距离会员到期还有30

单层钢结构厂房--檩条的设计

提问 发帖 回复

(一)隅撑的设计 隅撑按轴心受压构件设计。轴心力 N 按下式计算: 连接螺栓采用普通 C 级螺栓 M12 。 隅撑的计算长度取两端连接螺栓中心的距离: l 0 =633mm 。 选用 L50 × 4 ,截面特性: A=97.5px 2 , I u =367.25px 4 , W

(一)隅撑的设计

隅撑按轴心受压构件设计。轴心力 N 按下式计算:

连接螺栓采用普通 C 级螺栓 M12

隅撑的计算长度取两端连接螺栓中心的距离: l 0 =633mm


选用 L50 × 4 ,截面特性:

A=97.5px 2 I u =367.25px 4 W u =104px 3 i u =48.5px i v =24.75px

λ u=l 0 / i u =633/19.4=32.6<[ λ ]=200

b 类截面,查表得ψ u =0.927

单面连接的角钢强度设计值乘以折减系数α y :λ =633/9.9=63.94

α y =0.6+0.0015 λ =0.696

,满足要求。

(二)檩条的设计

1.  基本资料

檩条选用冷弯薄壁卷槽形钢,按单跨简支构件设计。屋面坡度 1/10 ,檩条跨度 6m ,于跨中设一道拉条,水平檩距 1.5m 。材质为钢材 Q235

2.  荷载及内力

考虑永久荷载与屋面活荷载的组合为控制效应。

檩条线荷载标准值: P k =(0.27+0.5) × 1.5=1.155KN/m

檩条线荷载设计值: P k =(1.2 × 0.27+1.4 × 0.5) × 1.5=1.536KN/m

P x =Psin α =0.153KN/m P y =Pcos α =1.528KN/m

弯距设计值:

M x =P y l 2 /8=1.528 × 6 2 /8=6.88KN · m

M y =P x l 2 /8=0.153 × 6 2 /32=0.17KN · m

3.  截面选择及截面特性

(1)  选用 C180 × 70 × 20 × 2.2

I x =9372.5px 4 W x =1041.5px 3 i x =176.5px

I y =1224.25px 4 W ymax =579.75px 3 W ymin =250.5px 3 i y =63.74999999999999px ,χ 0 =52.75px

先按毛截面计算的截面应力为:

(2) 受压板件的稳定系数

A .腹板

腹板为加劲板件,ψ = σ min / σ max = 157.82/172.48= 0.915> 1

k=7.8 6.29 ψ +9.78 ψ 2 =21.743

B .上翼缘板

上翼缘板为最大压力作用于部分加劲板件的支承边,

ψ = σ min / σ max =148.18/172.48=0.859> 1

k c =5.89 11.59 ψ +6.68 ψ 2 =0.863

(3) 受压板件的有效宽度

A .腹板

k=21.743 k c =0.863 b=180mm c=70mm t=2.2mm ,σ 1 =172.48N/mm 2

由于ψ = σ min max <0,取α =1.5

b c =b/(1 -ψ )=180/(1+0.915)=93.99mm

b/t=180/2.2=81.82

18 αρ =18 × 1.15 × 3.080=63.76 38 αρ =38 × 1.15 × 3.080=134.60

所以 18 αρ αρ

则截面有效宽度

b e1 =0.4b e =0.4 × 81.62=32.65mm b e2 =0.6b e =0.6 × 81.62=48.97mm

B .上翼缘板

k=0.863 k c =21.743 b=70mm c=180mm ,σ 1 =172.48N/mm 2


b e1 =0.4b e =0.4 × 57.05=22.82mm b e2 =0.6b e =0.6 × 57.05=34.23mm


C.下翼缘板

下翼缘板全截面受拉,全部有效。

(4) 有效净截面模量

上翼缘板的扣除面积宽度为: 70 57.05=12.95mm ;腹板的扣除面积宽度为:

93.99 81.62=12.37mm 同时在腹板的计算截面有一φ 13 拉条连接孔(距上翼缘板边缘 35mm ),孔位置与扣除面积位置基本相同。所以腹板的扣除面积按φ 13 计算,见图。有效净截面模量为:


W enx /W x =0.915 W enymax /W ymax =0.973 W enymin /W ymin =0.972

4 .强度计算

按屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转考虑:


5 .挠度计算

6 .构造要求

λ x =600/7.06=85.0<[ λ ]=200 ,满足要求

λ y =300/2.55=117.6<[ λ ]=200 ,满足要求

(三)墙梁设计

1 .基本资料

本工程为单层厂房,刚架柱距为 6m ;外墙高 7.35m ,标高 1.200m 以上采用彩色压型钢板。墙梁间距 1.5m ,跨中设一道拉条,钢材为 Q235

2 .荷载计算

(1)  墙梁采用冷弯薄壁卷边 C 型钢 160 × 60 × 20 × 2.5 ,自重 g=7kg/m

(2)  墙重 0.22KN/m 2

(3)  风荷载

基本风压ω 0 =1.05 × 0.45=0.473KN/m 2 ,风荷载标准值按 CECS102 2002 中的围护结构计算:ω k = μ s μ z ω 0 ,μ s = 1.1 +1.0

本工程外墙为落地墙,计算墙梁时不计墙重,另因墙梁先安装故不计拉条作用。

q x =1.2 × 0.07=0.084KN/m q y = 1.1 × 0.473 × 1.5 × 1.4= 1.093KN/m

3 .内力计算

M x =0.084 × 6 2 /8=0.378KN · m M y =1.093 × 6 2 /8=4.919KN · m

4 .强度计算

墙梁 C160 × 60 × 20 × 2.5 ,平放,开口朝上

W xmax =486.75px 3 W min =216.5px 3 W y =900.5000000000001px 3 Iy =7203.25px 4

参考屋面檩条的计算结果及工程实践经验,

W enx =0.9 W x W eny =0.9 W y

在风吸力下拉条位置设在墙梁内侧,并在柱底设斜拉条。此时压型钢板与墙梁外侧牢固相连,可不验算墙梁的整体稳定性。

5 .挠度计算

(四)山墙抗风柱设计

1.  基本资料

本工程山墙墙板为自承重墙;抗风柱 6274mm ,间距采用 6m ,承受的荷载有自重、墙梁重量及山墙风荷载。抗风柱与基础铰接,按压弯构件设计。抗风柱视为支承于刚架横梁和基础的简支构件。

该地区基本风压ω 0 =0.45KN/m 2 ,地面粗糙度类别为 B 类,隅撑间距 3.0m 。抗风柱采用 Q235 钢。

2.  荷载计算

(1)  抗风柱选用焊接工字钢 300 × 200 × 6 × 10 ,自重 g 1 =44.6kg/m

(2)  墙梁及其支撑构件重量取 g 2 =7kg/m

(3)  风荷载:按 CECS102:2002 中的围护结构计算。

ω k = μ s μ z ω 0 ,μ s = 1.0(+1.0) ,ω 0 =1.05 × 0.45=0.473KN/m 2

q z =1.2 × (0.07 × 6 × 3+44.6 × 6.274 × 10 -2 )=4.87KN

q y =1.4 × 1.0 × 1.0 × 0.473 × 6=3.97KN/m

墙梁自重对抗风柱的偏心力矩为 1.2 × 0.07 × 6 × 3 × 0.23=0.35KN · m

3.  内力计算

N=4.87KN M=1/8 × 3.97 × 6.274 2 +0.35=19.88KN · m

4.  验算构件的局部稳定性

翼缘宽厚比 b/t=96/10=9.6<

5.  强度验算

截面特性: A=1420px 2 I x =237775px4 W x =15852.5px 3 i x =323.5px

I y =33350px 4 W y =3335px 3 i y =121.24999999999999px

6.  验算弯矩作用平面内的稳定性

λ =48.5 b 类截面,查表得ψ x =0.863

=30.85N/mm 2 2 ,满足要求。

7.  验算弯矩作用平面外的稳定性

考虑隅撑为抗风柱平面外的侧向支撑点

l 0y =3000mm ,λ y = l 0y / i y =3000/48.5=61.9<[ λ ]=150 b 类截面,查表得ψ y =0.797

,η =1.0 ,β tx =1.0

=32.97N/mm 2 2 ,满足要求。

8.  挠度验算

抗风柱在水平风荷载作用下,可视为单跨简支梁按下式计算其水平挠度:

9.  柱脚设计

因抗风柱承受的竖向荷载很小,故垫板尺寸按构造要求确定。采用

400 × 300 × 20 ;锚栓采用 2M20 ,平面布置如图。

(五)柱间支撑的设计

1.  柱间支撑的布置如图

2.  柱间支撑为斜杆,采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。直杆用檩条兼用,因檩条留有一定的应力裕量,根据经验及类似工程,不再作压弯杆件的刚度及承载力验算。

3.  柱间支撑荷载及内力

支撑计算简图如图。

作用于两侧山墙顶部节点的风荷载为(山墙高度取 7.2m ):

取μ s =0.8+0.5=1.3 ,ω 1 =1.3 × 1.0 × 0.45 × 18 × 7.35/2=38.70KN

按一半山墙面作用风载的 1/3 考虑节点荷载标准值为:

F wk =1/3 × 1/2 × 38.70=6.45KN

节点荷载设计值 F w = 1. 4 × 6.45=9.03KN

斜杆拉力设计值 N=9.03/cos43.9191 ° =12.54KN

4.  斜杆截面设计及强度验算

斜杆选用φ 12 圆钢, A=113.0mm 2

强度验算: N/A=12.54 × 10 3 /113.0=111.0N/mm 2

2

刚度验算:张紧的圆钢不需要考虑长细比的要求。

但从构造上考虑采用φ 16

(六)屋面支撑设计

1.  屋面支撑布置

檩条间距 1.5m ,水平支撑间距 3m ,如图。

2.  屋面支撑荷载及内力

屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢,支撑计算简图如图。

一侧山墙的风荷载体型系数μ s =1.0

节点荷载标准值 F wk =0.45 × 1.0 × 1.0 × 3.0 × 7.35/2=4.96KN

节点荷载设计值 F w =4.96 × 1.4=6.94KN

斜杆拉力设计值 N=2.5 × 6.94/cos29.0546 ° =19.85KN

3 .斜杆截面设计及强度验算

斜杆选用φ 12 圆钢, A=113.0mm 2

强度验算: N/A=19.85 × 10 3 /113.0=175.7N/mm 2 2

刚度验算:张紧的圆钢不需要考虑长细比的要求。

但从构造上考虑采用φ 16


  • 收藏0

  • 打赏0

评论 文明留言,专业沟通

请先 登录,再评论!

全部评论
相关推荐
加载更多资料
上传
上传

回帖成功

经验值 +10

请选择删除原因