鋼規(guī)和門規(guī)的對比-陳偉

1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計第二次作業(yè) 2010010131鋼規(guī)GB50017-2003和門規(guī)CECS102:2002的對比研究班級： 結(jié)02學(xué)號： 2010010131姓名： 陳偉指導(dǎo)老師：施剛老師日期： 2013.4.15門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)是單層工業(yè)廠房、民用及倉儲房屋中一種常見的結(jié)構(gòu)形式，特別是近十多年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展 ,由于生產(chǎn)的需要，這類結(jié)構(gòu)以其用鋼量低、重量輕、造價低、適用范圍廣等優(yōu)點而獲得廣泛應(yīng)用。下面對門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102:2002和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中梁柱規(guī)定做一個比較，主要從構(gòu)件計算長度、長細(xì)比限值、強(qiáng)度計算、穩(wěn)定性分析、變形、風(fēng)

2、荷載計算以及節(jié)點連接形式這幾個方面來對比，本文著重點為對比分析，因此在某些計算方法上會省略，如查表的時候表格直接用規(guī)范附錄的形式給出。一、構(gòu)件的計算長度首先，GB50017-2003中對各種構(gòu)件的計算長度加以說明，而CECS102只對變截面柱的計算高度取值進(jìn)行了規(guī)定，其他構(gòu)件的計算長度參照GB50017。1. GB50017-2003（規(guī)范5.3.35.3.6）對于單層和多層框架等截面柱計算長度h0=h，框架分為無支撐的純框架和有支撐框架，有支撐框架根據(jù)側(cè)移剛度的大小分為強(qiáng)支撐框架柱和弱支撐框架柱。1） 無支撐純框架一階彈性方法計算內(nèi)力時，計算長度系數(shù)可以通過計算K1, K2之后查表得出（規(guī)范

3、附錄D表D2，此處只對比其精髓不顧不再列表贅述），其中K1, K2分別為相交于柱上端、柱下端的橫梁線剛度之和和柱線剛度之和的比值，系數(shù)隨著K1, K2的增大而減少。對底層框架柱：對柱和基礎(chǔ)鉸接取K2=0，柱與基礎(chǔ)剛接取K2=10采用二階彈性方法計算內(nèi)力時取計算長度系數(shù)=1.02） 有支撐框架強(qiáng)支撐框架弱支撐框架判斷標(biāo)準(zhǔn)Sb31.2Nbi-Noi不滿足左側(cè)判斷標(biāo)準(zhǔn)Sb支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度，Nbi,Noi采用無側(cè)移框架和有側(cè)移框架計算長度系數(shù)算得的軸壓桿穩(wěn)定承載力之和穩(wěn)定系數(shù)計算長度系數(shù)見附錄D表D1=0+1-0Sb31.2Nbi-Noi1, 0采用無側(cè)移框架柱和有側(cè)移框架柱計算系數(shù)算的的軸心壓桿穩(wěn)

4、定系數(shù)對于單層廠房下端剛接固定的階形柱1） 單階柱下段柱的計算長度系數(shù)2：當(dāng)梁上端與橫梁鉸接時，等于附錄D表D3的數(shù)值乘以下表中的折減系數(shù)；當(dāng)梁上端與橫梁剛接時，等于附錄D表D4的數(shù)值乘以下表的折減系數(shù)。廠房類型折減系數(shù)單跨或多跨縱向溫度區(qū)段內(nèi)一個柱列的柱子數(shù)屋面情況廠房兩側(cè)是否有通長的屋蓋縱向水平支撐單跨等于或少于6個0.9多于6個非大型混凝土屋面板的屋面無縱向水平支撐有縱向水平支撐0.8大型混凝土屋面板的屋面單跨非大型混凝土屋面板的屋面無縱向水平支撐有縱向水平支撐0.7大型混凝土屋面板的屋面上端柱的計算長度系數(shù)1按照下式進(jìn)行計算：1 =21, 1=H1H2N1N2I1I22） 雙階柱下段柱

5、的計算長度系數(shù)3：當(dāng)梁上端與橫梁鉸接時，等于于附錄D表D5的數(shù)值乘以上表的折減系數(shù)；當(dāng)梁上端與橫梁剛接時，等于于附錄D表D6的數(shù)值乘以上表的折減系數(shù)。上段柱和中段柱的計算長度系數(shù)1,2 按照下式進(jìn)行計算：1 =31, 1=H1H3N1N3I1I32 =32, 2=H2H3N2N3I2I3附有搖擺柱的無支撐框架和弱支撐框架計算長度要乘以增大系數(shù)=1+Nl/HlNf/Hf2. CECS102（規(guī)程6.1.3）截面高度呈線性變化的柱在剛架平面內(nèi)的計算長度應(yīng)取為h0=h，其中h為柱高、計算長度系數(shù)。的取值給出了三種取值方法：（1）查表法（用于柱腳鉸接的剛架）柱腳鉸接單跨楔形柱的計算系數(shù)可由下表查出：柱

6、的線剛度K1和梁的線剛度K2應(yīng)分別按下列公式計算：K1=Icl/hK2=Ib0/(2s)Icl為柱大頭的截面慣性矩，Ib0為梁最小截面慣性矩，s為斜梁換算系數(shù)，由規(guī)程附錄口圖 D.0.2（a）（e）的曲線查得。當(dāng)梁為等截面時，=1。多跨剛架柱中間柱為搖擺柱時，邊柱的計算長度應(yīng)?。篽0=h=1+PlihliPfihfi Pli搖擺柱承受的荷載，Pfi邊柱承受的荷載，hli搖擺柱的高度，hfi邊柱的高度 搖擺柱的計算長度系數(shù)=1.0。使用與屋面坡度不大于1:5的情況下，超過此限值應(yīng)考慮橫梁軸向力對柱剛度的不利影響對于規(guī)程圖帶毗屋的剛架，可近似地將毗屋柱視為搖擺柱，此時主剛架柱的系數(shù) 、可由表 6.

7、1.3 查得，并應(yīng)乘以按公式（6.1.3-6）計算的系數(shù)。（2）一階分析法剛架的在柱頂水平荷載作用下的側(cè)向剛度K=H/u1） 單跨對稱剛架當(dāng)柱腳鉸接時=4.14EIc0/(Kh3)當(dāng)柱腳剛接時=5.85EIc0/(Kh3)屋面坡度不大于1：5 的、有搖擺柱的多跨對稱剛架的邊柱，要乘以放大系數(shù)'=1+Pli/hli1.2Pfi/hfi2）中間柱為非搖擺柱的多跨剛架當(dāng)柱腳鉸接時=0.851.2KPE0i'PiPihi當(dāng)柱腳剛接時=1.201.2KPE0i'PiPihi其中 PE0i'=2EI0ihi2（3）二階分析法=1-0.375+0.0821-0.0775=d1

8、/d0-1構(gòu)件的楔率，不大于 0.268h/d0 及 6.03.總結(jié)對比從上面的分析可以得知，對于門規(guī)，分類較多，首先分為鉸接和剛接，對于鉸接又分有無支撐，剛接分單階柱和雙階柱計算，各自又分上段柱和下段柱。而門規(guī)則主要規(guī)定了變截面柱的計算長度，提供了三種不同計算方法，查表法、一階算法、和二階算法，針對性較強(qiáng)。其中柱腳的剛接和鉸接計算公式的區(qū)別只是在前面的一個系數(shù)上，并未像門規(guī)中對二者分開詳細(xì)討論。各自的計算公式差異也較大。二、長細(xì)比對于受拉受壓構(gòu)件的長細(xì)比，在兩個規(guī)范中均有提及，其值不盡相同甚至差異較大。1. GB50017-2003（規(guī)范5.3.85.3.9）受壓構(gòu)件容許長細(xì)比項次構(gòu)件名稱容

9、許長細(xì)比1柱、桁架和天窗架上的桿件150柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐2支撐（吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外）200用以減小受壓構(gòu)件長細(xì)比的桿件受拉構(gòu)件長細(xì)比2. CECS102受壓構(gòu)件長細(xì)比受拉構(gòu)件長細(xì)比3.總結(jié)對比從上述分析中可知，對于受拉桿件，兩種規(guī)范或規(guī)程中對長細(xì)比的限值上，門規(guī)允許的長細(xì)比更大，在實際應(yīng)用中能夠節(jié)省大量的鋼材，而對于受拉桿件兩者基本一致，只是沒有對承受靜載或間接動載的情況進(jìn)行分類，默認(rèn)全部為一般建筑結(jié)構(gòu)，不考慮有重級工作制吊車的產(chǎn)房的長細(xì)比加強(qiáng)。三、強(qiáng)度計算本部分由于涉及面較廣，為方便對比采用列表形式進(jìn)行。不考慮屈曲后強(qiáng)度時，對于GB50017-2003

10、，各種類型的強(qiáng)度計算如下：（規(guī)范4.1）壓彎、拉彎承載力NA±MxxWnx±MyyWnyf抗剪承載力=VSItwfv局部承壓承載力c=Ftwlzf折算應(yīng)力2+c2-c+321f而對于CECS102而言，變截面構(gòu)件按照彈性方法分析確定各種內(nèi)力。只有當(dāng)構(gòu)件全部為等截面構(gòu)件時才允許采用塑性分析方法并按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。考慮屈曲后強(qiáng)度時，兩者的對比見下表：（分別為規(guī)范4.4和規(guī)程6.1.16.1.2）GB50017-2003CECS102考慮前提腹板僅配置支承加勁肋（或尚有中間橫向加勁肋）而考慮屈曲后強(qiáng)度的工字形截面焊接組合梁工字形截面構(gòu)件受壓翼緣板外伸寬

11、度b與其厚度t不應(yīng)大于15235/fy；工字形截面梁柱構(gòu)件腹板的計算高度hw與其厚度tw之比不應(yīng)大于250235/fy受彎計算通用高厚比腹板受彎計算時的通用高厚比b的計算當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時：b=2hc/tw177235/fy當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時：b=2hc/tw153235/fy板件在正應(yīng)力下的屈曲系數(shù)：k=161+2+0.1121-20.5+1+ =2/1腹板受壓時的換算高厚比：p=hw/tw28.1k235/fy受剪時的換算高厚比腹板受剪計算時的通用高厚比s的計算當(dāng)a/h01.0時：s=h0/tw414+5.34h0/a2fy235當(dāng)a/h0>1.0時：s=h0/tw

12、415.34+4h0/a2fy235受剪腹板屈曲系數(shù)當(dāng)a/hw<1.0時：k=4+5.34/a/hw2當(dāng)a/h01.0時：k=5.34+4/a/hw2腹板受剪時的換算高厚比w=hw/tw37k235/fy抗彎計算b為腹板受彎計算時的通用高厚比。腹板受壓區(qū)有效高度計算系數(shù)根據(jù)“腹板受彎計算時的通用高厚比b”來確定當(dāng)b0.85時，=1當(dāng)0.85<b1.25時，=1-0.82b-0.85當(dāng)b>1.25時，=1b1-0.2b工形截面梁的抗彎承載力Meu=xeWxf其中 e=1-1-hc3tw2Ix有效寬度系數(shù)：當(dāng)p0.8時，=1當(dāng)0.8<p1.2時，=1-0.9p-0.8當(dāng)p&

13、gt;1.2時，=0.64-0.24p-1.2腹板的有效寬度he的分布如下：當(dāng)全截面受壓時：he1=2he5- he2=he-he1當(dāng)部分截面受壓時：he1=0.4he he2=0.6he按照有效腹板截面計算抗彎承載力：Me=Wef抗剪計算抗剪承載力Vus為腹板受彎計算時的通用高厚比。當(dāng)s0.8時，Vu=hwtwfv當(dāng)0.8<s1.2時，Vu=hwtwfv1-0.5s-0.8當(dāng)s>1.2時，Vu=hwtwfv/s1.2抗剪強(qiáng)度：Vd=hwtwfv'當(dāng)w0.8時，fv'=fv當(dāng)0.8<w<1.4時，fv'=1-0.64w-0.8fv當(dāng)p1.4時，f

14、v'=1-0.275wfv彎剪共同作用梁兩翼緣所承擔(dān)的彎矩設(shè)計值MfMf=Af1h12h2+Af2h2f當(dāng)V<0.5Vu時，取V=0.5Vu；當(dāng)M<Mf時，取M=MfV0.5Vu-12+M-MfMeu-Mf1當(dāng)V0.5Vd時，不考慮受剪MMe當(dāng)V>0.5Vd時MMf+Me-Mf1-V0.5Vd-12Mf=Afhw+twf此外，在門規(guī)中還規(guī)定了壓彎剪共同作用的情況，鋼規(guī)中并無提及，因此此處不加以分析。四、整體穩(wěn)定性由于在門規(guī)中，關(guān)于穩(wěn)定性主要分析了壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性（柱子），此處做對比也只對比受彎構(gòu)件及壓彎構(gòu)件中的區(qū)別。1. GB50017-2003（規(guī)范4.2）1）最大

15、剛度主平面內(nèi)受彎MxbWx f2）兩個主平面內(nèi)受彎的H型鋼或工字形截面構(gòu)件MxbWx +MyyWy f3）壓彎構(gòu)件的平面內(nèi)穩(wěn)定性NxA+mxMxxW1x1-0.8NNEX'fNEX'=2EA/1.1x24）壓彎構(gòu)件的平面外穩(wěn)定性NyA+txMxbW1xf截面影響系數(shù)，閉口截面=0.7，其他截面=1.0b=b4320y2AhWx1+yt14.4h2+b235fy5）彎矩作用在兩個主平面內(nèi)的雙軸對稱工字形（含H型）和箱形（閉口）截面構(gòu)件NxA+mxMxxW1x1-0.8NNEx'+tyMybyW1yfNyA+txMxbW1x+myMyyW1y1-0.8NNEy'f2

16、. CECS102（規(guī)程6.1.36.1.4）1）變截面柱在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定性NoxyAe0+mxMl1-NoNExo'xyWelfNExo'=2EAe0/1.122）變截面柱在剛架平面外的穩(wěn)定性NoyAe0+tMlbyWelf對一端彎矩為零的區(qū)段：t=1-N/NExo'+0.75N/NExo'2對兩端彎曲應(yīng)力基本相等的區(qū)段：t=1.03）均勻彎曲楔形受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)by對雙軸工字形截面按下述公式計算by=4320yo2Aoh0Wx0sw4+yoto4.4h02235fyyo=sl/iyos=1+0.023lho/Afw=1+0.00385l/iyo當(dāng)兩翼

17、緣截面不相等時，在公式中按照CB50017公式加上截面不對稱系數(shù)b，具體取值與GB50017相同。當(dāng)計算得到by大于0.6時，按照GB50017的規(guī)定計算代替的br。3.總結(jié)對比從上面公式中可以分析二者的區(qū)別，首先是門規(guī)針對性較強(qiáng)，主要分析的是柱子的整體穩(wěn)定性，對于門式鋼架來說，柱子一般是壓彎構(gòu)件，雙向受彎沒有提到。而鋼規(guī)中情況就比較多了。且只對于壓彎構(gòu)件來說，兩者的公式形式十分類似，只是門規(guī)規(guī)定較活，鋼規(guī)規(guī)定死的系數(shù)0.8由NoNExo'代替了。關(guān)于局部穩(wěn)定性在門規(guī)中沒有提到。五、變形控制1.GB50017（規(guī)范附錄A）（1） 柱頂側(cè)移限值在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，框架柱頂水平位移和層間

18、相對位移不宜超過下列數(shù)值：無橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/150有橋式吊車的單層框架的柱頂位移H/400多層框架的柱頂位移H/500多層框架的層間相對位移H/400在冶金工廠或類似車間中設(shè)了A7、A8級吊車的廠房柱和設(shè)有中級和重級工作制吊車的露天棧橋柱，在吊車梁或吊車桁架的頂面標(biāo)高處，由一臺最大吊車水平荷載(按荷載規(guī)范取值)所產(chǎn)生的計算變形值，不宜超過下表所列的容許值項次位移的種類按平面結(jié)構(gòu)圖形計算按空間結(jié)構(gòu)圖形計算1廠房柱的橫向位移Hc/1250Hc/20002露天棧橋柱的橫向位移Hc/2500-3廠房和露天棧橋柱的縱向位移Hc/4000-（2） 構(gòu)件撓度吊車梁、樓蓋梁、屋蓋梁、工作平臺梁

19、以及墻架構(gòu)件的撓度不宜超過下表所列的容許值 l為受彎構(gòu)件的跨度（對懸臂梁和伸臂梁為懸伸長度的倍）。vr為永久和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度（如有起拱應(yīng)減去拱度）的容許值；vQ為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度的容許值。2.CECS102（規(guī)程3.4）（1） 柱頂側(cè)移限值限值吊車情況其他情況柱頂位移限值無吊車采用輕型鋼墻板h/60采用砌體墻h/100有橋式吊車吊車有駕駛室h/400吊車由地面操作h/180（2） 受彎構(gòu)件撓度限值構(gòu)件類別構(gòu)件撓度限值豎向撓度門式剛架斜梁 僅支承壓型鋼板屋面和冷彎型鋼檁條L/180 尚有吊頂L/240 有懸掛起重機(jī)L/400檁條 僅支承壓型鋼板屋面L/150 尚有吊頂L/240

20、壓型鋼板屋面L/150水平撓度墻體L/100墻梁 僅支撐壓型鋼板墻L/100 支承砌體墻L/180L為構(gòu)件的跨度（對懸臂梁和伸臂梁為懸伸長度的倍）六、風(fēng)荷載計算（荷載規(guī)范7和門規(guī)附錄A）按照結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范來計算，wk=zszw0按照門規(guī)設(shè)計時，有wk=szw0其中門規(guī)中的w0需要按照荷載規(guī)范中的再乘以一個放大系數(shù)1.05，且與鋼規(guī)相比沒有z（風(fēng)振系數(shù)）項。其次，二者的z算法均按照荷載規(guī)范中的規(guī)定來計算。差別較大的是風(fēng)體型系數(shù)s，門規(guī)主要是針對門式剛架設(shè)定，因此其規(guī)定主要圍繞門式剛架，分類較細(xì)，有檁條、墻梁、屋面板、墻板、山墻墻架和屋面挑檐等等，且對每一部分都細(xì)分為中間帶或邊緣帶等等，其針對性較強(qiáng)

21、，對門式剛架而言精度會較為準(zhǔn)確。而鋼規(guī)則涵蓋面較廣，對于各種不同性質(zhì)不同體型均有涉及。七、 節(jié)點連接形式定性分析（鋼規(guī)7和門規(guī)7.2） 節(jié)點連接設(shè)計應(yīng)滿足傳力可靠 ,構(gòu)造合理 ,對門式剛架大都采用高強(qiáng)度螺栓端板連接形式。而在“鋼規(guī)”中 ,端板連接除了要滿足受力要求外 ,并由于一定的構(gòu)造要求 ,沿端板高度均勻布置高強(qiáng)螺栓 ,這造成了不必要的浪費。而在“門規(guī)”中 ,端板連接螺栓大都分布于翼緣兩側(cè) ,能充分利用螺栓的承載性能 ,減少螺栓用量。（摘自門式剛架鋼結(jié)構(gòu)普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范的設(shè)計比較研究）八、 案例分析因為如果要對上述各個方面進(jìn)行分析最好做一整套的設(shè)計計算，雖然老師規(guī)定不一定要跟課程設(shè)計相關(guān)的

22、案例，不過為了能夠詳盡的涵蓋上述各個方面，同時對之前的設(shè)計過程取值做驗算，此處選取的案例即為課程任務(wù)要求中的單榀框架設(shè)計。先將荷載條件列出如下：荷載類型恒載活載屋面橫在墻面恒載屋面活載基本風(fēng)壓基本雪壓荷載大?。↘N/m）0.400.350.350.500.55（1）風(fēng)荷載計算對比首先根據(jù)任務(wù)書要求，進(jìn)行風(fēng)荷載的計算對比，如下表：GB50017-2003CECS102風(fēng)荷載體型系數(shù)示意圖風(fēng)荷載計算迎風(fēng)面： wk=0.8×0.74×0.50=0.296KN/m2 （壓力）背風(fēng)面： wk=0.5×0.74×0.50=-0.185KN/m2 （吸力）坡屋面迎風(fēng)面

23、：wk=0.6×0.74×0.50=-0.222KN/m2（吸力）坡屋面背風(fēng)面：wk=0.5×1.13×0.45=-0.185KN/m2（吸力）迎風(fēng)面： wk=1.05×0.25×0.74×0.50=0.0971KN/m2 （壓力）背風(fēng)面： wk=1.05×-0.55×0.74×0.50=-0.214KN/m2 （吸力）坡屋面迎風(fēng)面：wk=1.05×-1.0×0.74×0.50=-0.389KN/m2 （吸力）坡屋面背風(fēng)面：wk=1.05×-0.65

24、15;0.74×0.50=-0.253KN/m2 （吸力）簡單對比從計算中可以知道，按鋼規(guī)設(shè)計時，除了迎風(fēng)面的計算風(fēng)壓大于門規(guī)設(shè)計外，其他各個表面的計算值（絕對值）均小于門規(guī)計算值。這個大致可以從體型系數(shù)的區(qū)別中看出。此差別可以從二者的出發(fā)點來分析，鋼規(guī)主要研究的是房屋屋面形式對風(fēng)荷載體型系數(shù)的影響，而門規(guī)則更具體，不僅包括門式剛架的屋面形式，也考慮了相鄰面對其系數(shù)的影響，端部和中間段的差異已經(jīng)較大。（2）柱子的計算長度的對比假設(shè)基礎(chǔ)埋深300mm，則柱子高度為7.2+0.3=7.5m，按照鋼規(guī)，由于柱子底部選擇鉸接，按照無支撐框架計算，其計算長度系數(shù)為1.0，故柱子的計算長度l0=

25、l=1.0×7.5=7.5m。按照門規(guī)來計算時，用一階分析法，首先計算側(cè)移剛度K，按照定義有K=H/u,利用sap建模，如下圖，在柱頂加一個單位力。測得，柱頂側(cè)移u=0.0004，則側(cè)移剛度為K=1/u=2500剛接柱腳，則有=5.85EIc0Kh3=4.14×206000×565.24×1062500×75003 =1.944因此l0=l=1.944×750014.58m（3）變形限值為滿足變形限值條件，不斷地修正截面并驗算，最終各自截面如下：按鋼規(guī)計算時各截面參數(shù)高度h(mm)寬度b（mm）翼緣厚tf（mm）腹板厚tw（mm）截面

26、抵抗矩W（mm3）慣性矩I（mm4）鋼架梁邊端75035012103901333146.3×107中端6003501210295000088.5×107內(nèi)端75035012103901333146.3×107鋼柱650250108250769281.5×107按門規(guī)計算時各截面參數(shù)高度h(mm)寬度b（mm）翼緣厚tf（mm）腹板厚tw（mm）慣性矩I（mm4）截面抵抗矩W（mm3）鋼架梁邊端600250108565.24×1061884133中端450250108313.83×1061394800內(nèi)端600250108565.24&

27、#215;1061884133鋼柱600250108565.24×1061884133將用兩種規(guī)范或規(guī)程計算求得的位移變形及其限值分別列表如下，按門規(guī)設(shè)計：鋼架梁撓度剛架柱側(cè)移撓度側(cè)移量106.905.26分別與L和H的比值1/2431/1426容許值1/1801/60按鋼規(guī)設(shè)計：鋼架梁撓度剛架柱側(cè)移撓度側(cè)移量61.122.91分別與L和H的比值1/4251/2577容許值1/4001/150其中對于柱側(cè)移和梁撓度來說，一般都是由梁撓度控制，從中用這兩種規(guī)范時選用了不同的梁柱截面，很大程度上是由于該限值的差別，可以看出，在梁撓度限值上，門規(guī)比鋼規(guī)放得更松，而截面也得到了很大的減小，因

28、此能夠節(jié)省較多的鋼材。（4）強(qiáng)度計算對比本處旨在對比，因此關(guān)于強(qiáng)度只計算了柱子，且尺寸均按鋼規(guī)設(shè)計尺寸先來計算以作對比。梁的計算類似因此不再贅述，在之后的課程設(shè)計中還會提及。不考慮屈曲后強(qiáng)度，對柱子頂端有Mmax=424.59KN.m，Nmax=93.61KN，根據(jù)壓彎承載力計算有：NA±MxxWnx±MyyWny=9361015660+424.59×1061.05×3901333=109.63N/mm2f=215N/mm2該柱的抗彎承載力滿足抗剪承載力（取腹板與翼緣連接處）：最大剪力為Vmax=87.18KN，S=350×12×36

29、9=1549800mm3,故=VSItw=87180×1549800146.3×107×10=9.23N/mm2fv=125N/mm2滿足抗剪設(shè)計由于抗彎和抗剪距離鋼材設(shè)計值均較大，因此不必計算折算應(yīng)力，必然滿足。由于不考了屈曲后強(qiáng)度時鋼規(guī)和門規(guī)的計算方法一致，因此在此不再計算門規(guī)。下面討論考慮屈曲后強(qiáng)度。柱子抗彎基于鋼規(guī)b=2hc/tw177fy235=2×72610177×1=0.820e=1-1-hc3tw2Ix=1-0=1Meu=xeWxf=1.05×3901333×215=880.73KN.m基于門規(guī)由于彎矩影響遠(yuǎn)

30、大于軸力影響，近似為純彎，取=-1.0，k=161+2+0.1121-20.5+1+ =23.9p=hw/tw28.1k235/fy=0.528he總=he=726/2=363mm 求得We=3795039mm3，所以Me=Wef=3795039×215=815.9KN.m從這個對比角度上來說，用門規(guī)計算得的有效寬度系數(shù)要小于鋼規(guī)計算所得，從而使得即便截面面積一致，也將導(dǎo)致前者計算得的抗彎承載力比后者小。柱子抗剪：基于鋼規(guī)(取a=800mm)：s=h0/tw415.34+4h0/a2fy235=72610415.34+47268002=0.603<0.8Vu=hwtwfv=72

31、6×10×125=907.5KN基于門規(guī)k=5.34+4/a/hw2=8.63w=hw/tw37k235/fy=0.668Vd=hwtwfv'=907.5KN此處由于兩種規(guī)范計算得的受剪換算高厚比均較小，最終反映在受剪承載力上并無差別。彎剪共同作用：基于鋼規(guī)建模算得，柱中最大剪力為Vmax=87.18KN，取V=0.5Vu=907.5/2=453.75KNMf=Af1h12h2+Af2h2f=4200×3692369+4200×369×215=666.4KN.mV0.5Vu-12+M-MfMeu-Mf<01此處由于翼緣提供的彎矩已

32、經(jīng)足夠滿足抗彎要求，因此出現(xiàn)小于0的情況。若算M-MfMeu-Mf=1則得到M=Meu=880.73KN.m基于門規(guī)M=424KN.mMe-NAeWe=815.9-9361012090×3795039=786.5KN.m對比可知，如此計算出來的彎矩承載力，按鋼規(guī)設(shè)計比按門規(guī)設(shè)計大。但均比實際中的最大彎矩值大很多，而設(shè)計中偏差較大容易造成鋼材的浪費。5）整體穩(wěn)定性對比鋼規(guī)：柱子的軸壓穩(wěn)定性：x=l0x/ix=7500/I/A=7500/146.3×107/15660=24.5y=l0y/iy=7500/I/A=7500/85810500/15660=101.3=0.547NA

33、=93610/0.547/15660=10.93N/mm2f=215N/mm2,滿足柱的壓彎平面內(nèi)穩(wěn)定性：mx=0.65+0.35M2M1=0.65+0.35×（-229）/424=0.461NEX'=2EA/1.1x2=48221KNNxA+mxMxxW1x1-0.8NNEX'=5.53+47.78=53.31N/mm2f柱的壓彎平面外穩(wěn)定性：tx=0.65，b=1.75b=b4320y2AhWx1+yt14.4h2+b235fy=2.3636b'=1.07-0.282/b=0.951NyA+txMxbW1x=10.70+74.28=84.98N/mm2f門規(guī)：柱在剛架平面內(nèi)的穩(wěn)定性：有前面的計算可知，計算長度l0=14580mmx=l0x