轻型门式刚结构课程设计计算书 - 大三课程设计完整版(4)

2019-08-30 23:20

3wex?Iex/(h/2)?3282.774cmiex?37.79cmiey?6.6cm

柱底5-5截面的腹板为均匀受压板件,故截面边缘正应力比值:β?σmin?1.0 σmax参数 kσ??(1?β)16?0.112(1?β)220.5??(1?β)?4,

因为σmax?N11728022 ??12.78N/mm?f?215N/mmAn91802故取rRσmax?1.1?12.78?14.05N/mm代替下式中的fy,即参数

λp?hw/tw28.1kσfy235?530/614.05??0.38<0.8, 取ρ?1.0。故柱底腹板全截面有效。

23528.1?4(2)梁腹板的有效截面

梁1-1截面腹板为非均匀受压构件,其最大与最小应力为:

σmaxσmin183.17NMXy96.16?103574.4?106?440N/mm2 ?????8.84?174.33??165.49AIx10880144972.26?104腹板受压区高度:hc?183.17?880?462.31mm

183.17?165.49截面边缘正应力比值:β?σmin16??0.9 得参数:kσ?σmax(1?β)2?0.112(1?β)2??0.5?(1?β)?21.51

22因为 σmax?183.17N/mm ?f?215N/mm故取 rRσmax?1.1?183.17?201.487N/mm2代替下式中的fy,则参数:

λp?hw/tw28.1kσfy235?880/6201.487??1.04?0.8,且?1.2,

23528.1?21.51。 ρ?1?0.9( λp?0.8)?1?0.9(1.04?0.8)?0.7821腹板有效截面分布如下图:

- 16 -

则腹板截面有效截面为:截面有效宽度为:he?ρhc?0.7821,其有效宽度he的?462.31?282.82mm分布为:

he1?0.4he?113.128mmhe2?0.6he?169.692mm,梁的有效截面特性计算如下:

2,Iex?Ix?I'?104121.567Ae?A?(462.31?282.82)?6?9803.06mmcm4,3wex?Iex/(h/2)?3262.567cmiex?36.7cmiey?5.98cm

梁2-2截面的腹板为非均匀受压板件,其最大与最小应力为:

σmaxσmin136.25NMXy83.7?10391.78?106?217N/mm2 ?????16.21?120.04??103.83AIx516416591.98?104腹板受压区高度:hc?136.25?434?246.3mm

136.25?103.83截面边缘正应力比值:β?σmin?103.83???0.762 得参数: σmax136.2520.5kσ??(1?β)16?0.112(1?β)22??(1?β)?18.30

2因为 σmax?136.25N/mm?f?215N/mm

故取 rRσmax?1.1?136.25?149.875N/mm2代替下式中的fy,则参数:

- 17 -

λp?hw/tw28.1kσfy235?434/6149.875??0.659?0.8,故取ρ?1.0,

23528.1?9.74梁3-3截面腹板为非均匀受压板件,其最大与最小应力为:

σmaxσmin141.97NMXy85.3?103110.5?106?484/2N/mm2 ?????15.61?126.36??110.75AIx546421162.45?104腹板受压区高度:hc?141.97?484?271.89mm

141.97?110.75截面边缘正应力比值:β?σmin??0.780 得参数 σmax20.5kσ??(1?β)16?0.112(1?β)2??(1?β)?18.71

22因为 σmax?141.97N/mm ?f?215N/mm故取 rRσmax?1.1?141.97?156.167N/mm2代替下式中的fy,则参数:

h/tλp?ww28.1kσfy235?484/6156.167??0.541?0.8,故取ρ?1.0,

23528.1?18.71即 3-3截面梁腹板全截面有效。

(3)、钢架梁的验算:

1、抗剪承载力的验算

梁仅设有支座加劲肋,没有设置中间横向加劲肋,故取kτ?5.34,计算高度取锲形腹板的平均高度

hw?(880?434)/2?657

参数λw?hw/tw37kτ?235fy?657/6?1.28?0.8,且?1.4,得腹板屈曲后抗剪强度设计值为

37?5.342,梁的抗剪承载力设计值为:fv??1?0.64(λw?0.8)??fv?86.6N/mm',梁的截面最大剪力Vmax?100.32kN?Vd,满足要求。 Vd?hwtwfv'?657?6?86.6?341.38kN2、在剪力V、弯矩M和轴压力N共同作用下的强度验算 1-1 截面验算

N?96.16kN,V?100.32kN M?574.4kN.m,。

Me?wef?3221600?215?692644000N.mm,由于

,满足要求。 V?0.5V则由Me?Me?NWe/Ae?661043kN.m?M?574.4kN.md?170.69kN,2-2截面验算:

N N?83.7kN, V?48.24kN M?91.78kN.m,。

- 18 -

Me?wef?737420,由于?215?158.55kN.m,满足要求。 Me?Me?NWe/Ae?146.59kN.m?M?91.78kN.m3-3截面验算:

M?110.5kN.m, N?85.3KN,V?-16.78kN.mNMe?wef?846490?215?181.955kN.m,由于

,满足要求。 Me?Me?NWe/Ae?168.78kN.m?M?110.5kN.mN(4)、钢架柱的验算:

1、抗剪承载力的验算

柱仅设有支座加劲肋,没有设置中间横向加劲肋,故取kτ?5.34,计算高度取楔形腹板的平均高度

hw?(530?930)/2?730

参数λw?hw/tw37kτ?235fy?730/6?1.42?1.4,得腹板屈曲后抗剪强度设计值为

37?5.342,柱的抗剪承载力设计值为:fv?(1?0.275?w)?fv?76.188N/mm',柱的截面最大剪力Vmax?85.82kN?Vd,满足要求。 Vd?hwtwfv'?730?6?76.188?333.701kN2、在剪力V、弯矩M和轴压力N共同作用下的强度验算 V?85.82kN ?0.5Vd?166.850kNMe?wef?3637110?215?781978650N.mm,

,满足要求。 则由Me?Me?NWe/Ae?753.42kN.m?M?574.4kN.m3、平面内整体稳定验算:

Nπ2EAeN0βmxM1'??f和NEx0? 由式计算变截面柱在钢架平面内的稳定性,计算时

1.1λ2?xrAe0(1?N0?)Wxye1'NEx0除弯矩值及相应的截面模量按大头计算外,公式中其余各项包括轴力值均按小计算。 查得计算长度为1352mm;,按小头计算的长细比为:

λ?1352?57.26mm,查《钢结构设计规范》稳定系数表得?xy?0.822,有侧移钢架取βmax?1.0。 23.61'NEx0π2EAe0π2?206000?9180???5169.8kN 221.1λ1.1?57.26N0βmxM1117.28?1031.0?574.4?106????xrAe0(1?N0?)W0.822?9180(1-117.28?0.822)?3637.11?103, xye1'5169.8NEx02?176.469N/mm2?f?215N/mm - 19 -

满足要求

4、平面外整体稳定验算:

计算变截面柱在钢架平面外的稳定性,计算时除弯矩值及相应的截面模量按大头计算外,公式中其余各项包括轴力值均按小计算。 锲率 λ?d12?1.0?0.72?6.0, 受压翼缘面积 Af?300?10?3000mm d0受压翼缘与受压腹板1/3高度组成的截面绕y轴的回转半径为:

4500.77?104/2,平面外计算长度L取支撑点间距1500mm,则参数?s为: iy0??74.45mm3000?(430?6/3)μs?1?0.023γlh0/Af?1?0.023?0.72?1500?550/3000?1.275μw?1?0.00385γl/iy0?1?0.00385?0.72?74.45?1.012 λy0?μsl/iy0?1.275?1500/74.45?25.69

?br??λy0t02235μs44320A0h0??()?()?()2wxoμw4.4h0fyλy043209180?5501.275425.69?102235??()?()?() 2325.691861.41?101.0124.4?550235?28.24?0.6进入塑性阶段,要对取?br修正如下: ?br?1.07?'0.282?br?1.07?0.282?1.06 28.24λy?150?21.43,得?y?0.935, 7βt?1??1?NN2?0.75?()''NEx0NEx0109.42109.422?0.75?()?0.98

5169.85169.8N0βtM1117.28?1030.98?574.4?106????xrAe0?br'We10.935?91801.06?3637.11?103,满足要求.

22?159.67N/mm?f?215N/mm

五、位移验算

1、柱顶侧移的验算

计算钢架柱顶的侧移,柱顶侧移限值为h/60。

- 20 -


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