重型厂房结构设计(8)

2019-08-30 21:35

应进行平面外的稳定性和刚度的验算。双角钢压杆和轴对称放置的单角钢压杆(图2—28f)绕对称轴失稳时的换算长细比可以用下列简化公式计算:

(1)等边双角钢截面(图2—28a)

当b/t?0.58?0y/b时

??0.475b4?yz??y??1???22?? 0yt?当b/t?0.58?0y/b时

?b??20yt2?yz?3.9t??1??18.6b4??? (2)长肢相并的不等边双角钢截面(图2—28c)

当b2/t?0.48?0y/b2时

?1.09b4?????2?yzy?1??22? 0yt?? 当b2/t?0.4?80yb时/2

?b2?yz?5.1t??1??220yt??17.4b4? 2??(3)短肢相并的不等边双角钢截面(图2—28b)

当b1/t?0.56?0yb1时 ?yz??y 否则

2?b1??20yt?yz?3.7t??1??52.7b4? 1?? (4)等边单角钢截面 (图2.28f) 当b/t?0.?50y时b/

(2—6a)

(2—6b) (2—7a)

(2—7b) 2—8a)

2—8b) ( (?0.85b4??yz??y?1?22? (2—9a)

??0yt????04 当b/t?0.5y时b/

2??2b?0yt1? ?yz?4.78? (2—9b) 4??t?13.5b??式中,b,b1和b2分别为等边角钢肢宽,不等边角钢的长肢宽和短肢宽;t为角钢厚度。公式(2—6)—(2—9)都由两个式子组成,其中前一个式子为?y乘以放大系数,表明弯曲是屈曲变形的主导模式;后一个式子以宽厚比为基础,表明扭转成为屈曲变形的主导棋式,此时?yz和?y相比,增大得较多。这种情况发生在?y较小的杆件。

在确定双角钢截面时,如果?x??yz,即在桁架平面内弯曲屈曲时选用薄而宽的角钢比较经济。但是,如果?x??yz,则还要看杆件长宽比和宽厚比之间的关系、以等边角钢为例,如果选用薄而宽的角钢致使b/t?0.58?0y/b时,很可能不是最佳选择。

压弯杆的容许长细比近似采用轴心压杆的数值。这两种杆件.必要时还应进行强度验算。

初选压杆截面的尺寸时,如无合适资料与经验,亦可先假设?=40—100(对于弦杆)或?=80—120(对于腹杆),最后以验算合适的截面为准。

内力很小的腹杆,以及支撑中受力不大的杆件,常由刚度条件即由容许长细比最后确定截面。当雪荷载或活荷载作用在半跨上时,梯形屋架跨中的一些受拉腹杆可能变成压杆,这些杆件应按压杆来考虑刚度要求。双角钢压杆由容许长细比控制截面时,平面外计算以?y为

准。

2.3.5 桁架节点设计和施工图

施工图(KM)是在钢结构制造厂进行加工制造的主要依据,必须清楚详尽:书后附录的图选自梯形钢屋架标淮图集。现主要根据该图说明施工图的绘制要点。

(1)通常在图纸上部绘一桁架简图作为索引图。对于对称桁架,图中一半注明杆件几何长度(mm),另一个注明杆件内力(N或KN)。桁架跨度较大时(梯形屋架L≥24m,三角形屋架L≥15m)所生挠度较大,影响使用与外观,制造时应予起拱.以避免在竖向荷载作用下屋架跨中下垂。按杆件在荷载作用下的伸长量或缩短量,预先给各杆以减短或加长则可得下弦的起拱线。但实际制造时,只在下弦有拼接处起拱,拱度一般采用f=L/500(图2—37)。屋架起拱也可在索引图中画出。

(2)施工详图中,主要图面用以绘制屋架的正面图,上、下弦的平面图,必要的侧面图,以及某些安装节点或特殊零件的大样图,施工图还应有其材料表。屋架施工图通常采用两种比例尺:杆件轴线一般为1:20—1:30以免图幅太大,节点(包括杆件截面,节点板和小零件)一般为1:10—1:15(重要节点大样比例尺还可大些),可清楚地表达节点的细部制造要求。

图2—37 屋架的起拱

(3)在施工图中,要全部注明各零件的型号和尺寸,包括其加工尺寸、零件(杆件和板件)的定位尺寸、孔洞的位置,以及对工厂加上和工地施工的所有要求。定位尺寸主要有,轴线至角钢肢背的距离,节点中心至腹杆等杆件近端的距离,节点中心至节点板上、下和左、右边缘的距离等。螺孔位置要符合型钢线距表和螺栓排列规定距离的要求。对加工及工地施工的其他要求包括零件切斜角,孔洞直径和焊缝尺寸都应注明。拼接焊缝要注意区分工厂焊缝和安装焊缝,以适应运输单元的划分和拼装。

(4)在施工图中,各零件要进行详细编号,零件编号要按主次、上下、左右一定顺序逐一进行。完全相同的零件用同一编号。当组成杆件的两角钢的型号尺寸完全相同,然而因开孔位置或切斜角等原因,而成镜面对称时,亦采用同一编号、但在材料表中注明正反二字以示区别。此外,连接支撑和不连接支撑的屋架虽有少数地方不同(比如螺孔有不同),但也可画成一张施工图而加以注明。附图是标堆图,既可用于和柱铰接,也可用于和柱刚性连接。材料表包括各零件的截面、长度、数量(正、反)和自重。材料表的用途主要是配料和计算用钢指标,其次是为吊装时配备起重运输设备。

(5)施工图中的文字说明应包括不易用图表达以及为了简化图面

而易于用文字集中说明的内容,如:钢材标号、焊条型号、焊缝形式和质量等级、图中未注明的焊缝和螺孔尺寸以及油漆、运输和加工要求等,以便将图纸全部要求表达完备。标准图集中有些说明集中做总说明,因而附图的附注不完整。

2.3.6 矩形钢管屋架特点

无论是圆管还是矩形管,其截面材料都分布在远离中性铀的位置,而且是剪心和形心重合的封闭截面,其抗弯和抗扭的力学性能明显优于角钢。由钢管构件组成的桁架可以省去大量节点板、填板等的制作。据称,钢管桁架与传统的角钢桁架相比,节省钢材的幅度在20%以上,对于有些结构(例如输电塔架)节省钢材可高达50%。除此之外,管截面特有的封闭性使其具有良好的防腐蚀性能。矩形管屋架节点构造比圆管简单,国内应用较多,因此主要介绍矩形管屋架设计 特点。

目前.钢管桁架结构主要用在不直接承受动力荷载的场合。为了防止钢管构件的局部屈曲,圆钢管的外径与壁厚之比一般要求不超过

100?235/fy?,矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比不超过40?235/fy?。

1212原则上既可采用热加工管材,亦可采用冷成型管材,但其材料的屈服强度应不超过Q345钢,屈强比不超过0.8,而且壁厚一般控制小于25mm。

钢管屋架的高跨比可在1/15—1/10范围内选择。应尽量缩减节点的类别与数量(例如选择无竖杆的人字形腹杆体系)以及所用管材规格。在钢管桁架结构中,杆件直接相互焊接在一起形成节点,图2


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