土木吧丨框架梁隅撑构造与计算

    为什么框架梁端部水平隅撑按构造考虑，而竖向隅撑则按计算考虑？

    框架梁（或悬挑梁）的上翼缘有楼板的牢固连接，不存在整体稳定问题，但梁端下翼缘受压区域却存在稳定问题。为防止框架梁（或悬挑梁）平面外整体失稳，从构造上对受压下翼缘进行约束，一般有三种措施：设置下弦水平隅撑、设置下弦竖向隅撑和设置加劲肋。本节仅对前两种措施进行对比解析。

    1. 设置下弦水平隅撑

    设置下弦水乎隅撑是防止钢梁侧向（平面外）整体失稳最常用的构造措施。

    在框架梁梁端下翼缘受压区设置水平隅撑，如图 2. 80-1 所示，a 为被撑钢梁与隅撑之间的夹角。由于钢梁受压下翼缘并没有外力作用，所以，隅撑杆件与受力无关，仅在构造上按轴心受力构件设计，其构造要求如下：

    1）隅撑杆件的长细比

    长细比λ不大于120εk。

    2）按被撑下翼缘截面确定隅撑承受的最小构造轴力

    对于一般框架梁（或悬挑梁），水平隅撑最小构造轴力按下式计算:

    对于有消能梁段的框架梁，水平隅撑最小构造轴力按下式计算:

    2. 设置下弦竖向隅撑

    对于跨度较大的框架梁或门式刚架的钢梁，需要设置若干道水平隅撑才能解决钢梁端部下翼缘侧向支撑问题，看起来不美观，且靠近跨中的隅撑长度也会较大，其截面尺寸也随之变大。所以，有时会采用设置下弦竖向隅撑的措施解决侧向稳定性，如图 2.80-2所示。

    1) 竖向隅撑与水平隅撑的区别

    竖向隅撑与水平隅撑的最大区别在于，竖向隅撑要承受由楼板或梁传下来的轴力，所以应按所受到的轴力进行稳定验算和确定隅撑截面。

    2) 设计错误造成的结构安全事故

    举个门式刚架的例子。在惯性思维下，按水平隅撑的构造方法设计竖向隅撑，即隅撑杆件轴力 (N) 按钢梁下翼缘截面满应力的 6%计算；但是，有时竖向隅撑受到的轴力远大于此，造成竖向隅撑失稳屈曲。竖向隅撑失稳后，钢梁失去了侧向支撑，进而造成了钢梁的整体失稳。

    3) 竖向隅撑轴力计算

    根据图 [2.80-2 (a) ], 斜杆轴向压力为：

 (2.80-3) 

    当式 (2. 80-4) 成立时，说明竖向隅撑是受力控制 (一般情况下都是受力控制)，就应考虑斜杆整体稳定性，否则就会存在安全隐患。

  (2.80-4)

    竖向隅撑杆件为受力控制时，其整体稳定性按下式计算：    

    3. 结论

    (1) 竖向隅撑必须进行整体稳定性验算。

    (2) 采用螺栓将单杆件竖向隅撑与节点板单面连接时，螺栓计算应增大10%, 理由是杆件为偏心传递轴力。