冷彎薄壁斜卷邊Z形鋼連續(xù)屋檁計算實例全套

冷彎薄壁斜卷邊Z形鋼連續(xù)屋檁計算實例全套一.設(shè)計資料

采用規(guī)范：《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB51022-2015《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002連續(xù)檁條的跨數(shù)為5跨，檁條間距為1m；各跨的參數(shù)如下：第1跨~第5跨：跨度6000mm，左右搭接長度分別為300mm和300mm，拉條1根采用截面Z-160*60*2*20-Q235，截面基本參數(shù)如下：A(cm^2)=6.192Ix(cm^4)=283.7ix(cm)=6.768Wx1(cm^3)=40.27Wx2(cm^3)=29.6Iy(cm^4)=23.42iy(cm)=1.945Wy1(cm^3)=8.018Wy2(cm^3)=9.554It(cm^4)=0.0826Iw(cm^6)=2559各跨的參數(shù)列表如下：第1跨6000300300Z-160*60*2*20-Q235第2跨6000300300Z-160*60*2*20-Q235第3跨6000300300Z-160*60*2*20-Q235第4跨6000300300Z-160*60*2*20-Q235第5跨6000300300Z-160*60*2*20-Q235支座處雙檁條的剛度折減系數(shù)為：0.5；支座處雙檁條的彎矩調(diào)幅系數(shù)：0.9；屋面的坡度角為5.71度；凈截面折減系數(shù)為0.98；屋面板能阻止檁條的側(cè)向失穩(wěn)；能構(gòu)造保證檁條下翼緣在風(fēng)吸力下的穩(wěn)定性；考慮活荷載不利布置；二.荷載組合及荷載標(biāo)準(zhǔn)值考慮恒載工況(D)、活載工況(L)、風(fēng)吸力工況(W1)、風(fēng)壓力工況(W2)；強度驗算時考慮以下荷載工況組合：1.3D+1.5L1.3D+1.5L+0.9W21.3D+1.05L+1.5W2D+1.5W1撓度驗算時考慮以下荷載工況組合：D+LD+W1D+W2恒載：面板自重:0.2kN/m^2自動考慮檁條自重；活載：屋面活載:0.5kN/m^2雪荷載:0.3kN/m左邊緣的寬度為：6000mm右邊緣的寬度為：6000mm風(fēng)載：基本風(fēng)壓:0.55kN/m^2體型系數(shù)（吸力）(-1.157)，體型系數(shù)（壓力）1，風(fēng)壓高度變化系數(shù)1陣風(fēng)系數(shù)為1；風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)1.5；邊緣風(fēng)吸力標(biāo)準(zhǔn)值W1：(-1.157)×1×1×1.5×0.55=(-0.6681)kN/m^2；中間風(fēng)吸力標(biāo)準(zhǔn)值W1：(-1.157)×1×1×1.5×0.55=(-0.6681)kN/m^2；邊緣風(fēng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值W2：1×1×1×1.5×0.55=0.5775kN/m^2；中間風(fēng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值W2：1×1×1×1.5×0.55=0.5775kN/m^2；三.驗算結(jié)果一覽整體驗算結(jié)果輸出受彎強度1.3D+1.05L+1.5W2196.465205通過y軸受剪強度1.3D+1.05L+1.5W228.7849120通過撓度D+L17.060840通過Y軸長細(xì)比-155.994200通過X軸長細(xì)比-89.8549200通過按跨驗算結(jié)果輸出第1跨196.46(205)28.78(120)-17.06(40)第2跨146.13(205)16.17(120)-5.89(40)第3跨134.67(205)22.28(120)-12.35(40)第4跨158.75(205)16.52(120)-6.21(40)第5跨190.59(205)26.58(120)-16.62(40)四.強度驗算1受彎強度驗算最不利工況為：1.3D+1.05L+1.5W2最不利截面位于第1跨，離開跨端2625mm繞x'軸彎矩：Mx'=5.568kN·m繞y'軸彎矩：My'=(-0.0243)kN·m計算當(dāng)前受力下有效截面：Wx'=30.854cm3Wy'=8.2403cm3毛截面應(yīng)力計算σ1=5.568/30.85×1000=180.5N/mm^2（上翼緣支承邊）σ2=5.568/30.85×1000+(-0.0243)/8.24×1000=177.5N/mm^2（上翼緣卷邊邊）σ3=-(5.568)/30.85×1000=(-180.5)N/mm^2（下翼緣支承邊）σ4=-(5.568)/30.85×1000-(-0.0243)/8.24×1000=(-177.5)N/mm^2（下翼緣卷邊邊）計算上翼緣板件受壓穩(wěn)定系數(shù)k支承邊應(yīng)力：σ1=180.457N/mm^2非支承邊應(yīng)力：σ2=177.508N/mm^2較大的應(yīng)力：σmax=180.457N/mm^2較小的應(yīng)力：σmin=177.508N/mm^2較大的應(yīng)力出現(xiàn)在支承邊壓應(yīng)力分布不均勻系數(shù)：ψ=σmin/σmax=177.508/180.457=0.983661部分加勁板件，較大應(yīng)力出現(xiàn)在支承邊，ψ≥-1時，k=5.89-11.59ψ+6.68ψ^2=5.89-11.59×0.983661+6.68×0.983661^2=0.952864計算下翼緣板件受壓穩(wěn)定系數(shù)k支承邊應(yīng)力：σ1=(-180.457)N/mm^2非支承邊應(yīng)力：σ2=(-177.508)N/mm^2全部受拉，不計算板件受壓穩(wěn)定系數(shù)計算腹板板件受壓穩(wěn)定系數(shù)k第一點應(yīng)力：σ1=(-180.457)N/mm^2第二點應(yīng)力：σ2=180.457N/mm^2較大的應(yīng)力：σmax=180.457N/mm^2較小的應(yīng)力：σmin=(-180.457)N/mm^2壓應(yīng)力分布不均勻系數(shù)：ψ=σmin/σmax=(-180.457)/180.457=(-1)加勁板件，0≥ψ≥-1時，k=7.8-6.29ψ+9.78ψ^2=7.8-6.29×(-1)+9.78×(-1)^2=23.87計算σ1構(gòu)件受彎上翼緣σ1=180.457N/mm^2下翼緣σ1=(-177.508)N/mm^2腹板σ1=180.457N/mm^2計算上翼緣板件有效寬度ξ=160/60×(0.952864/23.87)^0.5=0.532792ξ≦1.1，故k1=1/(0.532792)^0.5=1.37ψ=0.983661>0，故α=1.15-0.15×0.983661=1.00245Bc=60ρ=(205×1.37×0.952864/180.457)^0.5=1.21777B/t=60/2=30αρ=1.00245×1.21777=1.2207618αρ<B/t<38αρ，有效寬度Be=[(21.8×1.22076/30)^0.5-0.1]×60=50.5111故扣除寬度為Bd=60-50.5111=9.48894對部分加勁板件，較大壓應(yīng)力位于支承邊，故扣除板件的中心位于0.4×50.5111+9.48894/2=20.2044mm處計算下翼緣板件有效寬度全部受拉，全部板件有效。計算腹板板件有效寬度ξ=60/160×(23.87/0.95286)^0.5=1.8769ξ>1.1，故k1=0.11+0.93/(1.8769-0.05)^2=0.38865ψ=(-1)<0，故α=1.15Bc=160/[1-((-1))]=80ρ=(205×0.38865×23.87/180.46)^0.5=3.2463B/t=160/2=80αρ=1.15×3.2463=3.733318αρ<B/t<38αρ，有效寬度Be=[(21.8×3.7333/80)^0.5-0.1]×80=72.69故扣除寬度為Bd=80-72.69=7.3102對加勁板件，ψ<0同時較大壓應(yīng)力位于第二點，故扣除板件的中心位于160-80+0.6×72.69+7.3102/2=127.27mm處扣除失效板件，計算可知Wex'=28.918cm^3Ae=5.856cm^2考慮凈截面折減：Wenx'=0.98×28.92=28.34cm^3Aen=0.98×5.856=5.739cm^2Mx'/Wenx'=5.568/28.34×103=196.5N/mm^2196.5≤205，合格！2y軸受剪強度驗算最不利工況為：1.3D+1.05L+1.5W2最不利截面位于第1跨尾端y'向剪力：Vy'=5.987kN腹板平面內(nèi)剪力設(shè)計值Vy'max=Vy'=5.987kN3×Vy'max/(2h0×t)=3×Vy'max/[2(H-Tf1-Tf2-2×Rw)×t]=3×5987/[2×(160-2-2-2×0)×2]=28.78N/mm^22