輕型門式剛架(手算)計算說明書分解

1設計資料南京的某廠房采用單跨雙坡門式剛架。長度90m，柱距6m，跨度15m。門式剛架檐m選用Q345鋼，焊條采用E43型?；A混凝土C25。屋面材料：夾芯板墻面材料：夾芯板壓0.25kN/m。0.25kN/m。0.65kN/m基本風壓0.4kN/m不考慮地震作用，屋面恒載0.25kN/m活載0.5kN/m經(jīng)過驗算可以選擇檁條為C160×60×20×3.02.梁柱界面選擇及截面特性截面簡圖水平間距1.5m截面特性2-2(3-3)剖面 (1)荷載取值計算屋面自重(標準值，沿坡向)：檁條及支撐剛架橫梁總計屋面雪荷載(標準值)屋面均布活荷載(標準值)柱及墻梁自重(標準值)風載基本風壓w0=0.4kN/m，地面粗糙度為架風載體型系數(shù)如下：0.25kN/m0.15kN/m0.10kN/m0.50kN/m0.65kN/m0.50kN/m0.55kN/mB類，按封閉建筑選取中間區(qū)單元，剛 (2)分項荷載作用計算1)屋面永久荷載作用標準值為2)屋面可變荷載作用1×6=3.01kN/m標準值為3)柱及墻梁自重標準值為0.65××6=3.92kN/mcosα0.55×6=3.3kN/m4)風載墻面風荷載變化系數(shù)按柱頂標高計算取為1.0，則W=1.0×0.4=0.4kN/m墻面風雅標準值為qB=0.4×(+0.25)×6=+0.6kN/mqw=0.4×(-0.55)×6=-1.32kN/mDE屋面負風壓標準值為qC=0.4×(-1.00)×6=-2.4kN/mqw=0.4×(-0.65)×6=-1.56kN/m4.剛架內力計算及組合 (1)剛架內力計算1A=θ+Ψ2αA=θ+Ψ2α+2Ψ(α+β)+α21=10.217C=α+β(1+Ψ)+α21=6.115a=15667.3×7.537=0.7534Ψ=f=0.75=0.125I0h26132.66h6.0對于橫梁23有l(wèi)V=h=lt=(t=()3=(max12有t=(t=(查表可以得到α=3.888α=1.80432θ=α+α+2β=8.92623233223ββ23323223ΦB23323223Φ32232323Φ2323Φ23故計算出內力圖如下屋面恒載作用下lα=0.3071屋面活載作用下風荷載作用下 (2)剛加內力組合剛架梁內力組合表鋼架柱內力組合表tttt5.剛架梁柱截面驗算 (1)構件寬厚比驗算1)梁翼緣1)梁翼緣=10.08<15ft12y2)柱翼緣2)柱翼緣=8.64<15ft14y3)梁腹板ffh(滿足要求)(滿足要求)wwf(滿足要求)8ywy4)柱腹板h272235h(滿足要求)對柱底5--5截面tw=8(滿足要求)對柱底5--5截面wyfhfh(滿足要求)對柱頂4—4截面w(滿足要求)對柱頂4—4截面wy1 (2)有效截面特性1)柱有效截面特性翼緣柱受壓翼緣為一邊支承、一邊自由的均勻受壓板件，當其自由外伸寬厚比不超過規(guī)范所規(guī)定的允許寬厚比時，柱受壓翼緣全截面有效。因此查得ζ=5N/mm2則t14t]=100ξξσ155(滿足要求)腹板柱腹板為兩邊支承非均勻受壓板件，其有效寬度按規(guī)范計算。柱頂4—4截面腹板最大、最小應力為2x腹板受壓區(qū)高度為σ1=39.598N/mm2<f=310N/mm2故取fy=γRσ1=1.1×39.598=43.558N/mm2σ2kσ=16=17.954[(1+β)2+0.112(1-β)2]0.5+(1+β)λp=hwtwfy=8228×43.558=0.372<0.828.1k23528.1×17.954235σ有效1σσn故取fy=γRσ1=1.1×10.027=11.03N/mm2σ則2kσ=16=4[(1+β)2+0.112(1-β)2]0.5+(1+β)λp=hwtwfy=2728×11.03=0.131<0.828.1k23528.1×4235σ有效2)梁有效截面特性粱受壓翼緣為一邊支承、一邊自由的均勻受壓板件，當其自由外伸寬厚比不超過規(guī)范所規(guī)定的允許寬厚比時，柱受壓翼緣全截面有效。因此xnx==10.08<[==10.08<[]=100t12t求)2--2截面ξξσ155(滿足要xnxtt12t]=100ξξσ155(滿足要求)腹板柱腹板為兩邊支承非均勻受壓板件，其有效寬度按規(guī)范計算。1—1截面腹板最大、最小應力為2x腹板受壓區(qū)高度為σ1=44.236N/mm2<f=310N/mm2故取fy=γRσ1=1.1×44.236=48.66N/mm22kσ=16=21.324[(1+β)2+0.112(1-β)2]0.5+(1+β)λp=hwtwfy=7768×48.66=0.34<0.828.1k23528.1×21.324235σ有效3--3截面腹板最大、最小應力為2x腹板受壓區(qū)高度為σ1=78.098N/mm2<f=310N/mm2故取fy=γRσ1=1.1×478.098=85.908N/mm22kσ=16=222.4[(1+β)2+0.112(1-β)2]0.5+(1+β)yb=hwtwfy=3768×85.908=0.ST寸<0.828.1k23528.1×22.4235σbT彰鳥與環(huán) (3)剛第券的評算T)折勛型彰和評算hwtw=776/8=T.3下2>0.8目<T.寸yvvvS)命勛壓并同作用上的蹈眨評算eeeee況S--S彰鳥e1eeeekN.m>M=34.249kN.m3--3截面M=105.15kN.mN=22.091kNV=2.223kNeeeeekN.m>M=105.15kN.m3)平面外的整體穩(wěn)定驗算235斜梁不需計算整體穩(wěn)定性的側向支承點間最大長度，可取斜梁受壓翼緣寬度的16f倍，y00mm，滿足上述要求，剛架斜梁不需要計算整體穩(wěn)定性。 (4)剛架柱的驗算1)抗剪承載力驗算xkNkhλ=wtw=272/8=0.482<0.8yf'=f=180kN/mm2vvVd=hwtwf'=272×8×180=391.68kNvVmax<Vd2)彎剪壓共同作用下的強度驗算1WAeeeekN.m>M=134.034kN.m3)平面內整體穩(wěn)定驗算cc1b0h=(6000-200)mm=5800mms=7.537mK1=I/h=274.734，K2=I/(2ψs)=34.672cb0則查表可得μ=0.752r12K/K12故I/I=0.098c0c1l=μh=0.752×6000=4512mmrxmx0xN (滿足要求)4)平面外整體穩(wěn)定性驗算2AAfi=iy01tN'N'tN'N'sAf=bγuw4.4h0fyλ20yx0bγ4400023544000235yyNExEx0N06.位移計算 (1)柱頂水平位移的驗算梁柱平均慣性矩為b2b07.3527.35H=0.67W=0.67×(0.6+1.32)×5800=7.461kNc1求) (2)兩跨中最大撓度的驗算由結構力學的方法求得跨中最大撓度滿足規(guī)范要求。7.節(jié)點設計 (1)梁柱節(jié)點設計節(jié)點形式如下1)連接螺栓計算采用10.9級，M24摩擦型高強度螺栓，預拉力P=225kN，抗滑移系數(shù)查表得μ=0.35.這i對第2排螺栓有對第3排螺栓有1對第4排螺栓有對第5排螺栓有對第6排螺栓有788所有螺栓受剪承載力設計值為實際剪力V=65.69kN<Nv=771.87kN(滿足要求)2)端板計算第一排螺栓位置端板厚度為t≥ft=第二排螺栓位置端板厚度為wffw第三排螺栓位置端板厚度為w故可取端板厚度為t=16mm3)節(jié)點域剪應力驗算1bcc4)端板螺栓處腹板強度驗算 (滿足