钢结构厂房毕业设计电子版计算书
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目录
第1章 前言 .............................................................. 1 1.1 国内外钢结构建筑的现状和发展前景 .................................... 1 1.2 门式刚架特点及适用范围 ................................................ 1 1.3 本文所做工作 .......................................................... 2 第2章 设计资料 ........................................................... 3 2.1、工程概况 ............................................................. 3 2.2设计原始资料 .......................................................... 3 2.3 毕业设计应完成的主要内容和要求 ........................................ 3 2.4 本毕业设计课题成果的要求 .............................................. 4 2.5 主要参考文献 ......................................................... 5 第3章 建筑设计 ........................................................... 7 3.1 建筑平面设计 .......................................................... 7 3.1.1厂房平面形式的选择 .................................................. 7 3.1.2 柱网的选择 .......................................................... 7 3.1.3 辅助构件的定位 ...................................................... 7 3.2 剖面设计 .............................................................. 7 3.2.1 厂房高度的确定 ...................................................... 7 3.2.2 采光设计 ............................................................ 8 3.2.3 通风设计 ............................................................ 8 3.2.4 厂房的保温,隔热设计 ................................................ 8 3.3 定位轴线的确定 ........................................................ 9
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3.4 建筑立面设计 .......................................................... 9 第4章 檩条设计 .......................................................... 10 4.1 荷载标准值 ........................................................... 10 4.2 内力计算 ............................................................. 10 4.3 截面选择 ............................................................. 11 4.4 强度验算 ............................................................. 11 4.5 稳定性验算 ........................................................... 12 4.6 挠度计算 ............................................................. 13 4.7 构造要求 ............................................................. 13 第5章 吊车梁设计 ....................................................... 14 5.1 吊车荷载计算 ......................................................... 14 5.2 内力计算 ............................................................. 14 5.3 截面选择 ............................................................. 14 5.4 截面特性 ............................................................. 15 5.5 强度验算 ............................................................. 15 5.6 稳定验算 ............................................................. 16 5.7 挠度计算 ............................................................. 16 第6章 刚架设计 .......................................................... 17 6.1 荷载计算 ............................................................. 17 6.1.5 吊车荷载 ........................................................... 18 6.2 各部分作用荷载 ....................................................... 18 6.3 刚架内力计算 ......................................................... 19 第7章 构件验算 .......................................................... 32 7.1 构件宽厚比的验算 ..................................................... 32
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7.2 有效截面特性 ......................................................... 33 7.3 刚架柱的验算 ......................................................... 34 7.4 刚架梁的验算 ......................................................... 36 7.5 位移计算 ............................................................. 36 第8章 节点设计 .......................................................... 39 8.1 梁柱节点设计 ......................................................... 39 8.2 梁梁节点设计 ......................................................... 40 8.3 牛腿节点 ............................................................. 41 第9章 墙梁设计 .......................................................... 43 9.1 荷载计算 ............................................................. 43 9.2 内力分析 ............................................................. 43 9.3 截面验算 ............................................................. 43 9.4 横向墙梁设计 ......................................................... 45 第10章 砖墙下基础梁的设计 ............................................... 46 10.1 纵向砖墙下基础梁的设计 .............................................. 46 第11章 抗风柱设计 ....................................................... 48 11.1 荷载计算 ............................................................ 48 11.3 内力分析 ............................................................ 48 11.4 构件强度验算 ........................................................ 48 11.5 稳定性验算 .......................................................... 48 11.6 抗风柱柱脚计算 ...................................................... 49 11.7 抗风柱基础设计 ...................................................... 51 第12章 基础短柱设计 .................................................... 54 12.1 抗风柱短柱 .......................................................... 54
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12.2 刚架柱短柱 .......................................................... 54 第13章 基础设计 ......................................................... 56 13.5 柱基础底板配筋计算 .................................................. 58 第14章 柱脚设计 ........................................................ 60 14.1 设计资料 ............................................................ 60 14.3 锚栓、底板混凝土局部受压、底板下后浇层抗剪承载力计算 ................ 61 14.4 柱脚底板厚度计算 .................................................... 62 14.5 柱与底板的连接焊缝计算 .............................................. 63 14.6 支承加劲肋计算 ...................................................... 63 第15章 结论 ............................................................. 65 致谢 ..................................................................... 66 参考文献 ................................................................. 67
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第1章 前言
1.1 国内外钢结构建筑的现状和发展前景
轻型钢结构是近十年来发展最快的领域,美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上,日本的轻钢住宅已占住宅建筑的25%。轻型钢结构专用设计软件可在短时间内完成设计、绘图、工程量统计及工程报价,在制作上也实现了高度的标准化及工厂化。钢结构工业化、商品化程度高,施工速度快,综合效益高,市场需求量大,已成为工程各界的共识。我国的轻钢结构发展较晚,特别是门式轻型钢结构在我国的应用发展大约始于20世纪80年代初期。今二十年来特别特别是中国工程建设标准化协会编制的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》于1998年颁布实施后,其应用得到迅速发展。钢结构作为一种绿色环保建筑,已被建设部列为重点推广项目。特别是在我国大中城市中,人多、土地资源少,而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下,较大范围应用钢结构,是我国生产力发展到一定阶段的必然产物。目前,我国钢材产量已居世界首位,而且国家也在逐步调整政策鼓励发展钢结构,我国大力发展钢结构的条件已经成熟,正步入钢结构发展的黄金时期。
1.2 门式刚架特点及适用范围
1.2.1 门式刚架结构有以下特点
采用轻型屋面,不仅可减少梁柱截面尺寸,基础也相应减小;在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面,为长坡面排水创造了条件。设中间柱可减少横梁的跨度,从而降低造价。中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱,占空间小;刚架的侧向刚度籍檩条的隅撑保证,省去纵向刚性构件,并减小翼缘宽度;刚架可采用变截面,截面与弯矩成正比;变截面时根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度,做到材尽其用;刚架的腹板可按有效宽度设计,即允许部分腹板失稳,并可利用其屈曲后强度,故腹板高度比可比《钢结构设计规范》(GB50017-2003)规定为大,即可减少腹板厚度;竖向荷载通常是设计的控制荷载,但当风荷载较大或房屋较高时,风荷载的作用不应忽视。在轻屋面门式刚架中,地震作用一般不起控制作用;支撑可做得较轻便,将其直接或用水平节点连接在腹板上,可采用张紧的圆钢;构构件可全部在工厂制作,工业化程度高。构件单元可根据运输条件划分,单元之间在现场用螺栓连接,安装方便快捷,土建施工量小。
1.2.2 适用范围
门式刚架通常用于跨度为9-36m,柱距为6m,柱高为11.4m,设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑(超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑)。设置桥式吊车时起重量不宜大于20t、属于中、轻级工作制的吊车(柱距6m 时不宜大于30t);设置悬挂吊车时起重量不宜大于3t。
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1.3 本文所做工作
目前国内对轻钢门架结构的设计经验还不够丰富,有吊车荷载作用下的门式刚架结构的设计资料及经验还较为缺乏,本文通过研究门式轻钢工业厂房建筑设计和结构设计理论,探讨了带吊车轻钢厂房的主要设计思路和设计方法。在学习知识的同时,能够系统地进行钢结构工程的设计,独立分析与解决实际问题的能力,培养创新精神,提高能力,增强素质,以便毕业后能够在房屋建筑、地下建筑、隧道、矿井等,方向并能从事钢结构工程设计、研究、施工、管理、投资、技术开发等工作。同时相应的巩固、加深已学过的基础和专业知识,提高综合运用基础和专业知识的能力,熟悉土木工程专业钢结构设计的程序和方法、了解我国有关土木工程建筑的方针和政策,了解工程建设的基本程序,熟悉土木工程专业的有关规范和标准,学习调查研究的方法,深入实际了解已有的设计所存在的问题,在设计中克服这些不足,改进设计方案,了解工程中的常用做法,增强工程意识,提高工程实践能力。设计完成后,进行各个不同情况的用钢量计算和比较,得出相关结论。
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第2章 设计资料
2.1 工程概况
(一)工程名称:某机械厂钢结构厂房设计(A)。
(二)建设地点:拟建建筑物位于石家庄市郊,室外地坪设计标高为40m。 (三)建设规模:总建筑面积2200平方米,内设20/5t桥式吊车一部。 (四)结构形式:单跨全钢轻型门式刚架结构。
2.2设计原始资料
(一)气象条件
1. 年平均最低温度5°C。
2. 常年主导风向:东北-西南风;基本风压0.35 kN/m2,基本雪压0.3kN/m2。 3. 最大冻土深度:0.56m。 (二)工程地质条件
1. 建筑场地持力层属粉质粘土,地基承载力特征值125 kN/m2。
2. 稳定地下水埋深约11.5m,属潜水类型,该场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性,场地水位以上土质对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。
3. 抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度值为0.1g,场地类别为Ⅲ类。 4. 地基处理及基础方案:根据场地岩土工程条件和建筑物荷载特点,建议本工程采用天然地基,基础形式采用柱下独立基础。
2.3 毕业设计应完成的主要内容和要求
(一)建筑设计部分
在分析、研究所给设计任务特点的基础上,结合其实际功能,完成建筑施工图设计,绘制建筑物的平面图、立面图、剖面图和其它节点构造详图。要求合理确定平面柱网尺寸、檐高;满足室内采光、通风要求;立面设计风格大方。
(二)结构设计部分
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根据建筑设计方案及原始资料,选择合理的结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件截面,设计连接节点,绘制结构施工图。结构内力分析及构件设计:根据现行国家设计规范,计算结构荷载及地震作用;手算完成结构的内力分析,进行刚架的内力组合,完成构件截面及连接节点设计;同时,采用工程设计软件计算结构内力及结构构件,并与手算结果进行对比分析。
结构设计说明书包括:结构设计方案论证(柱网布置、支撑设置、刚架主尺寸以及材料选择等);主要承重结构的内力计算及设计;刚架、吊车梁、墙梁、檩条、抗风柱等设计。
2.4 本毕业设计课题成果的要求
(一)设计说明
应完整地说明设计方案、设计依据、设计步骤及过程;论述充分,条理清晰,叙述准确,简明扼要;一律采用word文档格式,A4纸打印。
设计说明书应包括下列内容:封面,毕业设计任务书,中英文摘要和关键词,正文目录,正文,参考文献或资料,附录或后记。建筑设计和结构设计的说明书应合在一起装订成册。
(二)图纸
采用CAD绘制全套建筑和结构施工图,图纸统一晒制蓝图,按规范装订。设计图纸应符合国家有关制图标准,正确体现设计意图;图面整洁,布置匀称,尺寸标注齐全,字体端正(手绘的图纸),线型规范。
1.建筑施工图包括以下内容:
建筑设计说明(包括建筑概况、工程做法、门窗表等) 平面图(比例1:100)
立面图(正立面、侧立面个一个,比例1:100) 剖面图(比例1:100)
其它部分构造详图(节点详图不少于5个,其中要求檐口和屋脊构造详图必做,所有图纸绘图比例自定。) 2.结构施工图包括以下内容:
结构设计说明(设计依据、钢结构有关说明)
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基础施工图(基础平面和基础详图) 刚架施工图(刚架详图、材料表)
结构布置图(钢柱平面布置、屋面结构、屋面檩条、墙梁布置等) 吊车梁施工图
其它部分连接节点图(如:牛腿、柱与屋架的连接等)
2.5 主要参考文献:
(一) 建筑设计部分
[1] 房屋建筑制图统一标准(GB/T5000-12001). 北京: 中国计划出版社, 2002. [2] 建筑制图标准(GB/T 50104-2001). 北京: 中国计划出版社, 2002. [3] 建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001). 北京: 中国计划出版社, 2002. [4] 建筑设计防火规范(GBJ 50016-2006). 北京: 中国计划出版社, 2006. [5] 工程做法(05J909). 北京: 中国建筑标准设计研究院, 2005.
[6] 同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编. 房屋建筑学. 北京: 中国建筑工业出版社, 2005. (二) 结构设计部分
[1] 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001). 北京: 中国计划出版社, 2002. [2] 建筑结构荷载规范(GB50009-2001). 北京: 中国计划出版社, 2006. [3] 钢结构设计规范(GB50017-2003). 北京: 中国计划出版社, 2003. [4] 建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002). 北京: 中国计划出版社, 2002. [5] 建筑抗震设计规范(GB50011-2001). 北京: 中国计划出版社, 2002. [6] 陈少蕃, 顾强. 钢结构(上册)第一版. 北京: 中国建筑工业出版社, 2003. [7] 陈少蕃. 钢结构(下册)第一版. 北京: 中国建筑工业出版社, 2003. [8] 钢结构计算手册(第三版). 北京: 中国建筑工业出版社, 2004.
[9] 工程做法(自重计算)(07G120). 北京: 中国建筑标准设计研究院, 2006. [10] 北方交通大学勘察设计研究院. 门式刚架轻型房屋钢结构(有吊车)附构件详图
(04SG518-3). 北京:中国建筑标准设计研究院, 2004.
[11] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102-2002). 北京: 中国计划出版社, 2003. [12] 冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002). 北京: 中国计划出版社, 2002.
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[13] 钢结构设计制图深度和表示方法(03G102). 北京: 中国建筑标准设计研究院, 2003. [14] 建筑钢结构焊接技术规程(JQJ81-2002). 北京: 中国建筑工业出版社, 2003. [15] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造图(01J925-1). 北京: 中国建筑标准设计
研究院, 2006.
[16] 龚思礼. 建筑抗震设计手册(第二版). 北京: 中国建筑工业出版社, 2002. [17] 梁兴文, 史庆轩. 土木工程专业毕业设计指导. 北京: 科学出版社, 2002. (三) 施工设计部分
[1] 建筑工程工程量清单计价规范(GB50500-2003).北京: 中国计划出版社, 2002. [2] 建筑工程项目管理规范(GB/T505326-2001).北京: 中国建筑工业出版社, 2002. [3] 工程网络计划技术规程(JGJ/T121-99).北京: 中国建筑工业出版社, 1999. [4] 钢结构工程施工质量验收标准(GB50205-2001).北京: 中国建筑工业出版社, 2001. [5] 建筑施工手册编写组编. 建筑施工手册. 北京: 中国建筑工业出版社, 2003. [6] 王士川,李慧民,胡长明编. 施工技术. 北京: 冶金工业出版社, 2001. [7] 赵仲琪主编. 建筑施工组织. 北京: 冶金工业出版社, 1993.
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第6章 刚架设计
6.1 荷载计算
6.1.1 屋面自重(标准值,沿坡向)
0.8mm厚压型钢板 0.30 KN/m2 檩条及支撑 0.10 KN/m2 刚架斜梁自重 0.15 KN/m2 ――――――――――――――――――――――――― ?=0.55 KN/m2 6.1.2 屋面活载(标准值)
屋面雪荷载(标准值)0.30KN/m2,等于屋面活荷载(标准值) 0.30KN/m2,又两者不同时考虑,取大值。
屋面活荷载 0.30 KN/m2 积灰荷载 0.30 KN/m2 ――――――――――――――――――――――――― ?=0.60 KN/m2 6.1.3 其它
轻质墙面(非砖墙部分)及柱自重 0.5KN/m2 吊车梁及轨道自重为 (836kg+43kg×6)×10=10.94KN 6.1.4 基本风压
w0=0.35KN/m2地面粗糙等级B级,按《门式刚架轻型钢结构技术规程》CECS102:2002,取封闭式建筑类型中间区风载体型系数),如下图:
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6.1.5 吊车荷载
最大轮压Pmax=199T,大轮轮距K4.1m,跨度LK22.5m,最大起重量20T,卷扬机小车重6.856T。
6.2 各部分作用荷载
6.2.1 屋面恒荷载 标准值:0.55×
12.0912×6=3.32KN/m设计值:3.32×1.2=3.980KN/m
6.2.2 屋面活荷载 标准值:0.6×
12.0912×6=3.6KN/m 设计值:3.6×1.4=5.08KN/m
6.2.3 轻质墙面及柱身恒载
标准值:0.5×6=3KN/m 设计值:3×1.2=3.6KN/m 吊车梁及轨道设计值:10.94×1.2=13.128 6.2.4 风载
风荷载高度变化系数?z按屋顶标高计算,取屋顶标高计算,取为1.000(由于高度小于10m), 风荷载标准值:(按《建筑结构荷载规范GB5009》规定值1.05采用)
柱子风压标准值为:
k=?s?zw0B×1.05=0.8×1.000×0.35×6×1.05=1.76KN/m qABqAB=1.76×1.4=2.47 KN/m
k=?s?zw0B×1.05=-0.5×1.000×0.35×6×1.05=-1.1KN/m qDEqDE=-1.1×1.4=-1.54 KN/m
屋面负风压标准值为:
k=?s?zw0B×1.05=-0.6×1.000×0.35×6×1.05=-1.323 KN/m qBCqBC=-1.323×1.4=-1.85 KN/m
k=?s?zw0B×1.05=-0.5×1.000×0.35×6×1.05=-1.1 KN/m qCDqCD=-1.1×1.4=-1.54 KN/m
6.2.5 吊车荷载
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根据《厂房建筑模数协调标准》的要求,中列相邻的吊车梁中心线按1500mm计算。边列柱处吊车梁中心线至柱轴线的距离按750mm考虑。
Pmax,k?199KN,Pmin,k=60KN978?5078?1900?1)?647.75KN
6000Dmax,k?Pmax,k?yi?199?1.4?(Dmin,k?Dmax,kPmin,k60?647.75??195.3KNPmax,k199
11Tk???Q?Q1?g??0.1?(20?6.856)?10?6.714KN,T?6.714?1.4?9.40KN
44Tmax=TK/Pmax×Dmax=9.40/199×647.75=30.6KN
6.3 刚架内力计算 根据结构力学知识,由对称性可知:
6.3.1各部分作用及荷载简图 (1)屋面恒载
(2)屋面活载:
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(3)风荷载:
(4)吊车横向荷载
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(5)吊车竖向荷载:
6.3.2截面内力
根据各个计算简图,用结构力学求解器计算,得结构在各种荷载作用阁下的内力
图如下:
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(1)屋面恒载作用:
恒载作用下的弯矩图
恒载作用下的剪力图
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恒载作用下的轴力图
(2)屋面活载作用下的内力图:
活载作用下的弯矩图
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活载作用下的剪力图
活载作用下的轴力图
(3)风荷载作用下的内力图
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风荷载作用下的弯矩图
风荷载作用下的剪力图
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风荷载作用下的轴力图
(4)吊车竖向荷载作用下的内力图:
吊车竖向荷载作用下的弯矩图
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吊车竖向荷载作用下的剪力图
吊车竖向荷载作用下的轴力图
(5)吊车横向荷载作用下的内力图:
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吊车横向荷载作用下的弯矩图
吊车横向荷载作用下的剪力图
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吊车横向荷载作用下的轴力图
各情况下控制界面内力 截内③?? 载 ②活载 ③水平吊车荷④竖向吊车荷载⑤竖向吊车荷载⑥风荷面 力 载 A B 载 1—N -101.93 -60.96 ±4.28 -641.11 -201.94 23.91 1 V -21.54 -26.17 ±30.6 -33.30 -33.30 34.74 M 89.88 111.50 ±5.48 -8.93 171.11 -141.09 2—N -76.01 -60.96 ±4.28 -641.11 -201.94 23.91 2 V -21.54 -26.17 ±30.6 -33.30 -33.30 16.96 M -65.20 -76.91 ±51.39 -248.68 77.84 45.06 3—N -47.76 -60.96 ±4.28 6.64 -6.64 23.91 29
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3 4—4 5—5 6—6 V M N V M N V M N V M -21.54 -27.30 44.72 -27.30 0 105.43 -27.30 -3.41 103.96 -26.17 -33.53 57.24 -33.53 0.16 135.71 -33.53 -4.19 133.98 ±0 ±0.53 ±4.25 ±0.53 ±4.25 ±3.64 ±0.53 ±4.25 ±0 -33.30 97.30 -32.22 -10.72 97.30 -32.22 -10.72 -23.11 -32.22 -10.72 -32.30 -33.30 -62.00 -33.86 2.46 -62.00 -33.86 2.46 -34.40 -33.86 2.46 -32.30 6.59 94.50 9.50 -22.91 94.50 9.50 -2.12 -46.09 9.50 -0.53 -47.23 -145.81 -189.81 ±51.39 -145.81 -186.81 ±51.39
由活荷载效应控制为主控制截面内力组合: (1)柱截面荷载组合 截面 1—1 内力 N V M 2—2 N V M 3—3 N V M V M (2)梁截面荷载组合 截面 4—4 内力 N V M 5—5 N V M 6—6 N V Vmax Vmin |M|max -69.4218 ①+0.9x{0.7x85.0085 ②+0.7x③-270.1846 +0.7x⑤} -48.09 ①+0.9x{0.7x2.7783 ②+0.7x③} 193.2205 -48.4239 ①+0.9x{0.7x-6.0497
Nmax ①+0.9x{0.7x③+0.6x⑥} ①+0.9x{0.7x③+0.6x⑥} ①+0.9x{0.7x③+0.7x④+0.6x⑥} -86.3222 16.4976 17.1438 -60.4022 6.8964 -8.4919 -27.969 -38.9604 -1.1053 -1.0187 78.4558 Nmin ①+0.9x{0.7x②+0.7x③+0.7x④} ①+0.9x{0.7x②+0.7x③+0.7x⑤} ①+0.9x{0.7x②+0.7x③+0.7x⑤} |M|max -264.8606 ①+0.9x{0.7x-39.7281 ②+0.7x③271.3767 +0.7x⑤} -238.9406 ①+0.9x{0.7x-39.7281 ②+0.7x③-32.2384 +0.7x④} -87.6516 ①+0.9x{0.7x-59.0061 ②+0.7x③-272.0746 +0.7x④} -1.8224 168.0184 -264.8606 -39.7281 271.3767 -515.6177 -39.7281 -237.946 -79.2852 -59.0061 -171.7156 -6.0497 188.3674 -69.4218 ①-42.4686 ①+0.9x{0.7x+0.9x{0.7x85.0085 25.595 ②③⑤} ④+0.6x⑥} -270.1846 -33.481 -69.4218 ①+0.9x{0.7x4.3281 ②③⑤} 171.5485 -48.2979 ①+0.9x{0.7x0.8173 -42.4686 ①+0.9x{0.7x-7.8984 ④+0.6x⑥} 65.9821 -63.5925 ①+0.9x{0.7x-13.0895 30
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M
③⑤} 83.611 ②+0.7x④142.5142 +0.6x⑥} ②} 188.3674 31
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第7章 构件验算
由于以上内力组合知柱底截面的内力值交大,的最不利内力组合值为M=272.07KN· m N=-515.62KN V=-59KN,以此内力值进行柱截面的设计,
对于钢架梁,支点截面1-1截面的内力较跨中2-2截面的内力值较大,故取1-1截面的内力值为最不利组合,M=-270.18KN N=-69.43KN V=-85.00KN,作为梁截面设计依据。
构件截面集合参数
根据(按GB706-88计算)选取热轧普通工字型钢?63c。
截面特性:630?180?17?22 A?179.79cm2 ?x?102339(h?b?tw?tf)cm4
Wx?3248.9cm3 Sx?1945.9cm3 ix?23.68cm
?y?1842.4cm4 Wy?204.7cm3 iy?3.20cm
7.1 构件宽厚比的验算
7.1.1 柱截面(?630?180?17?22(h?b?tw?t))
翼缘部分:b/t=180/22.0=8.18<15
235?15 满足要求。 235235腹板部分:hw =586=34.47<250=250 满足要求。
17tw2357.1.2 梁截面(?630?180?17?22(h?b?tw?t))
32
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验算同柱截面。
7.2 有效截面特性
7.2.1 柱有效截面特性 (1) 翼缘
柱受压翼缘为一边支承,一边自由的均匀受压板件,当其自由外伸宽厚比 不超过规范所规定的允许宽厚比时,柱受压翼缘全截面有效。因此: 边柱:
36NMX515.62?10272.07?10?1?A??XWNX?17979??108.43N/mm2 1.05?3248.9?103由??则
(2) 腹板
??1??2??0查得 ??5N?1mm2;
b?180?17?/2?5?b???3.7????100?100?21.47 t22?1108.43?t?柱腹板为两边支承非均匀受压构件,其有效宽度按规范计算: 腹板最大、最小应力为:
?1NMXy515.62?103272.07?106?293106.58?????28.68?77.90?N/mm2 ?2AIX17979102339?104?49.22?0?宽厚比按下公式计算:
?1??2106.58?49.22??1.46?1.6 ?1106.58h0235??16?0?0.5??25? twfy查表得:??2.24
???liy?2.24?11.4?107.8?1000.2368
?取100586235??16?1.46?0.5?100?25??98 17fy故取??1.0,即柱腹板全截面有效。
33
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7.2.2 梁有效截面特性 (1) 翼缘
梁受压翼缘为一边支承,一边自由的均匀受压板件,当其自由外伸宽厚比不超过规范所规定的允许宽厚比时,梁受压翼缘全截面有效。因此:
MX?69.42?10?270.18?106?3.86?79.2?83.06N?1?N??X2 3WNXA1.05?3248.9?10mm179793b?t?180?17?2252?3.7??b??100??100?24.5 满足要求。 ???183.06?t?檐口截面:(同上满足要求)。 (2) 腹板
梁腹板为两边支承非均匀受压构件,其有效宽度按规范计算: 腹板最大、最小应力为:
?1NMXy69.42?103270.18?106?29381.21?????3.86?77.35?N/mm2 ?2AIX17979102339?104?73.49?0?宽厚比按下公式计算:
?1??281.21?73.49??1.9?1.6 ?181.21h0235??48?0?0.5??26.2? twfy查表得:??2.24,??100
586235??48?1.9?0.5?100?26.2??115 17fy故取??1.0,即腹板全截面有效。 檐口截面:(同上满足要求)。
7.3 刚架柱的验算
7.3.1强度验算:
正应力按下式验算: ?x取1.0,5NMx??f A?xWx 34
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NMx515.62?103272.07?106????108.43N/mm2?f?215N/mm2 3A?xWx179791.05?3248.9?10 剪应力按下式验算:
??v?fv hwtwv59?103????5.92N/mm2?fv?125N/mm2
hwtw586?17 7.3.2平面内稳定: 按下式进行验算:
?mxMxN??f
N?xA?W(1?0.8)xxNEXl?12m 2IH11400?0.475 梁柱线刚度之比K0?0??1?Il2?12000柱高H=11.4m,半跨梁长
??K0?0.552?1.30 刚架柱的计算长度为H0??rH?14820mm
K0?0.134?x?H011740??77.2?????150 查表得 ?x?0.705 ix238.6?2EA03.142?206?17979NEX0???5.57?103KN 221.1?x1.1?77.2对于右侧移的钢架?mx?1,
?mxMxN515.62?1031.0?272.07?106????A0?(1?0.8N)W0.705?179791.05?3248.9?103?(1?0.8?515.62)x1x'3 Nex5.57?100?126.8N/mm2?215N/mm2满足要求。
7.3.3平面外整体稳定性验算
与横梁平面外稳定性验算类似,将墙梁看作柱平面外支撑点,H0l?4200mm
?y?H0l4200??119 查表得?y?0.442 iy32.0 35
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1192??1.07??0.748 ?t?1.0
44000'b?tMN515.62?1031.0?272.07?106 ???3?yAe0?bWe10.442?179790.748?3248.9?10=176.8N/mm2?215N/mm2 满足要求。
7.4 刚架梁的验算
7.4.1 强度验算
界面塑性发展系数?x?1.05
NMx69.42?103270.18?10622正应力:? ???83.06N/mm?215N/mm3An?xwx179791.05?3248.9?10v85?103剪应力:????8.53N/mm2?fv?125N/mm2
hwtw586?177.4.2 平面外稳定性验算
斜梁不需计算整体稳定性的侧向支撑点间最大长度,可取斜梁受压翼缘宽度的
16235倍,隅撑的间距为3000mm,满足上述要求,刚架斜梁不需要计算整体稳定性。 fy7.5 位移计算
7.5.1 柱顶水平位移的验算:
36
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