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钢结构建筑-腹板开孔梁的设计要点

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钢结构(网架、管桁架、轻钢)设计、施工及技术咨询及建筑结构加固;并从事空间结构和相关材料的研究、技术开发与应用。

 

1、腹板开孔梁应满足整体稳定及局部稳定要求,并应进行下列计算:

(1)实腹及开孔截面处的受弯承载力验算;

(2)开孔处顶部及底部T形截面受弯剪承载力验算。

2、腹板开孔梁,当孔型为圆形或矩形时,应符合以下规定:

(1)孔口直径或高度不得大于0. 7倍梁高,矩形孔口高度不得大于梁高的0.5倍,矩形孔口长度不宜大于3倍孔高与梁高较小值;

(2)相邻圆形孔口边缘间的距离不得小于梁高的0.25倍,矩形孔口与相邻孔口的距离不得小于梁高和矩形孔口长度;

(3)开孔处梁上下T形截面高度均不小于0.15倍梁高,矩形孔口上下边缘至梁翼缘外皮的距离不得小于梁高的0.25倍;

(4)开孔长度(或直径)与T形截面高度的比值不大于12;

(5)不应在距梁端相当于梁高的范围内设孔,抗震设防的结构不应在隅撑与梁柱接头区域范围内设孔;

3、开孔腹板补强原则如下:

(1)圆形孔直径小于或等于1/3梁高时,可不予补强。当大于1/3梁高时,可用环形加劲肋加强[图1 (a)], 也可用套管[图1 (b)]或环形补强板[图1 (c)]加强;

(2)圆形孔口加劲肋截面不宜小于100mm x 10mm,加劲肋边缘至孔口边缘的距离不宜大于12mm。圆形孔口用套管补强时,其厚度不宜小于梁腹板厚度。用环形板补强时,若在梁腹板两侧设置,环形板的厚度可稍小于腹板厚度,其宽度可取75 ~ 125mm;

(3)矩形孔口的边缘应采用纵向和横向加劲肋加强。矩形孔口上下边缘的水平加劲肋端部宜伸至孔口边缘以外各300mm,当矩形孔口长度大于梁高时,其横向加劲肋应沿梁全高设置;

(4)矩形孔口加劲肋截面不宜小于125mm x 18mm。当孔口长度大于500mm时,应在梁腹板两面设置加劲肋

(5)梁材料的屈服强度应不大于440N/ mm2

4、开孔梁用于不直 接承受动力荷载的构件,其开孔部位的上、下翼缘处不得作用集中荷载,如不可避免应将该孔用板填堵封死。

5开孔梁宜采用孔型如(图2)所示,其扩大比(开孔梁的截面高度h1 与原H型钢截面高度h之比) K1=h/h= 1.5。开孔梁端部支承处墩腰的最小尺寸Co不得小于250mm,其他孔处墩腰的最小尺寸a应不小于100mm (图3)。

对于圆孔梁,可以取孔径D=1.05h,孔距S=1.25D。对于长孔或矩形孔梁,孔高不大于0. 75h,孔长不大于2.25h,孔边距离支座不小于3h。

6、开孔梁的计算。

(1)本文主要适用于六边形孔和圆孔梁的计算。开孔梁计算几何图形见(图4)。

(2)计算方法见下表:

7、梁的构造要求。

当弧曲杆沿弧面受弯时,应设置加劲肋并在强度计算中考虑翼缘的z向效应。焊接梁的翼缘一般用- -层钢板做成,当采用两层钢板时,外层钢板与内层钢板厚度之比宜为0.5~1.0。不沿梁通长设置的外层钢板,其理论截断点处的外伸长度l,应符合下列要求:

端部有正面角焊缝:

当hq≥0.75t时: h≥b

当h,<0.75t时: l,≥1.5b

端部无正面角焊缝: l≥2b

b和t分别为外层翼缘板的宽度和厚度:h;为侧面角焊缝和正面角焊缝的焊脚尺寸。

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