某钢屋面檩条钢梁计算书.docx
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某钢屋面檩条钢梁计算书.docx
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某钢屋面檩条钢梁计算书
计算说明
工程概况
本设计为**项目钢结构屋顶施工图设计。
结构形式为门式刚架轻型钢结构,屋面采用轻质彩钢压型板。
结构设计使用年限为50年(钢檩条等可替换的结构构件为25年),建筑结构的安全等级为二级。
自然条件及设计荷载
风载标准值:
0.60KN/m2?
,雪载标准值:
1.0.KN/m2;
不上人屋面活荷载标准值:
0.5kN/m2;
本工程的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,抗震设防类别为丙类。
计算内容
房屋面檁条结构计算
计算所选用参数
1)恒载标准值为:
qD=0.1KN/m2
2)活载标准值为:
qL=0.5KN/m2
3)雪荷载标准值为:
qS=1KN/m2
4)积灰荷载标准值为:
qA=0KN/m2
5)施工荷载标准值为:
Q=1KN
6)风压标准值为:
qW=0.6KN/m2
7)风压高度变化系数为:
μz=1
8)风压体形系数为:
μs=-1.4
9)屋面坡度为:
α=21.8度
10)檁条计算长度为:
L=4.1m
11)檁条间距为:
a=1.29m
12)跨中拉条数量为:
n=1根
13)檁条抗拉强度设计值为:
fy=215MPa
14)檁条抗剪强度设计值为:
fv=125MPa
15)檁条弹性模量为:
E=206000MPa
16)檩条规格:
C140X50X20X2.5
17)风荷载调整系数fcw=1.1
计算公式或计算软件的选用
计算软件
PKPM2008
计算步骤及结果
截面特性计算
檩条形式:
卷边槽形冷弯型钢C140X50X20X2.5
b=50.000h=140.000c=20.000t=2.500
A=0.6480E-03Ix=0.1868E-05Iy=0.2211E-06
It=0.1351E-08Iw=0.9319E-09
Wx1=0.2668E-04Wx2=0.2668E-04Wy1=0.1396E-04Wy2=0.6470E-05
截面验算
1)恒荷载
屋面自重(KN/m2):
0.1000;
边跨檩条自重作用折算均布线荷(KN/m):
0.0509;
中间跨檩条自重作用折算均布线荷(KN/m):
0.0469;
边跨檩条计算恒荷线荷标准值(KN/m):
0.1802;
中间跨檩条计算恒荷线荷标准值(KN/m):
0.1762;
2)活荷载(包括雪荷与施工荷载)
屋面活载(KN/m2):
0.500;
屋面雪载(KN/m2):
1.000;
施工荷载(KN):
1.000;
施工荷载不起到控制作用;
檩条计算活荷线荷标准值(KN/m):
1.293(活载与雪荷的较大值);
3)风荷载
建筑形式:
封闭式;
风压高度变化系数μz:
1.000;
基本风压W0(kN/m2):
0.600;
边跨檩条作用风载分区:
中间区;
边跨檩条作用风载体型系数μs1:
-0.600;
中间跨檩条作用风载分区:
中间区;
中间跨檩条作用风载体型系数μs2:
-0.600;
边跨檩条作用风荷载线荷标准值(KN/m):
-0.4655;
中间跨檩条作用风荷载线荷标准值(KN/m):
-0.4655;
说明:
作用分析采用檩条截面主惯性轴面计算,荷载作用也按主惯性轴分解;檩条截面主惯性轴面与竖直面的夹角为:
21.800(单位:
度,向檐口方向偏为正);
4)荷载效应组合
基本组合
组合1:
1.2恒+1.4活+0.9*1.4*积灰+0.6*1.4*风压
组合2:
1.2恒+0.7*1.4*活+1.4积灰+0.6*1.4*风压
组合3:
1.2恒+0.7*1.4*活+0.9*1.4*积灰+1.4风压
组合4:
1.35恒+0.7*1.4*活+0.9*1.4*积灰+0.6*1.4*风压
组合5:
1.0恒+1.4风吸
标准组合
组合6:
1.0恒+1.0活+0.9*1.0*积灰+0.6*1.0*风压
5)边跨跨中单檩强度、稳定验算
强度计算控制截面:
跨中截面
强度验算控制内力(kN.m):
Mx=2.834;My=-0.355(组合1)
有效截面计算结果:
全截面有效。
考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2):
f'=222.716
强度计算最大应力(N/mm2):
161.090 故第一跨跨中强度验算满足。 风吸力作用跨中下翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m): Mx=-0.633;My=0.004;My'=0.077(组合5) 有效截面计算结果: 全截面有效。 跨中下翼缘受压区长度(m): Lo=3.236 下翼缘压弯屈曲承载力降低系数: x=0.789 下翼缘受压稳定计算最大应力(N/mm2): 60.926 故第一跨跨中风吸力下翼缘受压稳定验算满足。 6)边跨支座搭接部位双檩强度验算 强度验算控制内力(kN.m): Mx=-3.694;My=-0.231(组合1) 强度计算控制截面: 边跨檩条截面 单根檩条有效截面计算结果: 第一根檩条(边跨檩条截面): 全截面有效。 强度计算最大应力(N/mm2): 100.126 故第一跨支座强度验算满足。 7)第二跨跨中单檩强度、稳定验算 强度计算控制截面: 跨中截面 强度验算控制内力(kN.m): Mx=1.391;My=-0.196(组合1) 有效截面计算结果: 全截面有效。 强度计算最大应力(N/mm2): 95.381 故第二跨跨中强度验算满足。 风吸力作用跨中下翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m): Mx=-0.059;My=-0.002;My'=0.063(组合5) 有效截面计算结果: 全截面有效。 跨中下翼缘受压区长度(m): Lo=0.982 下翼缘压弯屈曲承载力降低系数: x=0.955 下翼缘受压稳定计算最大应力(N/mm2): 28.692 故第二跨跨中风吸力下翼缘受压稳定验算满足。 8)跨中支座搭接部位双檩强度验算 强度验算控制内力(kN.m): Mx=-2.423;My=-0.206(组合1) 单根檩条有效截面计算结果: 全截面有效。 强度计算最大应力(N/mm2): 72.378 故跨中支座强度验算满足。 9)中间跨跨中单檩强度、稳定验算 强度计算控制截面: 跨中截面 强度验算控制内力(kN.m): Mx=1.783;My=-0.204(组合1) 有效截面计算结果: 全截面有效。 强度计算最大应力(N/mm2): 114.681 故中间跨跨中强度验算满足。 风吸力作用跨中下翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m): Mx=-0.271;My=-0.013;My'=0.063(组合5) 有效截面计算结果: 全截面有效。 跨中下翼缘受压区长度(m): Lo=2.104 下翼缘压弯屈曲承载力降低系数: x=0.855 下翼缘受压稳定计算最大应力(N/mm2): 40.524 中间跨跨中风吸力下翼缘受压稳定验算满足。 10)连续檩条挠度验算 验算组合6 第一跨最大挠度(mm): 8.657 第一跨最大挠度(mm): 8.657(L/474)<容许挠度: 27.333 第一跨挠度验算满足。 第二跨最大挠度(mm): 3.494 第二跨最大挠度(mm): 3.494(L/944)<容许挠度: 22.000 故第二跨挠度验算满足。 中间跨最大挠度(mm): 5.003 中间跨最大挠度(mm): 5.003(L/660)<容许挠度: 22.000 故中间跨挠度验算满足。 屋面檩条计算结果 由上述计算过程可知,本项目屋面檩条计算结果满足要求。 房屋面钢架梁结构计算 计算所选用参数 1)钢梁钢材: Q235 2)梁跨度(m): 7.000 3)梁平面外计算长度(m): 0.800 4)钢梁截面: 焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=250*250*250*9*13*13 5)容许挠度限值[υ]: l/180=38.889(mm) 6)强度计算净截面系数: 1.000 7)计算梁截面自重作用: 计算 8)简支梁受荷方式: 竖向单向受荷 9)荷载组合分项系数按荷载规范自动取值 简支梁作用与验算 1、截面特性计算 A=8.5160e-003;Xc=1.2500e-001;Yc=1.2500e-001; Ix=9.9796e-005;Iy=3.3868e-005; ix=1.0825e-001;iy=6.3063e-002; W1x=7.9837e-004;W2x=7.9837e-004; W1y=2.7094e-004;W2y=2.7094e-004; 2、简支梁自重作用计算 梁自重荷载作用计算: 简支梁自重(KN): G=4.6795e+000; 自重作用折算梁上均布线荷(KN/m)p=6.6851e-001; 3、梁上恒载作用 荷载编号 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2 1 1 0.73 0.00 0.00 0.00 2 4 0.73 3.50 0.00 0.00 4、梁上活载作用 荷载编号 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2 1 1 10.89 0.00 0.00 0.00 2 4 10.89 3.50 0.00 0.00 5、单工况荷载标准值作用支座反力(压为正,单位: KN) 恒载标准值支座反力 左支座反力Rd1=5.240,右支座反力Rd2=5.240 活载标准值支座反力 左支座反力Rl1=43.560,右支座反力Rl2=43.560 断面号: 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m): 0.000 36.364 66.971 91.821 110.914 124.250 131.829 剪力(kN) 67.272 57.403 47.534 37.665 27.797 17.928 8.059 断面号: 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m): 124.250 110.914 91.821 66.971 36.364 0.000 剪力(kN) -17.928 -27.797 -37.665 -47.534 -57.403 -67.272 6、梁上各断面内力计算结果 组合1: 1.2恒+1.4活 组合2: 1.35恒+0.7*1.4活 断面号: 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m): 0.000 26.893 49.514 67.863 81.941 91.747 97.281 剪力(kN) 49.763 42.440 35.117 27.795 20.472 13.149 5.826 断面号: 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m): 91.747 81.941 67.863 49.514 26.893 0.000 剪力(kN) -13.149 -20.472 -27.795 -35.117 -42.440 -49.763 7、局部稳定验算 翼缘宽厚比B/T=9.27<容许宽厚比[B/T]=15.0 腹板计算高厚比H0/Tw=24.89<容许高厚比[H0/Tw]=80.0 8、简支梁截面强度验算 简支梁最大正弯矩(kN.m): 131.829(组合: 1;控制位置: 3.500m) 强度计算最大应力(N/mm2): 157.261 简支梁抗弯强度验算满足。 简支梁最大作用剪力(kN): 67.272(组合: 1;控制位置: 0.000m) 简支梁抗剪计算应力(N/mm2): 33.074 简支梁抗剪承载能力满足。 9、简支梁整体稳定验算 平面外长细比λy: 12.686 梁整体稳定系数φb: 1.000 简支梁最大正弯矩(kN.m): 131.829(组合: 1;控制位置: 3.500m) 简支梁整体稳定计算最大应力(N/mm2): 165.124 简支梁整体稳定验算满足。 10、简支梁挠度验算 标准组合: 1.0恒+1.0活 断面号: 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m): 0.000 26.377 48.574 66.591 80.429 90.087 95.564 剪力(kN) 48.800 41.635 34.470 27.304 20.139 12.973 5.808 断面号: 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m): 90.087 80.429 66.591 48.574 26.377 0.000 剪力(kN) -12.973 -20.139 -27.304 -34.470 -41.635 -48.800 简支梁挠度计算结果: 断面号: 1 2 3 4 5 6 7 挠度值(mm) 0.000 5.883 11.342 16.007 19.583 21.838 22.614 断面号: 8 9 10 11 12 13 挠度值(mm) 21.838 19.583 16.007 11.342 5.883 0.000 最大挠度所在位置: 3.500m 计算最大挠度: 22.614(mm)<容许挠度: 38.889(mm) 简支梁挠度验算满足。 简支梁验算结果 简支梁验算满足要求。
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