八、九、十、十一压型钢板和檩条计算.docx

八、刚架位移核算风载作用下柱顶的位移：1、手算作风荷载作用下A柱顶位移，采用图形相乘法计算，Mp、M1图如下图所示:41.890.802.841.7811813.524242.21单位荷载1.94单位荷载M1图1.15 1 1 I1.152423.66143.922.59左风基本体系左风Mp图41.89 _|0.3165.850.353.290.47 2.6296.610.202.851813.565.850.812451.3951.39 ：=.11.1335.7210.1935.7254.33-二=二-二2.890.81风载作用下的弯距图与荷载计算中图形相同，仅须将数值除以1.4,作为荷载标准 值计算。对AF柱11.4(1x 51.39 x 9.3 x"2J2 ,x 2.12 +3(21x 9.3 x x 3.29 x 9.32 x"38J2.122=408.21珈.m 3对FG梁1(11.13 x 9.03)x&12 + 0.31)+- x(51.39 11.13)x 9.03x0.31+ 2 x&12 -顽)1.4 I2 L 2|_3_=284.14KN m 3对GH梁1x1.4(1x 4.71 x 11.13 x 0.195 +"2(1、 一x 4.32 x 10.19 x 0.245"2=6.72 KN m 3对BH柱Z Q = 0对HI梁1 x1.4(1 2-x 10.19x 13.55 x x0.35"2J 3=11.51KN m 3Zq = -1 x|(3571x 2.125)x(0.81 + 'R1 x(54.33 35.72)x 2.125x0.81 + 地”y 1.4 I2L 2L3V对CJ柱、54.33 x 8.175Jx - x 1.94 +3(21)-x2.125x x2.62x2.1252 x"38J(0.81 +1.94)=303.84KN m 3对JK柱Z Q = 1(2.89 x 24.08)x(0'81 + 0'20 +1 x(35.72 2.89)x 24.08|x0.20 + 2 x(181 - 0.20)y 1.4 |2 L 2L3_=196.39KN m 3对DK柱=732.79KN m 3=-L x( 1 x96.61 x 12.3)x- x 2.591.4 " 2J 3对KL梁Zqy1.4(1-x 2.89 x 1.31 x 0.164 +"2J(1、一-x 23.66 x 10.73 x 0.503"2J=45.83KN m 3对LM梁£ O = 土(23.66 x 12.04)x&80 + 1.15)+1 x(41.89 - 23.66)x 12.04XRo + 2xG.15-0.80)y 1.4 122L3=279.39KN .m 3对EM柱1 X1.4-x 41.89 x 12.3)x 0.179 +"2J(12 x 143.92 x 12.3jx 1.509(21+13 x 12.3 x - x 1.78 x 12.32 j x 0.844 = 1087.49KN m 3A柱柱顶位移:u a =j pdx = 206 009 ；0065 io x(408.21+284.14+6.72+11.51+308.84+ 196.39+732.79+45.83+279.39+1087.49) =32.53m.mu, _ 32.53 _ 1 , 1 首=9300 = 285.9 < 谕a满足要求。2、电算得 左风 A柱：v a =29哑B 柱：v b =29 哑C柱：v广37哑D 柱：vd =37 哑E 柱：v =37 哑右风 A柱：v =36哑va /HA=31/9300=1/321<1/150vb /HB=32/9300=1/321<1/150v /HC=37/10300=1/278<1/150vd /HD=37/12300=1/332<1/150ve /HD=37/12300=1/332<1/150va /HA=36/9300=1/258<1/150vb /HB=36/9300=1/258<1/150C柱：v广43哑v /HC=43/10300=1/240<1/150D 柱：v d =43 哑vd /HD=43/12300=1/286<1/150ve /HD=43/12300=1/286<1/150九、屋面压型钢板设计与计算屋面材料采用压型钢板，檩条间距1.5m，选用YX130-300-600型压型钢板，板厚 t=0.8哑，截面形状及尺寸如图(1) 、内力计算设计荷载：0.35X1.2+0. 4X1.4=0.98KN/m2压型钢板单波线荷载：q =0.98X0.3=0. 294KN/m按简支梁计算压型钢板跨中最大弯矩：睥 1，M max = 8 qxl 21=一 x 0.294 x 1.528h=156.7 哑=0.083KN - m(2) 、截面几何特性 采用“线性法”计算 D=130 哑 b1=55 哑b70 哑L = « + 气 + 2h = 55 + 70 + 2 x 156.7 = 438.5mmD(h + b )130 x (156.7 + 70) y =j = 67.2mm1 L438.4y = D - y = 130 - 67.2 = 62.8mmI =碧"2 + 3hL- h2)0.8 x 1302438.4WcxI 773863 =y167.2=11516mm 3x (55 x 70 + 2 x 156.7 x 438.4 -156.72) = 773863mmW =七=773863 = 12323mm 3tx y 62.8(3) 、有效截面计算 上翼缘：为一均匀受压两边支承板，其应力为:bcxM = 0.083 x 106 = 7.2 n / mm 2W 11516上翼缘的宽厚比-=重=68.75，查钢结构设计与计算板件的有效宽厚比表 t 0.81-62 得：b1 = 61 x 0.8 = 49mm 腹板：系非均匀受压的两边支承板，其腹板上、下两端分别受压应力与拉应力作 用Mb = max -=7.2 N / mm 2（压）maxycxMbminmax =-6.7 N / mm 2(拉)Wtxa =maxminbmax7.2 - (-6.7)72=1.93腹板宽厚比h 156.7=196t 0.8查钢结构设计与计算表1-63知板件截面全部有效。 下翼缘：下翼缘板件为均匀受拉，故下翼缘截面全部有效。 有效截面特性计算：由以下计算分析，上翼缘的计算宽度应按有效宽度b考虑，h=156.7 哑因此整个截面的几何特性需要重新计算eD=130 哑b; = b = 49mmb70 哑L = b + b2 + 2h = 49 + 70 + 2 x 156.7 = 432.4mm，D(h + «) = 130 x (156.7 + 70) = 68y1L432.4. mmy2 = D -1 = 130 - 68.16 = 61.84mmtD22I' =(b' b + hL - h 2)xL'1 2 30.8 x 1302 x (49 x 70 + 2x 156.7 x 432.4 -156.72) = 751870mm432.43cxy175187068.16=11031mm 3W'=二=773863 = 12158mm 3 ty'61.842(4) 、强度验算正应力验算:Q = M maxmaxW'cx0.083 x 10611031=7.5N / mm2 < 205N / mm2cminM maxW'tx0.083 x 10612158=6.8N / mm2 < 205N / mm2剪应力验算：11V = 2 q l =方 x 0.294 x 1.5 = 0.22KN腹板最大剪应力Tmax3Vmax2£ht3 x 0.22 x 1032 x 2 x 156.7 x 0.8=1.32N / mm2 < fV=120 N / mm 2腹板平均剪应力=0.9 N / mm 2V _ 0.22 x 103Yht 2 x 156.7 x 0.8h 156.7855000 855000因为=195.9 > 100 所以t <= 22.28t0.8(h /1 )2195.92故该压型钢板强度满足设计要求。(5) 、刚度验算按单跨简支板计算跨中最大挠度=工=5 x 0.225 x (1.5 x 103)4 = 0mm < =二=9.6mmmax 384EI'384 x 2.06 x 105 x 751870250故压型钢板刚度满足设计要求。十、墙面压型钢板设计与计算墙面材料采用压型钢板，墙檩条间距1.6m，选用YX35-125-750型压型钢板，板厚 t=0.6哑，截面形状及尺寸如图(1) 、内力计算设计荷载：压型钢板单波线荷载：qx = 0.53 x 0.125 x 0.8 x 1.4 = 0.074KN / mYX35-125-750型压型钢板截面按简支梁计算压型钢板跨中最大弯矩： 11 c M = 8 q 12 = 8 X 0.074 X 2.02 = 0.037 KN - m(2) 、截面几何特性采用“线性法”计算D=35 哑 b1=29 哑b29 哑h=48.45 哑L = « + b? + 2h = 29 + 29 + 2 x 48.45 = 154.9mm_ D(h + «) = 35 x (48.45 + 29) = 口 5iL 154.9. mmy = D - y = 35 -17.5 = 17.5mmI = *0糙 + 3hL- h2)0.6 X 352 x (29 x 29 + 2 x 48.45 x 154.9 - 48.452) = 16592.6mm154.93Wcx1 心=948.1mm 317.5y1W肮 y2（3）、有效截面计算上翼缘：心=948.1mm 317.5为一均匀受压两边支承板，其应力为:bcxMmaxWcx0.037 x 106948.1=39.0 N / mm 2 、一 b 29,.上翼缘的宽厚比b =乏=48.3 ,查钢结构设计与计算均匀受压板件的有效宽 t 0.6厚比表1-62知：上翼缘截面全部有效。腹板：系非均匀受压的两边支承板，其腹板上、下两端分别受压应力与拉应力作 用=39 N / mm 2（压）b = M maxmaxWcxbminMmaxWtx=-39.0 N / mm 2（拉）腹板宽厚比h _ 48.450.6=80.8a、。L皿一(一39.0) = 2b39.0查钢结构设计与计算非均匀受压板件的有效宽厚比表1-63矢口：知板件截面 全部有效。下翼缘：下翼缘板件为均匀受拉，故下翼缘截面全部有效。(4)、强度验算正应力验算:_ M=maxminW'cx0.037 x 106=39.0N / mm2 < 205N / mm2948.1剪应力验算：V = 1 qmax 2 了腹板最大剪应力，1r - c cl = X 0.037 X 2.0 = 0.037 KN 2Tmax3 x 0.037 x 1032£h2-248 4506 = 0.95N / mm2 < f = 120N / mm23Vmax腹板平均剪应力匕=0.037X 103 =0.64 n / mm 2£ht 2 x 48.45 x 0.6h 48.458550 8550因为一=80.8 < 100 所以t <= 105.8N/mm20.6(h /1)80.8故该压型钢板强度满足设计要求。(5)、刚度验算按单跨简支板计算跨中最大挠度气 _ 5q l3 _ 5x0.053x(1.6x 103)3 _ 1 , 1"T" 384EI 384 x 2.06 x 105 x 16592.6 = 09 200故压型钢板刚度满足设计要求。卜一、檩条验算屋面板为YX130-300-600型压型钢板加50mm厚带铝铂玻璃纤维棉保温层，屋面排 水坡度在1/15-1/10之间，采用卷边C形槽钢檩条，长度1=6,檩距为1.5m，檩条中间 设置拉条一道，檩条及拉条钢材均为Q235。11(1)、按檩条高度h = ()1，从而初选C形檩条140X60X20X335 50(2)、荷载计算：屋面荷载:1，M=ql(4)、截面验算：有效截面特性I = 248.0cm 4xW = 35.43cm3xA=8.3 cm 2I = 40.13cm 4 有效截面的计算(W )1 = 20.38cm3(W )2 = 9.96cm3恒载：YX130 X 300 X 600压型钢板及保温层0.35KN/m?檩条自重0.05KN/m?合计0.4KN/m?活载：屋面均布荷载0.4KN/m?检修、施工集中荷载1.0KN/m?荷载组合A、恒载+屋面均布荷载线荷载标准值 q(p = (0.4 + 0.4) x 1.5 = 1.2 KN / m线荷载设计值 q =(0.4 x 1.2 + 0.4 x 1.4) x 1.5 = 1.56KN / mABC跨屋面坡度a= 4.76。，CDE跨为4.76。B、恒载+检修及施工集中荷载作用在每条檩条单位长度上的线荷载为：线荷载标准值q(2)= 0.4 x 1.5 = 0.60KN / m线荷载设计值q =1.2 x 0.4 x 1.5 = 0.72 KN / m作用在一根檩条上的集中荷载：Fk = 1.0KN ； F=1.2KN(3) 、内力分析经分析可知，由第一种荷载组合引起的内力起控制作用。对X轴，跨中拉条支点最大弯矩：M =1 q 12 = 1 q cos a -12 =】x 1.56 x cos 4.760 x 62 = 7.0 KN - mx max 8 x 88对Y轴，跨中拉条支点最大负弯矩：M(1) = q 12 = q sin a -1 = x 1.56 x sin 4.760 x 62 = 0.146KN - m 檩条 y max 32” y 3232支座、拉条支点间最大弯矩：12 =x 1.56 x 62 = 0.878KN - m64查表知C形檩条160X60X20X3的各项截面特性为:A、上翼缘：假定由M引起的应力影响不考虑，近似地可将上翼缘视作一均匀受压的一边支承、一边卷边构件：Mx maxWx7.0 x 10635.43 x 103=197.6MPa上翼缘板件的宽厚比-=60 = 20。查钢结构设计与计算均匀受压板件的有 t 3效宽厚比表1-62知：知板件截面全部有效。下翼缘：下翼缘为受拉板件，板件截面全部有效。B、C、b 140 =46.67t3查钢结构设计与计算非均匀受压板件的有效宽厚比表1-63知：腹板件 截面全部有效。由于截面全部有效，有效截面特性即为毛截面特性。腹板：腹板的二边支承的非均匀受压板，a= 2.0D、强度验算由 于屋面系压型钢板与檩条牢固连接，能阻止檩条侧向失稳和扭转，故可只对檩条进 行强度验算（檩条跨中最大弯矩Mxmax、M max引起的截面正应力符号如上图所示）b = x max + y max1(W1)1(W1)17.0 x 106 0.146 x 106 + 35.34 x 103 20.38 x 103=205.3MPab = x max y max2(W)2(W2)27.0 x 10635.34 x 1030.146 x 1069.96 x 103=183.5MPax max +y max(Wx1)3(Wy2)37.0 x 106 0.146 x 106 + 35.34 x 103 20.38 x 103=190.9MPa，=-7.° '106 °46 x 103 =212.8MPa(W1)4(W2)435.34 x 1039.96 x 103bmax=b4 = 212.8MPa > f = 205MPa 超 4%<5%,可以满足要求 刚度验算=寸=5x0.6。x50、60004 mm= 6000 = 3。心max 384E/384 x 2.06 x 105 x 248 x 104200满足要求拉条计算拉条所受力即为橹条距中侧向支点的支座反力，则N = 0.625q(1)l = 0.625q sin a -1 x=0.625 x 0.72 x sin 4.76 x 6 = 0.224KNN 224拉条所需面积A = = 1.09mm2min f 205按构造取410拉条(A = 50.8mm2)