柱左表示作用弯矩与考虑屈曲后强度承载力比值

津滨轻轨张贵庄站续建工程隔音降噪声屏障施工方案中铁十八局集团津滨轻轨张贵庄站续建工程项目经理部二O一六年二月目录第一章编制说明及编制依据 (2)1.1编制目的 (2)1.2编制依据 (3)1.3工程概况 (3)第二章噪声标准 (4)第三章噪音源调查 (4)第四章噪音控制措施 (4)4.1主要措施 (4)4.2结构设计计算书 (8)4.2.1 设计依据 (8)4.2.2 设计条件 (8)4.2.3 屏障立柱结构计算 (9)4.2.4屏障立柱柱脚计算 (11)4.3其他措施 (17)1第一章编制说明及编制依据1.1编制目的为防止施工过程中产生的噪音对周边居民生产生活产生影响，促进施工生产与文明施工的有效统一，创造一个良好的施工生产环境。

21.2编制依据依据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》及《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）。

依据天津市政府、集团公司对现场文明施工的要求,建委对声屏障设置的要求，施工现场规划情况。

1.3工程概况本工程为津滨轻轨张贵庄站续建工程，该工程为地上高架轻轨站,整体结构为“站桥合一”框架结构，共三层，纵向8跨7×9。

6+12。

8=80m,横向2跨2×18=36m,总建筑面积4968平方米，首层为架空层，设置车站的出入口；二层为站厅层，建筑面积2960平方米；三层为站台层，建筑面积2008平方米，无地下工程;同步实施配套供电、通信、信号、防灾报警系统、环境与设备监控系统、通风、空调与供暖、给排水与消防、自动售检票、安全门工程.架空层、站厅层纵向为钢筋混凝土框架结构，纵向框架梁施加无粘结预应力,横向框架梁为后张有粘结预应力钢筋混凝土结构；站台层屋盖为轻型门式钢架结构，檩条采用高频焊接轻型H型钢。

施工过程中产生的噪音来源主要有：桩头剔除、混凝土振捣、钢筋加工、电锯、各类机械设备使用及支拆模板与脚手架等.对周边居民区影响较大的主要有导行路南侧尚未拆除的天丽公寓、施工现场北侧的三聚里.3第二章噪声标准依据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》及《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523—2011)的规定。

柱左表示作用弯矩与考虑屈曲后强度承载力比值，主要表现的是钢柱的强度能否满足，数值不能超过1，越接近1证明材料利用率越高。

柱右上表示平面内稳定应力比及对应长细比，主要表现是稳定能否满足，括号内的长细比如果超出范围，结构就容易失稳，通常通过通过增加截面参数修改，钢柱增大翼缘面积可达到。

（长细比是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比）柱右下表示平面外稳定应力比及对应长细比，主要表现是稳定能否满足，在前期输入计算长度时要注意外边的围护砖墙之类，如果有，计算长度就要减去围护高度。

柱右下的比值出现红色时通过怎么调整才能达到稳定性一般都是通过加大截面的，也可以选择加柱间支撑或系杆改变计算长度。

挠度大就加高截面，应力大可以加厚翼缘和加大高度咯，这样省钢。

应力大则说明截面惯性矩I小了，则有效的办法是加大截面高度，要比加大翼缘宽度效果明显。

挠度的也说明截面惯性矩I小，解决办法是一样的。

应力大和挠度大，说明截面惯性距小了。

效果明显且省钢的做法是加大截面高度，而不是加大翼缘宽度。

1.调整结构的截面尺寸2.调整结构翼板及腹板的厚度3.建模时还要考虑结构的平面外及平面内的计算长度的问题首先要说明的是，强度、挠度、稳定性、柱顶位移，在设计中这些都要满足，都要考虑。

根据结构不同，它们对结构的影响也不一样。

如果有的结构是由挠度控制的，则可能截面很大，远远大于强度设计值，为了节省用钢，要调节截面尺寸，但是一定要保证挠度满足规范要求。

如果结构是由强度控制，则可能截面满足，但是挠度很小。

所以有时候不可能每个方面都正好满足规范要求，但是每个方面都要满足规范要PKPM2005年版，06年总结。

门式刚架快速建模：●门式刚架网线输入：柱高——建筑高度+300（mm）5%坡度——2.86°；10%坡度——5.71°平面外计算长度——隅撑及附跨的间距●定义铰接构件及支座情况：不带行车一般柱底是铰接的，带行车的钢柱一般是钢接的；砼柱钢梁的屋面，一般梁是铰接的。

钢筋混凝土受弯构件承载力计算钢筋混凝土是一种常用的建筑材料，广泛应用于建筑结构中。

钢筋混凝土受弯构件是一种常见的结构构件，其在建筑结构中具有极其重要的作用。

在设计钢筋混凝土结构时，需要对受弯构件的承载力进行计算和评估。

本文将从受弯构件的基本概念、计算方法和影响因素等方面进行探讨。

一、受弯构件的基本概念钢筋混凝土受弯构件是指在作用力的作用下，构件内部发生弯曲变形的构件。

其具有以下几个基本概念：1. 中性轴：受弯构件的中性轴是指在整个构件截面内通过的一个线段，该线段上的应力等于零。

在弯曲时，中性轴的位置是很关键的。

2. 弯矩：弯曲作用下，构件内部会发生一种拉伸和压缩的力。

这种力就是弯矩。

弯矩大小取决于构件所受力的大小和构件几何形状。

3. 应力分布：在受弯构件内部，应力是不均匀分布的。

在中性轴附近，应力呈现近似线性分布；而在离中性轴较远的位置，应力则变得越来越大。

二、受弯构件的计算方法在计算受弯构件承载能力时，需要先确定其弯矩大小。

在确定弯矩大小后，即可根据构件的几何形状计算出其承载力。

1. 弯矩计算在受弯构件中，弯矩的大小与构件所受外力相关。

因此，首先需要确定其所受外力。

其次，需要确定构件的截面形状和受力部位。

最后，根据受力和截面形状，可以计算出弯矩。

2. 承载力计算在确定了弯矩的大小后，即可进行承载力计算。

承载力包括截面抗弯能力和材料的抗拉强度。

根据构件的几何形状和受力情况，可以计算出截面的抗弯能力。

而材料的抗拉强度则是一定的，可以根据力学性质进行计算。

最终，将二者综合，即可得到受弯构件的承载力。

三、影响受弯构件承载力的因素在计算受弯构件承载能力时，有很多因素会对其承载力产生影响。

下面对其中的一些关键因素进行介绍。

1. 抗拉钢筋数量和位置：在受弯构件中，钢筋是起到承担拉应力作用的。

因此，抗拉钢筋在受弯构件中的数量和位置直接影响着其承载力。

2. 混凝土等级：混凝土等级与其强度直接相关，而强度则是计算承载力的关键。

门式钢架优化
确定了门式刚架的材质、截面型式以后，即可根据STS软件显示的计算结果信息，综合调整梁、柱的截面尺寸，进行整体优化。

STS计算钢结构应力比图说明：
◆柱左：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；
◆右上：平面内稳定应力比（对应长细比）；
◆右下：平面外稳定应力比（对应长细比）；
✧梁上：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；
✧左下：平面内稳定应力比；
✧右下：平面外稳定应力比。

1．针对梁、柱构件的强度抗弯承载力，应调整杆件的整个截面尺寸，即同时调整梁、柱腹板和翼缘的尺寸，以达到应力比值合适。

2．针对梁、柱平面内的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱腹板的尺寸，辅助调整翼缘板的规格，以达到合适的应力比及长细比。

3．针对梁、柱平面外的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱翼缘板的尺寸，辅助调整腹板的高、厚，以达到合适的应力比及长细比。

总之，在进行门式刚架的综合优化时，不论上述哪一项内容都不能孤立调整，而应当全面考虑，单独改变某一个数据都会对其他数据带来或多或少的影响，改变截面平面内的数据会对平面外的数据产生影响；改变钢柱的数据会对钢梁产生影响等；反之亦然。

因此优化时要配合所有数据的协调变化，以使计算结果最优。

（三）综合优化
确定了门式刚架的材质、截面型式以后，即可根据STS软件显示的计算结果信息，综合调整梁、柱的截面尺寸，进行整体优化。

STS计算钢结构应力比图说明：
柱左：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；
右上：平面内稳定应力比（对应长细比）；
右下：平面外稳定应力比（对应长细比）；
梁上：作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；
左下：平面内稳定应力比；
右下：平面外稳定应力比。

1．针对梁、柱构件的强度抗弯承载力，应调整杆件的整个截面尺寸，即同时调整梁、柱腹板和翼缘的尺寸，以达到应力比值合适。

2．针对梁、柱平面内的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱腹板的尺寸，辅助调整翼缘板的规格，以达到合适的应力比及长细比。

3．针对梁、柱平面外的稳定应力比及柱对应的长细比，应主要调整梁、柱翼缘板的尺寸，辅助调整腹板的高、厚，以达到合适的应力比及长细比。

总之，在进行门式刚架的综合优化时，不论上述哪一项内容都不能孤立调整，而应当全面考虑，单独改变某一个数据都会对其他数据带来或多或少的影响，改变截面平面内的数据会对平面外的数据产生影响；改变钢柱的数据会对钢梁产生影响等；反之亦然。

因此优化时要配合所有数据的协调变化，以使计算结果最优。

柱左表示作用弯矩与考虑屈曲后强度承载力比值，主要表现的是钢柱的强度能否满足，数值不能超过1，越接近1证明材料利用率越高。

柱右上表示平面内稳定应力比及对应长细比，主要表现是稳定能否满足，括号内的长细比如果超出范围，结构就容易失稳，通常通过通过增加截面参数修改，钢柱增大翼缘面积可达到。

（长细比是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比）柱右下表示平面外稳定应力比及对应长细比，主要表现是稳定能否满足，在前期输入计算长度时要注意外边的围护砖墙之类，如果有，计算长度就要减去围护高度。

柱右下的比值出现红色时通过怎么调整才能达到稳定性一般都是通过加大截面的，也可以选择加柱间支撑或系杆改变计算长度。

挠度大就加高截面，应力大可以加厚翼缘和加大高度咯，这样省钢。

应力大则说明截面惯性矩I小了，则有效的办法是加大截面高度，要比加大翼缘宽度效果明显。

挠度的也说明截面惯性矩I小，解决办法是一样的。

应力大和挠度大，说明截面惯性距小了。

效果明显且省钢的做法是加大截面高度，而不是加大翼缘宽度。

1.调整结构的截面尺寸2.调整结构翼板及腹板的厚度3.建模时还要考虑结构的平面外及平面内的计算长度的问题首先要说明的是，强度、挠度、稳定性、柱顶位移，在设计中这些都要满足，都要考虑。

根据结构不同，它们对结构的影响也不一样。

如果有的结构是由挠度控制的，则可能截面很大，远远大于强度设计值，为了节省用钢，要调节截面尺寸，但是一定要保证挠度满足规范要求。

如果结构是由强度控制，则可能截面满足，但是挠度很小。

所以有时候不可能每个方面都正好满足规范要求，但是每个方面都要满足规范要PKPM2005年版，06年总结。

门式刚架快速建模：●门式刚架网线输入：柱高——建筑高度+300（mm）5%坡度——2.86°；10%坡度——5.71°平面外计算长度——隅撑及附跨的间距●定义铰接构件及支座情况：不带行车一般柱底是铰接的，带行车的钢柱一般是钢接的；砼柱钢梁的屋面，一般梁是铰接的。

4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗弯强度应按下列规定计算:`(M_x)/(γ_xW_(nx))+(M_y)/(γ_xW_(ny))≤f`（4.1.1）式中M x、M y——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面：x轴为强轴，y轴为弱轴);Wｎｘ、Wｎｙ——对x轴和y轴的净截面模量;γx、γy——截面塑性发展系数;对工字形截面γy=1.20;对箱形截面，γX=Y y=1.05;对其他截面，可按表5.2.1采用;f——钢材的抗弯强度设计值。

当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13`sqrt(235//f_y)`而不超过15`sqrt(235//f_y)`时，γx=1.0。

f y应取为钢材牌号所指屈服点。

对需要计算疲劳的梁，宜取γx=γy=1.0。

4.1.2在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗剪强度应按下式计算:`τ=(VS)/(It_w)`(4.1.2)式中V——计算截面沿腹板平面作用的剪力;S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;I——毛截面惯性矩;t w——腹板厚度;fv——钢材的抗剪强度设计值。

4.1.3当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算:`σ_c=(varphiF)/(t_wl_z)≤f`(4.1.3-1)式中F——集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数;ψ——集中荷载增大系数;对重级.工作制吊车梁ψ=1. 35;对其他梁，ψ=1.0；l z——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算:l2=a+5h y+2h R ( 4.1.3-2 )a——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨上的轮压可取50mm;h y——自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离;h R——轨道的高度，对梁顶无轨道的梁h R=0;f——钢材的抗压强度设计值。

《钢结构》网上辅导材料受弯构件的强度、整体稳定和局部稳定计算钢梁的设计应进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的计算。

一、强度和刚度计算1．强度计算强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力。

（1）抗弯强度荷载不断增加时正应力的发展过程分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：图1 梁正应力的分布f，荷载继续增1）弹性工作阶段荷载较小时，截面上各点的弯曲应力均小于屈服点yf（图1b）。

加，直至边缘纤维应力达到y2）弹塑性工作阶段荷载继续增加，截面上、下各有一个高度为a的区域，其应力f。

截面的中间部分区域仍保持弹性（图1c），此时梁处于弹塑性工作阶段。

σ为屈服应力y3）塑性工作阶段当荷载再继续增加，梁截面的塑性区便不断向内发展，弹性核心不断变小。

当弹性核心完全消失（图1d）时，荷载不再增加，而变形却继续发展，形成“塑性铰”，梁的承载能力达到极限。

计算抗弯强度时，需要计算疲劳的梁，常采用弹性设计。

若按截面形成塑性铰进行设计，可能使梁产生的挠度过大。

因此规范规定有限制地利用塑性。

梁的抗弯强度按下列公式计算：单向弯曲时f W M nxx x≤=γσ（1）双向弯曲时f W M W M nyy y nx x x≤+=γγσ（2）式中 M x 、M y —绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和H 形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）；W nx 、W ny —梁对x 轴和y 轴的净截面模量；y x γγ,—截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1==y x γγ；对箱形截面，05.1==y x γγ；f —钢材的抗弯强度设计值。

当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比大于y f /23513 ，但不超过y f /23515时，取0.1=x γ。

需要计算疲劳的梁，宜取0.1==y x γγ。

（2）抗剪强度主平面受弯的实腹梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。

v wf It VS≤=τ （3）式中 V —计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值；S —中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； I —毛截面惯性矩； t w —腹板厚度；f v —钢材的抗剪强度设计值。

第三章 构件截面承载力--强度钢结构承载能力分3个层次截面承载力：材料强度、应力性质及其在截面上分布属强度问题。

构件承载力：构件最大截面未到强度极限之前因丧失稳定而失稳，取决于构件整体刚度，指稳定承载力。

结构承载力：与失稳有关。

3.1 轴心受力构件的强度及截面选择3.1.1 轴心受力构件的应用及截面形式主要用于承重钢结构，如平面、空间桁架和网架等。

轴心受力截面形式：1）热轧型钢截面2）冷弯薄壁型钢截面3）型钢和钢板连接而成的组合截面（实腹式、格构式）（P48页）对截面形式要求：1）提供强度所需截面积2）制作简单3）与相邻构件便于连接4）截面开展而壁厚较薄，满足刚度要求（截面积决定了稳定承载力，面积大整体刚度大，构件稳定性好）。

3.1.2 轴心受拉构件强度由εσ-关系可得：承载极限是截面平均应力达到抗拉强度u f ，但缺少安全储备，且y f 后变形过大，不符合继续承载能力，因此以平均应力y f ≤为准则，以孔洞为例。

规范：轴心受力构件强度计算：规定净截面平均应力不应超过钢材强度设计值f A N n ≤=/σN ：轴心拉力设计值； An ：构件净截面面积；R y f f γ/=: 钢材抗拉强度设计值 R γ:构件抗力分项系数Q235钢078.1=R γ，Q345，Q390，Q420111.1=R γ49页孔洞理解见书例题P493.1.3 轴心受压构件强度原则上与受拉构件没有区别，但一般情况下，轴心受压构件的承载力由稳定性决定，具体见4章。

3.1.4 索的受力性能和强度计算钢索广泛用于悬索结构，张拉结构，桅杆和预应力结构，一般为高强钢丝组成的平行钢丝束，钢绞线，钢丝绳等。

索是一种柔性构件，内力不仅与荷载有关，而且与变形有关，具有很强几何非线性，但我们通常采用下面的假设：1）理想柔性，不能受压，也不能抗弯。

2）材料符合虎克定理。

在此假设下内力与位移按弹性阶段进行计算。

加载初期（0-1）存在少量松弛变形，主要部分（1-2）线性关系，接近强度极限（2-3）明显曲线性质（图见下）实际工程对钢索预拉张，形成虚线应力—应变关系，很大范围是线性的高强度钢丝组成钢索初次拉伸时应力—应变曲线钢索强度计算采用容许应力法：k f A N k k //maxk N ：钢索最大拉力标准值 A ：钢索有效截面积k f :材料强度标准值 k ：安全系数2.5-3.03.2 梁的类型和强度3.2.1 梁类型按制作方法：型钢梁：热轧型钢梁（工字梁、槽钢、H 型钢）。

结构设计必须要控制的11个比值1、轴压比:定义：轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计系数乘积之比值；可不进行地震作用计算的结构，双人取无地震抑制作用组合的轴力设计值【抗规第6.3.6】；轴压比指柱考虑地震组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计系数乘积之比值【高规第6.4.2条】墙肢轴压比指墙的轴压力设计值与墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计系数乘积之比值【抗规第6.4.2条】。

不计入地震巨大作用组合（条文说明）目的：主要为控制结构的延性。

注意：应按规范要求对应当结构地震作用需要进行调整：特殊结构地震作用下内力调整、0.2Q0调整、墙柱弱梁、强剪弱弯角调整等等（程序可自动完成），短柱的调整。

2、剪重比定义：结构任一楼层的水平地震剪力与该层及其以上各层总重力荷载代表值的比值；抗规：5.2.5抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：高规：4.3.12条多遇地震水平地震作用调节作用计算时，剪力结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求：内涵：是反应地震分项作用大小的重要指标，主要为压强控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，在某种程度上反映了结构的刚柔频度程度，剪重不合理比应在一个不够合理的范围内。

剪重比太小，说明构型刚度偏柔；剪重比太大，说明整体结构偏刚，会已引起很大的地震力，不经济。

抗规表5.2.5给出了楼层灾害最小地震剪力的要求，当不满足时，应优化设计方案、改进结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力，使之满足要求。

促进作用地下室由于不受回填土的约束作用，可以不考虑剪重比调整。

3、刚度比定义：结构楼层与其相邻上层的侧向刚度的比值。

目的：主要为控制结构竖向的规则性，以免竖向刚度基因型，形成薄弱层，分类：PKPM系列软件提供了三种刚度比的计算方式：分别是剪切刚度，剪弯刚度和地震作用与相应的层间位移比。

剪切刚度主要用于大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定；剪弯刚度用于底部大空间为多层的转换结构；地震作用与层间位移比，通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比，也是软件的缺省途径。

干货！门式刚架结构设计实例工程概况（一）设计资料某客户需要建设66X75m的仓库，根据客户要求，宽度方向为66m，设3跨，跨度分别为24m、18m、24m，柱距取7.5m，檐口高度为6m。

屋面为0.5mm压型钢板+75mm 厚保温棉（容重14kg/m3）＋0.4mm内衬板，材质采用Q345。

（二）方案选取1．跨度：考虑到特殊的使用要求（中间18m兼做交通走道），客户指定了上述的跨度要求。

为使读者理解如何寻找最经济的结构方案，笔者又研究了21m＋24m＋21m或18m+30m+18m的跨度方案，三种方案的每榀框架的用钢量对比如下：24m+18m+24m，每榀框架用钢量 4.9吨；21m+24m+21m，每榀框架用钢量 4.2吨；18m+30m+18m.，每榀框架用钢量 4.6吨；通常来说，如可能尽量将框架设计成对称结构，各跨跨度基本相同，中间跨跨度度略大于边跨将是一种比较经济的方案。

本项目由于客户需要将中间跨(18m)设置为走道，故笔者没有建议他们改为较为经济的跨度方案（21m＋24m＋21m）。

2．柱距选择：鉴于本工程总长度为75m，故取柱距为7.5m，即10@7.5。

读者也可以比较7.75+*****+7.75的柱距方案。

后者也是一种比较经济的株距方案。

3．屋面梁拼接节点设置节点设置需要考虑下列因素：(1) 拼接点尽可能靠近反弯点，一般反弯点位置在1/4~1/6跨度处，按照此原则，对于24m跨，拼接点设在离柱24*(1/4~1/6)=4~6m处比较合适。

对于18m跨，则应该设在18*(1/4~1/6)=3~4.5m比较合适；(2) 单元长度不要超过可运输最大长度，一般不宜超过12.5 m；(3) 尽量减少拼接数量，因为拼接节点需要端板及高强螺栓，同样会增加项目造价；(4) 拼接节点应避开抗风柱及屋面系杆的连接位置，以避免出现连接上的不便；综合多种因素，我们将屋面梁做了分段，见图3-26。

A节点为边柱与梁拼接节点，D为中柱与梁拼接，通常此处屋面梁不断，这是考虑此处弯矩较大，对于屋脊节点 F，通常我们也不建议此处屋面梁断开，原因是此处通常会有抗风柱及屋面系杆，若设置屋面系杆，将引起连接上的不便。

二、受弯构件（梁） 1．强度计算1)抗弯强度在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下式计算（17-204）式中：M x 、M y ——分离为同一截面绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）；M nx 、M ny ——分离为对x 轴和y 轴的净截面模量；当截面板件宽厚比等级为S1、S2、S3或S4级时，应取全截面模量，当截面板件宽厚比等级为S5级时，应取有效截面模量，匀称受压翼缘有效外伸宽度可取k 15ε，腹板有效截面可按《钢结构设计标准》第8.4.2条的规定采用（mm 3）；γx 、γy ——分离为沿x 轴、y 轴的截面塑性发展系数，对工字形截面，γx =1.05，γy =1.20，对箱形截面γx =γy =1.05，对需要计算疲劳的梁，宜取γx =γy =1.0，对其他截面，可按《钢结构设计标准》中6.1.2条采用。

2)抗剪强度（17-205）式中：V ——计算截面沿腹板平面作用的剪力； S ——计算剪应力处以上毛截面向中和轴的面积矩； I ——毛截面惯性矩； t w ——腹板厚度；ƒv ——钢材的抗剪强度设计值。

3)局部抗压强度当梁上翼缘作用有沿腹板平面的扩散荷载，且该荷载又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部抗压强度按下式计算:（17-206）式中：F ——扩散荷载，对动力荷载应考虑动力系数；ψ——扩散荷载增大系数，对重级工作制吊车梁，ψ=l.35，对其他梁，ψ=l ．O ；l z ——扩散荷载按45°蔓延在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，其值应按照支座详细尺寸决定。

梁的支座处，当不设置支承加劲肋时，也应按式（17-206）计算腹板计算高度下边缘的局部压应力，但ψ取1.0。

【例17-17/2014真题】设计一悬臂钢架，最合理的截面形式是：解：按照悬臂梁的受力特点可知，上翼縁承受拉应力，下翼縁承受压应力，钢材的抗拉、抗压强度相同，故应挑选上、下翼縁面积相同的截面形式。

单层钢结构厂房设计及注意事项摘要：本文以一个单层轻型钢结构厂房为例，结合笔者从事的结构施工图审查、设计的实践工作，介绍了单层轻型钢结构厂房的结构设计方法、构造措施、以及一些注意事项。

关键词：门式刚架轻型房屋，结构设计，构造措施，注意事项一、工程概况本工程平面尺寸为138m*76m，檐口标高为11.0m,柱网平面、门架立面分别如图一、图二。

工程位于广东佛山，抗震设防烈度为7度第一组，设计基本地震加速度值为0.10g，拟建场地为III类场地，结构抗震等级为三级。

基本风压为0.5kN/m2。

屋面和墙面采用彩钢板做维护结构。

桩基础采用预应力管桩基础。

图一：柱网平面图二：门架立面及构件截面图二、结构分析和计算取计算简图如图三，用PKPM系列中的STS程序进行内力分析。

考虑恒荷载和活荷载为0.2kN/m2和0.3kN/m2录入；左风时，风荷载体型系数按图三所示数值，并考虑风压高度系数计算录入；钢梁平面外计算长度按隅撑间距 3.0m 录入。

计算经调试，选用如图二所示截面的构件时，各项指标均满足要求。

其中，钢梁截面是由强度控制，作用弯矩与考虑屈曲后的强度抗弯承载力之比为0.95；钢柱截面是由平面外稳定控制，边柱和中柱的平面外稳定应力之比分别为0.96和0.94。

图三：计算简图和左风时风荷载体系系数在结构分析和计算中要注意的是：计算简图的合理简化，风荷载体型系数的选用，计算长度的正确选取。

1. 计算简图的合理简化计算简图的假设一定要与实际相符。

本工程为全钢结构，节点之间采用高强螺栓连接，构件之间容易实现轴力、弯矩、剪力的传递，采用如图三所示的简图。

如果本工程采用钢梁混凝土柱结构，考虑到节点的做法和内力的传递，则采用如图四所示的计算简图才比较合理。

图四：计算简图（混凝土柱钢梁）2. 风荷载体型系数的正确选用门刚技术规程给出的刚架风荷载体型系数，有一定的适用范围，超出该范围，仍按荷载规范取值，才比较安全。

例如檐口高而跨度小，即“瘦高”的工程，应按荷载规范取风荷载体型系数。

《高等钢结构》复习题（1） 按承载力极限状态和正常极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的哪种组合？承载力极限状态：基本组合；正常使用状态：标准组合。

（2）钢材的设计强度是根据钢材的什么确定的？钢材的屈服强度y f 除以抗力分项系数R r 。

钢结构的塑性好、韧性好指的是什么？各用什么指标表示？塑性好，结构在静载和动载作用下具有足够的应变能力，可减轻结构脆性破坏的倾向，同时可通过较大的塑性变形调整局部压力。

韧性好，结构具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。

塑性：伸长率。

韧性：材料断裂时所吸收的总能量（包括弹性和非弹性）来度量。

钢结构的两种主要破坏形式是什么？各有什么特点？塑性破坏：破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏：破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，端口平直并呈有光泽的晶粒状。

（1） 钢材牌号是根据材料的什么命名的？同一牌号钢材为什么设计强度不同？钢的牌号由代表屈服点的的字母Q 、屈服点数值、质量等级符号（A 、B 、C 、D ）、脱氧方法符号四部分按顺序组成。

钢的牌号仍有质量等级符号，分为A 、B 、C 、D 、E 五个等级。

E 级主要是要求-40 C 的冲击韧性。

（2） 沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是什么？镇静钢脱氧充分，沸腾钢脱氧较差。

（3） Q235钢材A 、B 、C 、D 四个等级主要什么指标不同？A 级钢只保证抗拉强度、屈服点和伸长率，B 、C 、D 级钢均保证抗拉强度、屈服点、伸长率、抗弯性和冲击韧性。

（4） 工字钢的翼缘和腹板性能是否相同？（9）如果钢材具有 较好的塑性和韧性 性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂。

（10）对于焊接结构，除应限制钢材中的硫、磷的极限含量外，还应限制碳 的含量不超过规定值。

（11）钢材的硬化，提高了钢材的 屈服点 ，降低了钢材的 塑性和韧性 。

（12）随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 时效硬化，俗称老化 。

轴压构件的承载力计算1.计算公式钢筋混凝土轴心受压构件的承载能力由混凝土强度和纵向受力钢筋两部分组成，对细长构件还要考虑纵向弯曲的影响。

《混凝土结构规范》考虑到初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴心受压柱的可靠性，引入承载力折减系数0.9，根据力的平衡条件，)(9.0sy c u A f A f N N ''+=≤ϕ 2.轴压构件承载力复核步骤(1)确定稳定系数φ规范采用构件的稳定系数φ来表示长柱承载力降低的程度。

φ主要和构件的长细比b l /0有关，(0l 为柱的计算长度,b 为截面的短边尺寸)，设计时可直接查表。

长细比b l /0越大，φ值越小；相反，长细b l /0比越小, φ值越大。

当 b l /0≤8时，φ值等于1，说明侧向挠度很小，不影响构件的承载力，可忽略，即将b l /0≤8的钢筋混凝土柱在计算上可视为短柱。

(2)验算柱的配筋率，当纵向钢筋配筋率大于3％时，公式中A 应改为sc A A A '-=。

当纵向钢筋配筋率小于3％时，公式中A 为构件截面面积。

（3）确定柱截面承载力。

)(9.0sy c u A f A f N ''+=ϕ （4）若u N N ≤则承载力满足要求，反之，承载力不满足要求。

3.注意要点－计算长度的确定构件的计算长度0l 与构件两端支撑情况有关，在实际工程中，由于构件支撑情况并非完全符合理想条件，应结合具体情况进行分析。

《混凝土规范》规定轴心受压和偏心受压柱的计算长度0l 可按下列规定取用：1)对一般多层房屋的框架柱，梁柱为刚接的框架各层柱段。

现浇楼盖：底层柱H l 0.10=；其余各层柱H l 25.10=。

装配式楼盖：底层柱H l 25.10=，其余各层柱段H l 5.10=。

2)对按无侧移考虑的框架结构，如具有非轻质填充墙且梁柱为刚接的框架各层柱，当框架为三跨及三跨以上，或为两跨且框架总宽度不少于其总高度的1/3 时，其计算长度可取为H 。

构件的承载能力分析轴向拉伸与压缩刚体和变形体(deformable body)在外力作用下，一切固体都将发生变形deformation（尺寸和形状），故称为变形固体。

材料力学中的固体一般是指变形体。

构件element组成机械的零部件或工程结构中的构件统称为构件。

桥式起重机的主梁、吊钩、钢丝绳；悬臂吊车架的横梁AB，斜杆C D都是构件。

1.构件承载能力分析的内容材料力学是一门研究构件承载能力的科学。

为满足工程结构或机械的正常工作,构件应具有足够的承载能力。

对构件的三项基本要求：(1)强度(S trength)——构件在外载作用下，具有足够的抵抗断裂破坏的能力。

例如储气罐不应爆破；机器中的齿轮轴不应断裂失效等。

(2)刚度( S tiffness )——构件在外载作用下，具有足够的抵抗变形的能力。

如机床主轴变形不应过大，否则影响加工精度。

(3) 稳定性(Stability)——某些构件在特定外载，如压力作用下，具有足够的保持其原有平衡状态的能力。

例如千斤顶的螺杆等材料力学的任务：1)研究构件的强度、刚度和稳定性；2)研究材料的力学性能；3)为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提供力学方面的依据。

2.变形固体的基本假设在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体，而构件一般均由固体材料制成，所以构件一般都是变形固体。

由于变形固体种类繁多，工程材料中有金属与合金，工业陶瓷，聚合物等，性质是多方面的，而且很复杂，因此在材料力学中通常省略一些次要因素，对其作下列假设：（1）均匀连续性假设：假定变形固体内部毫无空隙地充满物质，且各点处的力学性能都是相同的。

（2）各向同性假设: 认为物体内在各个不同方向上的力学性能相同。

（3）弹性小变形条件：在载荷作用下，构件会产生变形。

实验证明，当载荷不超过某一限度时，卸载后变形就完全消失。

这种卸载后能够消失的变形称为弹性变形elastic deformation 。

平面外综合应力比规范要求平面外综合应力比规范要求:按实测结构布置及构件截面尺寸进行建模，并对该厂房进行结构承载力验算。

（1）原结构荷载验算验算结果表明，厂房原结构荷载作用下，钢柱作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比均小于1，满足承载力计算要求，GZ2、GZ6平面外稳定应力比大于1，不满足承载力计算要求；钢梁作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比、平面外稳定应力比均小于1，满足承载力计算要求。

GZ2平面外稳定长细比不满足规范要求，其余各构件长细比均满足规范要求。

(2）屋面增加光伏板荷载验算厂房在屋面增加光伏板荷载作用下，钢柱GZ3、GZ4作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值、平面内稳定应力比、平面外稳定应力比小于1，满足承载力计算要求；GZ1、GZ2、GZ7平面内稳定应力比大于1；GZ2、GZ7平面内长细比不满足计算要求；GZ2、GZ5、GZ6平面外稳定应力比大于1，不满足承载力计算要求；GZ2平面外长细比不满足计算要求。

钢梁平面内稳定应力比、平面外稳定应力比、作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比均大于1不满足承载力计算要求。

主体结构质量的检测方法2．1质量检测的主要内容程质量监督站进行程的主体结构质量检测的内容主要是抽查程主体结构的钢筋保护层和钢筋的数量及位置，还有工程施工中的砼回弹、砌体、砂浆、钻芯、测砼强度等等。

2．2质量检测的方法手段在程主体结构的质量检测中，监督实体的检测是必不可少的；而这一工作具有随机性，是监督工作的重要组成部分。

尤其是在样本空间的确定上应该处于相关规范的要求以内，同时应当具有实体的针对性。

监督人员或委托的检测机构进行检测时，除了结构外观、尺寸检测以外，其他的实体检测均应**相应的检测方案，并告知施工、监督站；在采取可能会影响结构质量的局部破损检测时还应征询设计单位的意见。

由监督机构进行的检测应由监督小组或监督机构相关部门**方案；如已委托给*检测单位进行检测，则应由*检测单位提供检测方案，并经质量监督站认可。