谈建筑幕墙支承构件的计算与设计
常熟市华丽坚装饰工程有限公司沈志春
提要从上世纪九十年代到现在，建筑幕墙的应用比例有逐年不断上升的趋势，结构构件形式多样，鄙人就常见的一些计算与设计问题发表几点看法。
关键词支承构件（Support Component）、计算（Calculate）、设计（Design）、结构(Structure) （一）支承构件的类别与结构分析
随着大型公共建筑的兴起，建筑幕墙的应用越来越多，种类和形式也趋多样化。其中有：框支承幕墙、全玻璃幕墙、点支式幕墙及其共同组合的幕墙等。这些幕墙既要保证使用功能，又要体现装饰效果。而幕墙的支承结构，既要与主体结构可靠连接，又不承担主体结构因变形而可能对幕墙产生的附加作用，因此幕墙必须支承在有足够强度和足够刚度的支承结构上。
过去，作为幕墙支承结构的构件，多为比较简单的梁、柱体系及稍微复杂的曲梁和圆弧拱结构，受力明确，分析计算简单。圆弧梁和折线梁在对称竖向荷载作用下，梁的两端固定支座，沿轴线各截面都相同。内力有弯矩、剪力和扭矩三项。最大正弯矩在跨度中点；最大负弯矩和最大剪力都在梁支座处；最大扭矩对圆弧梁发生在反弯点处；对折线梁沿杆长不变。由于对称结构又在对称荷载作用下，则最大剪力等于梁上荷载值的一半。
（1）当水平梁所对应的圆心角2θ=180o,梁中内力与λ值无关。
跨中最大正弯矩 Mc=(4-π/π)qr^2
支座最大负弯矩 Mθ=-qr^2
最大剪力Vmax=θqr
反弯点处最大扭矩Tβ=0.12qr^2
（2）当水平梁所对应的圆心角45o≤2θ≤180o。
跨中最大正弯矩 Mc=C1.qr^2
支座最大负弯矩 Mθ=C2.qr^2
反弯点处最大扭矩Tβ=C3.qr^2
圆弧拱分双铰、无铰圆弧拱，对于双铰拱还分为无拉杆与带拉杆两种，带拉杆的双铰拱多用于大跨度采光顶。设计计算时先算出ρ=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5时的赘余力系数,再分别算出横推力、弯矩和剪力。
横推力 H=A.ql^2.K/f
弯矩 M o=B.ql^2
剪力Vo=c.ql^2
但在建筑幕墙中，采用钢结构作为支承结构时，如跨度大或结构有特殊要求及采用简单的钢结构梁、柱体系难以满足要求时，一般多采用桁架、空间桁架、空腹桁架、网架、井字梁、刚架、格栅、拉杆、拉索系统、组合体系和杂交体系作为幕墙的支承结构。（1）梁式结构—由若干受弯工作的梁，排列组成的结构体系，又称梁格。梁格结构有以下几种型式：
·简单梁格：单方向排列的梁格；
·普通梁格：主、次梁交叉排列的梁格；
·复杂梁格：主、次梁及小次梁相互交叉排列的梁格；
梁是受有横向荷载而弯曲工作的构件，其内力主要是弯矩和剪力，当在弹性范围内工作时，截面材料强度利用不充分；完全塑性范围工作时，将形成塑性铰，致使结构约束度退化，甚者转变为机构。其截面设计原则上是：当承受动力荷载时，限制在弹性范围内工作；当仅承受静力荷载时，可考虑截面有部分塑性发展，即可在弹塑性范围内工作。
（2）桁架结构：由若干杆件其端部互相铰接于一点并以三角形规则形成的结构体系。在节点荷载作用下杆件仅受有轴向力。不带斜杆,由若干杆件其端部互相刚接于一点的桁架称空腹桁架。
·平面桁架结构：桁架结构所有的杆件轴心线在同一平面内。平面桁架结构本身仅能承受作用于其平面内的荷载；平面外荷载及其稳定性，常需由其它结构或必要的支撑承受和保证。·空间桁架结构：桁架结构的杆件轴心线不完全在同一平面内。该桁架结构本身就能承受作用于其平面内、外的荷载；不需要由其它结构或支撑承受和保证其稳定性。
（3）网架结构是空间桁架结构的一种开拓与发展，具有空间桁架结构的构成规则和受力工作特征。
（4）刚架结构：由若干杆件其端部互相刚接形成的结构体系（可不以三角形规则）。在荷载作用下杆件受有弯矩（包括扭矩）、剪力和轴向力。它比桁架结构体系有更大的空间灵活性。·平面刚架结构：刚架结构所有杆件的轴心线在同一平面内。平面刚架结构本身仅能承受作用于其平面内的荷载；平面外荷载及其稳定性，常需由其它结构或必要的支撑承受和保证。·空间刚架结构：刚架结构的杆件轴心线不完全在同一平面内。该桁架结构本身就能承受作用于其平面内、外的荷载；不需要由其它结构或支撑承受和保证其稳定性。
（5）格栅：一种斜交叉非常规的平面刚架或其组合体系，其构件受力较复杂。
以上几类体系，通常均由刚性杆件构成，设计合理时，应属于刚性结构体系。
（6）拉索结构体系：由张拉索（或拉力杆）及其支承结构组成的结构体系，它是一种受力柔性工作的结构体系。这类结构体系受力时，其几何形状将随荷载作用的大小、位置和方向不同而改变；拉索需施加预张力且仅能承受拉力，即内力应是正定的。
（7）张拉索杆结构体系：由张拉索（或张拉杆）、撑杆及必要的支撑结构组成的结构体系，具有柔性结构的一些特征。例如，
张拉索（或张拉杆）应在设计、施工和使用全过程中使其具有张力，即其内力始终应是正定的；任一撑杆不许因失去承载力而退出工作。
（8）混合、杂交体系：以上几种体系的混合或（和）杂交的体系。受力工作性能依混合、杂交情况而定。其总体上可以是刚性的，柔性的；或者部分刚性和部分柔性的。
下面，仅对其中应用较多的桁架和空腹桁架的设计计算作些简单介绍。在幕墙结构中，常用的桁架形式有鱼腹式桁架和平行弦式桁架，除桁架外，类组合梁（空腹桁架）也多有应用，由于其外形类似桁架，所以也常被叫作桁架。但其设计计算方法和桁架设计计算方法是完全不同的，其受力状态亦不一样。普通桁架杆件的内力计算可采用解析法来求得，在曲线弦杆中，除轴力外，还有弯矩存在。
弯矩 M=N.f(f矢高)
在实际工程中，我们常见到不少幕墙竖向桁架，基本都是近玻璃侧直弦杆直径大于远侧弧弦杆直径，从结构力学分析可以看出，这样处理是很不合理的。对平行弦式桁架而言，在风荷载作用下，内外弦的最大内力是相等的。对直弦鱼腹式桁架，则鱼腹侧弦杆的最大内力是大于另侧直弦杆的内力，还得加上有轴力产生的附加弯矩，从结构力学的观点来看，鱼腹侧弦杆的截面应比直弦侧大，实际上其直径反而小，其道理不外乎有二种，其一是增大壁厚；其二是选择力学性能不一样的材质。
类组合梁（空腹桁架）是目前在幕墙支承结构中常被普遍采用的，形状类似组合梁的结构，实际上已是一种多层刚架结构，它可以承受正负双向荷载，但其杆件受力状态既不同于桁架又不同于组合梁，故受有轴力外，同时还有弯矩的作用，这种结构系多次超静定多层刚架结构。对于有侧移刚架，可以综合应用弯矩分配法和变形法进行设计计算。
最大整体弯矩 Mmax=(n^2-1)P.L/8n (n为奇数)
Mmax=nP.L/8 (n偶奇数)
各段的固端弯矩 Mik=Uk.hik
刚架侧位移Δik=- Mik.hik^2/6EIik
正应力σ=N/A±Mx/rxWx±My/ryWy (非圆截面)
正应力σ=N/A±M/rWn (圆截面)
剪应力τ=1.5V/A
除支承构件强度计算外,还应考虑刚度计算,对铝合金支承构件规定最大挠度u≤L/180, 对钢结构支承构件规定最大挠度u≤L/250,在幕墙工程设计中,一般不考虑绝对挠度,仅考虑相对挠度, 相对挠度满足即可。
(二) 预估截面
结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。
钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估. 通常50<λ<150, 简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等.
钢圆管桁架结构一般使弦管径厚比D/T=20—30；支管壁厚t 应根据节点类型校核节点承载力，当不满足要求时，调整弦，支管尺寸。 除此之外，构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理的选择安全经济美观的截面。 (三) 支承构件设计 构件的设计首先是材料的选择. 比较常用的是Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn). 通常主结构使用单一钢种以便于工程管理. 经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面. 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235. 构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面.这和结构内力计算的弹性方法并不匹配. 当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步,一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级.并自动重新分析验算，直至通过，如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。但是，初学钢至少应注意两点： 1.软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定.目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,结构师应该逐个检查. 2.当上面第(二)条中预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。 (1) 强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度，其中,抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。 (2) 变形超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则，会很不经济。 使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，常常并不合适。 (四) 支承构件节点设计 连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一.在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定.常常出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,这必须避免. 按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接. 连接的不同对结构影响甚大.比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动, 不符合结构分析中的假定. 会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果. 连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法, 初学者可偏安全选用前者.设计手册中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便. 也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成. 具体设计主要包括以下内容: 1.焊接: 对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守. 焊条的选用应和被连接金属材质适应.E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50. 焊接设计中不得任意加大焊缝. 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定. 2.栓接: 铆接形式,在建筑工程中，现已很少采用. 普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用. 高强螺栓,使用日益广泛.常用8.8s和10.9s两个强度等级.根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同. 高强螺栓最小规格M12. 常用M16~M30. 超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。 自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结构的连接. 3.连接板: 可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm. 然后验算净截面抗剪等. 4.梁腹板: 应验算栓孔处腹板的净截面抗剪.承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压. 5.节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。 6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平. 比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成. 下面就应用较多的桁架、空间桁架和空腹桁架列举工程实例作一一计算，并对计算结果及方法进行比较,从中可以得到启示:结构的计算原则,应根据结构类型、荷载性质和要求的不同，采用相应的计算方法，力求最好的经济和社会效益。（详见附录） 朋友！幕墙工程正在迅速发展，同时它又是涉及多领域、多学科的综合性技术。上述几点看法，难免有不足之处，甚至有误，望同行提出指正，来共同提高我们的幕墙设计水平。 参考文献： 1、玻璃幕墙工程技术规范（JGJ102-2003） 2、钢结构设计规范（GB50017-2003） 3、点支式玻璃幕墙工程技术规程（CECS 127：2001） 4、建筑结构静力计算手册中国建筑工业出版社 5、建筑幕墙工程手册中国建筑工业出版社 6、结构力学教程龙驭球、包世华 附录：(概况、力学结构受力模型、节点设计) （一）概况： 常熟市体育中心游泳馆北立面入口处幕墙采用点支幕墙，顶部标高：19.000, 底部标高：-0.200,玻璃最大尺寸:3000*2200,玻璃组成为:12mm钢化LOW-E镀膜玻璃+12A+12mm钢化透明玻璃；跨度19.2m的点支幕墙分别按空腹桁架、平面桁架和空间桁架进行布置, 桁架间距为3.0m,经比较选用了空腹桁架作为主要支承结构构件, 空腹桁架上、下端均为铰支，上端为椭圆孔以适应温度、沉降产生的变形。计算结果和比较分析详见下表。 基础设计 工程概况 边柱采用柱下独立扩展基础，中柱采用双柱联合基础。 基础埋深不宜大于原有建筑物基础埋深且大于0.5m ；阶梯形基础每阶高度宜为300~500mm ；混凝土等级不低于C20，选用C30；基础保护层厚度40mm ，垫层厚度100mm ，混凝土等级采用C20；钢筋选用HRB400级钢筋；室外地坪－0.45m 。 独立基础设计（5号轴线B 柱） 13.1 独立基础示意图 1 选型 初步确定基础埋深－2.5m ，满足大于合肥地区最大冻土深度－1.6m ，同时基础底面处于粘土层。土的平均重度γm =20kN/m 3，ηb =0.3，ηd =1.6。 修正后的地基承载力特征值： ()()5.03-+-+=d b f f m d b ak a γηγη b <3m 时，取b =3m ；取d =3.0m ，则 ()()()kPa 3045.05.2206.12405.03=-??+=-+-+=d b f f m d b ak a γηγη kPa 2642401.11.1=?=>ak f ，取kPa 304=a f 取内力组合值：m kN 98.20?-=M ，kN 03.1531=N ，kN 49.17-=V ，则 2G 0m 03.65 .22030403.1531=?-=-≥d f N A a γ 考虑偏心：()()20m 05.963.65.11.1-=-=A A ，取2m 00.9=A ，m 0.3==b l 2 地基承载力计算 取H =500mm ，计算基底净反力。 偏心矩：m 015.05 .20.92003.15315.049.1798.200,=??+?+==F M e n 基础边缘处最大、最小净反力： 0213.51kPa kPa 28026.72kPa 20.3015.06100.903.1981610,max ,min ,>=<=??? ???±?=??? ? ??±=a n n n f l e bl F P kPa 280kPa 11.2200 .95.20.92003.1531G <=??+=+=+= A Ad F A G F p k k k k γ 故地基承载力满足要求。 3 基础抗冲切验算 柱边基础截面抗冲切验算 m 0.3==b l ，m 5.0==c t a a ，m 5.0=c b ，mm 450505000=-=h m 0.3m 4.145.025.020=<=?+=+b h a t ，取m 4.1=b a 故冲切破坏椎体落在基础底面以内。 m 95.02 4.1 5.02=+=+=b t m a a a ，因偏心受压，取kPa 72.226max ,==n n P p 冲切力：??? ???????? ??---??? ??--=200max ,2222h b b b h a l P F c c n l kN 03.39945.025.020.30.345.025.020.372.2262=??? ???????? ??---???? ??--?= 抗冲切力： kN 03.993kN 93.42745.095.01043.10.17.07.030>=?????=h a f m t hp β（满足） 4 配筋计算 选用HRB400级钢筋（2mm N 360='=y y f f ），基础长边=基础短边，取配筋相同。 以柱边为例计算： 柱边净反力： ()()kPa 22.22151.21372.2260 .325.00.351.2132min ,max ,min ,=-??++=-++=n n c n n P P l a l P P 悬臂部分净反力平均值： ()()kPa 97.22322.22172.2262121max ,=+=+n n P P 弯矩： ()()()()5.00.325.00.32497.2232224122max ,+??-?=+-??? ? ??+=c c n n b b a l P P M m kN 12.379?= 钢结构设计计算公式及计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或直径按表1采用。钢铸件的强度设计值应按表2采用。连接的强度设计值应按表3~5采用。 模板支撑体系作业指导书 模板工程是砼结构外观质量好坏的重要保证，在地下结构施工中也是投入较大的一部分，模板支撑系统的选择正确与否直接影响施工进度及工程质量，模板方案的选择和考虑的出发点是工程的质量及进度，在此基础上进行综合性经济成本分析，为达到满足工程需要，减少周转材料投入，降低工程成本的目的，从六个方面阐述并附模板支撑体系计算书。 （1）剪力墙模板 1）筒体剪力墙模板采用双面镀膜防水胶合板配制，墙体400～600厚的模板竖楞采用50?100木枋，纵向间距为300mm，横楞采用?48?3.5钢管，横向间距为500mm。模板支撑采用普通钢管脚手架，并采用普通钢管做斜撑。为了保证模板的侧向刚度，内外模板之间加设φ14mm对拉双帽螺杆，为使对拉螺杆重复使用,对拉螺杆外套?16硬质塑料管,对拉螺杆的纵向间距500mm，水横向间距450mm。 详见塔楼筒体剪力墙模板支模示意图（一） 筒体剪力墙模板采用双面镀膜防水胶合板配制，墙体200～300厚的模板竖楞采用50?100木枋，纵向间距为400mm，横楞采用?48?3.5钢管，横向间距为550mm。模板支撑采用普通钢管脚手架，并采用普通钢管做斜撑。为了保证模板的侧向刚度，内外模板之间加设φ12mm对拉双帽螺杆，为使对拉螺杆重复使用,对拉螺杆外套?14硬质塑料管,对拉螺杆的纵向间距550mm，横向间距500mm。 详见塔楼筒体剪力墙模板支模示意图（一）中圆括号内的数值2）塔楼区内筒体剪力墙模板配备一套，从地下室开始使用，然后周转到主体结构筒体剪力墙。 3）模板支设前，所有剪力墙的钢筋绑扎完成并验收通过，安装工程在墙体内的预埋管线埋设完毕，且验收通过。 4）裙楼区内墙剪力墙模板 内墙模板采用双面镀膜防水胶合板配制，模板竖楞采用50?100木枋，横向间距为400mm，横楞采用?48?3.5钢管，纵向间距为500mm。模板支撑采用普通钢管脚手架，并采用普通钢管做斜撑。为了保证模板的侧向刚度，内外模板之间加设φ12mm＠500对拉双帽螺杆，为使对拉螺杆重复使用,除人防部分不能用塑料管直接用对拉螺杆外，其它对拉螺杆外套?14硬质塑料管,对拉螺杆的双向间距500mm。 详见下图内墙支模示意图 （2）地下室楼层梁板模板及其支撑 1)梁板模板均采用1900×915×18双面镀膜防水胶合板，与日前建筑市场上普遍采用的普通胶合板相比，具有防水性能好，拆模后砼构件外表光洁，能有效提高梁板构件外观质量的突出特点。 2）梁板模板支设时先测定标高，搭设满堂脚手架，然后铺设梁底模，根据楼层上弹出的梁线进行平面位置校正、固定。较浅的梁支好侧模，而较深的梁先绑扎梁钢筋，再支侧模，然后支平台模板和柱、梁、板交接处的节点模。最后交工序验收进行下一工序施工。 3）若梁高H<600时，梁侧模仅设斜撑，不设对拉螺杆；若梁高600 现浇独立柱基础设计(Jc-1) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002), 本文简称《地基规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001), 本文简称《抗震规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1 设计资料： 1.1 已知条件： 类型：阶梯形 柱数：单柱 阶数：1 基础尺寸(单位mm): b1=1100, b11=500, a1=2000, a11=1000, h1=400 柱:方柱, A=400mm, B=400mm 设计值：N=201.00kN, Mx=5.80kN.m, Vx=-5.60kN, My=3.30kN.m, Vy=7.60kN 标准值：Nk=160.80kN, Mxk=4.64kN.m, Vxk=-4.48kN, Myk=2.64kN.m, Vyk=6.08kN 混凝土强度等级：C30, fc=14.30N/mm2 钢筋级别：HRB400, fy=360N/mm2 基础混凝土保护层厚度：40mm 基础与覆土的平均容重：20.00kN/m3 修正后的地基承载力特征值：100kPa 基础埋深：1.00m 作用力位置标高：0.000m 剪力作用附加弯矩M'=V*h(力臂h=1.000m)：My'=-5.60kN.m Mx'=-7.60kN.m Myk'=-4.48kN.m Mxk'=-6.08kN.m 楼梯模板支撑体系计算书 一、参数信息模板支架参数横向间距或排距(m):1、00；纵距(m):1、00；步距(m):1、0；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0、10；模板支架搭设高度(m):3、3；采用的钢管(mm):Φ4 83、0 ；板底支撑连接方式:方木支撑；立杆承重连接方式:可调顶托；荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0、500；混凝土与钢筋自重(kN/m3): 24、000；施工均布荷载标准值(kN/m2):2、000；材料参数面板采用胶合面板，厚度为15mm；板底支撑采用方木；面板弹性模量E(N/mm2):4000；面板抗弯强度设计值(N/mm2): 11、5；木方弹性模量E(N/mm2):8000、000；木方抗弯强度设计值(N/mm2): 11、000；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1、400；木方的间隔距离(mm):2 50、0；木方的截面宽度(mm): 40、00；木方的截面高度(mm): 70、00；40X70模板支架立面图 二、模板面板计算模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为： W＝bh2/6=10001515/6＝37500mm3 I＝bh3/12=1000151515/12＝mm4模板面板的按照三跨连续梁计算。α1-1 剖面图受力分解图 1、荷载计算静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：钢筋混凝土梯段板厚度为100mm，踏步高度为175mm，宽度为260mm，每一梯段板的踏步数为8步。钢筋混凝土梯段板自重为：0、17525＋0、1025/=5、104 kN/㎡其中：根据图纸可得 α=31故== 0、857q1 =5、1041+0、51 =5、604 kN/m；活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)： q2 =21=2 kN/m； 2、强度计算计算公式如下:M=0、1ql2其中：q为垂直与面板的均布荷载，q=（1、 25、604+1、42）=8、162kN/m 最大弯矩M=0、 18、1622502=510 12、5Nmm；面板最大应力计算值σ =M/W=510 12、5/37500 =1、360 N/mm2；面板的抗弯强度设计值 [f]=11N/mm2；面板的最大应力计算值为1、360 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值11 N/mm2,满足要求! 3、挠度计算挠度计算公式为： ν=0、677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中q =q1=5、604 =5、92 50、857 =4、802 kN/m面板最大挠度计算值ν= 0、67 钢结构厂房柱间支撑问题 该帖被浏览了66次| 回复了1次钢结构厂房中柱间支撑一般在什么情况下需要采用一拉一压的形式啊？ 个人认为按拉杆设计还是按压杆设计支撑主要根据整个结构对支撑刚度的要求来定，网上查询说当厂房设置大吨位吊车等情况时，就要求支撑的刚度比较大，这个时候支撑就的按照一拉一压考虑。反之可以按照拉杆设计支撑以达到经济性。但这个有没有一个明确的界限呢？规范中也没有查到有关的要求。现在手里有个钢结构厂房，A5级32t行车，下柱采用双片支撑，在PKPM工具箱中按照一拉一压设计时整体的长细比都在150以内，但是单肢长细比在 轴压时大于40，有点超限，这样对结构的安全性会有很大影响吗？ 建议做以下的性能测试 1）耐火性能。项目所有结构受力构件均涂超薄膨胀型防火涂料，涂层厚度符合《建筑设计防火规范》GBJ16—87要求，承重柱、梁、屋架和檩条分别满足2.5 h，1.5h和0.5 h 耐火极限要求； 2）防锈处理。要求所有的住宅部品加工构件再出厂前都必须做镀锌防锈处理，镀锌量要求不小于500 m2。同时要求构件安装完成后必须做构件表面防锈检查，破坏的面层补刷防锈漆，并刷酚醛瓷漆面漆二度； 1.支撑是什么放样的？ 程序在计算支撑节点板的时候，参考了钢结构规范的附录表10，但是在参考该表选取节点板厚度时，是有前提条件的，即节点板边缘与支撑轴线夹角不应小于30度。所以程序先按30度来进行放样，如果获得的焊缝长度能满足计算要求，则不再增加节点板边长，否则持续增加。如果节点板与梁柱连接焊缝过长，导致节点板边缘与支撑轴线过大，程序则会调整支撑与节点板的连接长度，尽量避免节点板异型。 2.框架柱脚都是按什么方法来算的？ 程序使用了精确设计法进行设计，按该方法进行设计时，需要考虑两个方面的平衡：1。受力平衡，即弯矩和轴力平衡；2。变形协调，此时假定底板为刚体，底板上所有点的变形都为线性。当然，由于圆管柱底板比较特殊，程序参考了《钢结构设计手册（下）》中对于圆管柱柱脚的计算。 3.10版节点域的设计发生了什么改变？ 首先是规范上对于节点域区域的位置做了微调，定义为厚度中心线之间的距离。其次是程序上新增加了当非地震组合时的节点域强度和稳定验算，该项验算参考了钢结构规范4.2.7条。 4.当按等强进行设计时，为什么会出现梁柱刚接节点，翼缘坡口焊缝应力超限？ 由于构件验算和节点验算的计算方法上有所不同，节点设计是分部分来验算的。而且对于验算时取的截面特性也不一样，节点设计时取的是精确的毛截面。最关键的地方是节点设计时 模板及支撑系统的施工荷载计算摘要：本文是以木模板、钢管脚手排架的模板支撑系统为研究对象，在泵送、预拌商品混凝土、机械振捣的施工工艺条件下，对施工荷载进行了计算，并应用了统计学原理，获得不同截面梁、板的施工荷载值，不仅减化了计算工作量，并能方便查找应用。 关键词：模板钢管支撑混凝土施工荷载分项系数侧压力荷载组合 1施工荷载计算的计算依据 施工荷载的计算方法应符合《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定。本文仅适用于木模板、钢管脚手排架、钢管顶撑、支撑托的模板支撑系统；采用泵送、预拌商品混凝土，机械振捣的施工工艺，并依据原《混凝土结构工程施工验收规范》GB50204-92，附录中有关“普通模板及其支架荷载标准值及分项系数”的取值标准。 2模板支撑系统及其新浇钢筋混凝土自重的计算参数： 模板及其支架的自重标准值应根据模板设计图确定，新浇混凝土自重标准值可根据实际重力密度确定，钢筋自重标准值可根据设计图纸确定，也可以按下表采用： 钢筋混凝土和模板及其支架自重标准值和设计值统计表 3施工人员及设备荷载的取值标准： 施工活荷载的取值标准应根据不同的验算对象，对照下表选取，对于大型设备如上料平台、混凝土输送泵、配料机、集料斗等的施工荷载，应根据实际情况计算，并在大型设备的布置点，采取有针对性的加固措施。 施工活荷载标准值和设计值统计表 4混凝土楼板的施工荷载计算： 现浇混凝土楼面板的施工荷载主要有新浇混凝土、钢筋、模板和支撑系统的自重，以及 施工活荷载组成，针对验算的具体对象，采用相应的荷载组合方式，现以100mm厚的混凝土楼面板举例，进行施工荷载组合设计值的计算，依此类推得到不同厚度楼板的施工荷载组合设计值，以便查表应用。 100mm楼板施工阶段恒荷载的计算与统计 楼板施工活荷载的计算与统计 100mm楼板的施工荷载组合计算与统计 不同厚度楼板施工荷载组合设计值的统计表 柱间支撑计算书 一. 设计资料 柱底标高为-0.15m，承担风载宽度为6m； 结构简图如下所示： 截面布置如下： 杆件号截面材料 1 H-340*250*9*14 Q235 2 H-340*250*9*14 Q235 3 ROUND-15 Q235 4 ROUND-1 5 Q235 5 PIPE-89* 6 Q235 二. 静力荷载及内力计算 风载：分项系数为1.4,组合系数0.6。 风载导算基本参数见下: 基本风压: 0.7kN/m2； 体型系数1；风振系数为1；风压综合调整系数1.05； 吊车荷载：分项系数为1.4,组合系数0.7。 荷载取值计算: 同一柱列的柱间支撑个数为3(纵向力将在这些柱间支撑间平均分配)。 柱间支撑荷载计算取值表(单位：kN) 节段风载吊载 1.4风+0.98吊 0.84风+1.4吊最大荷载荷载取值 1 20.176 15.484 43.42 38.63 43.42 14.47 静力荷载作用下轴力设计值简图(单位：kN)如下所示： 静力荷载作用下支座反力设计值结果： 结构支座反力设计值结果表(单位：kN) 支座 X轴反力 Y轴反力 左支座 -14.47 22.07 右支座 0.00 -22.07 三. 截面静力组合下承载力校核 最不利斜腹杆 3 采用截面 ROUND-15-Q235 截面面积：A=1.767cm2 强度验算：σ=26.393/1.767×10=149.356N/mm2<215MPa，合格 只拉构件，无须考虑长细比要求； 最不利系杆 5 采用截面 PIPE-89*6-Q235 截面面积：A=15.65cm2 回转半径：i=2.94cm 计算长度：L=6m 长细比：λ=6/2.94×100=204.082<220，合格 稳定系数：φ=0.192 锥形基础计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)② 《简明高层钢筋混凝土结构设计手册》李国胜 二、示意图 三、计算信息 构件编号: JC-1 计算类型: 验算截面尺寸 1. 几何参数 矩形柱宽bc=600mm 矩形柱高hc=1170mm 基础端部高度h1=200mm 基础根部高度h2=150mm 基础长度B1=1200mm B2=1200mm 基础宽度A1=1800mm A2=1800mm 2. 材料信息 基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/mm2fc_b=14.3N/mm2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm2 3. 计算信息 结构重要性系数: γo=1.0 基础埋深: dh=1.800m 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 基础及其上覆土的平均容重: γ=18.000kN/m3 最小配筋率: ρmin=0.150% 4. 作用在基础顶部荷载标准值 Fgk=201.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=234.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=0.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=59.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=0.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=201.000+(0.000)=201.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =234.000+201.000*(1.200-1.200)/2+(0.000)+0.000*(1.200-1.200)/2 =234.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =0.000+201.000*(1.800-1.800)/2+(0.000)+0.000*(1.800-1.800)/2 =0.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=59.000+(0.000)=59.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=0.000+(0.000)=0.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(201.000)+1.40*(0.000)=241.200kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(234.000+201.000*(1.200-1.200)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.200-1.200)/2) =280.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) =1.20*(0.000+201.000*(1.800-1.800)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.800-1.800)/2) =0.000kN*m Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.20*(59.000)+1.40*(0.000)=70.800kN Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.20*(0.000)+1.40*(0.000)=0.000kN F2=1.35*Fk=1.35*201.000=271.350kN Mx2=1.35*Mxk=1.35*234.000=315.900kN*m My2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*m Vx2=1.35*Vxk=1.35*59.000=79.650kN Vy2=1.35*Vyk=1.35*(0.000)=0.000kN F=max(|F1|,|F2|)=max(|241.200|,|271.350|)=271.350kN Mx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|280.800|,|315.900|)=315.900kN*m My=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m Vx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|70.800|,|79.650|)=79.650kN Vy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN 5. 修正后的地基承载力特征值 fa=106.900kPa 四、计算参数 1. 基础总长 Bx=B1+B2=1.200+1.200= 2.400m 2. 基础总宽 By=A1+A2=1.800+1.800= 3.600m 3. 基础总高 H=h1+h2=0.200+0.150=0.350m 4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2-as=0.200+0.150-0.040=0.310m 5. 基础底面积 A=Bx*By=2.400*3.600=8.640m2 6. Gk=γ*Bx*By*dh=18.000*2.400*3.600*1.800=279.936kN 设计资料 北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车间跨度21m，长度144m，柱距6m，厂房高度15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车。设计温度高于-20℃。采用三毡四油，上铺小石子防水屋面，水泥砂浆找平层，8cm厚泡沫混凝土保温层，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板。屋面积灰荷载0.6kN/m2，屋面活荷载0.35 kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm，混凝土标号为C20。 一、选择钢材和焊条 根据北京地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。 二、屋架形式及尺寸 无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。 ＝L-300＝20700mm， 屋架计算跨度为L ＝1990mm， 端部高度取H 中部高度取H＝H +1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 屋架杆件几何长度（单位：mm） 三、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。 模板及支撑系统设计取值 中板纵距为600mm，横距900mm，水平杆步距为900mm；主楞采用φ48钢管双拼间距900mm，次棱采用100*100方木间距300mm。中板梁模板施工面板采用18mm 厚竹胶合板，次楞采用间距300mm的100*100mm方木，主楞采用间距450mm双拼φ48×3.5mm钢管。 顶板纵距为600mm，横距600mm，水平杆步距为900mm。主楞采用φ48钢管双拼间距900mm，次棱采用100*100方木间距300mm。立杆底座支撑在结构板上。顶总梁模板施工面板采用18mm厚竹胶合板，次楞采用间距250mm的100×100mm 方木，主楞采用间距300mm双拼φ48×3.5mm钢管。 11.3模板及支撑系统设计验算说明 11.3.1设计验算原则 （1）应满足模板在运输、安装、使用过程中的强度、刚度及稳定性的要求；（2）从本工程实际出发，优先选用定型化、标准化的模板支撑和模板构件；（3）采取符合实际的力学模型进行计算。 11.3.2模板及支架系统的力学参数 11.3.3模板变形值的规定 为了保证结构表面的平整度，模板及模板支架必须具有足够的刚度，验算时其变形值不超过下列规定： (1)结构表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400； (2)结构表面隐蔽的模板，为模板构件计算跨度的1/250； (3)支架体系的压缩变形值或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000；11.4侧墙模板及支架计算 11.4.1荷载计算 1、恒载——作用在模板上的侧压力 1/2νtββF=0.22γ（1）21C0=γHF （2）C取式中较小值 1）新浇注混凝土侧压力 F1=0.22rct0β1β2V1/2 =0.22×24×5×1.2×1.15×1 1/2 =36.43KN/m2 其中：rc为混凝土的重力密度，取24KN/m2； t0=200/(T+15)=200/(25+15)=5（注混凝土入模温度25℃）； β1，外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2，本工程采用商品混凝土，故取1.2； β2，混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50~90mm 时，取1.0；110～150mm时，取1.15，本工程坍落度为140±20mm，取值为1.15；V=1m/h，本工程混凝土采用汽车泵泵送浇筑，板块最大长度为28m宽度为0.8m，则浇筑速度为1m/h，混凝土每小时浇筑=1/28/0.8=22.4m3/h，。 2）新浇注混凝土侧压力 F2=rch=24×5.8=139.2KN/m2 3）新浇注混凝土作用于模板的最大侧压力标准值为 G4k=Fmin=F1=36.43KN/m2 其有效压头高度h=F1/rc=36.43/24=1.52m，计算简图如下： 钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计 钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计 钢-混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。 钢－混凝土组合梁同钢筋混凝土梁相比，可以减轻结构自重，减小地震作用，减小截面尺寸，增加有效使用空间，节省支模工序和模板，缩短施工周期，增加梁的延性等。同钢梁相比，可以减小用钢量，增大刚度，增加稳定性和整体性，增强结构抗火性和耐久性等。 近年来，钢－混凝土组合梁在我国城市立交桥梁及建筑结构中已得到了越来越广泛的应用，并且正朝着大跨方向发展。钢－混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，适合我国基本建设的国情，是未来结构体系的主要发展方向之一。 计算原理 在钢－混凝土组合梁弹性分析中，采用以下假定： 1、钢材与混凝土均为理想的弹性体。 2、钢筋混凝土翼缘板与钢梁之间有可靠的连接交互作用，相对滑移很小，可以忽略不计。 3、平截面假定依然成立。 4、不考虑混凝土翼缘板中的钢筋（该假设只在正弯矩承载力计算时成立，负弯矩承载力计算式需考虑钢筋作用[1]）。 钢－混凝土组合梁弹性分析采用换算截面法。(a)表示换算前截面，(b)表示换算后截面。换算截面法的基本原理是：混凝土翼缘板按照总力不变及应变相同条件，换算成弹性模量为Es、应力为бs的与钢等价的换算截面面积。具体计算时，为了混凝土截面重心高度换算前后保持不变，换算时混凝土翼缘板厚度不变而仅将翼缘板有效翼缘宽度be除以α E（钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值。 求得等价的钢梁截面后，可以按照材料力学的方法来计算截面的抗弯承载力。设换算后截面的惯性矩为 I换算，换算截面形心轴距离钢梁底部为y 换算，组合梁总高为y换算作用在截面上的弯矩为M，而组合梁挠度的计算，则按照换算截面惯性矩计算组合梁截面刚度后，再由结构力学的方法计算梁的挠度。 截面设计 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86），对钢－混凝土组合梁进行了设计。如图4所示，为该工程选用的组合梁截面图。钢梁选为Q345B钢，混凝土翼缘板用 C40混凝土，剪力连接件采用[10槽钢。组合梁总高为1650mm，高跨比约为31.5。组合梁截面换算惯性矩为8.576×1010mm^4，而纯钢梁的截面惯性矩只有5.228×10 10mm^4，组合梁截面惯性矩是纯钢梁的1.64倍，大大提高了组合梁的刚度，减小了组合梁在荷载作用下的挠度 课程设计说明书 课程名称：基础工程课程设计 设计题目：柱下独立基础设计 专业：建工班级：建工0903学生姓名 :邓炜坤学号:0912080319指导教师:周友香 湖南工业大学科技学院教务部制 2011年 12月1日 引言 “ 土力学与地基基础”课程是土木工程专业及相关专业的主干课程，也是重要的专业课程。“土力学与地基基础课程设计”是“土力学与地基基础”课程的实践教学环节，着手提高学生的综合应用能力，主要 为了巩固与运用基础概念与基础知识、掌握方法以及培养各种能力等诸 多方面。 作为建筑类院校专业课的一种实践教学环节，课程设计师教学计划中德一个有机组成部分；是培养学生综合运用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能，以分析解决实际工程问题能力的重要步骤；是学生巩固并灵活运用所学专业知识的一种比较好的手段；也是锻炼学生理论联系实际能力和提高学生工程设计能力的必经之路。 课程设计的目的是： 1.巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识 2.培养学生使用各种规范及查阅手册和资料能力 3.培养学生概念设计的能力 4.熟悉设计步骤与相关的设计内容 5.学会设计计算方法 6培养学生图子表达能力 7.培养学生语言表达能力 8.培养学生分析和解决工程实际问题的能力 目录 一、设计资料 二、独立基础设计 1、选择基础材料 2、选择基础埋置深度 3、计算地基承载力特征值 4、初步选择基底尺寸 5、验算持力层的地基承载力 6、软弱下卧层的验算 7、计算基底净反力 8、验算基础高度 9、基础高度（采用阶梯形基础） 10、地基变形验算 11、变阶处抗冲切验算 12、配筋计算 13、基础配筋大详图 14、确定 A、B 两轴柱子基础底面尺寸 15、 A、B两轴持力层地基承载力验算 16、设计图纸 模板支撑体系计算书计算依据： 1、《建筑施工模板安全技术规》JGJ162-2008 2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》JGJ 130－2011 3、《混凝土结构设计规》GB 50010-2010 4、《建筑结构荷载规》GB 50009-2012 5、《钢结构设计规》GB 50017-2003 一、工程属性 二、荷载设计 三、模板体系设计 模板及支架计算依据《建筑施工模板安全技术规》JGJ162-2008 设计简图如下： 平面图 立面图 四、面板验算 面板类型覆面木胶合板面板厚度t(mm) 14 面板抗弯强度设计值[f](N/mm2) 15 面板抗剪强度设计值[τ](N/mm2) 1.5 面板弹性模量E(N/mm2) 5400 取单位宽度b=1000mm，按三等跨连续梁计算： W＝bh2/6=1000×14×14/6＝32666.667mm3，I＝bh3/12=1000×14×14×14/12＝228666.667mm4 q 1＝0.9×max[1.2(G 1k +(G 2k +G 3k )×h)+1.4Q 2k ，1.35(G 1k +(G 2k +G 3k )×h)+1.4ψ c Q 2k ] ×b=0.9×max[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.9)+1.4×2，1.35×(0.1+(24+1.5)× 0.9)+1.4×0.7×2]×1＝29.77kN/m q 1静＝0.9×1.35×[G 1k +(G 2k +G 3k )×h]×b＝0.9×1.35×[0.1+(24+1.5)×0.9]× 1＝28.006kN/m q 1活＝0.9×1.4×0.7×Q 2k ×b＝0.9×1.4×0.7×2×1＝1.764kN/m q 2＝[1×(G 1k +(G 2k +G 3k )×h)]×b＝[1×(0.1+(24+1.5)×0.9)]×1＝23.05kN/m 计算简图如下： 1、强度验算 M max ＝0.1q 1静 L2+0.117q 1活 L2＝0.1×28.006×0.12+0.117×1.764×0.12＝ 0.03kN·m σ＝M max /W＝0.03×106/32666.667＝0.92N/mm2≤[f]＝15N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 ν max ＝0.677q 2 L4/(100EI)=0.677×23.05×1004/(100×5400×228666.667)＝ 0.013mm≤[ν]＝L/250＝100/250＝0.4mm 满足要求！ 3、支座反力计算 设计值(承载能力极限状态) R 1=R 4 =0.4q 1静 L+0.45q 1活 L=0.4×28.006×0.1+0.45×1.764×0.1＝1.2kN R 2=R 3 =1.1q 1静 L+1.2q 1活 L=1.1×28.006×0.1+1.2×1.764×0.1＝3.292kN 标准值(正常使用极限状态) R 1'=R 4 '=0.4q 2 L=0.4×23.05×0.1＝0.922kN 问 请问各位前辈:柱间支撑与柱连接的上节点距柱顶的距离一般是多少,支撑与柱的连接节点一般是设在梁柱连接的节点域里呢,还是设在主梁的下面 答 ①支撑与柱的连接一般采用焊接连接或高强度螺栓连接。焊接连接时要保证焊缝厚度不 小于6mm，焊缝长度不小于80mm，为安装方便，还会在安装节点处的每一支撑杆件的端部设有两个安装螺栓。也就是一般要在主梁以下柱的侧边先接上一块连接板，然后在板上焊接或螺栓连接支撑。 ②多谢eiei5651的回答,不好意思,我忘了说明柱间支撑是用圆钢斜拉撑了, 在用圆钢斜拉撑时,一般是斜拉撑与柱的腹板连接,且在柱腹板高度的中间, 这种情况下,节点的位置一般是在梁柱节点域里还是主梁的下面? ③一般是在设在钢梁下的钢柱上，有利于加工和现场施工 ④如果支撑的截面过大的话，一般会采用牛腿连接。 ⑤理论上支撑作用线与梁柱轴线的交点相交，如果因梁柱连接节点构造不能相交，支撑 连接节点板一般设在柱子上。有两个以下两个理由：其一，设计要考虑安装，安装顺序为从柱子到柱间支撑再到钢梁；其二，作用线不相交对柱子产生的附加弯矩很小。 ⑥图集02SG518上是设在节点域内，支撑轴线靠腹板外侧。我个人认为柱间支撑应设在 柱腹板中部，但斜梁支撑则应布在靠上翼缘，因为刚系杆是布在梁上翼缘边的，支撑应与系杆在一个面内。图集上也是布在，靠梁上翼缘处。 ⑦应为某些原因，支撑的连接板不能与柱腹板连接。只能与翼缘连接。不过是双片柱间 支撑，这样子的做法会对柱子有影响吗，按理两片支撑没有对柱子产生附加的扭矩⑧这是钢结构手册的推荐做法之一，主要用在柱截面比较高的厂房结构中，双片支撑分 别与柱内外翼缘用螺栓连接，可以防止单片支撑可能产生的扭转，比单片支撑有更好的效果，两片支撑之间根据需要设置联系缀条。 ⑨柱间支撑节点板的尺寸，首先要满足焊缝强度的要求。然后根据支撑杆件边缘至节点 板边缘或柱边15~20mm的距离放样确定。 ⑩这两天关于这个话题我发表了一些个人看法，受到了MBSC、懒虫、baisi同志们的“批判”，“一气之下”我删掉了所有我写的帖子，所以大家在阅读的时候可能有些摸不着脉路。刚才跟baisi工通过“悄悄话”讨论了这个问题，现在把我们俩的观点搬出来，在大伙面前现现眼： 柱下独立基础设计 设计资料 本工程地质条件： 第一层土：城市杂填土 厚 第二层土：红粘土 厚，垂直水平分布较均匀，可塑状态，中等压缩性，地基承载力特征值fak=200Kpa 第三层土：强风化灰岩 ，fak=1200 Kpa 第四层土：中风化灰岩 fak=3000 Kpa 由于结构有两层地下室，地下室层高，采用柱下独立基础，故选中风化灰岩作为持力层。对于中风化岩石，不需要要对其进行宽度和深度修正，故a f =ak f =3000 Kpa 。 材料信息： 本柱下独立基础采用C 40混凝土，HRB400级钢筋。差混凝土规范知： C45混凝土：t f =mm2 , c f = N/mm2 HRB400级钢筋：y f =360 N/mm2 计算简图 独立基础计算简图如下： 基础埋深的确定 基础埋深：d= 基顶荷载的确定 由盈建科输出信息得到柱的内力设计值： M=? N= KN V= 对应的弯矩、轴力、剪力标准值： M k =M/==? N k =N/== KN V k =V/== KN 初步估算基底面积 A 05 .120300011775.33?-=?-≥d r f F G a k = 0061.033 .1177536.72===k k N M e m= mm 比较小 由于偏心不大，基底底面积按20%增大，即： A=0 2> m2 且b=<，故不再需要对a f 进行修正 验算持力层地基承载力 基础和回填土重为： G k =A d r G ?? 偏心距为： 011.02 .14533.117754.110.4136.72=+?+=+=k k k k G F M e m (l/6=6= m) 即P min ?k > 0 ，满足 基底最大压力： 81.2536= KPa 柱间支撑 文章编号:1009-6825(2011)12-0038-02 柱间支撑对轻型门式刚架性能的影响 摘要: 从轻型门式刚架的受力特点出发，系统地分析了柱间支撑的作用、设置原则以及柱间支撑对门式钢架受力性能的影响，并结合实际情况说明了柱间支撑的作用，对提高结构或构件的稳定性具有一定的现实意义。关键词:门式刚架，支撑，刚度中图分类号:TU328 文献标识码:A 0引言 随着我国经济的飞速发展，大量现代化的工业厂房需要建设。由于轻型门式刚架结构的优势，在工业厂房中得到了越来越广泛的应用。与普通钢结构相比，它具有取材方便、用料较省、自重更轻、造价更低等优点。具体阐述如下: 1)结构自重轻。屋面、墙面的围护结构由压型金属保温板、保温层及檩条等材料组成，结构构件质量轻，在相同地震烈度下结构的地震反应较小。此外，相应的基础、地基处理费用也较低。 2)柱网布置较灵活。传统钢筋混凝土结构形式、普通钢结构厂房由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6m，而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和经济合理的原则考虑。3)施工周期短。门式刚架轻钢结构的主要构件和配件多为工厂制作，易于保证质量，除基础施工外，基本没有湿作业;构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速，施工周期短。 4)经济效益高。门式刚架结构原材料种类单一，构件采用先进自动化设备制造，运输方便，因此工程周期短，资金回收快，投资效益相对较高。 1柱间支撑的作用及设置原则 1．1柱间支撑的作用 在钢结构中通常利用支撑提高结构或构件的稳定性。合理布置支撑体系可有效优化主要承重构件内力分布情况，可有效改善整体刚度分布，加强结构薄弱环节，使结构整体共同抵御水平荷载，尤其是地震作用。一般来说，单跨门式刚架工业厂房的跨度越大，支撑体系刚度的作用也越明显。在单层钢结构厂房设计中，支撑体系的布置和设计是一个重要的内容，为了保证结构的空间工作，提高结构的整体刚度，承担和传递水平力，包括风荷载、吊车水平力、温度作用及地震作用等，防止杆件产生过大的振动避免压杆的侧向失稳，以及保证结构安装时的稳定，应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统。 1．2柱间支撑的设置原则 单层工业厂房应在每一纵列柱设置柱间支撑，以构成各个纵向平面框架，从而保证厂房的纵向几何形状不变性和刚度，减小柱的侧向计算长度，并承受和传递厂房的各种纵向荷载和温度效应，使之传于基础。在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。支撑刚度的大小还直接影响厂房的自振特性。地震时，支撑的强度和刚度是否满足要求，直接关系到厂房的安全。因此建造于地震区的厂房，其支撑系统需要按照抗震要求进行合理设计。柱间支撑的设置应遵循以下原则: 1)明确、合理地传递纵向荷载，尽量缩短传力的途径。基础设计(独立基础)
钢结构设计计算公式及计算用表
模板支撑体系
某独立基础设计-(详细计算过程)
楼梯模板支撑体系计算书
钢结构厂房柱间支撑问题
模板及支撑系统的施工荷载计算
柱间支撑计算书
独立基础计算
钢结构设计实例 含计算过程
模板及支撑系统设计及计算
钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计
柱下独立基础设计
实用模板支撑体系计算书
柱间支撑
独立基础设计计算过程
柱间支撑
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