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1 門式框鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書 1:計(jì)算模型選取 取一榀剛架進(jìn)行分析,柱腳采用鉸接,剛架梁和柱采用等截面設(shè)計(jì)。廠房檐高 慮到檁條和梁截面自身高度,面坡度為 1: 18。 屋面自重: 彩色鋼板聚苯乙烯夾心版: kN/條支撐: 0.2 kN/總計(jì): 自重: kN/橫梁自重: 0.2 kN/面雪荷載: 0.4 kN/面活荷載: 0.3 kN/雪荷載不同時考慮) 柱自重: kN/載: 基本風(fēng)壓 kN/2 一:荷載的計(jì)算 ( 1)屋面荷載: 標(biāo)準(zhǔn)值: 1/ 8=kN/m 柱身恒載: 8=2 kN/m ( 2)屋面活載 屋面雪荷載大于屋面活荷載,取雪荷載 1/ 8=N/ 3)風(fēng)荷載 m 2kn/m 2kn/m 繪圖: 08012635 吳健 m 繪圖: 08012635 吳健 3 01 0 1 . 0k z 以 風(fēng) 左 吹 為 例 計(jì) 算 , 風(fēng) 右 吹 同 理 計(jì) 算 :根 據(jù) 公 式 計(jì) 算 :根 據(jù) 查 表 , 取 , 根 據(jù) 門 式 剛 架 的 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 ,取 下 圖 :(地面粗糙度 B 類) 風(fēng)載體形系數(shù)示意圖 迎風(fēng)面 側(cè)面 k=8=kN/m 屋頂 k=kN/8=m 背風(fēng)面 側(cè)面 k=kN/8=m 屋頂 k=kN/8= kN/m 荷載如下圖: m m m m 繪圖: 08012635 吳健 繪圖: 08012635 吳健 4 二:內(nèi)力計(jì)算: ( 1)截面形式及尺寸初選: 梁柱都采用焊接的 H 型鋼 梁的截面高度一般?。?1/305),故取梁截面高度為 500 暫取 250 8 10 柱采用 250 8 10 截面 截面名稱 長度()面積2()10 )mm10 )mm10 )mm10 )mm 250 8 10 6000 8840 373 149 26 21 206 54 梁 250 8 10 7500 8840 373 149 26 21 206 54 250 480 10 8 x y 繪圖: 08012635 吳健 5 108 8840 10106 108 135 106 10104 2)截面內(nèi)力: 根據(jù)各個計(jì)算簡圖,用 結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算,得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力圖如下: 恒 載 彎 矩 圖( k N m ) 軸 力 圖( k N )08012635 吳健 繪圖: 08012635 吳健 6 恒 載 剪 力 圖( k N ) 彎 矩 包 絡(luò) 圖( k N m )08012635 吳健 7 活 載 軸 力 包 絡(luò) 圖( k N )0. 剪 力 包 絡(luò) 圖( k N )08012635 吳健 繪圖: 08012635 吳健 8 左 風(fēng) 載 彎 矩 圖( k N m ) 4 . 9 0. 1 4 . 9 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求出 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩 3)內(nèi)力組合 由于恒載和活載關(guān)于結(jié)構(gòu)豎向?qū)ΨQ,因而風(fēng)荷載只要考慮一個方向作用,風(fēng)荷載只引起剪力不同,而剪力不起控制作用 繪圖: 08012635 吳健 9 按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行內(nèi)力分析,需要進(jìn)行以下可能的組合: 載效應(yīng) +載效應(yīng) 載效應(yīng) +載效應(yīng) 載效應(yīng) +活載效應(yīng) +風(fēng)載效應(yīng) 取四個控制截面:如下圖: 各情況作用下的截面內(nèi)力 截面 內(nèi)力 恒載 活載 左風(fēng) M 0 0 0 N M 8 0 M M 力組合值 10 截面 內(nèi)力 活 1 . 2 恒 + 1 . 4 0 . 8 5 ( 風(fēng) + 活 ) M 0 0 0 N M M 57 975 N M :梁柱截面驗(yàn)算 控制內(nèi)力組合項(xiàng)目有: , V(以最大正彎矩控制 ) , V(以最大負(fù)彎矩控制 ) , V(以最大軸力控制 ) , V(以最小軸力控制 ) 所以以上內(nèi)力組合值,各截面的控制內(nèi)力為: 1面的控制內(nèi)力為 M=0 m,N=13.3 面的控制內(nèi)力為 m, N=70.0 Q=面的控制內(nèi)力為 M=m,N=Q=面的控制內(nèi)力為 M=m, N=Q=11 A:剛架柱驗(yàn)算:取 2面內(nèi)力 平面內(nèi)長度計(jì)算系數(shù): 0=2+= 0=0=6 面 外考慮到蒙皮效應(yīng),按半跨計(jì)算即 M x = 4 m 2 1 X 1 04 8 02- 2 5 0 X 1 04 9 1H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0孔 d= 2 2 . 0M 20- 8 5 X 1 01 2 0孔 d= 2 2 . 0M 20:d=0d=0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0- 2 5 0 X 1 0491- 1 2 1 X 1 04802112210125 1251 5 0 X 2 07807d= 0 455539050 50125 1252 5 0 X 2 068071:d= 045H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0- 2 5 0 X 1 04 9 1- 1 2 1 X 1 04 8 0211221- 8 5 X 1 01 2 077- 8 5 X 1 01 2 055455539050501 2 51 2 51 - 119050089- 2 5 0 X 2 07 8 07- 8 5 X 1 01 2 077- 8 5 X 1 01 2 04555孔 d= 2 2 . 0M 20 455539050501 2 51 2 52 - 29050089- 2 5 0 X 2 06 8 071:4 m d= 2 2 . 0M 2045梁 1 左 (下 )端與柱 1 連接節(jié)點(diǎn) (1) :設(shè)計(jì)滿足 梁端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)彎矩 M ( kN*m ) : 梁端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)剪力 V ( : (剪力 V 取 梁腹板凈截面抗剪承載力設(shè)計(jì)值的 1/2) 工字形梁與工字形柱 (0度 )剛接連接 連接類型為 :一 柱邊剛接,單連接板 高強(qiáng)螺栓連接(翼緣用對接焊縫,對接焊縫質(zhì)量級別 :2級,腹板用高強(qiáng)螺栓) 梁翼緣塑性截面模量 /全截面塑性截面模量 : 算法:翼緣承擔(dān)全部彎矩,腹板只承擔(dān)剪力 梁端部連接驗(yàn)算: 鋼材信息:梁采用 拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f= 310N/剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 180N/圖: 08012635 吳健 16 角焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 200N/腹板凈截面最大正應(yīng)力 足剪力要求 端板厚確定 第一排螺栓端板厚: t 205400 100086 =二排螺栓板厚:t20597)( 6868240097100035. 3397686)(26 w be f e w N t=用板厚 t=16板腹部采用加筋肋,加強(qiáng)腹板強(qiáng)度 繪圖: 08012635 吳健 18 ( 3)柱腳設(shè)計(jì): 柱腳節(jié)點(diǎn)見下圖: 1 1 8 1 1 82 7 0 2 7 014514555- 1 0- 2 9 0 X 2 05 4 0孔 d= 2 5 . 0M 2024 5 孔 d= 2 2 . 0M 20- 8 0 X 2 080- 1 024 5 4010510540設(shè)計(jì)內(nèi)力采用: N=栓受拉) ,Q=13.3 礎(chǔ)采用 凝土 基礎(chǔ)混凝土抗壓承載力 栓采用 4 栓孔取 r=25局部受壓提高系數(shù) = 栓孔面積為 ( 252) =7850要底板面積為 A=+105圖: 08012635 吳健 19 取地板面積為 54029
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