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pkpm中结构类型及设计参数整理

目录
1.结构类型 (1)
2.设计参数控制 (2)
2.1受压构件的长细比: (2)
2.2受拉构件的长细比 (3)
2.3柱顶位移和柱高度: (5)
2.4钢梁的挠度和跨度: (6)
2.5单层厂房排架柱计算长度折减系数: (8)
2.6多台吊车组合时的荷载折减系数: (11)
2.7门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性 (12)
2.8摇摆柱内力放大系数 (12)
2.9当实腹梁与作用有吊车的柱刚接时,该柱按照柱上端为自由的阶形柱确定计算
长度系数 (13)
2.10轻屋盖厂房按“低延性,高弹性承载力性能化”设计 (14)
3.1 关于净截面、毛截面、有效截面、有效净截面的理解及其应用: (15)
1.结构类型
1)单层钢结构厂房,不适用于《门规》的单层钢结构厂房,程序将按照《抗规》内容进行
控制。

2)门式刚架轻型房屋钢结构,选择此选项时,不再按《抗规》9.2章内容控制,仅执行《门规》。

3)多层钢结构厂房,按《抗规》附录H.2进行计算与控制。

4)钢框架结构,按《抗规》内容进行控制。

a.“门式刚架轻型房屋钢结构”,其中“门式”,主要有两种形式:双坡、单坡。

门式刚架不仅仅只针对轻钢,也包括普钢。

轻钢门规仅仅是门式刚架
结构中的轻钢部分。

b.轻钢的界定:“主承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架”、“单跨或多跨实腹式门式刚架”、“轻钢屋盖和轻钢外墙”、“起重量不大于20t的A1~A5工
作级别桥式吊车或没有吊车(当然也可以是单梁吊车)”、“悬挂吊车起重量
不超过3t”、“单层”、“跨度一般不宜超过36m”、“高度一般不宜超过12m”、
“柱距一般不宜超过9m”。

后面三条,一般超过36米就不宜在选用轻钢规
范设计了。

刚架高度、柱距可根据实际情况选择规范,并不是限定的那么
严格。

c.门式轻钢,多用于生产车间、仓库、厂房钢结构。

设计时,首先要确定规范的采用,不能一概而论的所有门式的就都是轻钢。

一些大吨位吊车,格
构柱等的门式结构为重(普)钢结构,需按《钢结构设计规范》来采用。

d.钢架排架的最明显区别:
排架结构:柱底与基础刚接、梁和柱顶铰接;钢架结构:柱底与基础刚接,梁和柱顶刚接。

e.冷弯薄壁性钢结构:用各种冷弯型钢制成的结构。

冷弯薄壁型钢由厚度为
1.5~6毫米的钢板或带钢,经冷加工(冷弯、冷压或冷拔)成型,同一截面
部分的厚度都相同,截面各角顶处呈圆弧形。

2.设计参数控制
2.1受压构件的长细比:
受压构件长细比的规律:1、主要构件要求严、次要构件要求松;2、一定范围内:受压力/FyA 比值越大时,长细比越严格(当比值小于等于50%时,允许长细比可适当放大《钢规》5.3)
《轻钢》规定不宜大于表3.5.2-1规定的限值
表3.5.2-1 受压构件的长细比限值
《冷弯薄壁》受压构件的长细比不宜超过表4.3.3中所列数值;
表4.3.3 受压构件的容许长细比
2.2受拉构件的长细比:
一般钢结构根据《钢规》5.3.9选用200或350;轻钢结构根据表《门规》选用。

【柱顶位移的限值】一般钢结构根据《钢规》附录 A.2.1 条选用;轻钢结构根据《门规》选用。

单独从理论上讲,受拉构件不需要限制长细比,但是所谓的受拉构件只是在结构使用中受拉,在其加工、运输和安装中并不一定受拉,甚至会产生较大的变形,另外还有对风振动方面的考虑(在没有预拉力情况下的弯曲挠度或振动影响。

对于预拉构件,由于先期提供结构刚度,长细比可以适当放宽),所以要限制其长细比。

《轻钢》规定不宜大于表3.5.2-2规定的限值。

表3.5.2-2 受拉构件的长细比限值
2 对直接或间接承受动态载荷的结构,计算单角钢受拉构件的长细比时,应采用角钢的最小回转半径;在计算单角钢交叉受拉杆件平面外长细比时,应采用与角钢肢边平行轴的回转半径;
3 在永久荷载与风荷载组合作用下受压的构件,其长细比不宜大于250.
《冷弯薄壁》
4.3受拉构件的长细比不宜超过350,但张紧的圆钢拉条的长细比不受此限。

当受拉构件
在永久荷载和风荷载组合作用下受压时,长细比不宜超过250;在吊车
荷载作用下受压时,长细比不宜超过200。

《钢规》
2.3柱顶位移和柱高度:
一般钢结构根据《钢规》附录A.2.1 条选用;轻钢结构根据《门规》选用。

考虑墙体可变性量、外观;考虑操作者舒适度;重力二阶效应;
《门刚》
注:表中h为钢架柱高度。

《冷弯薄壁》表10.1.6-2 刚架柱顶侧移限值
《钢规》
2.4钢梁的挠度和跨度:
《轻刚》
《钢规》
附录A 结构或构件的变形容许值
《抗规》
2.5单层厂房排架柱计算长度折减系数:
Pkpm参考书说:此项只在设计规范按《钢结构设计规范》验算时才需要写,可参考表5.3.4。

但是其他规范中也有柱的计算长度折减系数,如《冷弯薄壁》中有规定,但是不是由于轻钢或者冷弯薄壁结构这个空间效应不明显所以不考虑呢?
(单层厂房排架柱内力分析,多数以一个平面受荷面积为一个计算单元,而忽略厂房的空间整体作用。

单层厂房阶形柱主要承受吊车荷载,一个柱达到最大竖直荷载时,相对的另一个柱竖直荷载较小。

荷载大的柱要丧失稳定,必然受到荷载小的柱的支承作用,从而较按独立
柱求得的计算长度要小,故将柱的计算长度进行折减)
冷弯薄壁》表5.2.4 开口截面轴心爱压和压弯构件的约束系数
2.6多台吊车组合时的荷载折减系数:
按《荷规》(GB50009-2012年版)6.2条款。

2.7门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性
选择《门规》时适用,对于坡度大于1:2.5的门式刚架斜梁构件,不能忽略构件轴力产生的应力,所以除应按压弯构件计算其强度和平面外稳定性之外,还应按压弯构件验算其平面内稳定性。

建议一般选用。

2.8摇摆柱内力放大系数
选择《门规》时适用,计算其强度和稳定性时,将柱轴力设计值乘以该系数用于考虑因摇摆柱非理想铰接的不利影响。

一般可填1.5。

对于中间柱为摇摆柱的多跨刚架,中间柱不提供任何侧向刚度,但这些柱中的轴向力却有促使刚架失稳的作用,因此边柱的μr应乘以放大系数η。

2.9当实腹梁与作用有吊车的柱刚接时,该柱按照柱上端为自由的阶形柱确定计算长度系数
选择《钢规》验算时才需要填写,建议不勾选。

详见《钢规》5.3.4条。

2.10轻屋盖厂房按“低延性,高弹性承载力性能化”设计
选择“单层结构厂房”时才需要填写,勾选。

见《抗规》9.2.14条及条文说明。

9.2.14 板件的宽厚比,是保证厂房框架延性的关键指标,也是影响单位面积耗钢量的关键指标。

本次修订,对重屋盖和轻屋盖予以区别对待。

重屋盖参照多层钢结构低于50m的抗震等级采用,柱的宽厚比要求比2001规范有所放松。

对于采用压型钢板轻型屋盖的单层钢结构厂房,对于设防烈度8度(0.20g)及以下的情况,即使按设防烈度的地震动参数进行弹性计算,也经常出现由非地震组合控制厂房框架受力的情况。

因此,根据实际工程的计算分析,发现如果采用性能化设计的方法,可以分别按“高延性,低弹性承载力”或“低延性,高弹性承载力”的抗震设计思路来确定板件宽厚比。

即通过厂房框架承受的地震内力与其具有的弹性抗力进行比较来选择板件宽厚比:
当构件的强度和稳定的承载力均满足高承载力——2倍多遇地震作用下的要求(γG S GE+γEh2S E≤R/γRE)时,可采用现行《钢结构设计规范》GB 50017弹性设计阶段的板件宽厚比限值,即C类;当强度和稳定的承载力均满足中等承载力——1.5倍多遇地震作用下的要求(γG S GE +γEh1.5S E≤R/γRE)时,可按表6中B类采用;其他情况,则按表6中A类采用。

(经总结个人认为:主要思想是,构件的富余量大了,宽厚比限制就可以适当降低;富余量大导致刚度大,但是延性就小了)
3.1 关于净截面、毛截面、有效截面、有效净截面的理解及其应用:
净截面:等于截面的总体截面(毛截面)减去截面中孔洞的截面。

用在强度验算里,表示截面的实际截面,即净截面。

毛截面:用在整体稳定验算里。

整体稳定验算是相对于整个构件来讲的,与构件的截面、边界条件等等都有关。

只是某个局部的截面的削弱对整体稳定影响不大。

所以这里采用毛截面,即忽略某些截面中孔洞的削弱。

有效截面:是对于(宽厚比或高厚比较大的板件)而言的。

板太薄,受压时会发生局部屈曲,从而不能全截面都用来承载。

故规范里对这种薄壁构件,作了相应的简化,认为其中的一部分截面(有效截面)可像普通板那样来受力,而其他的部分不考虑他的作用。

有效净截面:指有效截面减去有效截面范围内的孔洞的截面,是用在薄壁的受压的强度验算里的,受拉时没有局部屈曲问题,所以仍用净截面。

四者关系简述
毛截面面积是不扣除孔洞的截面面积。

净截面面积是扣除孔洞的截面面积。

有效截面面积是考虑屈曲后强度但并不扣除孔洞的截面有效面积。

有效净截面面积是考虑屈曲后强度并且扣除孔洞的截面有效面积。

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