关于钢结构错层异形梁特殊设计的探讨.pdf

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1、规划设计关于钢结构错层异形梁特殊设计的探讨崔颖（济南铁路局设计所，山东济南250001）摘要：随着钢结构建筑广泛应用，经常遇到错层异形梁的结构形式，但对于其抗弯强度、抗剪强度及整体稳定计算现行钢结构设计规范中未给出具体规定。本文在《钢结构设计规范》（GB500172003）关于一般受弯构件计算相关规定基础上，分析了钢结构错层异形梁设计要点。关键词：钢结构；异形梁；抗弯强度；抗剪强度；整体稳定中图分类号：TU392.5文献标识码：A文章编号：1674—3024（2017）03—69—02前言梁（c）为例，进行计算

2、分析，截面简化形式如图2所示。钢结构体系与传统的混凝土结构体系相比，具有钢材自重轻、施工周期短而且不受季节影响、抗震性能强的优势而且节能环保。这一结构体系符合国家目前倡导的绿色施工理念，也遵循节能减排的环保要求。钢结构体系在建筑行业的转型与升级过程中发挥了积极的作用。国务院发布实施的《绿色建筑行动方案》中，提出钢结构将成为今后国家重点推广与支持的建筑体系之一，同时提出发展钢结构这一建筑体系将成为建筑行业完成节能减排目标的重要内容。常见的钢结构建筑体系有：框架体系、框架-支撑体系、框架-剪力墙、框架-核芯筒体系等

3、。随着钢结构应用领域的扩大，建筑功能的多样化，结构形式也各不相同，目前在住宅、商场a-工字梁腹板上焊接连接板，b-工字梁腹板上焊接角钢，等领域错层结构得到广泛应用，错层结构的结构特点是楼板存c-工字梁上翼缘焊接T形梁，d-焊接两道工字梁在不连续性，错层高差处结构内力的分配相对复杂，在地震荷图1错层处梁结构形式载作用下，地震力在结构中沿层高复杂分布，错层处钢梁的截2.2计算方法面形式也不同于普通形式的钢梁，节点处没有统一的受力计算2.2.1抗弯强度公式，因此错层结构在各个设计环节上都存在其特殊性。本文错层异形梁抗

4、弯强度按普通钢梁抗弯强度公式计算，根据主要针对钢结构错层异形梁的设计要点进行了探讨。《钢结构设计规范》(GB50017-2003)4.1.1条：1钢结构错层异形梁设计要点（1）MMxy+≤fγγWW1.1结构形式选择xnxyny目前在错层处钢梁的结构选取时，一般较多的采用焊接工式中：Mx、My—同一截面绕x轴和y轴的弯矩；Wnx、Wny—字形截面的构造形式。根据错层的高低及两侧楼板放置的位置决定错层异形梁的形式，目前常用的形式有4种：工字钢梁腹板处焊接连接钢板；工字钢梁腹板处焊接角钢；工字梁上翼缘对x轴和y轴的

5、净截面模量；γ、γ—截面塑性发展系数，对xy处焊接T形梁；焊接两道工字梁，结构构造形式如图1所示。以上常见错层结构形式从受力分析及施工现场可行性方面都有工字形截面，；f—钢材的抗弯强度设计值。γ=1.05,γ=1.20各自的优势及局限性，错层高差在300mm左右的结构，宜采用xya与b形式，a与b形式采用钢梁腹板处焊接钢板及角钢，优点公式中普通钢梁的净截面是规则的，而异形梁中截面组合是钢梁计算采用的截面形式简单，缺点是对工字钢梁腹板要求形式复杂多样，过去错层异形梁采取忽略工字钢梁上部T型键将高，用钢量增加，施工

6、难度大，容易造成钢梁腹板的局部变形截面形式简化为工字梁进行计算，由此得出的计算结果针对不失稳；错层高差在500mm左右出宜采用c形式，c形式对钢梁同高度的工字钢梁结果存在较大差异，工字梁高度越高误差越腹板要求低，整个钢梁受力传递机理明确，节省用钢量，施工大，其缺点是不利于结构安全，如何解决这一问题呢？本文针易行，缺点是计算截面形式复杂，没有统一公式；错层高差大对这一问题，将异形梁的计算参数进行了调整，截面塑性发展于500mm可采用d形式，其中d形式钢梁两端钢柱处焊接密集，系数不变，净截面模量按组合截面整体计算，

7、计算得出的抗弯容易出现焊接残余应力集中现象，在高差500mm左右的错层结强度设计值低于结构极限承载力，保证了设计强度的安全性，构最为常见，本文就针对c形式异形钢梁断面的计算方法进行计算简图如图2所示。探讨。现有规范及PKPM结构计算建模中，因错层处异形梁的截[5]面组合形式多样，对错层异形梁没有统一的计算公式，具体情况需要具体分析，综合处理。下面以工字梁上翼缘处焊接T形建筑建材装饰69规划设计影响，梁所受荷载亦存在偏心，因此计算时需按截面整体考虑的同时还需要考虑扭转双力矩的作用，弯扭屈曲稳定系数按ϕ=βϕ计算，

8、bbb0β值的选取采用钢结构设计规范b（GB50017-2003）给出的参考系数，弯扭屈曲稳定系数ϕ按b0下式计算：4320Ahλyt2235（7）ϕζ=+[()]+ηb02λWh4.4fyxy其中：IhIhIh222++：Iyyy33hIhIh+−2211。ζ=yyy332211η=20.5hI0.25hIyy当算出的ϕ大于0.6时，采用《钢结构设计规范》B.1规b图2钢结构错层异形