CECS290-2011 波浪腹板钢结构应用技术规程

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  • 3.1.1波浪腹板钢结构钢材的选用应符合下列规定:

    1用于承重的波浪腹板钢结构,应采用现行国家标准《碳素 结构钢》GB/T700规定的不低于Q235级的钢材、《低合金高强度 结构钢》GB/T1591规定的Q345、Q390、Q420、Q460钢材。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。 2对钢材的综合性能要求较高时,波浪腹板钢结构可采用符 合现行国家标准《建筑结构用钢板》GB/T19879中的Q235GJ、 Q345GJ、Q390GJ和Q420GJ的钢材。 3.波浪腹板钢结构处于外露环境时,可采用符合现行国家标 准《焊接结构用耐候钢》GB/T4172的Q235NH和Q345NH钢。 4用于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当量的合格保 证;焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具 有冷弯试验的合格保证;抗震结构钢材的屈服强度实测值与抗拉 强度实测值的比值不应大于0.85,应有明显的屈服台阶,且伸长 率应大于20%;钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。 3.1.2钢材的强度设计值应按表3.12采用

    表3.1.2钢材的强度设计值(N/mm

    3.1.3钢材的物理性能指标应按表3.1.3采用。在波浪腹板钢 结构的设计和钢材订货文件中,应注明所采用的钢材的牌号、等级 和相关的物理力学性能和化学成分的保证,以及结构所需要的附 加性能的保证

    铁路工程施工组织设计表3.1.3钢材的物理性能指标

    3.2.1波浪腹板构件由波浪腹板与翼缘构件焊接构成

    2.1波浪腹板构件由波浪腹板与翼缘构件焊接构成。 2.2波浪腹板构件的翼缘可采用平钢板[图3.2.2(a)、箱型

    2.2波浪腹板构件的翼缘可采用平钢板[图3.2.2(a)、箱型 面型材[图3.2.2(b)等形式,腹板可采用单腹板[图3.2. ]、图[3.2.2(b)以及双腹板[图3.2.2(c)等形式。

    图3.2.2波浪腹板构件截面的形式

    3.2.3由波浪腹板构件组成的门式刚架结构,在构件转折、牛腿

    2.3由波浪腹板构件组成的门式刚架结构,在构件转折、牛服 及梁柱连接等节点域位置,构件的腹板宜按照平腹板(图3.2.3 计,必要时在节点域可设置加劲肋,

    图3.2.3构件节点处的腹板设计

    3.3波浪腹板的尺寸范围

    3.1波浪腹板工形构件的腹板高厚比不应大于600/235/ 板厚度不宜小于2.0mm,其波浪腹板尺寸宜按照表3.3.1中白 组取值。表 3.3. 1 中的参数示意见图 3.3. 1。

    波浪腹板工形截面波浪腹板尺寸分

    图3.3.1波浪腹板尺寸参数示意

    4构造4.1一般构造4.1.1波浪腹板工形构件的长细比应符合表4.1.1规定的限值。表4.1.1波浪腹板工形截面构件的长细比限值构件受力情况长细比限值180(用作柱及吊车梁以下支撑时)受压构件轻型钢结构220(用作其他支撑时)250(直接承受动力荷载时)受拉构件350(用作其他构件时)注:有抗震设防要求的结构,除轻型钢结构外,尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。4.1.2波浪腹板工形构件的翼缘板宽度不宜小于150mm。受压翼缘板的自由外伸宽度与其厚度之比,不应大于15uV235/f,,U可按α1与β查表4.1.2取值。表4.1.2受压翼缘板宽厚比计算系数V0.60.80.02.091. 051. 0317141109.07.0628231910.080.180.22

    圆钢支撑直径不宜小于16mm,圆钢与波浪腹板构件的夹角 应在30°~60°范围内,宜接近45° 5在屋面的屋脊以及边跨处,支撑系杆不宜由標条兼做。在 其他部位的支撑系杆采用条兼做时,应在钢梁两侧设置隅撑并 可靠连接,且应按照压弯构件验算其整体稳定性。

    图4.1.3屋面支撑连接形式

    4.1.4擦条与波浪腹板工形梁的连接方式应符合下列要求: 1条与波浪腹板刚架梁上翼缘可采用擦托板连接或螺栓 连接。 2条在与波浪腹板刚架梁的翼缘连接时,可采用擦条简支 接或连续搭接的连接方式。采用连续搭接的连接方式时,其最小 总搭接长度,对Z型擦条不得小于3倍条高度,对C型擦条不 得小于6倍擦条高度。

    4.1.4標条与波浪腹板工形梁的连接方式应符合下列要求:

    总搭接长度,对Z型擦条不得小于3倍条高度,对C型擦条不 得小于6倍標条高度。 4.1.5.波浪腹板工形构件需要设置隅撑时,应符合下列要求: 隅撑可采用双侧隅撑[图4.1.5(a)]、单侧隅撑[图4.1.5(b)] 或其他形式。隅撑宜连接在梁、柱构件的下(内)翼缘上,隅撑与 梁、柱、条或墙梁应采用螺栓连接,隅撑与梁、柱构件腹板的夹角 不宜小于45°。

    隅撑可采用双侧隅撑[图4.1.5(a)、单侧隅撑[图4.1.5(b 其他形式。隅撑宜连接在梁、柱构件的下(内)翼缘上,隅撑 、柱、擦条或墙梁应采用螺栓连接,隅撑与梁、柱构件腹板的夹 下宜小于45°。

    时,应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于 1:2.5的斜角。直接承受动力荷载且需要进行疲劳计算的构件, 斜角坡度不应大于1:4(图4.1.6)

    图4.1.5隅撑形式 1一波浪腹板梁或柱:2—刚性压杆

    图4.1.6不同宽度或厚度钢板的拼接

    2除寒冷地区需要验算疲劳的构件外,当符合以下情况时 板对接焊接时可不放坡: 1)板与板一侧的厚度差小于4mm时,板与板对接焊接时 可不放坡; 2)梁柱连接节点处,节点板与梁翼缘的连接采用全熔透对 接焊缝时,在节点板宽度和厚度方向可不放坡。 3拼接位置及尺寸应符合下列要求:· 沿腹板高度的拼接位置宜在整个构件的中心线上;腹板拼接 宽度应大于300mm,长度应大于600mm;翼缘拼接长度不应小于 两倍板宽,且应大于600mm;上下翼缘板和腹板的拼接焊缝应错 开200mm以上;端板不允许拼接

    4.1.7波浪腹板结构的变形应符合下列规定:

    波浪腹板受弯构件的挠度与跨度比

    注:11为斜梁跨度。

    2对悬臂梁,按悬伸长度的2倍计算受弯构件的跨度。 3 当屋面坡度较小时,对压型钢板和冷弯型钢擦条屋面尚应满足以下条件: 1)屋面坡度为2%时,屋面梁的挠度不大于1/300; 2)屋面坡度为2.4%时,屋面梁的挠度不大于1/250; 3)屋面坡度为3%时,屋面梁的挠度不大于1/200; 4)屋面坡度为3.33%时,屋面梁的挠度不大于1/180

    1当高强度螺栓的连接采用承压型螺栓连接设计时,连接件 之间的接触面应清除油污及浮锈。 2当高强度螺栓的连接采用摩擦型设计时,接触面抗滑移系 数应满足设计文件规定的要求。 3当设计未对摩擦面抗滑移系数提出要求时,连接接触面可 不做专门处理,也可不做摩擦面抗滑移试验。 4.1.9波浪腹板开孔高度不宜大于腹板高度的2/3,且应满足抗 剪强度与抗剪稳定承载力要求。 4.1.10波浪腹板与翼缘板焊接时,当腹板厚度不大于4.0mm时 可采用单面焊缝,当腹板厚度大于4.0mm时应采用双面焊缝。对 于波浪腹板吊车梁构件及牛腿,腹板与翼缘连接应采用双面焊缝。 4.1.11柱与底板的连接,柱与牛腿的连接,梁端板的连接,支承 局部悬挂荷载的吊架及直接承受动力荷载的结构件等,除非设计

    4.2.1波浪腹板构件采用端板连接节点时,螺栓布置及端板厚度 应符合下列要求: 1端板连接节点应采用高强度螺栓。 2端板连接时螺栓应在波浪腹板两侧成对布置,螺栓中心至 波浪腹板构件翼缘表面的距离,应满足拧紧螺栓时的施工要求。 螺栓中心至波浪腹板中心距离尚应考虑波浪腹板的腹板变幅对螺 栓安装的影响,且不宜小于(35十a)mm,a为波浪腹板的波幅。高 强度螺栓的中心距不应大于400mm,当端板上下两对螺栓间的最 大距离大于400mm时,应在端板的中部增设一对螺栓。 3端板节点的端板厚度宜大于理论计算所得的连接螺栓直径 且不应小于16mm。端板厚度的设计应按本规程第5.6.2条执行。 4.2.2节点加劲肋的设置应符合下列要求:

    应在腹板对应位置设置横向加劲肋。 2加劲肋外伸部分截面宽厚比应符合bs/t,≤15的要求。 4.2.3边柱与梁应采用刚性连接,可采用端板平放[图4.2.3 (a)、端板竖放[图4.2.3(b)、端板斜放[图4.2.3(c)与[图 4.2.3(d)等连接形式。

    应在腹板对应位置设置横向加

    图4.2.3边柱与梁的连接

    4.2.4中柱与梁的连接节点可采用刚接L图4.2.4(a)小、L图

    4.2. 4 中柱与染的连接节点可采用刚接L图 4. 2. 4(a)小、L图

    4(b)与[图4.2.4(c))或铰接[图4.2.4(d)的连接形式,

    4.2.4(b)与L图4.2.4(c)」或铰接L图4.2.4(d)J的连接

    4.2.5梁与梁的拼接连接节点可采用图4.2.5的

    图4.2.4中柱与梁的连接 一波浪腹板梁;2一波浪腹板柱;3一水平端板; 4一平腹板;5一竖向加劲肋;6一竖向端板;

    7一水平加劲肋:8一斜向端板

    .5梁与梁的拼接连接节点可采用图4.2.5的形式。

    6吊车牛腿连接可采用图4.

    图4.2.5梁与梁的拼接连接节点

    4一水平加劲肋5一腹板两侧竖向加劲肋;6一斜向加劲肋

    4.2.7节点处焊缝应符合下列要求

    1当翼缘板的厚度小于或等于12mm时,翼缘板与端板间 宜采用等强角焊缝;当翼缘板的厚度天于12mm时,翼缘板与端 板间宜采用等强组合角焊缝或熔透焊缝。 2腹板与端板间的焊缝可采用角焊缝或熔透焊缝。 3当采用熔透焊缝时,焊缝质量等级应达到二级要求,其他 焊缝质量等级应达到三级要求,

    a)平板式刚接柱脚】

    4.3.2柱脚底板的厚度应根据计算确定,但不应小于16mm

    4.3.2柱脚底板的厚度应根据计算确定,但不应小于16mm

    可由底板与混凝土基础件的摩擦力(摩擦系数可取0.4)承受。 当V≥0.4N时应设置抗剪键承受,同时基础应预留抗剪键所对应 的槽口。其中,V是柱底最大水平剪力设计值;N是最大剪力设 计值对应的组合中的柱底轴力设计值,以压力为正,当N为负值 时取其值为0。

    地面以上时,柱脚底面应高出地面100mm以上。

    5.1.1本章规定了波浪腹板构件的设计方法,包括截面强度计算 模型以及构件强度、刚度与稳定计算公式。 5.1.2波浪腹板构件在轴力、弯矩与剪力作用时,翼缘仅承担轴 力与弯矩产生的截面法向应力,腹板仅承担截面剪力。 5.1.3波浪腹板构件的焊接与螺栓连接应符合现行国家标准《钢 结构设计规范》GB50017及现行协会标准《门式刚架轻型房屋钢 结构技术规程》CECS102的相关规定。 5.1.4波浪腹板构件用作门式刚架轻型房屋钢结构厂房吊车梁 时,应满足现行协会标准《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS102中关于吊车吨位的要求。依据现行国家标准《钢结构 设计规范》GB50017设计的重型厂房,其波浪腹板吊车梁的最大 吨位不宜超过50t。

    5.2.1在主平面内受弯的波浪腹板构件,其抗弯强度应按下式计 算:

    Mx M. y,Wnx J YW

    1. 0,Y,=1. 2;

    —一钢材的抗弯强度设计值。 对于需要计算疲劳的梁,宜取,=1.0

    一钢材的抗弯强度设计值。 对于需要计算疲劳的梁,宜取=1.0。 2 在主平面内受弯的波浪腹板构件,其抗剪强度应按下式计

    5.2.2在主平面内受弯的波浪腹板构件,其抗剪强度应按下式计 算:

    式中:V——计算截面处沿腹板平面作用的剪力设计值; Awn一扣除开孔后波浪腹板的净截面面积; f一一腹板钢材的抗剪强度设计值。

    5.2.3波浪腹板构件在主平面内白

    (1+kg brt,hw tw.[2

    式中:k。 剪切变形影响系数,按表5.2.3取值; 翼缘宽度; t一一翼缘厚度; hw一一波浪腹板高度; tw一一波浪腹板厚度; l一波浪腹板构件的跨度; AM—按线弹性理论计算得到的梁跨中挠度,计算构件截面 抗弯刚度时忽略腹板贡献。

    不同工况下的剪切变形影响系数

    5.2.4满足下列条件之一时,可不进行波浪腹板梁的整 计算: 1有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘 上并与其牢固相连、能够阻止梁受压翼缘的侧向位移时; 2等截面简支梁受压翼缘的自由长度l与其宽度b:之比不

    超过现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017一2003表4.2.1 所规定的数值时。

    5.2.5当不满足本规程第5.2.4条时,在最大刚度主平面内受

    5当不满足本规程第5.2.4条时,在最大刚度主平面内受弯 浪腹板,其整体稳定性应按下式计算

    的波浪腹板梁,其整体稳定性应按下式计算,

    式中:M绕强轴的最大弯矩的设计值; W—按受压纤维确定的波浪腹板梁的毛截面模量,忽略 腹板的贡献; 确定。 5.2.6波浪腹板梁的整体稳定系数应按下列公式计算:

    Pbo 9b0.36 Pb 1 1+0.24/ Pbo>0. 36 8640 235 Ayto β,A, 2 4.4hw f.

    式中:β一波浪腹板梁整体稳定的等效临界弯矩系数,应按现行 国家标准《钢结构设计规范》GB50017一2003附录B 的规定执行; 入,—波浪腹板梁在侧向支承点间对截面弱轴y的长细比 入,=l/i,见本规程第5.2.4条,i为梁毛截面对y 轴的截面回转半径,忽略腹板的贡献; 轴对称工字形截面:加强受压翼缘,%=0.8(2αg一1): 加强受拉翼缘,=2α1;α=/十I2)式中I 12分别为受拉翼缘与受压翼缘绕y轴的惯性矩; to一受压翼缘的厚度。

    抽样标准≤npsf twhw

    0.7/入2 入s≥1. 2

    5.3轴心受力构件计算

    1轴心受压构件和受拉构件,除高强度螺栓摩擦型连接处 其强度应按下式计算:

    外,其强度应按下式计算

    1 n N ≤f A

    式中:n在节点或拼接处锅炉标准,构件一端连接的高强度螺栓数目; n1一所计算截面(最外列螺栓处)上高强度螺栓的数目; A一翼缘的毛截面面积。

    元"EA, 入0x + qGAw lox 入x=

    式中:loy构件绕主轴y的计算长度;

    ....
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