【文章內(nèi)容簡介】 中最不利組合MBC=，HB=，VD=。 截面選擇與強度驗算ⅰ構(gòu)件截面幾何參數(shù) 梁柱均選用焊接工字型鋼（㎜）40020012，ⅱ 構(gòu)件寬厚比的驗算翼緣部分：b/t=100/12=15(8度設(shè)防地區(qū)應(yīng)13)腹板部分：ho/tw=376/10=250ⅲ 剛架梁的驗算⑴ 抗剪驗算（由于所取屋面坡度α=1/10較小，故僅按水平梁計算即可） 梁截面的最大剪力為：VB=第 122 頁 共 122 頁內(nèi) 力 組 合 表構(gòu)件號截面荷載 項目內(nèi)力恒荷載活荷載吊車荷載風荷載內(nèi)力組合Dmax在左側(cè)Dmin在左側(cè)177。Tmax左風右風Nmax及M,VNmin及M,VMmax及N,V①②③④⑤⑥⑦項目組合值項目組合值項目組合值11M(KNm)15①+②+③+⑤①+(④+⑤+⑥)①+②+③+⑤N(KN)00022M(KNm)①+②+③+⑤①+(③+⑤+⑥)①+(③+⑤+⑥)N(KN)00033M(KNm)①+②+③+⑤①+⑥①+(②+④+⑤+⑦)N(KN)V(KN)11M(KNm)15①+(②+③+⑤+⑦)①+(②+③+⑤+⑥)①+②+④+⑤H(KN)V(KN)22M(KNm)0①+(②+③+⑤+⑦)13①+(②+③+⑤+⑥)13①+②H(KN)V(KN)0000考慮僅有支座加勁肋：ho/a=0⑵ 彎、剪、壓共同作用下的驗算N=， V=， M=因為V==282KN，取V==282KN取M＝Mｆ故　滿足要求Ⅳ　剛架柱的驗算1 抗剪驗算柱截面的最大剪力為：考慮僅有支座加勁肋：ho/a=0⑵ 彎、剪、壓共同作用下的驗算取柱下端截面進行驗算N=， V=， M=因為V==282KN，取V==282KN故　滿足要求⑶　整體穩(wěn)定性驗算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=， M=① 剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算剛架柱高H=8700㎜，梁長L=12060㎜， 查《鋼結(jié)構(gòu)》表52得 μ=剛架柱的計算長度為屬ｂ類截面，查表　　　　② 剛架柱平面外的整體穩(wěn)定性驗算考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，檁條可作為橫梁平面外的支撐點，但為了安全起見計算長度按兩個檁條間距考慮，即lｙ＝3000㎜。對于等截面構(gòu)件γ＝0ｂ類截面，查表　 Ⅴ 剛架側(cè)移計算查《鋼結(jié)構(gòu)》上冊表65，鋼架柱頂位移限值[u]=l/400沿柱高度均布水平荷載作用下柱頂?shù)刃搅Γ篐==（W1+W4）h=（+）6=吊車水平荷載PC作用下的側(cè)移時，柱頂?shù)刃搅可取則H總=H1+H2=+=則柱頂水平力作用下的側(cè)移u為：滿足要求。7. 節(jié)點設(shè)計及計算 梁柱節(jié)點螺栓強度驗算 ，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)μ=，每個高強度螺栓的預(yù)拉力P=155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值N=，M=，V=，設(shè)計時以板不被拉開為承載能力極限。單個螺栓受剪，受拉承載力設(shè)計值為：每個螺栓的拉力：螺栓群的抗剪力為：最外排一個螺栓的抗剪，抗拉力為： 滿足要求 端部厚度驗算端部厚度取為t=22㎜，ef=40按伸臂類端板計算，滿足要求。 梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算ξ= 滿足要求 螺栓處腹板強度驗算 橫梁跨中節(jié)點 ，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)μ=，每個高強度螺栓的預(yù)拉力P=155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值N=，M=，V=0KN。單個螺栓受剪，受拉承載力設(shè)計值為：受力最大的螺栓的抗剪力，抗拉力：，滿足要求 端部板厚度驗算端部厚度取為t=20㎜，ef=36按伸臂類端板計算，滿足要求。 柱腳節(jié)點設(shè)計柱腳處的內(nèi)力設(shè)計值：M= N=（壓） V=基礎(chǔ)抗壓強度為C25，錨栓鋼號為Q235，焊條為E43型系列焊條，手工焊，連接焊縫均為角焊縫，考慮局部承壓強度的提高，混凝土的抗壓強度設(shè)計值fc=,地板上錨栓的孔徑d=60㎜，并與底板用角焊縫連接，柱腳節(jié)點如上圖所示： 確定底板尺寸先定底板的寬度B，每個槽鋼寬70㎜，每側(cè)底板懸出25㎜，即：B=2（70+25）+200=390㎜由確定底板長度L得L=㎜㎜取L=600㎜。則底板應(yīng)力為：=σmin0，柱腳存在拉力，需設(shè)置錨栓來承擔此拉力。 確定錨栓直徑e=600/2（6007030）/3=133㎜錨栓所受拉力故所需錨栓的凈面積：查《鋼結(jié)構(gòu)》課本中的附表8可以從中選用兩個直徑為d=45㎜的錨栓。其有的效截面面積為2=2612mm22609 mm2滿足要求。基礎(chǔ)反力R=N+T=+=受壓區(qū)的最大壓應(yīng)力 柱腳底板厚度在底板的三邊支撐部分因為基礎(chǔ)所受壓力最大，邊界條件較不利，因此這部分承受的彎矩最大。取q=，b1=100，a1=200，b1/ a1=100/200=。查《鋼結(jié)構(gòu)》表713得β=鋼板的強度設(shè)計值取f=205N/mm2鋼板厚度：取t=22㎜40㎜ 靴梁截面強度驗算靴梁的截面有兩個槽鋼和一塊底板組成，先確定截面形心軸x的位置截面的慣性矩靴梁承受的剪力偏于安全取V=100=234078N靴梁承受的彎矩偏于安全取M=100/2=靴梁的最大彎矩應(yīng)力發(fā)生在截面上邊緣 焊縫計算計算柱與靴梁的連接焊縫，柱承受的最大壓力在右側(cè)豎向焊縫的總長度為：連接焊縫所需焊縫尺寸為：，取8㎜。槽鋼與底板之間的連接焊縫承受剪力為：V=焊縫的總長度為：=4390=1560㎜則此連接焊縫所需的焊腳尺寸為： 。 牛腿設(shè)計牛腿作用力及幾何尺寸如圖所示，鋼號為Q235型，采用E43系列焊條，手工焊。 牛腿根部截面驗算作用于牛腿根部的彎矩M和剪力VM== V=牛腿根部的凈截面為：形心軸以上面積對形心軸的面積矩為：S=22019+1819=922cm3凈截面慣性矩為：凈截面抵抗矩為：下翼緣外邊緣的正應(yīng)力為：截面形心處的剪應(yīng)力為：截面腹板下端抵抗矩為：下翼緣對形心軸的面積矩為：S=22019=760cm3 腹板下端的正應(yīng)力為：腹板下端的剪應(yīng)力為：腹板下端的折算應(yīng)力為： 牛腿與柱的連接焊縫計算設(shè)焊縫為周邊圍焊，轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，且假定剪力僅有牛腿腹板焊縫承受，取hf=8mm。腹板上豎向焊縫有效截面面積為：全部焊縫對x軸的慣性矩為： 焊縫最外邊緣的截面模量為：翼緣和腹板連接處的截面模量為：在彎矩作用下角焊縫的最大應(yīng)力為：滿足要求。牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應(yīng)力和剪力引起的應(yīng)力共同作用：，滿足要求。 牛腿加勁肋焊縫計算計算簡圖如下，角焊縫焊角尺寸hf=8㎜,單側(cè)吊車梁傳來的最大支座反力設(shè)計值。R=65（1+）+作用在焊縫處的剪力V=焊縫處的剪應(yīng)力τf滿足要求。8. 平臺設(shè)計操作平臺鋪板采用花紋鋼板，主要是考慮到鋪板通過連接構(gòu)件與鋼梁共同工作最為有利。平臺尺寸為ab=5400㎜6000㎜，板厚為8㎜，柱距為3m，，平臺梁板布置如下圖： 荷載計算板的自重：gk=7850=615N/m2=板上均布荷載標準值：qk=則板單位寬度上的設(shè)計值：q=+=+2= 平臺鋪板強度驗算無肋平板周邊與梁上翼緣以構(gòu)造間斷焊縫連接（可近似的按四邊簡支無拉力受彎板計算）取中間板帶，如圖中陰影部分b/a=2400/1000= 次梁設(shè)計 確定次梁的截面q==支座處的彎矩：跨中彎矩：故支座處的最大剪力：則次梁所需的凈截面抵抗矩為：由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表163初選工10型號的工字鋼，則次梁自重為：= 次梁截面的驗算次梁自重在支座處產(chǎn)生的彎矩：總彎矩：則，滿足要求。支座處的最大剪力： 故此次梁滿足截面的強度要求。 穩(wěn)定性驗算因采用鋪板密鋪在受工字形鋼梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止受壓翼緣的側(cè)向位移，故不必驗算次梁的整體穩(wěn)定性。 撓度計算 主梁設(shè)計 確定截面尺寸中間次梁對主梁產(chǎn)生的集中力：F=q（l1+l2/2）=（+）=主梁兩端部次梁對主梁產(chǎn)生的集中力為中間次梁集中力的一半：F/2=主梁支座反力：R=（2+5）/2=對于主梁仍是支座處的彎矩最大：則主梁所需的凈截面抵抗矩為：由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表163初選工14型號的工字鋼，則次梁自重為：= 主梁截面的驗算主梁自重在懸臂根部處產(chǎn)生的彎矩： 總彎矩：則，滿足要求。支座處的最大剪力： 故此次梁滿足截面的強度要求。 穩(wěn)定性驗算因采用鋪板密鋪在受工字形鋼梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止受壓翼緣的側(cè)向位移，故不必驗算主梁的整體穩(wěn)定性。 撓度計算滿足要求。 柱的設(shè)計 基本資料平臺柱按軸心受壓構(gòu)件考慮，柱身的長細比不應(yīng)大于150，平臺柱腳設(shè)計為鉸接，柱腳在地面以下的部分采用C25混凝土包裹，且包裹的混凝土高出地面150㎜，目的保證獨立平臺的側(cè)向穩(wěn)定，在平臺柱間設(shè)支撐。 確定柱截面尺寸柱頂集中力設(shè)計值：N=假設(shè)λ=100，l0=l=3000140+100=2960㎜，由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表163初選工16型號的工字鋼 ，則次梁自重為：=此柱截面的強軸屈曲時屬b類截面，查表142，此柱截面的弱軸屈曲時屬c類截面，查表142，則 ，滿足要求。9. 基礎(chǔ)設(shè)計 剛架柱基礎(chǔ)設(shè)計 設(shè)計資料柱底板尺寸為600㎜390㎜，=，Mk=，水平力Qk=，基礎(chǔ)混凝土標號為C25，按剛性基礎(chǔ)設(shè)計，底板配Ф10@150構(gòu)造筋。地質(zhì)情況，經(jīng)勘測知地基承載力fak=150Kpa，無不良地基，最高地下水位9m。基礎(chǔ)荷載：基礎(chǔ)梁截面尺寸為300㎜450㎜，則基礎(chǔ)梁自重：625=墻板及窗重：（+）+6（++）=：19（6）= 地基承載力設(shè)計值fa由《土力學與基礎(chǔ)工程》=，ηd= 確定基礎(chǔ)尺寸因存在偏心，基礎(chǔ)底面積考慮增大30%，=㎡，柱腳底板尺寸為390600㎜2，長短邊之比600/390=，所以，長邊l=，由A=bl=b=，b=，l==。則取b=，l=，則A==㎡≈㎡,且b=3m，故fa不需進行寬度修正。 驗算持力層的承載力基礎(chǔ)和回填土重：偏心距： 即，產(chǎn)生拉應(yīng)力，不滿足，故重新擴大基礎(chǔ)底面積。則取b=，l=2m，A=2=㎡基礎(chǔ)和回填土重：偏心距： 所以，采用三步退臺的臺階形獨立剛性基礎(chǔ)，如圖：滿足剛性角要求，故不進行沖切驗算。 平臺柱下基礎(chǔ)設(shè)計平臺柱下基礎(chǔ)按中心荷載作用下的混凝土獨立基礎(chǔ)進行設(shè)計，平臺基礎(chǔ)在廠房內(nèi)部，地基土不產(chǎn)生凍漲，故埋深可適當淺一些，去埋深d=，基礎(chǔ)混凝土標號C25，基礎(chǔ)底面尺寸為800㎜800㎜，每步退臺高400㎜，寬200㎜，共兩步，僅需驗算持力層的承載力滿足即可。P=NK/ANK=+.=則 抗風柱下基礎(chǔ)設(shè)計抗風柱傳到基礎(chǔ)頂面的軸向力雖小，但是彎矩較大，故抗風柱下基礎(chǔ)的尺寸和形式取為同剛架柱下的基礎(chǔ)尺寸和形式，可滿足要求。第四部分 PKPM輸出文件工程名: 剛架 ************ ***************** 日期: 6/ 4/2005 時間:20:13:07 設(shè)計主要依據(jù): 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 500092001)。 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 500112001)。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ 1788)。 《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 102:98)。 上海市標準《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》(DBJ086897)。 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 500102002)。 結(jié)果輸出 總信息 節(jié)點總數(shù): 7 柱數(shù): 4 梁數(shù): 2 結(jié)構(gòu)形式: 門式剛架,按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》計算 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù): 支座約束數(shù): 2 標準截面總數(shù)