所有屋面梁(包括局部夹层梁)均采用波纹腹板H型钢梁(之型钢),钢柱、夹层平台主梁采用的是传统的平腹板H型钢,为计算方便,波纹腹板H型钢全为等截面。由于现有结构计算程序均未嵌入波纹腹板规程,设计(采用PKPM-STS程序)时采用的等效弯曲刚度的方法,屋面钢梁输入的是平腹板钢梁,参与结构整体运算与分析,再用波纹腹板构件来等代。如边跨跨中截面钢梁,程序输入时的截面H835x200x5x8(绕 x轴的截面惯性矩Ix =77605.7cm4, 截面抗扭惯性矩 It =10.2384cm4),求得梁受弯平面内最大弯矩Mx=365kN.M,对应轴力为35kN,最大剪力V=75 kN,实际施工的波纹腹板H型钢梁为H950x220x2.3x8(绕x轴的截面惯性矩Ix =78088.1cm4, 截面抗扭惯性矩 It =9.8602cm4),规范验算跟上述吊车梁类似,不同的是屋面梁为斜梁,根据规程还应用压弯构件对其进行稳定验算。
门式刚架柱与屋面波纹腹板钢梁的连接节点,由于连接处的节点必须传递两个方向的剪力与弯矩,因此在梁柱连接节点处的腹板(节点域)没有采用波纹腹板,而用平腹板来代替,如下图所示。
梁梁、梁柱连接:因规程中并未对类似门刚梁柱、梁梁端板连接节点给出相应计算方法,设计时参考门式刚架规范(第7.2.9条)有关端板的计算。由于腹板不能承受任何轴向作用力,类似端板类的连接螺栓受力,只考虑靠近上下翼缘附近的螺栓参与受力,中间的螺栓只作构造要求来处理,考虑到端板高度较大,应适当增加端板厚度来提高节点区的刚度。在建与待建的项目当中,我们会加强现场实测数据,整理出比较客观、真实的数据,为以后的节点区的研究、试验及后续项目提供有益参考。
1.楼面平台梁(受弯构件)
设计实例:
特易购物流(浙江)有限公司物流仓储项目厂房室内平台 梁(梁上混凝土板),跨度8m,间距2.40m,平台恒载:3.5kN/mm2,活载:5.0 kN/mm2,钢材Q345B。
在保证强度与挠度力相近的情况下,我们作了一个对比,如下表所示:
6.运输及安装
由于腹板采用波纹,构件的抗扭刚度大幅提高,吊装和运输比平腹板容易很多;对于超过24米的钢梁,平腹板钢梁采用两点吊会出现旁弯的现象,现场的感觉非常危险;而采用波纹腹板时,吊装时钢梁的平面外刚度明显高很多。运输以及钢梁放置在地面时,其良好的抗扭刚度也有明显感觉——很容易立着放置,不容易倾覆。
7. 施工现场照片
8.结语:
尽管腹板不参与承担轴向作用力,需要适当增大翼缘面积来补偿,但同时能使腹板厚
度大幅度减小,可显著节省用钢量。波纹腹板H形构件通过将腹板波折,有效的改变了腹板的受力机制和受力性能。腹板的剪切屈曲应力得到很大的提高,能够有效的解决高截面及薄
腹板时的局部屈曲问题。由于波浪腹板对翼缘提供的约束与平腹板有较大差异,翼缘的局部稳定性能也有较大差别,采用合理的腹板形式能有效改善翼缘的局部稳定性能。