上弦、 下弦和腹杆组成；三层由上弦、下弦、上腹杆和下腹杆组成。 37．网架的支承方式有：周边支承、点支承、周边支承与点支承相结 合，两边和三边等。在工业厂房的扩建端、飞机库、船体车间、剧院 舞台口等不允许在网架的一边或两边设柱子时， 需将网架设计成三边 支承一边自由或两边支承两边自由的形式。 对于这种网架应采取设置 边桁架， 局部加大杆件截面或局部三层网架等措施加强其开口边的刚 度。 第 4 章多层及高层房屋结构 38.以 12 层（高度 40m）为界，>40m 内力以水平作用为主，<40m 内 力以竖向荷载为主。 （低层小于等于 3 层；多层 3 层 ~40m；高层 40m~100m；超高>100m） 39.多层房屋的结构类型： 纯框架体系 （固结） 、 柱—支撑体系 （铰接） 和框—支撑体系（其一为固结，另一为铰接） 。高层除上述结构体系 外，还可采用双重体系（纯框架和支撑体系，即在梁与柱刚性连接的 框架中加设斜撑） 、框—筒体系和框剪（由框支撑体系变来，支撑换 为剪力墙） 。