某客戶需要建設(shè)66X75m的倉庫,，根據(jù)客戶要求，寬度方向為66m,，設(shè)3跨,，跨度分別為24m、18m,、24m,，柱距取7.5m，檐口高度為6m,。屋面為0.5mm壓型鋼板+75mm 厚保溫棉 （容重14kg/m3）＋0.4mm內(nèi)襯板,，材質(zhì)采用Q345。

（二）方案選取

1．跨度：

考慮到特殊的使用要求（中間18m兼做交通走道）,，客戶指定了上述的跨度要求,。為使讀者理解如何尋找最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)方案，筆者又研究了21m＋24m＋21m或18m+30m+18m的跨度方案,，三種方案的每榀框架的用鋼量對比如下：

24m+18m+24m,，每榀框架用鋼量 4.9噸；

21m+24m+21m,，每榀框架用鋼量 4.2噸,；

18m+30m+18m.,，每榀框架用鋼量 4.6噸；

通常來說,，如可能盡量將框架設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu),，各跨跨度基本相同，中間跨跨度度略大于邊跨將是一種比較經(jīng)濟的方案,。本項目由于客戶需要將中間跨(18m)設(shè)置為走道,，故筆者沒有建議他們改為較為經(jīng)濟的跨度方案（21m＋24m＋21m）。

2．柱距選擇：

鑒于本工程總長度為75m,，故取柱距為7.5m,，即[email protected]。讀者也可以比較[email protected]+7.75的柱距方案,。后者也是一種比較經(jīng)濟的株距方案,。

3．屋面梁拼接節(jié)點設(shè)置

節(jié)點設(shè)置需要考慮下列因素：

(1) 拼接點盡可能靠近反彎點，一般反彎點位置在1/4~1/6跨度處,，按照此原則,，對于24m跨，拼接點設(shè)在離柱24*(1/4~1/6)=4~6m處比較合適,。對于18m跨,，則應(yīng)該設(shè)在18*(1/4~1/6)=3~4.5m比較合適；

(2) 單元長度不要超過可運輸最大長度,，一般不宜超過12.5 m,；

(3) 盡量減少拼接數(shù)量，因為拼接節(jié)點需要端板及高強螺栓,，同樣會增加項目造價,；

(4) 拼接節(jié)點應(yīng)避開抗風(fēng)柱及屋面系桿的連接位置，以避免出現(xiàn)連接上的不便,；

綜合多種因素,，我們將屋面梁做了分段，見圖3-26,。A節(jié)點為邊柱與梁拼接節(jié)點,，D為中柱與梁拼接,，通常此處屋面梁不斷,，這是考慮此處彎矩較大，對于屋脊節(jié)點 F,，通常我們也不建議此處屋面梁斷開,，原因是此處通常會有抗風(fēng)柱及屋面系桿，若設(shè)置屋面系桿,，將引起連接上的不便,。這樣66m的屋面梁一共被分為7段,。讀者可以試著研究其余不同的梁分段方式，并與此方案做以對比,。

4．柱腳及梁柱的鉸接與剛接設(shè)置：

由于本項目檐高較低,，且沒有行車，故柱腳均可按鉸接處理,，對于中柱,，采取搖擺柱，即柱與梁連接采用鉸接的模式,。計算簡圖見圖3-26,。

（三）荷載計算

1．恒載計算：

作用在屋面梁上的恒載有：

0.5mm厚壓型鋼板，重量0.5*7.85*1.25= 5.0 Kg/m2

75mm 厚保溫棉 （容重14kg/m3）75*14/1000=1.05Kg/m2

0.4mm厚屋面內(nèi)襯板,，重量0.4*7.85*1.1=3.5Kg/m2

屋面檁條重量,，一般可取3-5Kg/m2

屋面支撐、系桿,、檁條拉條,、隅撐等重量，可取2Kg/m2

以上重量合計約為15Kg/m2,作用在框架上的恒載為0.15KN/m2*7.5m=1.125KN/m,，見下圖：

2．活載計算： 由于每榀框架受荷面積A=66*7.5＝495m2>60m2,，故活荷載可取為 0.3KN/m2。

3．屋面懸掛荷載 根據(jù)客戶要求,，取0.1KN/m2,，由于STS軟件沒有此基本工況，我們將懸掛荷載放在活荷載里進行考慮,，將活荷載取為0.4KN/m2,，這樣作用在框架上的活荷載為0.4KN/m2*7.5m=3.0KN/m,見下圖

4．風(fēng)荷載計算：

日照的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.4KN/m2，按照CESE 102：2002,，內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)跨的風(fēng)荷載體型系數(shù),，風(fēng)載體型系數(shù)參照下圖：

則作用在框架梁柱上的風(fēng)荷載分別為：

0.4*7.5*(+0.25)=0.8KN/m

0.4*7.5*1.05*(-1.0)=-3.15 KN/m

0.4*7.5*1.05*(-0.65)=-2.0KN/m

0.4*7.5*1.05*(+0.55)=-1.7KN/m

在輸入風(fēng)荷載時，需要注意STS里的正負(fù)號與與體型系數(shù)的正負(fù)號有所不同,。體型系數(shù)的正負(fù)以風(fēng)吸力或風(fēng)壓力定義,，風(fēng)吸力為負(fù)，風(fēng)壓力為正,。而輸入程序時,，荷載方向與坐標(biāo)正向一致為正。

同時規(guī)范第4.2.2.3條規(guī)定， 當(dāng)建筑物寬度大于 60m 時,，在內(nèi)柱列宜適當(dāng)增加柱間支撐,。本項目跨度為66m >60m，按規(guī)定應(yīng)在B,，C軸增設(shè)柱間支撐,。但由于本項目客戶由于工藝使用要求，不允許內(nèi)部設(shè)柱間支撐（實際上這種情況在實際工程中會經(jīng)常碰到）,。需要提醒設(shè)計者注意的是,，在支撐跨度較大的情況下，設(shè)計者需要對屋面及柱間支撐的受力進行嚴(yán)格的有限元分析,，屋面支撐及柱間支撐當(dāng)有必要時需采用雙圓鋼,、角鋼甚至圓管。有些設(shè)計者,，不管受力如何,，一律用圓鋼做屋面或柱間支撐，圓鋼的規(guī)格通常被經(jīng)驗的取為16～27mm的直徑,，這種做法很危險,。

本工程通過計算發(fā)現(xiàn)在靠近端部的屋面圓鋼支撐需采用雙圓鋼（2φ24），柱間支撐也需要采用2φ24的雙圓鋼支撐,，本項目的支撐方案見圖3-32,。

說明：1．表中彎矩單位為KN·m,，對于梁上部受拉為“＋”,，下部受拉為“－”，軸力及剪力單位為KN,，軸力“＋”為拉,，“－” 為壓，剪力“＋”為逆時針,，“－”為順時針,；

2．在計算柱腳時,，Qmax最不利組合應(yīng)該是剪力較大,，且軸力較小的情況,；

同時，STS還提供了圖形查閱功能,，通過后處理菜單,，可以方便查到彎矩、剪力及軸力的數(shù)值,，圖3-34,，35，36即為分別為彎矩,，軸力及剪力的包絡(luò)圖,，通過這些直觀的圖形，工程師可以方便的檢查構(gòu)件的內(nèi)力情況,，可以對計算的結(jié)果進行,。

鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力比圖說明：

1. 柱左： 作用彎矩與考慮屈曲后強度抗彎承載力比值；

2. 右上：平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比（對應(yīng)長細(xì)比）,；

3. 右下：平面外穩(wěn)定應(yīng)力比（對應(yīng)長細(xì)比）,；

4. 梁上： 作用彎矩與考慮屈曲后強度抗彎承載力比值；

5. 左下：平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比,；

6. 右下：平面外穩(wěn)定應(yīng)力比,。

節(jié)點1計算，根據(jù)表3-7,，取彎矩最大的組合進行截面設(shè)計,。對應(yīng)的內(nèi)力設(shè)計值為：Mmax=-294.44KN·m，N=-80.57KN,，Q=53.44KN,。

首先按照構(gòu)造要求，對螺栓進行布置，見圖3-41,。

你么知曉這么多的鋼構(gòu)行業(yè)知識？