特殊门式支撑的应用简介.pdf

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1、广东建材2012年第3期工艺与设备特殊门式支撑的应用简介文家茂[博思格建筑钢结构(广州)有限公司]摘要：本文基于美国规范，简要介绍一种在北美常用的特殊门式支撑的构造和计算方法。关键词：特殊门式支撑；PB支撑；支撑钢梁；角部支撑角钢在钢结构实际工程项目设计中，经常会因为建筑功般来说，角部支撑杆件的连接位置大致为1／5的柱距，能需求和工艺限制不能设置常见形式的支撑，如x交叉与支撑钢梁的交角为45度。支撑钢梁可以连接在屋面支撑等。在满足特定前提条件时，在建筑物的纵向柱列钢梁上翼缘表面。此时支撑钢梁可以与屋面檩条系统连上可以设计一种

2、特殊的门式支撑形式来传递建筑物的接，屋面檩条系统可为支撑钢梁提供平面外支撑点。如纵向水平荷载。这种门式支撑就是在美国国家标准图1所示。需要的时候，支撑钢梁也可以连接刚架的梁ANSI／AISC360—05{SpecificationforStructural柱节点域部位。如图2所示。SteelBuildings}中提到的KneeBracedFrame，也称2PB支撑适用范围作PortalBracing。为表达方便，后文以PB支撑表示。(1)建筑物最大边墙高度<6000mm；本文就作者本人的理解，基于美国规范简单介绍这种门(2)

3、最大适用柱距<9000mm，且檐高大于柱距的一式支撑的构造和计算。半；1PB支撑构造(3)由于PB支撑本身刚度较弱，不能与诸如X等形PB支撑由连接在刚架之间的支撑钢梁以及与支撑式支撑同时使用。钢梁和钢柱连接的角部支撑杆件(常用双角钢)构成。一3PB支撑的计算(基于美国规范)计算时，假定PB支撑角部支撑构件的内力(轴压力，轴拉力)按照节点荷载作用于支撑钢梁和刚架钢柱的弱轴。PB支撑的计算简图如图3所示。图1PB支撑示意图1图3计算简图3．1PB支撑的极限承载力PB支撑的极限承载力决定于角部支撑杆件与支撑钢梁的螺栓连接节点的承载

4、力：图2PB支撑示意图2一101—工艺与设备广东建材2012年第3期此时，附加扭矩应按照下式计算：Pr≤2RS(、COS0(式1)nM=Te+f(d／2)(式4)P一纵向水平荷载M——附加扭矩R厂角部支撑构件与支撑钢梁或钢柱连接节点T——角部支撑杆件内力竖向分力的螺栓群承载力f——翼缘屈曲产生的附加荷载，f=A×F×1％D——角部支撑构件的竖向尺寸A——翼缘面积H——檐高F——钢材屈服强度0——角部支撑构件与支撑钢梁的交角如果支撑钢梁设有平面外的支撑杆件，那么支撑杆3．2PB支撑构件设计件的强度以及刚度也需验算。3．2．1P

5、B支撑角部支撑杆件设计3．3．3刚架柱验算PB支撑角部支撑杆件一般采用双角钢支撑，角钢刚架钢柱(弱轴)按照两端简支的压弯构件验算。由之问一般设置两块10mm厚填板。角部支撑杆件应按照于角部支撑构件连接在刚架柱中部的腹板上，此时应验轴心受压(受拉)构件验算强度和稳定。轴力(轴压力或算钢柱腹板的局部屈曲。如有必要，还应考虑PB支撑内者轴拉力)Tr应按下式计算：力的二阶影响。计算时，如需要将作用在钢柱中部的集中力向柱顶转化，可以按照图5所示作等效简化。(式2)△hIrI__1IPh4(y／h)T——角部支撑杆件轴力P一纵向水平荷载

6、H——檐高D——角部支撑构件的竖向尺寸此时，角部支撑杆件的长细比(L／r)X和(L／r)Y应小于200。另外，填板之问的单角钢长细比与双角钢的长细比也应满足以下要求：一<0．75max(，(式3)图5柱间荷载等效简化示意图rminrxrEl——角钢填板间的最大距离P『__一刚架计算时屋面集中荷载r——单角钢的最小回转半径P_一角部支撑角钢轴力的竖向分力，P=T×COS0L——角钢长度4PB支撑刚度验算F，r——双角钢组合截面的回转半径PB支撑的侧移可以按照以下公式计算。3I2．2支撑钢梁设计(1)支撑钢梁应当采用构件的轴力与

7、弯矩的最不利(+)．K(组合，按照两端简支的压弯构件验算。Drift——PB支撑侧向位移(2)支撑钢梁扭转验算，当支撑钢梁连接在屋面钢梁P——纵向水平荷载上翼缘时，如果屋面坡度PR>12时，应当验算附加扭矩H——檐高对钢梁的影响。如图4所示。D——角部支撑构件的竖向尺寸o_RPE——钢材弹性模量[d／P／1o0I——钢柱绕弱轴惯性矩I——支撑钢梁绕强轴惯性矩L——柱距Ll厂一角部支撑与支撑钢梁交点间距K——考虑角钢轴向变形的放大系数，一般取1．04图4支撑钢梁附加扭矩示意图102一广东建材2012年第3期工艺与设备5PB支撑

8、节点设计式计算：5．1角部支撑杆件与支撑钢梁连接节点t≥2．5(式6)QFd角部支撑杆件与支撑钢梁连接节点如图6所示。为T——角部支撑构件的竖向尺寸安装便利，lOmm厚连接板上沿受力方向开25X20mm长F——钢材屈服强度圆孔，连接螺栓采用2①18摩擦型高强螺栓。一般来说，Q——折减系数可