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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))
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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。
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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:
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