斜杆选用φ20圆钢,A?267mm
强度验算:N/A?76.7N/mm ?f? 205N/mm
刚度验算:张紧的圆钢不需要考虑长细比的要求。但从构造上考虑采用φ16。
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4、檩条设计(檩条尺寸如下)
已知荷载:屋面板及其檩条自重0.22kN/m,活荷载0.98kN/m,基本风压0.75kN/m,风荷载体形系数-1.4(吸力),建筑位置地面粗糙度为B类。
已知结构条件:檩条跨度l?9m,檩条间距为1.5m,两端简支,中间设两道拉条,屋面坡度1:10,檐口高度6m.
选用的截面和钢材:Q235钢,冷弯薄壁型钢卷槽形截面C500?100?25?2.5,钢材强度设计值
22。 f?215N/mm,fv?125N/mm222(1)檩条截面几何特性和相关数据
查得C500?100?25?2.5截面面积对A?18.5cm,对X轴惯性矩、回转半径、截面模量分别为
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43,对Y轴惯性矩、回转半径、截面模量分别为Ix?6249cm,ix?18.37cm,Wx?249.96cm433,形心距X0?2.03cm。 Iy?199.98cm,iy?3.28cm,Wymin?25.1cm,Wymax?98.25cm46截面扭转惯性矩和扇形惯性矩分别为It?0.3854cm,Iw?9593cm.
屋面坡度α?5.71。
(2)荷载组合
恒载标准值 qDk?0.22?1.5/cos5.7 10?14.52?9.8?10?3?0.474kN/m 活载标准值 qLk?0.98?1.5?1.47kN/m
风荷载标准值 qWk??1.4?1.0?0.75?1.05??1.102kN/m(方向垂直屋面向上,风荷载高度变化系数值为1.0)
因活荷载大于雪荷载,荷载组合中采用活荷载。 验算强度及稳定性时,考虑以下两种基本组合:
0工况L1;qx?(1.2?0.474?1.4?1.47)?sin5.71 ?0.261kN/m00 qy?(1.2?0.474?1.4?1.47)?cos5.71 ?2.614kN/m0 工况L2;qx?1.0?0.474 ?sin5.71?0.047kN/m0 qy?1.0?0.474 ?cos5.71?1.4?1.102??1.071kN/m (3)、檩条内力 工况L1:弯矩Mx? My?1?2.614?92?26.47kN?m 81?2.661?92?0.661kN?m 321?2.614?9?11.763kN 2支座最大剪力:Vymax?工况L2:弯矩Mx? My?1?1.071?92?10.844kN?m 81?0.047?92?0.119kN?m, 32工况L1时的计算简图和弯矩图如下图
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(4)、强度验算:
1)校核卷边刚度 卷边高厚比
a9,且符合b/t ?40时的a/t的最小值满足卷边的刚度要求,翼缘?10小于12,t可以作为部分加劲板件。
2)计算荷载组合L1下的有效截面模量
10、按毛截面计算最大弯矩截面(跨中截面)的应力分布
26.47?1062?105.9N/mm点1、2、3、4由Mx产生的弯曲应力:σ?(点1、2为压应力,点3、43249.96?10为拉应力)
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0.661?1062点1、4由My产生的弯曲应力:σ??26.33N/mm (拉应力) 325.1?100.661?1062点2、3由My产生的弯曲应力:σ??6.73N/mm( 压应力) 398.25?102σ1?105.9?26.33?79.57N/mm(压应力)2σ2?105.9?6.73?112.63N/mm(压应力)则各点应力为:
σ3?105.9?6.73?99.17N/mm(拉应力)2σ4?105.9?26.33?132.23N/mm(拉应力)2
20、计算翼缘及腹板的稳定系数
79.57?0.706 受压翼缘: 112.63k?5.89?11.59??6.68?2?1.037???99.17??0.88 腹板: 112.63k?7.8?6.29??9.78?2?20.91??30、计算翼缘及腹板的有效宽度
受压翼缘:ξ?ck5001.037????1.1 bkc10020.9111??0.948 ξ1.1 k1? ρ?205k?kc/σmax?205?0.948?1.037/112.63?1.34
??1.044 α?1.15?0.15 ???0.78?0,?bc?b?100mm。
18?1.044?1.34?2.5?62.95?b?100?38?1.044?1.34?2.5?132.9 be?(21.8?1.044?1.34 ?0.1)?bc?77.32mm100/2.5腹板:ξ?ck10020.91????0.898 bkc5001.03722 k1?0.11?0.93/(ξ?0.05)?0.11?0.93/(0.898?0.05)?1.403 ρ?205k?kc/σmax?205?1.403?20.91/112.63?7.307
α?1.15 hc?500?265.96mm
1?0.88- 29 -
18?1.15?7.307?2.5?378.14?h?500?38?1.15?7.307?2.5?798.3
则 he?(21.8?1.15?7.307。 ?0.1)?hc?227.94mm500/2.540、计算有效截面的截面特性
翼缘:
be1?0.4?77.32mm?30.93mm;be2?0.6?77.32mm?46.392mm
翼缘扣除部分宽度为 100-77.32=22.68mm. 腹板:
he1?0.4?227.94mm?91.176mm;be2?0.6?227.94mm?136.76mm
腹板扣除部分宽度为 265.96-227.94=38.02mm
左图所示为工况L1时的檩条的有效截面,截面空白处表示无效截面,X、Y轴为全截面的形心轴,
Xe、Ye为有效截面的形心轴。
从图中可以看出,有效截面是一个双轴不对称截面,其内力及应力计算均应对主轴进行。由于主轴计算较繁,为了简化计算并考虑到截面的无效部分所占比例较小,可假定主轴方向仍与原主轴平行。
根据图上所示的有效截面和上述假定,可计算得到的有效截面特性为:有效截面的面积Y轴的Ae?1698.25mm2;有效截面的的形心在X、坐标为(-0.82,,-18.9),单位为毫米(mm);对Xe轴的惯性矩Ixe?5572cm,相应的1和2点的截面模量Wxe1,2?207.2cm,3和4点的截面模量Wxe3,4?241.1cm;对Ye轴的惯性矩
334Iye?192.6cm4,相应的1和4点的截面模量,Wxe1,4?23.92cm32和3点的截面模量Wye2,3?98.88cm3。
3)截面强度验算
My26.47?1060.667?106Mx2 2点的压应力 ?2? ????134.5N/mm2?f?215N/mm33Wxe2Wye2207.2?1098.88?10My26.47?1060.667?106Mx224点的拉应力 ?4? ????137.7N/mm?f?215N/mm33Wxe4Wye4241.1?1023.92?10抗弯强度满足要求。
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