互动空间 w w https://www.doczj.com/doc/463378723.html,协办 关于加劲肋设置的讨论 1 问题的提出 何杰 梁、柱腹板加劲肋在什么情况下需设置?《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102∶2002)(简称“门规”)中的规定比较含糊,只指明在有集中力作用的位置应设置,但是如果腹板高厚比超过《钢结构设计规范》(G B50017-2003) (简称“钢规”)限值时,应按“钢规”设置吗?若按“钢规”,势必增加用钢量。只要满足“门规”规定,就可以不用设置腹板加劲肋吗? zc1985 梁腹板高厚比不满足“钢规”时,可设置横向加劲肋,而不必加厚腹板,当不满足《建筑抗震设计规范》(G B50011-2001)(简称“抗震规范”)要求时,可否按“钢规”使用横向加劲肋,而不加厚腹板。 2 “门规”与“钢规”的区别 w anyeqing2003 “门规”与“钢规”的要求是有差别的。“钢规”中梁高厚比超过80235Πf y 时就要设横向加劲肋,而“门规”则仅要求 高厚比不超过250235Πf y 。见过许多门式刚架结构都没有设横向加劲肋。如果设的话,用钢量将会增加很多。 DX M200100Π2004210210 按“门规”61111条,腹板高厚比较大时可不设加劲肋,这一点与“钢规”是不同的。设计时应首先判断结构形式是否符合“门规”的规定。如属于门式刚架则只需满足“门规”61111条即可,不必按“钢规”设计。 AQ 轻钢设计不设置加劲肋是考虑利用腹板屈曲后强度,注意变截面时满足楔率的有关要求。“钢规”只要通过第41411条验算即可,第413条的规定是不考虑腹板屈曲后强度的。xxy “门规”第61111条第二款最后一段话和第61112条第三款有涉及,但没明确未考虑腹板屈曲后抗剪强度时设置加劲肋。关于这点,可参考陈绍蕃教授的《钢结构稳定设计指南》中第八章第四节。依个人理解,除柱边的梁加腋端之外,梁跨中部分弯矩较大,剪力较小,可按无拉力场设计,无需设置加劲肋。笔者曾根据承受M和V的梁段推导出保证腹板局部稳定而不设置横向加劲肋的最大高厚比:在平均剪应力Π屈服强度为011时,为170;在平均剪应力Π屈服强度为014时,为110。 redw ei1979 考虑腹板局部稳定,对于无吊车或具有轻中级吊车的门式刚架可以按照“门规”考虑利用腹板屈曲后强度不设横向加劲肋,但对于不能利用腹板屈曲后强度的有重级工作制吊车的刚架则必须设横向加劲肋。还有所有的吊车梁都必须设置横向加劲来保证腹板局部稳定,因为它们直接承受动力荷载。 其实按照“钢规”的要求H型或工字型截面梁是要设置横向加劲肋,而“门规”的规定只是一个特例。所以所有不能利用腹板屈曲后强度的H型或工字型截面梁都必须设置加劲肋。 集中荷载作用处和梁端部设置支承加劲肋是考虑局部压应力大而采取的构造措施,与腹板局部稳定没有关系。DY G ANG JIEG OU 承受静力荷载和间接动力荷载的组合梁宜考虑腹板的屈曲后强度,按“钢规”41411条款的规定计算其抗弯和抗剪承载力;而直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或其他不考虑屈曲后强度的组合梁,则按本规范41312条的规定配置加劲肋。门式刚架屋面梁是考虑利用钢材屈曲后的强度的,它要符合“门规”61111的规定,但这一条宽厚比的限值250 235Πf y是考虑加工制作水平的因素。 sumingzhou “门规”要求板件宽厚比h 0Πt w≤250235Πf y,是考虑到加工(焊接变形)和安装(吊装)要求。除集中荷载处和刚架转折处须设置横向加劲肋外(局部压应力较大),其他部位在超过“钢规”宽厚比要求时可以不设,计算时需考虑局部屈曲,利用屈曲后强度。但在宽厚比很大时,由于长板剪切屈曲应力较低,设置加劲肋可能会更省材料。 okok “门规”涵盖的工程,自己有明确规定的,不必执行“钢规”规定,也不必在梁柱全长范围内设置加劲肋。 规范间的关系:专门规范(如“门规”、 《高层民用建筑钢结构技术规程》(J G J99-98)、地方规范(如上海规范、广东规范等),在其适用范围内,与“钢规”有不同时,以专门规范、地方规范为难。专门规范、地方规范无规定的,以“钢规”范为准。 3 腹板高厚比不满足“抗震规范”可否通过设置加劲肋满足dyguoguo1978 要知道怎样设置加劲肋首先应该知道加劲肋的作用: 1)在集中荷载较大处设置加劲肋,可将集中荷载逐步均匀地传递到腹板上。 2)横向加劲肋的主要作用是抵抗因剪切应力引起的腹 411 Industrial C onstruction V ol137,N o15,2007工业建筑 2007年第37卷第5期
梁腹板加劲肋设置内容概括： 一、加劲肋的选择 根据腹板高厚比范围确定采用何种加劲肋， 1、 y w f t h 235 80 0≤，腹板本身能保证，设构造加劲肋； 2、 y w f t h 235 80 0＞，按规定间距设置横向加劲肋； 3、 y w f t h 2351700＞且翼缘扭转受约束或者y w f t h 235 150 0＞但翼缘扭转未受约束时，设置横向+纵向加劲肋； 4、任何情况下，均应保证y w f t h 235 250 0≤ 二、加劲肋位置要求 1、横向加劲肋：应尽量成对布置在腹板两侧 尺寸：mm h b s 40300+≥ 15 s s b t ≥ 间距：{}002,5.0h h a ∈ 2、纵向加劲肋：布置在腹板受压区 尺寸： 85.00 ≤h a 时，满足305.1w y t h I ≥ 位置：距受压边距离0151~41h h ??? ? ?≈ 3、短加劲肋： 尺寸：()s s b b 0.1~7.01≈ 15 1 1s s b t ≥ 间距： 1175.0h a ≥ 三、支座处支承加劲肋计算内容 1、肋板稳定性：按支反力R 作用下，计算长度为0h ，有效面积为肋板横截面及两侧各
y w f t 235 15范围的腹板组成的十字形截面，轴心受压构件计算。 2、刨平顶紧时，肋板顶面承压强度：ce ce ce f A R ≤=σ（此种处理方法多用） 焊缝连接时，验算焊缝应力。 3、肋板与腹板连接焊缝验算 四、设置加劲肋厚腹板区格安全验算 1、仅配置横向加劲肋的腹板： 0.1,2 2≤+??? ? ??+???? ??cr c c cr cr σ σττσσ 2、求弯矩单独作用下的临界应力cr σ： 1)求通用高厚比b λ： 梁受压翼缘扭转受约束时：235 177 2y w c b f t h = λ 梁受压翼缘扭转不受约束时：235 153 2y w c b f t h =λ 2）求cr σ 当85.0≤b λ时，f cr =σ 当25.185.0≤b λ＜时，()[]f b cr 85.075.01--=λσ 当25.1＞b λ时，21.1b cr f λ σ= 2、求剪力单独作用下的临界应力cr τ： 1)求通用高厚比s λ： 当 0.10 ≤h a 时：() 23534.5441200y w s f a h t h += λ 当0.10 ＞h a 时：() 235 434.541200y w s f a h t h += λ
钢结构的制造和安装要求： 钢结构的制造和安装，当单体设计无特殊要求时，应按以下要求施工。 焊接H型钢的制造应符合《石油化工钢结构工程施工及验收规范》（SH3507－1999）等相关规范的要求。焊接H型钢翼缘与腹板间角焊缝厚度为腹板厚度。焊接质量等级应按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）检验，其中翼缘板或腹板的拼接采用直对接时，为一级。当采用45°斜对接时，为二级。翼缘板与腹板的T形接头角焊缝为三级，但外观检查应符合二级的要求。当翼缘板与腹板均需进行拼接时，两拼接缝的间距应大于200毫米。拼接焊接应在组装前进行。H型钢柱接头位于框架梁上方1.3m附近，并且不在柱净高1/2以上范围内。其对接接头应采用全熔透焊缝。柱是焊接H型钢者，柱拼接接头上下各100mm范围内，柱翼缘与柱腹板间的连接应采用全熔透焊缝。柱是焊接H型钢者，柱与梁刚性连接时，柱在梁翼缘上下各500mm 的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间的连接应采用坡口全熔透焊缝。 钢结构的焊接及施工验收要求见《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81－2002）以及《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）。 1.钢结构设计 1.1构件定位及下料 图中所注标高除注明者外，均为梁顶或基顶标高。平面图中各构件定位轴线除注明者外，槽钢、角钢均以肢背为准；工字钢、H型钢、组合型钢均以中心线为准。各构件的尺寸：框架梁、平台大梁、设备梁等其长度按扣除节点中构件端部的空隙计算——见《钢结构焊接节点》图集（SDCV0041-2001）或单体设计；与大梁直接相焊的小梁长度按定位尺寸计算，实际下料应扣除大梁腹板厚度及空隙。支撑斜杆及节点板的尺寸应经现场放样核实尺
钢结构加劲肋小结 陈绍蕃《钢结构稳定设计指南》第三版7.4.1介绍了钢结构的加劲肋设计：加劲肋是保障板件不失稳的一项重要手段。加劲肋的具体作用是在板件屈曲时保持挺直，从而对板件提供一条支撑边。加劲肋必须设置在适当的位置，并具有足够的刚度和截面积，才能起到应有的作用。 均匀受压的板设置纵向加劲肋，位置设置在板宽度的中央，或者把板宽度分成三个或者更多的等分。受弯的板在受压区设置纵向加劲肋，并偏向应力较大的一边。受剪构件，可以设置纵向或者横向加劲肋。 加劲肋的设置类型（纵向、横向以及短加劲肋）和设置位置，是与板的屈曲破坏模式息息相关的：对于均匀受压板，屈曲失稳形态为沿着纵向形成一个或者若干个半波，如下图所示 这样的失稳形态，设置纵向加劲肋当然效果做好，纵向加劲肋穿过失稳半波，加劲效果最好，而假横向加劲肋，则几乎没有效果。 受弯的板件（不均匀压力作用）板件一端受压一端受拉，失稳波形为在受压区附近的鼓曲变形，下图所示 所以需要将纵向加劲肋加在受压区并靠向压应力较大的一边。 受剪板件的屈曲失稳波形为斜向45°左右的鼓曲变形， 这样的变形，纵向或者横向加劲肋都会提高屈曲临界应力。
综上，加劲的设置位置，都是在受压区，是为了提高受压板件的屈曲临界应力，抑制屈曲变形。 《钢结构设计规范》GB50017-2003，4.3.6中，对于加劲肋的外伸宽度和厚度都做了具体的规定： 在具体的钢结构设计过程中，我们经常会画如下图所示的节点： 这样的节点，需要如何套用《钢结构设计规范》GB50017-2003，4.3.6条的板厚要求？15-15剖面的14mm厚的板子，与翼缘焊接区域长度为179mm,自由悬挑部分长度为110mm,如果按照 4.3.6条厚度的要求，板要做成（179+110）/15=20mm厚，还是做成179/15=12mm厚？ 15-15剖面的14mm厚的板子，支撑条件为一边全部简支，一边完全自由，另外两边有一部分简支一部分自由的板件，受力方式可以转化为在翼缘受集中压力和弯矩的剪弯构件，所以厚度的限制，应该取与翼缘焊接部分的长度179mm,板厚最少要做到12mm是比较合理的！
一、试述钢结构在建造过程中可能对构件的性能带来那些影 响？ 答：现代钢结构都是在专业化的金属结构制造厂用热轧钢材建或冷弯型钢加工成构件或构体（构件的集合体），然后运到工地安装而成。 1、加工对钢构件性能的影响 分为两类。一类是常温下加工的塑性变形，即冷作硬化和其后的实效影响；另一类是局部高温影响，主要是焊接影响，也有氧气切割的影响。 冷加工的影响 冷加工和时效使钢材的韧性降低；钢材的剪切和冲孔，使钢材的边缘和冲出的孔壁严重硬化，甚至出现细微裂纹。对于比较重要的结构，剪切处需要创边，冲孔只能用较小的冲头，冲完再进行扩钻，以除去硬化部分，以免裂纹在一定条件下扩展。钢板剪断的边缘，如果以后还焊焊缝，可以不创边；冷弯成型使钢板经受一定塑性变形，并出现强化和硬化。冷弯成型后弯角部分屈服点大幅度提高，抗拉强度也有所提高，但不如屈服点提高的百分比大。材料弯成圆角时半径和板厚之比越小，塑性应变越大，屈服点的提高也越大。 焊接和焰割的影响： （1）焊缝金属具有铸造组织，不同于轧制钢材。 （2）焊缝的高温是临近焊缝的钢材发生组织变化 （3）局部高温使钢材发生塑性变形，冷却后存在残余应力 （4）反作用残余应力：由于热态塑性压缩，焊接构件除了残余应力还存在残余变形。如果两块钢板受到牵制而不能收缩，则整个构件将产生拉应力，这是另一种焊接残余应力，叫做反作用残余应力。 3）热矫正和热成型 构件在焊接后除了长度缩小外，还会产生其他的变形，常用的矫正方法是进行局部加热，使其冷却后产生反向变形。 2、制造和安装的偏差对钢结构性能的影响 构件在承受荷载前存在初始弯曲，是一种几何缺陷。他对不同构件产生不同的影响。对于轴心拉杆来说，初始弯曲的影响不大，但对轴心压杆，情况要严重得多，初始挠度不仅不会逐渐消失，反而随压力增大而增大。当为初始超静定杆系结构时，初始内力和荷载引起的内力同号时，将使承载能力降低。 二、试述钢结构失稳的类别及其特点。区分失稳的类别有 何工程意义？ 1）平衡分岔失稳：完善的（既无缺陷的、挺直的）轴心受压构件和完善的在中面内受压的平板失稳都属于平衡分岔失稳。还有受弯构件以及受压的圆柱壳等的失稳。 （1）稳定分岔失稳：轴心受压构件屈曲后，挠度增加时荷载还略有增加。结构达到临界状态时，从未屈曲的平衡位形过渡到无限邻近的屈曲平衡位形，即由直杆而出现微弯。 （2）不稳定分岔失稳：结构屈曲后只能在此临界荷载Pcr低的条件下才能维持平衡位形。承受轴心受压荷载的圆柱壳属此情况。
摘要：钢结构具有轻质、高强，抗拉、抗压性能强等优势，因而在我国桥梁建设中应用十分广泛，钢结构桥梁整体性能的好坏，与其整体设计密切相关。文章阐述了钢结构桥梁整体设计相关理念，基于关键技术，探讨了桥梁整体设计优化策略。 关键词：桥梁钢结构整体设计 0 引言 中国钢结构桥梁的发展，近年来取得了骄人的成绩，南京三桥、苏通大桥、昂船洲大桥的建造，表明在大跨径桥梁上钢结构的优势越来越明显。桥梁是为满足交通功能的建筑物，现代桥梁钢结构由结构钢加上单元经焊(栓)连接组成为复杂的受力系统，有明确的承载安全和服役耐久性要求。 1 钢结构桥梁整体设计理念概述 钢结构的特点是质量轻，强度高，并且具备其抗压以及抗拉等相关优点，对于混凝土结构而言，其外观更为直观，强度等级更高。在我国，钢结构桥梁应用十分广泛。因为作为钢结构的施工而言，其施工周期短。钢结构桥梁主要应用在：①城市立交桥段，尤其是交通要道处，如果采用混凝土桥，必然增加施工周期，对于现场交通不能较好地维护。②大跨径海、江、河桥梁（长江大桥、杭州湾大桥等），因为大跨径的要求下，只能考虑钢结构，因为如果采用混凝土结构，根本满足不了大跨径要求。 1.1 钢结构整体设计目标我国桥梁钢结构的设计使用年限为100年，与国际标准(BS5400，EURO CODE)基本一致。完整性设计的目标是确保结构在使用年限内的可靠与安全。桥梁钢结构的完整性设计由荷载、材料性能、结构细节构造、制造工艺、安装方法、使用环境及维护方式等多种因素所确定。设计除对结构、构件连接及构造细节按常规考虑强度、刚度要求外，尚需对损伤与损伤容限、断裂与抗断裂作出评定。1.2 钢结构损伤及损伤容限钢结构从材料加工过程到服役期不可避免的会在内部和表面形成和发生微小缺陷，在一定外部因素(荷载、温度、腐蚀等)作用下，这些缺陷不断扩展与合并形成宏观裂纹，导致材料和结构力学性能劣化。对桥梁钢结构而言，完整性和损伤是相对应的，损伤程度将会对结构的完整性带来影响，损伤极限则是结构的失效。而损伤容限是指钢结构在规定的使用周期内抵抗由缺陷、裂纹或其他损伤而导致破坏的能力。损伤容限概念的使用是承认钢结构在使用前存在有初始缺陷，但可通过结构完整性设计方法评判带缺陷或损伤的钢结构在服役期限内的安全性。 国内桥梁钢结构因损伤导致局部破坏的实例近几年时有发生，结构损伤构成了对桥梁安全与耐久最大的威胁。在引起设计者对焊接结构损伤、损伤扩展以及结构系统失效过程关注的同时，也引发了人们对如何保证桥梁钢结构系统整体完整性的思考。 2 桥梁钢结构整体设计策略 2.3 加劲肋设置加劲肋是在支座或有集中荷载处，为保证构件局部稳定并传递集中力所设置的条状加强件。加劲肋的设计，通常很多人都认为这方面是可有可无的，实际上必须通过设计计算才能决定是否加劲肋。加劲肋与否，是有腹板的h0/δ的值来决定。如果确定需要加劲肋，则优先考虑竖向加劲肋，并且其设置距离由腹板厚度以及相关剪应力来决定。当竖向加劲肋仍然不能满足要求时，可设置水平加劲肋，水平加劲肋是竖向加劲肋的补充形式。 加劲肋的设置是因为原有构件截面的不足而用来增强抵抗弯矩和剪力的，因为设置加劲肋可以缩小原构件截面大小，从而有效的降低用钢量，压缩成本，所以在工程中，一般设置在原有构件上起到增强抵抗弯矩和剪力的作用。
Tekla Structures 钢结构节点指南 产品版本 21.0 3 月 2015 ?2015 Tekla Corporation
内容 1 钢结构节点属性 (3) 1.1 钢结构节点中的零件 (4) 1.2 加劲肋 (5) 1.3 腋 (8) 1.4 槽口 (9) 1.5 BCSA 槽口 (13) 1.6 螺栓 (17) 1.7 梁切割 (23) 1.8 双板 (26) 1.9 角度 箱形 (29) 1.10 焊缝 (33) 1.11 通用选项卡 (34) 1.12 设计和设计类型选项卡 (34) 1.13 分析选项卡 (37) 2 Joints.def 文件 (38) 2.1 使用 joints.def 文件 (38) 2.2 示例：Tekla Structures 如何使用 joints.def 文件 (40) 2.3 joints.def 文件中的通用默认值 (41) 2.4 joints.def 文件中的螺栓直径和螺栓数量 (43) 2.5 joints.def 文件中的螺栓和零件属性 (44) joints.def 文件中的节点板节点属性 (45) joints.def 文件中的对角支撑节点属性 (48) joints.def 文件中取决于截面的螺栓尺寸 (49) 3 节点设计中的 Excel 电子表格 (51) 3.1 Excel 电子表格节点设计中使用的文件 (51) 3.2 节点设计中的 Excel 电子表格的示例 (52) 3.3 在 Excel 节点设计中显示节点状态 (56) 4 免责声明 (57) 2
1钢结构节点属性 在 Tekla Structures 模型中创建零件框架后，需要将这些零件连接起来以完成该模 型。 本节介绍了许多不同的 Tekla Structures 节点共有的属性。 钢结构节点中的零件 网页 3 另请参见 加劲肋 网页 4 腋 网页 8 槽口 网页 9 BCSA 槽口 网页 13 螺栓 网页 17 梁切割 网页 23 双板 网页 26 角度 箱形 网页 29 焊缝 网页 33 通用选项卡 网页 34 设计和设计类型选项卡 网页 34 分析选项卡 网页 36 钢结构节点属性3钢结构节点中的零件
------------------------------------------------------------------- 计算项目: 跨度2.1m,间距0.5m加劲肋计算 ------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] 左支座简支右支座简支 跨号跨长(m) 截面名称 1 2.100 焊接正T形截面:xh=T16(型号) xh=T16 t=6 d=6 b=180 h=86 [ 计算结果 ] 跨号: 1 左中右 上部弯矩(kN-m): 0.0000 0.0000 0.0000 下部弯矩(kN-m): 0.0000 2.3411 0.0000 剪力(kN ): 4.4593 0.0000 -4.4593 [容许安全系数] 侧向稳定性安全系数： 1.00000 抗弯强度安全系数： 1.00000 抗剪强度安全系数： 1.00000 [最小安全系数] 跨号侧向稳定抗弯强度抗剪强度安全状态 1 4.221 1.316 9.660 安全 [各跨截面几何特性] 跨号面积惯性矩Ix 抵抗矩WxA 抵抗矩WxB 回转半径ix 惯性矩Iy 抵抗矩 WyA 抵抗矩WyB 回转半径iy 面积矩Sx γx1 γx2 (cm2) (cm4) (cm3) (cm3) (cm) (cm4) (cm3) (cm3) (cm) (cm3) 1 15.60 87.37 53.83 12.5 2 2.37 291.74 141.00 141.00 4.32 14.60 1.05 1.20 注：WxA—截面上部对x轴的抵抗矩； WxB—截面下部对x轴的抵抗矩。 WyA—截面左侧对y轴的抵抗矩。 WyB—截面右侧对y轴的抵抗矩。 γx1—截面上部的塑性发展系数。 γx2—截面下部的塑性发展系数。 [各跨材料特性]
中南大学土木建筑学院土木工程专业（本科）《钢结构设计原理》课程设计任务书 题目：钢框架工作平台设计 姓名： 班级： 学号： 建筑工程系
一、设计规范及参考书籍 1、规范 （1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2010） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范（GB50017－2003）（5）中华人民共和国建设部. .钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001） 2、参考书籍 （1）沈祖炎等. 钢结构基本原理，中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构，中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构，中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2005 （5）包头钢铁设计研究院中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版），机械工业出版社，2006
二、设计资料 某厂一操作平台，平台尺寸16.000×18.000m，标高2.50m （第一组），平台布置图如图1所示。该平台位于室内，楼面板采用压花钢板，平台活载按4.0kN/m2考虑。设计中仅考虑竖向荷载和活载作用。 三、设计内容要求 （1）板的设计（板的选择、强度验算、挠度验算） （2）选一跨次梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算） （3）选一跨主梁设计（截面设计、强度验算、刚度验算）
（4）柱的设计（截面设计、整体稳定性验算） （5）节点设计（主梁与柱的连接、主次梁的连接） （6）计算说明书，包括（1）～（5）部分内容 （7）绘制平台梁柱平面布置图、柱与主次梁截面图、2个主梁与柱连接节点详图（边柱和中柱）、2个次梁与主梁连接节点详图（边梁、中间梁）、设计说明。(A2图纸一张) 四、设计过程 1.板的设计 （1）板的选择 选用8mm厚的压纹钢板，钢材牌号为Q235，其自重为 66.8kg/m2。铺板采用加劲肋，间距为1000mm，其示意图如下：
钢结构设计构造要求 一、钢结构设计的基本要求 设计钢结构时，应从工程项目的实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构构件在制造、运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求；并应优先使用通用的、标准化的结构和构件，减少制作和安装工作量。根据现行相关规范，一般采用承载能力的极限状态进行设计计算，在设计中需要考虑可能的荷载效应组合。钢结构的设计除了按照规范要求进行强度计算外，还应该对结构构件进行变形的设计，以满足构件在刚度和稳定上的基本要求。 二、钢结构构造的内容 1、构件选材的要求 1.1、钢结构设计选材应根据结构受力和构造特性选用符合国家标准的钢材，Q235、Q345、Q390和Q420等。对于特殊结构应选用特殊的钢材，如销轴可选用硬度较高的45＃钢等。 1.2、构件的截面尺寸不宜小于∠45×4或∠56×36×4（焊接结构）或∠50×5（螺栓连接），但轻型钢结构不受此限。 1.3、受力构件钢板不宜小于4mm，钢管璧厚不宜小于3mm。 1.4、梁及受压构件的最大宽厚比可参照《钢结构设计规范》中的稳定性要求选用。圆钢管 的外径与璧厚之比不应超过方钢 管和矩形钢管的最大外缘尺寸与璧厚比不应 超过 2、结构受力要求的构造，结构稳定性要求的构造 2.1、杆件的长细比 结构构件应具有足够的刚度，以防构件在搬运、安装和使用期内发生弯曲，因此，必须对构件的长细比加以限制。如果长细比过大，则容易在搬运过程中产生弯曲，对受压构件而言，这种弯曲增加了作用力的偏心距，构件易早期失稳，从而使强度降低。因此规范的构件计算中对长细比进行了严格的要求（参见《钢结构设计规范－GB 50017－2003》）。2.2、构件的变形 为了不影响结构或构件的正常使用，设计时应对结构或构件的变形（挠度或侧移）规定相应的限值。不同的结构变形的限值应有区别。对较为重要的受力结构，如龙门吊机、工作平台、行车的施工栈桥、现浇支架、现浇挂篮等的变形应有严格的控制（参见《钢结构设计规范－GB 50017－2003》）；对于施工中的辅助结构，如箱梁内模、脚手架、临时便桥、围堰等的变形限制在不影响正常使用的情况下可适当放宽要求。 2.3、受弯构件的稳定性 2.3.1、整体稳定 在一定外荷载的作用下，受弯构件如果受到外界干扰力，使得构件不能保持原来的稳定平衡状态，构件发生显著的侧向变形（弯曲和扭转），干扰力消失后构件不能回复原来的位置和状态，这种弯扭屈曲现象就是构件的整体失稳，对应的外荷载就是临界荷载。为了提高受弯构件的临界荷载，就要在构件的跨中增加受压翼缘的侧向支撑点，以缩短其自由长度，或者增加受压翼缘的宽度以提高其侧向抗弯刚度。 对于构件的整体稳定计算，《钢结构设计规范－GB 50017－2003》中进行了规定，在计算中应对构件进行详细的验算。 2.3.2、局部稳定 受弯构件在集中荷载的作用下，荷载作用点的构件局部应力由弯曲应力、剪应力和局部压应力。当荷载达到一定强度时，构件局部的翼板或腹板将会出现翘曲而失稳。因此，对此类构件应设置局部竖向加劲肋或水平加劲肋以增强局部刚度。在受弯构件的支撑处和外荷载集中处，局部压应力较大，如无加劲肋，腹板容易出现压皱现象，因此需要设置加劲肋和腹板共同传递反力。竖向加劲肋应具有足够的刚度，伸出肢需和翼缘磨光顶紧或焊接，以使其传力顺畅。竖向加劲肋可按照压杆进行稳定验算，此外还应验算它与翼缘接触处的支承压力。 3、栓接（销接）构件的构造，焊接构件的构造 3.1、栓接（销接）构件的构造 3.1.1、普通螺栓的连接构造
本软件针对压型钢板、铝合金板进行截面承载力、挠度、施工荷载及排水能力进行验算。在计算过程中，压型板按受弯构件考虑，主要遵循GB50018-2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中关于压型钢板计算的条文规定、GB 50429-2007 《铝合金结构设计规范》中关于铝合金压型板相关的计算条文规定及《冷弯薄壁型钢结构设计手册》中关于屋面排水计算的相关条文。压型板截面计算过程中，考虑到其实际的受力情况，所以选择了在一个波距范围内进行验算。因为无论是屋面板、墙面板或者是楼承板其实际作用过程中，均是多块板横向搭接成为整体，所以选择其中一个波距来进行计算更贴近于压型板实际工作状态下的受力情况。压型板根据《建筑结构静力计算手册》计算各验算点的弯矩及剪力情况。 压型板的计算过程主要包含以下几个方面：毛截面惯性矩的计算、加劲肋是否有效的判别、腹板剪应力承载能力计算、支座处腹板局部受压承载力验算、跨中位置最大正负弯矩和剪力作用下截面承载力验算、支座位置最大负正弯矩和支座反力下截面承载力验算、最大正负挠度验算、屋面板排水能力验算。上述承载力验算过程中均包含该种情况下该位置的有效截面宽度的验算。 计算采用的组合情况如下： 1.2恒+1.4活； 1.0恒-1.4负风吸； 1.2恒+1.4正风压； 1.2恒+1.4活+0.84正风压； 1.0恒+1.4活-0.84负风吸； 1.2恒+0.98活+1.4正风压； 1.0恒+0.98活-1.4负风吸； 1.2恒+1.0施工（屋面板）； 1.2恒+1.4活载（楼面均布施工荷载）（楼承板）； 1.2恒+1.4施工（楼面集中施工荷载）（楼承板）。 一：压型钢板 一）板材力学参数的确定 对于规范中已给出抗拉、抗剪强度设计值的材料牌号，我们按规范中数值采用，如Q235、Q345等。对现今压型板常用的冷轧板牌号如G300、G550等，规范没有给出明确的抗拉、抗剪强度设计值，厂家在供货的时候仅提供材料的屈服强度为300 N/mm2、550 N/mm2，所以我们根据《冷弯薄壁型钢结构技 术规范》4.1.4条规定，取抗力分项系数，计算其抗拉强度设计值，抗剪强度设计值按抗拉强度设计值除以计。 二）截面惯性矩的计算 软件根据截面几何形状，通过线积分的方法求得截面的惯性矩。在计算过程中忽略了腹板上的一些加劲措施，但上下翼缘的加劲肋是考虑在其中的，其计算结果经过测试满足实际计算要求。用户也可以通过AutoCAD对需计算的板型直接查询面域特性得到截面惯性矩，并可与软件计算所得相比较。 三）上下翼缘加劲肋是否有效的判别 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》7.1.4条，受压翼缘纵向加劲肋的规定： 因我们计算过程中取中间一个有效波距进行计算，所以无需考虑边加劲肋的作用效果，仅考虑中间加劲肋的判别。 针对中间加劲肋：
30．铰接柱脚：只能传递轴力和剪力的柱脚称为铰接柱脚。31．答：徐变现象：当温度在260~320℃之间时，在应力 持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形，此现象称为徐变现象。 32．答：蓝脆现象：当温度在250℃左右时，钢材的强度反而略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈现蓝色，这种现象称为蓝脆现象。33．强度标准值：指按国家标准规定的钢材屈服点或抗拉强度。 34．钢结构加劲肋：在梁腹板两侧配置的，与梁的翼缘板和腹板都垂直（大部分如此，有的与腹板不垂直）的两块钢板，也有单侧配置的，但很少，在梁的端部则可以用一块板封起来。为保证构件局部稳定并传递力所设置的条状加强件.。 35．临界应力：材料在力的作用下发生变形过程中，由弹性区进入塑性区时屈服点的应力。 36．腹板屈曲后的强度指腹板屈曲后尚能继续保持承受荷载的能力。 29．答：埋弧自动焊：焊接时电弧埋在粉状焊剂下面，由机械自动撒焊剂并送出移动焊丝。适用于较长焊缝。焊缝质量好，效率高。 30．刚接柱脚：不仅能传递轴力和剪力，还能传递弯矩的柱脚称为刚接柱脚。 31．只承受轴向压力作用的构件。 32．对构件焊接和处理加工时冷热不均匀而在构件上局部地方产生的应力。 33．钢结构加劲肋：在梁腹板两侧配置的，与梁的翼缘板和腹板都垂直（大部分如此，有的与腹板不垂直）的两块钢板，也有单侧配置的，但很少，在梁的端部则可以用一块板封起来。为保证构件局部稳定并传递力所设置的条状加强件.。 34．答：钢材外形缺陷：钢材表面的气泡、结疤、拉裂、裂纹、褶皱、夹杂和压入的氧化铁皮。 35．腹板屈曲后的强度：指腹板屈曲后尚能继续保持承受荷载的能力。 29．指板件有效宽度与板件实际宽度的比值。 30．答：钢材的疲劳现象：在重复荷载作用下，钢材的破坏强度低于静力荷载作用下的抗拉强度，且呈现突发性的脆性破坏特征。31．梁的叠接：将次梁直接搁在主梁上面，用螺栓或焊接连接，构造简单，但需要在构造刚度大，其使用常受到限制。 32．极限状态：当结构或组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求的这种特定的状态。33．材料在力的作用下发生变形过程中，由弹性区进入塑性区时屈服点的应力。 34．只承受轴向压力作用的构件。 35．答：应力集中：当构件表面不平整时，在截面形状或连续性改变处，例如靠近孔洞，缺口或裂缝以及厚度和宽度改变等处，应力变的不均匀了，在某些点形成了应力高峰，而在其他一些点，应力则降低，这种现象叫应力集中。 31．压弯构件平面外失稳：当荷载超过某一值时，压弯构件发生弯矩作用平面外的弯曲和扭转屈曲破坏，称为压弯构件弯矩作用平面外失稳。 32．答：手工焊：全部用人工操作的电弧焊。33．答：承压型高强度螺栓：当剪力超过摩擦力时，构件间产生相互滑移，螺杆与孔壁接触，由摩擦力和螺杆的剪力、承压共同传力的螺栓。 34．指腹板屈曲后尚能继续保持承受荷载的能力。36．杆件失稳时除支撑端外的各截面均绕纵轴扭转的屈曲形式。 31．钢结构加劲肋：在梁腹板两侧配置的，与梁的翼缘板和腹板都垂直（大部分如此，有的与腹板不垂直）的两块钢板，也有单侧配置的，但很少，在梁的端部则可以用一块板封起来。为保证构件局部稳定并传递力所设置的条状加强件.。 32．以理想压杆为模型，弹性段以欧拉临界力为基础，弹塑性段以切线模量为基础，用安全系数考虑初始缺陷的不利影响。 34．答：冷作硬化现象：冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形，从而提高了钢的屈服点，同时降低了钢的塑性和韧性的现象。 35．答：电弧焊：利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔合的过程称为电弧焊。电弧焊有手工焊、自动焊、半自
邓娟红,等:钢箱梁开口加劲肋设计探讨钢箱梁开口加劲肋设计探讨 邓娟红宋一凡陈至辰 (长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点实验室西安710064 摘要结合钢箱梁设计工程实践,利用有限元程序ANSYS7.0对钢箱梁顶板、底板开口加劲肋进行了全面的计算分析,模型采用Shell63单元离散,通过计算给出了开口加劲肋的间距、高度对钢箱直粱桥和钢箱弯梁桥受力性能的影响规律,从而达到加劲肋优化设计的目的,为同类桥梁设计提供参考。 关键词开口加劲肋钢箱梁直箱梁弯箱梁 DESIGN RESEARCH oN oPEN STIFFENER FoR STEEL BoX GIRDER Deng JuanhOng SOng Yifan Chen Zhichen (Chang 7an University,Major Laboratory for Highway Bridge and Tunne“n Shaanxi Xi’an 710064 ABSlRACT(n the basis of steel box girder design engineering practice,it is conducted a fuU calculation and a analysis of the stiffeners for steel box girder r∞f and fl∞r using ANSYS 7.0.It is found that there is apparent reguladty between the height and space of the stiffeners and the stressed peI’formance of the straight steel box girder and th e curved box girder bridge.Thus it offers an e“ective method for the optimum design of stiffener. KEY WoRDS open stiffener steel box girder straight box girder curved box girder 近年来随着高等级公路的修建和城市高架桥、
1 ．铰接连接 （ 1 ）梁支承于柱顶时 图 6 - 45 所示为梁支承于柱顶的典型柱头构造。梁端焊接一端板（亦即梁的支承加劲肋），端板底部伸出梁的下翼缘不超过端板厚度的 2 倍。依靠端板底部刨平顶紧于柱的顶板而将梁的端部反力传给柱头。左右两梁端板间用普通螺栓相连并在其间设填板，以调整梁在加工制造中跨度方向的长度偏差。梁的下翼缘板与柱顶板间用普通螺栓相连以固定梁的位置。这种支承方式基本上使柱中心受压，可用于轴压柱的柱头构造设计。柱顶顶板用以承受由梁传下来的压力并均匀传递给整个柱截面，因而顶板必须具有一定的刚度，通常取厚度：t=20~30mrn ，不需计算。为了不使柱顶部腹板受力过分集中，在梁的端板下的柱腹板处可设置加劲肋。顶板与柱顶用角焊缝连接，并假定由此角焊缝传递全部荷载，焊脚尺寸通过计算确定。当柱腹板处设有加劲肋时，柱顶顶板焊缝的这种计算偏于保守，因这时大部分荷载将由加劲肋传递。加劲肋的连接需经计算。加劲肋顶部如刨平顶紧于柱顶板的底面，此时与顶板的焊缝按构造设置，否则其与顶板的连接角焊缝应按传力需要计算。加劲肋与柱腹板的竖向角焊缝连接要按同时传递剪力和弯矩计算，剪力为由加劲肋顶部传下之力，此力作用于每边加劲肋顶部的中点，对与柱腹板相连的竖向角焊缝有偏心而产生弯矩，参阅图 6-45 （ a ）右图。 图 6-5 （ b ）示一格构式柱的柱头构造，要注意的是：为了保证格构式柱两分肢受力均匀，不论是缀条柱或缀板柱，在柱顶处应设置端缀板，并在两分肢的腹板处设竖向隔板。 当梁传给柱身的压力较大时，也可采用如图 6 -45 （c）所示构造，梁端加劲肋对准柱的翼缘板，使梁的强大端部反力通过梁端加劲肋直接传给柱的翼缘，梁底可设或不设狭长垫板。但需注意，当两梁传给柱的荷载不对称时（如左跨梁有可变荷载，右跨无可变荷载），采用这种形式柱头的柱身除按轴心受压构件计算外，还应按压弯构件（偏心受压）进行验算。 （ 2 ）梁支承于柱顶的两侧时 侧面连接时最常用的柱头构造如图 6-46 所示。梁端设端板，端板底面刨平顶紧支承于早已焊在柱身的托板上，托板一般采用厚钢板（厚 20-30mm ）或大号角钢。要按所传压力验算端板的承压面积和托板与柱身的角焊缝连接，在后者的计算中，还应把反力适当加大（如加大 25 ％~30 % ）以考虑反力对焊缝的偏心作用。梁通过其端板还用普通粗制螺栓与柱翼缘板相连，螺栓连接不需计算，纯为固定梁的位置按构造设置，因此不能传递弯矩；梁只能是按简支考虑。这种柱头传力明确、构造简单、便于安装，但对梁的加工制造要求较严，梁的长度与两柱对应翼缘板
哈尔滨工业大学（威海）土木工程钢结构课程设计计算书 姓名：田英鹏 学号：121210111 指导教师：钱宏亮 二零一五年七月 土木工程系
钢结构平台设计计算书 一、设计资料 某厂房内工作平台，平面尺寸为18×9m 2（平台板无开洞），台顶面标高 为 +4.000m ，平台上均布荷载标准值为12kN/m 2，设计全钢工作平台。 二、结构形式 平面布置，主梁跨度9000mm ，次梁跨度6000mm ，次梁间距1500mm ，铺 板宽600mm ，长度1500mm ，铺板下设加劲肋，间距600mm 。共设8根柱。 图1 全钢平台结构布置图 三、铺板及其加劲肋设计与计算 1、铺板设计与计算 （1）铺板的设计 铺板采用mm 6厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，选用E43 型焊条，钢材弹性模量25N/mm 102.06E ?=，钢材密度 33kg/mm 1085.7?=ρ。 （2）荷载计算 平台均布活荷载标准值： 212q m kN LK =
6mm 厚花纹钢板自重： 2D 0.46q m kN K = 恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.3。 均布荷载标准值： 2121246.0q m kN k =+= 均布荷载设计值： 235.174.1122.146.0q m kN k =?+?= （3）强度计算 花纹钢板0.25.26001500a b >==，取0.100α=，平台板单位宽度最大弯矩设计值为： m kN a ?=??==6264.06.015.16100.0q M 22max α 2 22 2max max mm 215mm 87006 .02.10.626466M M N N t W <=??==γγ （4）挠度计算 取520.110, 2.0610/E N mm β==? 1501166161006.26001046.12110.0v 3 53333<=?????==-Et a q a k β 设计满足强度和刚度要求。 2、加劲肋设计与计算 图2 加劲肋计算简图 （1）型号及尺寸选择 选用钢板尺寸680?—，钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，
3.加劲肋与铝板组装要求 加劲肋与铝板板块的连接方式的不同，也会直接影响加劲肋的作用。由于加劲肋的计算按等弯矩原则化为等效均布荷载，加劲肋为固定边支撑形式，因此，加劲肋与铝板连接采用胶结比较好，符合计算形式。而目前铝板加劲肋与铝板的组装基本上采用电栓钉固定。若严格地说，电栓钉固定加劲肋，当建筑幕墙外部荷载为负值时，加劲肋就不会是与铝板等同受力了，不能按照等效均布荷载计算考虑了，见图3.。铝板是靠周边弯边（或边肋）与龙骨连接固定的，因此，铝板加劲肋应该与铝板弯边（或边肋）有可靠地连接固定。这样不管幕墙的荷载方向如何，受力值正与负，加劲肋都能够承担一定的荷载并有效地传递到龙骨上，减少铝板应力造成的变形与破坏。见图4。
4.加劲肋的设计计算 加劲肋的计算，我们上边已经提到过，其依据按照等效均布荷载前提下来进行计算的。这只是一个近似计算方法，但对于建筑幕墙铝板板块来说比较接近实际的一种计算方法。我们在计算加劲肋时，需要知道加劲肋的间距，也就是幕墙铝板板块计算的区格单元尺寸。其次还要设计加劲肋的抗弯强度与变形挠度。 4.1加劲肋的间距计算 加劲肋间距，要满足铝板板块的区格抗弯强度的设计计算要求。其大小取决于铝板本身的抵抗变形的能力，与铝板材质、规格和外部荷载有关。
4.2加劲肋的设计计算 加劲肋的设计，要考虑加劲肋本身的强度与挠度在极限允许的范围内。在外部条件不变的前提下，影响加劲肋强度变化的是加劲肋的抵抗矩；影响加劲肋挠度变化的是加劲肋的惯性矩，因此，在加劲肋设计时只要我们采用的加强肋的抵抗矩与惯性矩满足相应的技术要求就可以了。 4.2.1 加劲肋的最小抵抗矩
钢桥中加劲肋的设计 摘要：介绍了中国和日本规范中关于防止腹板发生局部屈曲而设定水平加劲肋和垂直加劲肋的方法 关键词：钢梁,腹板,水平加劲肋, 垂直加劲肋 Abstract: this paper introduces the rules in China and Japan about prevent buckling and web happen stiffening rib and vertical set level stiffening rib method Keywords: steel beam, webs, level of stiffening rib, vertical stiffening rib 钢梁设计时，根据腹板的高厚比h0/tw 值来确定是否设置加劲肋。 1、中国的《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中指出当无局部压应力（σC=0）的梁，可不配置加劲肋。当h0/tw≤时，有局部压应力（σC≠0）的梁，应按构造配置横向加劲肋。当h0/tw>时，应配置横向加劲肋。其中，当h0/tw>时，（受压翼缘扭转受到约束，如联有混凝土桥面板）或h0/tw>时，（受压翼缘扭转未受到约束时），或按计算需要时，应在弯曲应力较大格区的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。在任何情况下，h0/tw均不应超过250。此处的h0为腹板的计算高度，tw为腹板的厚度 2. 日本的《道路桥示方书》（平成14年3月）是否需要设置垂直加劲肋 a）腹板的高度如果超过了表-1的值，就需要在腹板上设置垂直加劲肋， 计算剪应力相比于允许剪应力较小时，表-1中的值可以乘以扩大系数，此系数为，但此系数不能超过1.2 。 表-1垂直加劲肋省略时的上下翼缘板的最大间距 钢种Q235 Q345 Q390 腹板高度70t 57t 50t t：腹板的板厚 b）垂直加劲肋的间距