《建筑钢结构设计》大作业
3．内力计算
Mx=0.084×62/8=0.378KN2m，My=0.850×62/8=3.825KN2m 4．强度计算
墙梁C160×60×20×2.5，平放，开口朝上
Wxmax=19.47cm3，Wmin=8.66cm3，Wy=36.02cm3，Iy=288.13cm4 参考屋面檩条的计算结果及工程实践经验， 取Wenx=0.9 Wx，Weny=0.9 Wy
在风吸力下拉条位置设在墙梁内侧，并在柱底设斜拉条。此时压型钢板与墙梁外侧牢固相连，可不验算墙梁的整体稳定性。 5．挠度计算
MxMy0.378?1063.825?106??????163.39N/mm2?f?205N/mm233WenxWeny0.9?8.66?100.9?36.02?1051.1?0.35?1.5?60004????16.41mm?[?]?l/200?30mm，满足要求。
384206?103?288.13?104（四）山墙抗风柱设计
1． 基本资料
本工程山墙墙板为自承重墙；抗风柱6274mm，间距采用6m，承受的荷载有自重、墙梁重量及山墙风荷载。抗风柱与基础铰接，按压弯构件设计。抗风柱视为支承于刚架横梁和基础的简支构件。该地区基本风压ω0=0.35KN/m2，地面粗糙度类别为B类，隅撑间距3.0m。抗风柱采用Q235钢。 2． 荷载计算
(1) 抗风柱选用焊接工字钢300×200×6×10，自重g1=44.6kg/m (2) 墙梁及其支撑构件重量取g2=7kg/m
(3) 风荷载：按CECS102:2002中的围护结构计算。 ωk=μsμzω0，μs=－1.0(+1.0)，ω0=1.05×0.35=0.368KN/m2 qz=1.2×(0.07×6×3+44.6×6.274×10-2)=4.87KN qy=1.4×1.0×1.0×0.368×6=3.091KN/m
墙梁自重对抗风柱的偏心力矩为1.2×0.07×6×3×0.23=0.35KN2m
华中科技大学土木工程与力学学院 26
《建筑钢结构设计》大作业
3． 内力计算
N=4.87KN，M=1/8×3.091×6.2742+0.35=15.56KN2m 4． 验算构件的局部稳定性
翼缘宽厚比b/t=96/10=9.6<13235/fy
?maxNMx4.87?10315.56?106min?A?24.622W??3? x56800634.1?10?24.45N/mm?max??min0????2.0，因1.6<α0<2.0，
maxl0=6274mm，?x= l0/ ix=48.5<[?]=150 故(48?2350?0.5??26.2)f?94.05?h0?280?46.7，满足要求。 ytw65． 强度验算
截面特性：A=56.8cm2，Ix=9511cm4，Wx=634.1cm3，ix=12.94cm， Iy=1334cm4，Wy=133.4cm3，iy=4.85cm
NMx?4.87?103?15.56?106??23.45N/mm2?f?215N/mm2A??634.1?103 nxWnx568001.056． 验算弯矩作用平面内的稳定性
?=48.5，b类截面，查表得?x=0.863
N'?2EA?2?206?103EX?1.1?2??56801.1?48.52?4463.1KN，?mx=1.0 N?mxMx4.87?1031.0?15.56?106????xA?W(1?0.8NN)0.863?568001.05?634.1?103?(1?0.8?4.87x1x')EX4463.1
=23.49N/mm2 7． 验算弯矩作用平面外的稳定性 考虑隅撑为抗风柱平面外的侧向支撑点 l0y=3000mm，?y= l0y/ iy=3000/48.5=61.9<[?]=150，b类截面，查表得?y=0.797 ?b?1.07??2y44000?fy235?0.983，?=1.0，?tx=1.0 华中科技大学土木工程与力学学院 27 《建筑钢结构设计》大作业 ?txMxN4.87?1031.0?1.0?15.56?106 ?????yA?bW1x0.797?568000.983?634.1?103 =35.07N/mm2 8． 挠度验算 抗风柱在水平风荷载作用下，可视为单跨简支梁按下式计算其水平挠度： 5?kl453.97?62744??????4.1mm?[?]?l/400?15.7mm 34384EIx384206?10?9511?109． 柱脚设计 因抗风柱承受的竖向荷载很小，故垫板尺寸按构造要求确定。采用 －400×300×20；锚栓采用2M20，平面布置如图。 （五）柱间支撑的设计 1． 柱间支撑的布置如图 2． 柱间支撑为斜杆，采用带张紧装置的十字 交叉圆钢支撑。直杆用檩条兼用，因檩条留有一定的应力裕量，根据经验及类似工程，不再作压弯杆件的刚度及承载力验算。 3． 柱间支撑荷载及内力 支撑计算简图如图。 作用于两侧山墙顶部节点的风荷载为（山墙高度取 7.2m）：取μs=0.8+0.5=1.3，ω1=1.3×1.0×0.35×21×7.35/2=35.11KN 图23.抗风柱柱脚节点华中科技大学土木工程与力学学院 28 《建筑钢结构设计》大作业 按一半山墙面作用风载的1/3考虑节点荷载标准值为： Fwk=1/3×1/2×35.11=5.85KN 节点荷载设计值Fw=1.4×5.85=8.19KN 斜杆拉力设计值N=8.19/cos43.9191°=11.37KN 4． 斜杆截面设计及强度验算 斜杆选用φ12圆钢，A=113.0mm 强度验算：N/A=11.37×10/113.0=100.6N/mm 3 2 2 FW52005400图25.柱间支撑计算简图 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。 （六）屋面支撑设计 1． 屋面支撑布置 檩条间距1.5m，水平支撑间距3m，如图。 2． 屋面支撑荷载及内力 屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢，支撑计算简图如图。 一侧山墙的风荷载体型系数μs=1.0， 节点荷载标准值Fwk=0.35×1.0×1.0×3.0×7.35/2=3.86KN； 节点荷载设计值Fw=3.86×1.4=5.40KN； 华中科技大学土木工程与力学学院 29 《建筑钢结构设计》大作业 斜杆拉力设计值N=2.5×5.40/cos29.0546°=15.44KN； 3．斜杆截面设计及强度验算 斜杆选用φ12圆钢，A=113.0mm2 强度验算：N/A=15.44×103/113.0=136.6N/mm2 但从构造上考虑采用φ16 华中科技大学土木工程与力学学院30