最新-第8章钢结构房屋2-PPT精品课件.ppt
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1、1 1、柱子长细比 2、梁柱中板件宽厚比 3、梁柱构件的侧向支承 4、框架支撑结构中的支撑杆件 5、框架偏心支撑结构中的消能梁段六、抗震设计对杆件的构造要求21 1、柱子长细比、柱子长细比框架柱的长细比应符合表框架柱的长细比应符合表8.38.3的规定。表中数值适用于的规定。表中数值适用于Q235Q235钢,钢,柱子采用其他牌号钢材时,应乘以柱子采用其他牌号钢材时,应乘以ay235/f烈度烈度6度度7度度8度度9度度不超过不超过12层的钢框架柱的层的钢框架柱的最大长细比最大长细比120120120100超过超过12层的钢框架柱的最大层的钢框架柱的最大长细比长细比120806060钢结构框架柱的长
2、细比限值钢结构框架柱的长细比限值 表表8.332 2、梁柱中板件宽厚比、梁柱中板件宽厚比 (1 1)不超过)不超过1212层框架的梁、柱板件宽厚比应符合表层框架的梁、柱板件宽厚比应符合表8.48.4的要的要求。表中数值适用于求。表中数值适用于Q235Q235钢,梁柱杆件采用其他牌号钢材时,钢,梁柱杆件采用其他牌号钢材时,应乘以应乘以ay235/f板件名称板件名称 7度度 8度度 9度度 柱柱工字形截面翼缘外伸部分工字形截面翼缘外伸部分 131211箱形截面壁板箱形截面壁板 403636工字形截面腹板工字形截面腹板 524844梁梁工字形截面和箱形截面翼缘外伸部工字形截面和箱形截面翼缘外伸部分分
3、 11109箱形截面翼缘在两腹板间的部分箱形截面翼缘在两腹板间的部分 363230工字形截面和箱形截面腹板工字形截面和箱形截面腹板(Nb/Af0.16Af时,消能时,消能段长度应满足式(段长度应满足式(8.10a)、()、(8.10b)的要求。)的要求。wp(/)0.31.6/llAAaMV当时,(8.10a)wwp(/)0.31.150.5(/)1.6/llAAaAAMV当时,(8.10b)式中:式中:a消能梁段的长度(消能段长度参见图消能梁段的长度(消能段长度参见图8.10););消能梁段轴向力设计值和剪力设计值之比。11 (4 4)消能梁段腹板不得焊补强钢板,因为补强后)消能梁段腹板不得
4、焊补强钢板,因为补强后腹板难以进入塑性。腹板难以进入塑性。(5 5)消能梁段腹板不得开孔,腹板开孔将降低梁)消能梁段腹板不得开孔,腹板开孔将降低梁段的塑性变形能力。段的塑性变形能力。(6)(6)消能梁段与支撑斜杆的连接处,应在腹板两消能梁段与支撑斜杆的连接处,应在腹板两侧设置与腹板高度相等的加劲肋(参见图侧设置与腹板高度相等的加劲肋(参见图8.108.10),),以传递梁段的剪力并防止在支撑斜杆集中力作用下以传递梁段的剪力并防止在支撑斜杆集中力作用下发生梁腹板的屈曲。一侧加劲肋的宽度不应小于发生梁腹板的屈曲。一侧加劲肋的宽度不应小于(bf/2-twbf/2-tw),厚度不应小于),厚度不应小于
5、0.75 tw 0.75 tw 和和10mm10mm中的较中的较大值,大值,bf bf、twtw分别为消能梁段的翼缘宽度和腹板分别为消能梁段的翼缘宽度和腹板厚度。厚度。12支 撑 中 心 线 与 梁 中加 劲 肋消 能 梁 段 以 外 的 梁消 能 梁 段 端 部心 线 的 交 点 应 在支 撑节 点 板消 能 梁 段 腹 板消 能 梁 段,长 度 a消 能 梁 段 腹 板宽 翼 缘 型 钢中 间 加 劲 肋长 度 a消 能 梁 段,加 劲 肋或 内 部消 能 梁 段 端 部消 能 梁 段以 外 的 梁或 内 部中 间 加 劲 肋心 线 的 交 点 应 在支 撑 中 心 线 与 梁 中图图8.
6、17 8.17 偏心支撑与消能梁段的局部构造偏心支撑与消能梁段的局部构造 13 (7 7)消能梁段为防止剪切或弯曲引起的局部失稳,应按)消能梁段为防止剪切或弯曲引起的局部失稳,应按要求在其腹板上设置中间加劲肋要求在其腹板上设置中间加劲肋14 (8 8)消能梁段两端构造)消能梁段两端构造上下翼缘均应有平面外支承,以防止梁段的扭转。上下翼缘均应有平面外支承,以防止梁段的扭转。各支承杆件的轴力设计值不得小于消能梁段翼缘各支承杆件的轴力设计值不得小于消能梁段翼缘面积和设计强度值乘积的面积和设计强度值乘积的6 6,即,即0.060.06bftff 。与消能梁段同跨的非消能梁段为保持整体稳定,与消能梁段同
7、跨的非消能梁段为保持整体稳定,设置平面外支承时杆件的轴力设计值不得小于梁设置平面外支承时杆件的轴力设计值不得小于梁翼缘轴向承载力的翼缘轴向承载力的2 2,即,即0.020.02bftff。15 1、框架梁柱刚性节点的抗震验算、框架梁柱刚性节点的抗震验算 2、钢结构构件连接的验算、钢结构构件连接的验算 3、钢框架结构梁柱连接的构造要求、钢框架结构梁柱连接的构造要求 八、节点和连接的抗震验算及构造要求161 1、框架梁柱刚性节点的抗震验算、框架梁柱刚性节点的抗震验算 节点域的屈服承载力节点域的屈服承载力符合式(符合式(8.118.11)的要求)的要求。其目的是要保。其目的是要保证节点域的屈服承载力
8、保持合适的数值,使节点域的屈服先于证节点域的屈服承载力保持合适的数值,使节点域的屈服先于梁端屈服发生,但又不能因节点域腹板太薄而增大节点域变形梁端屈服发生,但又不能因节点域腹板太薄而增大节点域变形对框架侧移的不利影响,满足以下条件:对框架侧移的不利影响,满足以下条件:工字形截面柱工字形截面柱 箱形截面柱箱形截面柱 (8.11)(8.12a)(8.12b)节点域的抗震验算要求节点域的抗震验算要求(8.13a)(8.13b)vppbpbfVMM3/4/21wcbpthhV wcbpthhV8.190/cbwhhtREvppbpbfVMM/3/4/2117当上式要求不能满足时,节点域部位可采用较厚的
9、钢板制作,当上式要求不能满足时,节点域部位可采用较厚的钢板制作,或贴焊补强板。或贴焊补强板。M Mpb1pb1,M,Mpb2pb2-分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力V Vp p-节点域的体积节点域的体积,fv v-钢材抗剪强度设计值钢材抗剪强度设计值,-折减系数折减系数h hb b,h,hc c-分别为梁柱腹板高度分别为梁柱腹板高度,t tw w-柱在节点域的腹板厚度柱在节点域的腹板厚度,M Mb1b1,M,Mb2b2-分别为节点域两侧梁的弯矩设计值分别为节点域两侧梁的弯矩设计值182 2、钢结构构件连接的验算、钢结构构件连接的验算 钢结构构件连接进行极
10、限承载力验算的基本原则,是钢结构构件连接进行极限承载力验算的基本原则,是保证连接的强度高于杆件的极限承载强度。保证连接的强度高于杆件的极限承载强度。公式中不等式右端项的系数公式中不等式右端项的系数1.2、1.3为考虑实际钢材屈服点比标准值会有为考虑实际钢材屈服点比标准值会有提高,连接的极限承载力应高于这种情况下杆件的极限承载力。提高,连接的极限承载力应高于这种情况下杆件的极限承载力。(1 1)梁与柱连接的极限受弯承载力)梁与柱连接的极限受弯承载力Mu u、受剪承载力、受剪承载力Vu u应符合下式的要求应符合下式的要求:puMM2.1npulMV/23.1aywwufthV58.0M Mp p-
11、为梁的全塑性受弯承为梁的全塑性受弯承载力载力19(2 2)梁、柱构件拼接连接时,腹板应考虑承受弯矩,腹)梁、柱构件拼接连接时,腹板应考虑承受弯矩,腹板的设计剪力不得小于构件截面受剪承载力的板的设计剪力不得小于构件截面受剪承载力的50%50%,拼接,拼接的极限承载力符合下式要求。的极限承载力符合下式要求。(8.16a)(8.16b)无轴向力时:(8.16c)有轴向力时:aywwufthV58.0puMM2.1pcuMM2.120 拼接连接可采用螺栓连接或焊接连接。采用螺栓连接时,螺栓的连拼接连接可采用螺栓连接或焊接连接。采用螺栓连接时,螺栓的连接承载力应满足下式要求。接承载力应满足下式要求。翼缘
12、翼缘(8.178.17)腹板腹板(8.188.18)一个螺栓的极限受剪承载力和板件的承压力;一个螺栓的极限受剪承载力和板件的承压力;Af翼缘的有效截面积;翼缘的有效截面积;腹板拼接弯矩引起的一个螺栓的最大剪力腹板拼接弯矩引起的一个螺栓的最大剪力nf翼缘或腹板拼接一侧的螺栓数翼缘或腹板拼接一侧的螺栓数ayfbcufAnN2.1ayfbvufAnN2.122/bMubcuNnVNbcubvuNN,bMN21 其中高强度螺栓的极限受剪承载力,取以下两式计算的其中高强度螺栓的极限受剪承载力,取以下两式计算的较小值。较小值。nf f螺栓连接的剪切面数;螺栓连接的剪切面数;Aeb螺栓螺纹处有效剪切面积;螺
13、栓螺纹处有效剪切面积;fub螺栓钢材抗拉强度最小值;螺栓钢材抗拉强度最小值;d螺栓杆直径;螺栓杆直径;fcub螺栓连接板的极限承压强度,取螺栓连接板的极限承压强度,取1.5 1.5 fu ;t钢板厚度;钢板厚度;bubcfufAnN58.0bcuutfDN22焊缝的极限承载力按以下公式计算。焊缝的极限承载力按以下公式计算。对接焊缝受拉对接焊缝受拉角焊缝受剪角焊缝受剪式中式中 焊缝的有效受力面积;焊缝的有效受力面积;构件母材的抗拉强度最小值。构件母材的抗拉强度最小值。(3 3)支撑与框架的连接以及支撑构件拼接的极限承载力要求)支撑与框架的连接以及支撑构件拼接的极限承载力要求 式中式中 Nubru
14、br螺栓连接和节点板连接在支撑轴线方向的极限承载力;螺栓连接和节点板连接在支撑轴线方向的极限承载力;An n支撑的截面净面积;支撑的截面净面积;fayay 支撑钢材的屈服强度。支撑钢材的屈服强度。(8.218.21)(8.208.20)uufufAN uwfufAV58.0wfAufaynubrfAN2.123 3、钢框架结构梁柱连接的构造要求、钢框架结构梁柱连接的构造要求 梁柱连接宜采用柱贯通型,也可采用设置节点段使柱子分开梁柱连接宜采用柱贯通型,也可采用设置节点段使柱子分开的方式,称为梁贯通型(图的方式,称为梁贯通型(图8.18)。柱仅在一个方向与梁刚接时,)。柱仅在一个方向与梁刚接时,若
15、柱子为工字形截面,则柱子腹板应置于刚接框架的平面内若柱子为工字形截面,则柱子腹板应置于刚接框架的平面内(参见图(参见图8.18a)。)。a)a)柱贯通型的梁柱节点柱贯通型的梁柱节点 b)b)梁贯通型的梁柱节点梁贯通型的梁柱节点 图图8.18 8.18 梁柱连接的不同型式梁柱连接的不同型式 24柱贯通型的刚性连接注意如下构造措施:柱贯通型的刚性连接注意如下构造措施:(1 1)梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝;)梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝;8 8度乙类建筑和度乙类建筑和9 9度度时,应检验时,应检验V V形切口的冲击韧性,其恰帕冲击韧性在形切口的冲击韧性,其恰帕冲击韧性在2020时不
16、低于时不低于27J;27J;(2 2)柱在梁翼缘对应位置设置横向加劲肋,且加劲肋厚度不小于梁)柱在梁翼缘对应位置设置横向加劲肋,且加劲肋厚度不小于梁翼缘的厚度;柱子为箱形截面时,加劲肋在柱身内部,应采用全熔透翼缘的厚度;柱子为箱形截面时,加劲肋在柱身内部,应采用全熔透对接焊缝与板壁相连;柱子为工字形截面时,加劲肋与柱子翼缘采用对接焊缝与板壁相连;柱子为工字形截面时,加劲肋与柱子翼缘采用全熔透对接焊缝,与腹板可采用角焊缝连接;全熔透对接焊缝,与腹板可采用角焊缝连接;(3 3)梁腹板宜采用摩擦型高强度螺栓通过连接板与柱连接;腹板角)梁腹板宜采用摩擦型高强度螺栓通过连接板与柱连接;腹板角部宜设置扇形
17、切角,其端部与梁翼缘的全熔透焊缝应隔开;部宜设置扇形切角,其端部与梁翼缘的全熔透焊缝应隔开;(4 4)当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的)当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的70%70%时,时,梁腹板与柱的连接螺栓不得少于二列;当计算仅需一列时,仍应布置梁腹板与柱的连接螺栓不得少于二列;当计算仅需一列时,仍应布置二列,且此时螺栓总数不得少于计算值的二列,且此时螺栓总数不得少于计算值的1.51.5倍;倍;25BA 详 图Ah w 6,长 度 等 于翼 缘 总 宽 度详 图B3 5 r=3 5r=1 0 1 5 663 5 r=2 0 图8.19 梁柱刚性节点工地连接的构
18、造(5 5)梁与柱子刚接时,柱在梁上下翼缘外侧各)梁与柱子刚接时,柱在梁上下翼缘外侧各500mm500mm的范围内,柱翼缘的范围内,柱翼缘与腹板间的连接焊缝应为坡口全熔透焊缝。与腹板间的连接焊缝应为坡口全熔透焊缝。(6 6)框架柱的拼接接头宜位于框架梁上方)框架柱的拼接接头宜位于框架梁上方1.3m1.3m左右。左右。26 为了便于工地安装,梁柱的刚性连接,也可在工厂焊接一悬臂梁为了便于工地安装,梁柱的刚性连接,也可在工厂焊接一悬臂梁段在柱子上,在工地现场安装柱子后,在悬臂梁段端部与梁主体拼接。段在柱子上,在工地现场安装柱子后,在悬臂梁段端部与梁主体拼接。拼接可以采用全高强度螺栓连接或焊接螺栓的
19、混合连接(图拼接可以采用全高强度螺栓连接或焊接螺栓的混合连接(图8.208.20)图8.20 框架柱与梁通过悬臂梁段的连接 摩 擦 型 高强 度 螺 栓a)b)摩 擦 型 高 强 度 螺 栓278.3 单层钢结构厂房 一、抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求一、抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求 二、二、地震作用计算地震作用计算三、三、杆件验算和构造措施杆件验算和构造措施28 单层钢结构厂房的结构体系一般可以分为横向结构(跨单层钢结构厂房的结构体系一般可以分为横向结构(跨度方向)与纵向结构(柱距方向)两个方向。度方向)与纵向结构(柱距方向)两个方向。横向结构一般是柱梁体系或柱屋架体系横向结构一般
20、是柱梁体系或柱屋架体系 ;纵向结构一般是柱联系梁支撑体系纵向结构一般是柱联系梁支撑体系 。一、一、抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求抗震设计对单层钢结构厂房体系的要求29单跨横向结构按跨数区分多跨(有等高和不等高之分)按结构形式区分排架体系刚架体系1.横向结构横向结构排架体系中,柱脚刚接,屋架则与柱顶采用铰接连接。排架体系中,柱脚刚接,屋架则与柱顶采用铰接连接。刚架体系中,柱脚可以刚接或铰接,屋架或实腹式钢梁则与柱顶刚接。刚架体系中,柱脚可以刚接或铰接,屋架或实腹式钢梁则与柱顶刚接。多跨结构采用实腹式钢梁时,钢梁和柱顶的连接则允许部分刚接,部分多跨结构采用实腹式钢梁时,钢梁和柱顶的连接则允许部
21、分刚接,部分铰接,但是至少其中的铰接,但是至少其中的2 2根柱子应在柱顶和梁刚性连接。根柱子应在柱顶和梁刚性连接。30图8.21 单层钢结构厂房的横向结构 c)多跨等高厂房 d)多跨不等高厂房 a)单跨排架结构 b)单跨刚架结构312.纵向结构纵向结构吊车梁柱列系杆屋架托架垂直支撑下柱支撑上柱支撑图图8.22 8.22 单层钢结构厂房的纵向结构示意单层钢结构厂房的纵向结构示意 纵向结构一般处理成支撑铰接框架形式,柱脚与基础按铰接连接纵向结构一般处理成支撑铰接框架形式,柱脚与基础按铰接连接设计,柱子与纵向联系梁、吊车梁、支撑构件之间也按铰接连接设计。在设计,柱子与纵向联系梁、吊车梁、支撑构件之间
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