大跨度钢构工业厂房结构稳定性设计探析(2)

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　　一般情况下，钢结构的稳定问题分为两类。一类是具有平衡分岔的稳定问题(也叫分支点失稳)，完善直杆轴心受压时的屈曲和完善平板中面受压时的屈曲都属于这一类;第二类是无平衡分岔的稳定问题(也叫极值点失稳)，如钢构偏心受压构件，在塑性发展到一定程度时丧失稳定的承载能力。但实际工程中设计为轴心受压的构件，总难免有点初弯矩，荷载的作用点也难免引起偏心。因此要真正对结构失稳的类型分类，还应了解缺陷对构件的影响;此外，并不是所有的构件在屈曲后立即丧失承载能力，因此对结构失稳的类型分类，还应研究构件屈曲后的性能。因此弹性稳定除了以上两种分类外，还有第三种分类跃越屈曲。跃越屈曲的特点是结构由一个平衡位形突然跳到另一个平衡位形，期间出现很大的变形。跃越屈曲虽然没有平衡分岔，却和无平衡分岔的稳定屈曲有相似之处：都是从丧失稳定平衡后经历一段不稳定平衡，然后又重新获得平衡。

　　4、稳定设计的基本原则

　　⑴结果整体布局必须考虑整个体系及其组成部分的整体稳定问题。目前结构大多是按照平面体系来设计的，如桁架、框架等。为保证这些平面结构不至于发生平面外的失稳，需要从整体布置来解决，如设置必要的支撑构件。

　　⑵杆件稳定计算常用方法，往往依据一定的简化假设条件或者典型情况得出的，只有所设计的结构符合这些假设条件时才能正确应用。例如框架柱稳定计算所用的计算长度系数是针对横梁不承受轴力的情况下得出的。因此设计时应确知具体计算对象与所用计算方法的假设前提应该相互一致。

　　⑶设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。例如梁整体稳定性就和梁端连接构造关系密切，必须注意配合。

　　5、工程实例

　　5.1工程概况

　　XX汽电汽机厂房工程，位于台湾省台北花莲县。主体结构是发电机房，42m宽×160m长×25.7m高的多层大跨度钢构厂房，全部三层，局部二层(TA~TE轴)。厂房建筑面积为16900m2，一层结构布置图如图所示。

　　5.2结构方案布置

　　由于工艺上的需要，车间的高度、跨度比较大，柱距也比较宽，又有大吨位吊车，各层还有许多设备。考虑到上述钢结构具有的优点，本工程采用钢框架结构，此结构建筑平面布置可以满足工业厂房的工艺要求，易于设置较大的空间。

　　发电机房内由于有较大的设备需进出以及工艺上的要求，建筑立面上除了西面以外的其他三面均有较大的开口，在立面上不宜设置立面斜撑以传递水平力，所以钢构厂房的纵、横向梁柱接头均按固接方式处理。

　　5.3柱网布置、轴线布置

　　厂房柱网的布置原则是首先满足工艺上的要求，然后在此基础上尽量标准化。本结构由二部分组成。厂房部分全部三层，局部二层，总高度为25.7m。柱网尺寸较大，厂房开间宽度为8.0m~10.0m。轴线布置同柱网布置。

　　5.4楼盖和屋盖型式

　　楼盖采用的是钢梁上铺花纹钢板，然后再在其上浇钢砼楼板，花纹钢板用锚固件固定于梁的翼缘上的型式。屋盖是中间设置通风器：屋面梁上铺花纹钢板，两边坡，坡度10：1。

　　5.5结构稳定分析设计

　　5.5.1梁截面的设计

　　 本工程项目中的梁柱采用了热轧型钢与组合截面两种。两种截面均应满足强度(抗弯、抗剪、局部压应力、折算应力)、刚度、整体稳定和局部稳定的要求。

　　 楼板做法是钢梁上铺花纹钢板，再其上浇钢筋砼楼板，所以楼板在其自身平面内的刚度很大，钢梁有足够的侧向支承，不必单独验算梁的整体稳定性;由于型钢梁截面的翼缘和腹板等板件常有足够的厚度，一般不必验算局部稳定。型钢梁的设计通常按抗弯强度选择型钢截面，然后再验算其他项是否

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