单层平面钢框架结构设计Word文档格式.docx
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EI2
EI3
97176
I3
72144
I2I3
带入数据得,X1=669.94kN
39.36kij■m
2.3轴心受压柱设计
(1)选用热轧H型钢Q235
计算长度loxloy359.45cm
=0.807
38.62cm2
设入=60(b类),查附表4.2,
3
AN669.9410
A2
f0.80721510
lox359.45
ixiy—5.99cm
60
选用HW175<
175X7.5X11
A51.43cm,ix7.53cm,iy4.37cm
669.94103
0.67351.43102
因为选用热轧型钢,局部稳定与强度可不验算
2.4受弯构件设计
(1)假设梁的自重为0.5kN/m,b0.6
截面iy3.95cm,A62.91cm,Ix12980cm4
(3)
H型钢应按下
由于试选截面时,整体稳定系数是参考普通工字钢假定的,对式计算
b0.690.131.0770.830
求得稳定系数:
4320Ah
yt1235
4.4hfy
95.9710
0.654741.710
整体稳定满足
(5)刚度验算:
vMxl95.9710660001vT1
I10Elx102061012980104464I400
刚度满足
由于型钢腹板较厚,不必验算抗剪强度,且宽厚比较小,不必验算局部稳定
2.5压弯构件设计
根据规定
150
又根据
I。
所以ix
Io
所以根据附表
7.2型钢表给出的热轧
H型钢,经过多次选取
选用H型200X200
472cm
4
1601cm,ix8.62cm,iy5.02cm,
根据K1
N=280.06kN,M=39.36kN?
m
查表6.7,得到
1.17
(1)验算强度:
NMx280.0610339.36106
AxWnx63.531021.05472103
123.48N/mm2f215N/mm2
8.62
查表附表4.2,x0.863
22
57.4786.97141.63N/mm2215N/mm2
(3)验算弯矩作用平面外稳定:
400
5.02
查附表4.2,y0.696
所计算构件为结构右端压弯柱,有端弯矩和横向荷载作用,但使结构产生同向曲率,
N
1A
280.06103
0.69663.53102
39.69106
0.926472103
63.3390.03153.36
215N/mi
(由以上计算知,此压弯构件是由弯矩作用平面外控制设计的)
(4)局部稳定验算:
max
NMxh0280.06103
A匚363.53102
39.36106
4717104
117.12N/mm2
min
2~
AIx263.53102
88
28.96N/mm2
maxmin
1.251.6
腹板:
h0176
tw8
117.1228.96
117.12
22
813
161.250.553.362571.68
翼缘:
b
t
1004
12
2.6铰接柱头设计
1、梁端设置支承加劲肋
105mm
(1)支承加劲肋在腹板平面外的稳定
24
8.9410cm
11
Z轴惯性矩Iz—217.53—10.50.73893.5cm4
1212
A42.35cm
b类截面,查附表4.2得=1
F(669.94600)103
A142.35102
(2)端部承压强度
查附表1.1可知,fce325N/mm2
(3)支承加劲肋与腹板的连接焊接,焊条使用E43
查附表1.2可知,ffw160N/mm2
hfmax1.2t11.278.4mm
hfmin1.5、t1.5206.8mm,取hf8mm
69.94103
19.16N/mm2
20.7hflw20.78(32816)
fw160N/mm2
所以该加劲肋满足要求。
2、在柱腹板处设置纵向加劲肋:
在柱端设置柱顶板,则柱顶板取面积为
215
21546225mm2
设焊脚尺寸hf
10mm
69.94
103
2条侧焊缝长度
0.710160
231.23mm
则1条焊缝长度
+15-6mm'
取lw100mm
所以加劲肋尺寸为h
21575
100mm,b_()103.75mm
bs103.75
ts_
1515
(1)加劲肋在腹板平面外的整体稳定
丄110384cm4
6.92mm,所以ts取10mm
y轴惯性矩Iy
100
10
o2
1000mm10cm
iy
,y
A
I0
卫3.5
2.9
查附表4.2得:
0.999(b类)
F
(2)
69.9410
0.9991010
侧面角焊缝强度验算
235N/mm
215N/mm
1001748500Nmm
6M
2helW
1748500
274.94N/mm
20.7101002
49.96N/mm
0.710100
f
2helw2
74.94
1.22
(49.96)2
79.18N/mmffw160N/mm2
2.7铰接柱脚设计
N=669.94kN,选用Q235钢,
焊条E43型
采用
C15混凝土,
7.5N/m
(1)
底板尺寸
N669.941093047.2mm2
7.2
采用宽300mm长450mm的底板,毛面积
(4000mm),大于所需净面积
A=450X300=135000mrh减去锚栓孔面积
基础对地板的压力为
699.94
5.2N/mm1350004000
底板的区格有三种,如图所示放置,现分别计算其单位宽度的弯矩
区格
为四边支承板ba1751501.17,查表4.7,a=0.0606
pa20.06065.215027090.2Nmm
M2pa10.04625.217527357.35Nmm
区格为悬臂部分
1212
M3pc5.252.57166.25Nmm
这三种区格的弯矩值接近,不必调整底版平面尺寸和隔板位置,最大弯矩为
Mmax7357.35Nmm
取t=20mm
(2)隔板计算
将隔板视为两端支于靴梁的简支梁,其线荷载为
11505.2780N/mm
780175
强度计算
fw160N/mm2
f114.17N/mm2
1.220.78175
隔板与靴梁的连接(外侧一条焊缝)为侧面角焊缝所受隔板的支座反力
78017568250N
取隔板高100mm设隔板厚度t=10mm>
175/50=3.5mm
验算隔板抗剪弯强度
Vmax
R68250N
Vmax682502
v125N/mm
1.5^^1.5102.4N/mm2
Mmax
ht10010
5
629.8610
10100
179.16N/mm2
215N/mm
算,此焊缝为
(3)靴梁计算
靴梁与柱身的连接(4条焊缝)按承受柱的压力N=669.94kN
取靴梁高200mm
设靴梁厚t=10mm,验算其抗剪抗弯强度
Vmax6825062.55.2137.5112937.5N
1.5晋1.584.7N/mm2fv125N/mm2
社焊缝的焊脚
靴梁与地板的连接焊缝和隔板与地板的连接焊缝传递全部柱的压力,尺寸均为hf10mm,贝y
491mm
669.9410
1.220.710160
显然,焊缝的实际计算已超过此值柱脚与基础的连接构造采用两个20mm的锚栓。
2.8刚接柱头设计
1.计算长度:
取焊脚尺寸hf10mm,槽口取10mm长
焊缝长度:
39.36
106
55.3mm
200mm
w1
35011
185
46.6mm
w2
80.06
328mm
w3
20.7
10160~"
"
所以焊缝都符合要求
2.加劲肋的验算:
所以只需
上下两衬板对应处各设置一加劲肋,上部加劲肋受拉,下部加劲肋受压,
验证下部加劲肋。
加劲肋尺寸:
bs匹401764045.9mm取Q100mm
3030
bs
ts一6.7mm且ts11mm.取ts20mm.取h175mm15
(1)加劲肋在腹板平面外的稳定
13
Iz1220.83
210323.34102cm4
A1220.8210
59.2cm
izVa
2.38cm
ho
201.22
7.4
iz
2.38
查表得:
0.9965
(b类)
39.3610
350
11.2104N
N压
11.2104
9.5N/mm2
215N/mm2
A20.99655920
(2)局部承压强度验算
查附表1.1
fee325N/mm
11.2
ce
20100
加劲肋于腹板的连接焊缝
查表ffw160N/mm2,取hf
11.2
20.7hflw220.7
所以该加劲肋符合要求
2.9刚接柱脚设计
(1)刚接柱脚的设计与验算支座反力N280.06kN底板悬伸长度e40mm
底板宽度b2002
104N
28N/mm2
ee325N/mm
8mm
104
8(17628)62.5N/mmff160N/mm
M0.64kNm靴梁厚度t10mm
230280mm
0.64106
2801
l123.5mm取b280mml558mm
1.83N/mm
bl
1.75N/mm
bl2
11.82N/mm2
21.80N/mm2
31.78N/mm
(2)底板的区格有三种,现分别计算其单位宽度的弯矩
区格为四边支承板-2001.08
a186
查表得0.0536M1
1a20.5361.8218623374.9Nmm
查表得0.0511M2
maxa120.05111.8320023740.52Nmm
M3max(c10)1.8330828Nmm
故取底板厚为20mm
隔板计算
隔9321.83340.38N/mm2
取hf8mm
340.8200
1.220.78200
49.8N/mm
w2
f160N/mm
丄
80.06
103
加“79
215N/mm
R1342.420034224N
设hf8mm
R
0.7hfffw
34224
0.78160
38.2mm
取h200mm,
设隔板厚t
b50
200504mm
(3)验算抗弯抗剪强度:
VmaxR34224N
1.5
20010
25.7N/mm
fv125N/mm2
-342.2420021711200Nmm
8
617.11210
102002
25.7N/mm
(4)
靴梁
N1
280.0610
迢d143230N
200
设hf
8mm,
143230
80mm,取h320mm
20.78160
R30
空100
3422440
1.831.80
279
47219.4N
ht
47219.4
32010
22.2N/mm2
v125N/mm
MmaxR55810093
-401.815558100
34224861401.8151792
29432641163088.3
4106352.3Nmm
验算隔板与底板间焊缝强度:
验算四条焊缝处靴梁与底板间焊缝强度:
验算两条焊缝处靴梁与底板间的焊缝强度:
402001.801.78
f211.4N/mm2f160N/mm2
1.220.78200161.220.78184
锚栓选4个d20mm位置距边缘处各93mm
加劲肋bs150mm,bs230mm,h,!
270mm,t10mm
横板b50mm,t15mm,l558mm
三、总结
经过小组成员这几周的努力,终于完成了钢结构三级项目。
回想这几周的奋斗故事,我们每个人获得的不仅仅是书本上的知识,更是获得了合作、友谊、经验与成长。
这些收获不仅是我们对钢结构这门课程有了最透彻的认识,也开阔了我们的思维,扩展了我们的视野,培养了我们作为即将步入社会的大学生的基本能力,团结合作
才能创造出更大的成果。
《钢结构课本第四版》
《钢结构连接节点设计手册》
《钢结构设计与应用例》
《钢结构设计及实用计算》
135266.3
i400
- 配套讲稿:
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