钢结构中两个容易忽略的重要概念,欢迎讨论
laook1
laook1 Lv.5
2013年12月13日 17:52:47
只看楼主

本帖最后由 laook1 于 2013-12-21 12:34 编辑 有两个钢结构基本概念,曾被很多人反驳, 这里写下来跟大家分享, 有异议的欢迎讨论哈(当年就因为这个被总工骂了一顿,但一直坚持自己的理解) 1.简支梁(桁架)的支座条件,并非除固结支座外均为铰接支座 在一般的钢结构教材上,并没有对简支梁的支座做详细的介绍,这就使得很多人,乃至工作几十年的人都觉得简支钢梁支座和简支梁混凝土支座一样,不限定面内转动即可,其实不然

本帖最后由 laook1 于 2013-12-21 12:34 编辑

有两个钢结构基本概念,曾被很多人反驳,
这里写下来跟大家分享,
有异议的欢迎讨论哈(当年就因为这个被总工骂了一顿,但一直坚持自己的理解)
1.简支梁(桁架)的支座条件,并非除固结支座外均为铰接支座
在一般的钢结构教材上,并没有对简支梁的支座做详细的介绍,这就使得很多人,乃至工作几十年的人都觉得简支钢梁支座和简支梁混凝土支座一样,不限定面内转动即可,其实不然
简支钢梁的支座理想状态应该是:在腹板面内可转动,但在腹板面外方向不可转动(或者倾斜),有资料称作夹支条件。
也就是说,一根钢梁,两端简单的支撑在支座上,并不一定能满足简支条件,
类比梯形钢屋架的安装构造,必须要构造保证上弦(相当于钢梁的上翼缘)的面外稳定
所以,在做简支梁(桁架)同样需要保证支座处上翼缘在腹板平面外的稳定
很多人犯错在下弦支撑的钢桁架及较高的简支梁设计,未对上弦做面外稳定措施,这点大家可以留意下铁路桥的上弦支撑,
其实对很小的通廊、屋盖桁架、桁架檩条等,同样需要这些措施的
2.钢梁平面外计算长度
对简支的单根梁,面外计算长度就是支座距离(前提是支座必须满足上述1的条件)
对主次梁体系,次梁能不能作为主梁的面外支撑点?
a.当主次梁体系,主梁上铺有与上翼缘牢固连接的刚性板时,主梁平面外计算长度为0(不做整体稳定计算)
b.当主次梁体系,次梁上铺有牢固连接的刚性板时,主梁平面外计算长度为次梁间距
c.当主次梁体系,无铺板时,不应考虑次梁对主梁面外的支撑作用(除非次梁的轴向移动可能被有效限制),这点可以类比钢屋架下弦计算,系杆必须与水平支撑有效组合,才能作为下弦的面外支撑点,这点也是大家最容易出错的地方
以上是我的个人看法,欢迎讨论哈


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对于第二条C有疑问的人很多,不一一作答,这里做一个总的回复
c.当主次梁体系,无铺板时,不应考虑次梁对主梁面外的支撑作用(除非次梁的轴向移动可能被有效限制)
这一条已经备注:除次梁的轴向移动可能性被有效限制的情况以外,
也就是说, 在次梁轴向可移动的情况况下不应该考虑其对主梁的约束
反之,如果次梁轴向可以移动,那么次梁能提供侧向约束力么?
(极限情况就是次梁是悬挑梁,你能把悬挑梁作为主梁的侧向约束么)
或者能提供多少约束力?
(有网友说,两根主梁同时失稳的情况概率较小,那么对于这种无铺板的情况,恒活荷载组合情况,各位有仔细考虑过没?如果考虑,考虑多少?)
这一点不是引自某本规范或者资料,
对于结构设计,尤其是钢结构,很多出于对规范条纹、原理、基本假定的推演, 规范不仅仅是条纹框框
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天涯居士
2013年12月14日 08:08:41
2楼
不错,对于第二条C的观点,我不认同。
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zhoumo5200
2013年12月14日 08:23:48
3楼
最后一点不认同,系杆和次梁毕竟刚度不一样,
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shixingshangjiang
2013年12月14日 13:08:52
4楼
第二条C的观点 有什么依据吗
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zxpshx
2013年12月14日 15:06:07
5楼
认真学习了,对钢结构了解得不多。
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woshishuishiwo
2013年12月14日 18:41:57
6楼
本帖最后由 woshishuishiwo 于 2013-12-17 08:22 编辑

第1条:梁的稳定公式中假定支座处侧向转角为零,实际工程中如果不满足这一假定,梁的稳定承载力要打折扣的,实用的方法是加大平面外计算长度,一些书籍和国外的规范有介绍。另,上弦平面外支撑设置也不是绝对的,有些铁路下承式桥梁和有的人行桁架天桥,由于功能或建筑的要求,上弦平面不允许设支撑,这种结构的稳定性通过计算来解决。
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laook1
2013年12月16日 10:47:35
7楼
woshishuishiwo 发表于 2013-12-14 18:41 第1条:梁的稳定公式中假定支座处侧向转角为零,实际工程中如果不满足这一假定,梁的稳定承载力要打折扣的, …1.对于实际工程中的做法,如你说述,是可行的,但是对于高宽比很高的梁,高度很大的桁架,按照某一个系数放大上弦的面外计算长度(比如英标的1.2),能否适用各种高跨比的梁、桁架?接触欧洲人做的设计,感觉他们用很多空间格构构件,类似埃菲尔特塔的构件,而不像国内用很多高度较大的实腹式梁或者很高的单榀桁架2.由钢屋架弦杆面外计算长度想到的,对于系杆就是要求其不允许轴向移动,否则就不可作为弦杆的面外支撑点,上弦下弦均是,同时失稳情况应该对承载力予以提高,但是规范没有明确系数时,应该借鉴钢屋架的相应计算原理,虽然会偏安全 另,《钢规》5.1.7的条款定制,就是考虑在同一组系杆下各个柱子同时失稳时候推得,这点至少说明同时失稳问题设计应该考虑。
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david__kk
2013年12月16日 12:12:08
8楼
学习了,谢谢分享!
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silyvin
2013年12月16日 12:42:36
9楼
关于第2点,lz有没有验证过sts及3d3s是怎么处理的
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woshishuishiwo
2013年12月17日 09:31:41
10楼
laook1 发表于 2013-12-16 10:47 1.对于实际工程中的做法,如你说述,是可行的,但是对于高宽比很高的梁,高度很大的桁架,按照某一个系 …抱歉,自己的第二条回复感觉不严谨,删掉了。关于你回答的第一条,钢梁的稳定公式中,有一条刚周边假定,即失稳时梁的任何截面形状不变,对于特别高大的梁,在支座处,有可能发生畸变,因此通过构造来解决,比如设加劲肋。对于一些不能设置上弦水平支撑的桁架的稳定,可以通过稳定分析或者一些简化公式来解决,比如铁路规范中就有关于半穿越式桥梁上弦杆计算长度的公式。现在的软件已经很发达了,做个稳定分析也很简单的。第二条,支撑的作用有两类,约束位移和约束扭转,梁是弯扭失稳,约束扭转比约束位移对梁的稳定承载力提高更有效,所以支撑设置在上翼缘比设置在剪心更有效。此外,只要能约束住梁的扭转,就可以作为支撑点,比如两榀屋架之间设一道垂直支撑,即使没有任何水平支撑,垂直支撑设置点也可以作为屋架的支撑点。柱子的稳定,支撑位移约束的要求是第一位的,规范的公式也是基于柱平面外弯曲变形而推导的,而且支撑设在剪心。扭转变形只能靠构造解决了,比如加隅撑,如果柱子截面过大,就需要设双片支撑。
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laook1
2013年12月17日 11:13:42
11楼
zhoumo5200 发表于 2013-12-14 08:23 最后一点不认同,系杆和次梁毕竟刚度不一样,我理解的,次梁作为主梁的约束与系杆作为弦杆的约束是同一性质的,由次梁或系杆轴压来提供稳定保障,与次梁或者系杆本身刚度并没太大关系,如果满足轴压长细比的话
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