中南大学钢结构课程设计(3)

2019-05-24 16:05

ffw?160N/mm2,V?Vmax?247.5KNSl?200?16?358?1145600mm3hf?V?S11??1.84mmwIx1.4ff

hfmin?1.5tmax?1.5?4?6mm,hfmax?1.2tmin?1.2?12?14.4mmh取f?10mm。钢结构在焊接时焊条采用E43系列,焊接方法为手工焊。

主梁截面验算

?6 主梁自重标准值:q?7.85?9.8?14800?10?1.138kN/m

主梁自重设计值:1.2q?1.2?1.138?1.37kN/m

主梁(包括自重)所承受的最大弯矩与最大剪力按照近似计算:

11Mm'ax?Mma?xql2?510.4??1.37?82?517.71kN?m81211Vm'ax?Vma?xql?247.5??1.37?8?252.98kN22

(1)抗弯强度验算 考虑部分发展塑性变形 取

?x?1.05

??M?x?Wx517.71?106??205.69N/mm2?215N/mm2,61.05?2.397?10

所以抗弯强度满足要求

(2)抗剪强度验算

VSx252.98?103?1.88?10622????45N/mm?125N/mmIxt8.766?108?12

所以抗剪强度满足要求 (3)局部承压强度验算 跨中集中力:F?448.8kN

lz?a?5h?300?5?14?370mm 局部压应力:

F448.8?103?c???176.31N/mm2?215N/mm2twlz12?370

(4)折算应力验算

??12h??350?205.69?201.09Nmmh3680 ??VItSmax0x1w1252.98?103?11456002??27.52N/mm8.766?108?12

翼缘与腹板相接处计算折算应力:

?zs??1??c???c?3?1?201.092?176.312?201.09?176.31?3?27.522f?215Nd3222?195.81N/mm2?mm2满足 (5)焊缝强度验算:

?1VS1252.98?10?1145600???23.5N81.4hfIx1.4?10?8.776?10mm2?fwf?160Nmm2

整体稳定验算:

将次梁作为主梁的侧向支撑,则

lb1?4000235。 ?20?16?16,故需要验算整体稳定性200235其侧向的计算长度: l0y?4?0.7?2. 8m长细比:

?x?lioxx?4000?16.43

243.51?y?lioyy?2800?73.59

28.05?max = max(?x,?y) = 73.59 < [?] =150.00 长细比(即刚度)满足 。 对x轴,y轴均为b类截面

?fxy235?16.43235?16.43 235x?fyy235?73.59235?73.59 235查《钢结构基本原理》附表4-4,??0.982 ??y?0.729

?b为整体稳定的等效临界弯矩系数, 查规范GB50017-2003表B.1, 取?b?1.75

?y为梁在侧向支承点间对截面弱轴y-y的长细比, A为毛截面面积 A?14800mm h为梁截面的全高 h?732mm t1为受压翼缘厚度

2y?73.59

t1?16mm

?b为截面不对称系数,取?b=0

?b?1.75?432073.592?14800?732??1?6?2.397?10????73.59?16??4.4?732???0.2822??235?0??6.718?0.6 ?235???b应根据弹塑性方法来修正,欧拉临界力

?b'?min(1.0,1.07?25?b)?min?1.0,1.03??1.0

8Nex??2EA21.1?x???2.06?10?148001.1?16.432?1.01?10N

有端弯矩和横向荷载作用且使构件产生同向弯曲

?mx?1.0

?tx?0.85

在构件段内有弯矩和横向荷载作用且使构件产生异向弯曲又主梁简化模型轴力N?0 平面内整体稳定:

1.0?517.71?10mx??0?N1.05?2.397?106?(1?0.8?0)A?x?Wx(1?0.8)xNmax?M6Nex?205.70Nmm2?215Nmm2满足

平面外整体稳定:

?60.85?517.71??NMmax?0?1.0?10??txAy'?bWx1.0?2.397?106满足

2?183.58Nmm2?215Nmm局部稳定性验算: 翼缘:

bt?200?12235?5.875?15?15满足

2?16235700235?58.33?80?80满足 12235腹板:h0?tw刚度验算

以铰接验算刚度 计算知

q?1.138kNm F?G?Qkk?220?132?3kN52

??5ql4384EIx?Fl348EIx352?10?8000??5858384?2.06?10?8.776?1048?2.06?10?8.776?10满足

5?1.138?8000433?21.10mm?l8000??32mm250250可知,当为固结时刚度增大,挠度减少,满足。 D、 柱子部分

H型钢不需要验算局部稳定性,且据前面分析只需运算外围柱子,当1、3跨收到满活载时达到最大剪力弯矩

Mmax?517.71KN?m

Nmax?252.98KN

框架柱为焊接H型钢,截面尺寸为H600×300×12×18,楼层层高取3.5m。 柱子截面特征

:A?564?12?300?12?2?17568 mm

2114?300?6003??288?5643?1.094?109mm 1212114373??18??2??564??8.108? mm30010Iy121212Ix?Wx? ix?1.094?109300?3.647?106mm

3I1.094?109??249.54mm iy?A17568xI8.108?107??67.94mm A17568xl0???xix1750?7.01mm?????150

249.54l0???yiy1750?25.76mm?????150 67.94刚度满足。 强度验算:

NM252.98?103517.71?10622????149.50N/mm?215N/mmA?xW175681.05?3.647?106满足

弯矩作用在平面内:

?x?7.01,?x?0.966,?x?1.05,?mx?1.0

Nex?2EA?2?2.06?105?23550???6.61?108N221.1?x1.1?7.01252.98?1031.0?517.71?106??0.996?17568??252.98?103?N?1.05?3647000??1?0.8??xW??8?1?0.8N'??6.6?10???EX?N??bA?mxM?149.69N/mm2?215N/mm2满足

弯矩作用在平面外:

?y?25.76,?y?0.951,??1.0,?ex?1.057.52?b?1.07??y/44000?1.07??1.05544000?exMN252.98?1031.0?517.71?106????1.0??149.70N/mm2?215N/mm26?yA?bW0.951?175681.055?3.647?102满足

E.连接部分

(一).框架主梁短梁段与框架柱节点(焊缝连接),施加引弧板。 采用焊缝连接:Q255角焊接的的抗拉强度ffw?160N/mm2 Q235对接焊缝的抗拉强度ffw?215N/mm2

在剪力和轴力作用下,焊缝应力分布为矩形。其中剪应力由腹板承担,轴力则由所有焊缝承受。由主梁在各种不利荷载组合下的内力图可知,在连接处的最大内力为:

11'Mmax?Mmax?ql2?510.4??1.37?82?517.71kN?m81211'Vmax?Vmax?ql?247.5??1.37?8?252.98kN22


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