1、梁与柱采取端板竖放连接时,该梁端h/b6.5。 (3)等截面梁的截面高度一般取跨度的1/401/30,即300mm400mm。综上所述,初步选择梁柱截面均用等截面H型钢30030010152.2截面几何特性构件名称 截面A(mm)IxIyWxixmmiyWy梁11850202006750135013175.5450柱三、荷载计算荷载计算简图3.1荷载取值计算(1)屋面不可变荷载标准值(按水平投影面):0.5kN/(包括构件自重);(2)屋面可变荷载标准值(按水平投影面):0.4kN/;(3)基本雪压S0=0.35kN/;对于单跨双坡屋面,屋面坡度=5.71 , z=1.0雪荷载标准值SK=S0
2、z=0.35kN/0.4kN/,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为0.4kN/,不考虑积灰荷载。(4)基本风压:0.35kN/。按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定计算,基本风压0=1.00.35=0.3675kN/,地面粗糙度系数按C类。风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范的规定采用,当高度小于10m时,按10m高度处的数值采用,z=0.74。风荷载体型系数s,迎风面柱及屋面分别为+0.80和-0.60,背风面柱及屋面分别为-0.50和-0.50。3.2荷载标准值计算(1)屋面恒荷载标准值:0.56.3=3.15kN/m(2)屋面活荷载标准值:0.46.3=2.52 kN/m(3)风荷载标准
3、值:qk=1.05sz0柱距 迎风面:柱上q1=1.050.80.740.36756.3=1.44 kN/m 横梁上q2=-1.050.66.3=-1.08 kN/m 背风面:柱上q3=-1.056.3=-0.90kN/m 横梁上q4=-1.05荷载简图如下所示:四、内力计算及组合4.1刚架内力计算注:剪力图:“+”表示方向“”;轴力图:拉为正,压为负。(1)在不可变荷载作用下内力图 M图(单位kNm) V图(单位kN) N图(单位kN)(2)在可变荷载作用下内力图 (3)在风荷载作用下内力图(左风)(4)在风荷载作用下内力图(右风)N图(单位kN) 4.2荷载组合该结构只考虑承受屋面不可变荷
4、载、屋面可变荷载、风荷载,所以进行刚架内力分析时,所需考虑的荷载效应组合主要有:(1)1.2不可变荷载+1.4max可变荷载,雪荷载;(2)1.2风荷载;(3)1.2不可变荷载+0.851.4(不可变荷载+风荷载) 4.3内力组合根据不同荷载组合下的内力分析结果,找出控制截面的内力组合,控制截面的位置一般在柱底(1-1)、柱顶(2-2)、梁支座(3-3)、梁跨中(4-4)等截面。控制截面的内力组合主要有:最大轴压力Nmax和同时出现的M及V较大值。最大弯矩Mmax和同时出现的N及V较大值。鉴于轻型门式刚架自重较轻,锚栓在强风下可能受到拔起力,需考虑组合。最小轴压力Nmin和同时出现的M及V较大
5、值,出现在不可变荷载和风荷载共同作用下,当柱脚铰接时M=0。控制截面示意图截面 内力恒荷载活荷载风荷载1.2不可变+1.4可变荷载1.2不可变+1.4风荷载1.2不可变+1.4*0.85(可变+风荷载)1-1MN-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.53 8.37-13.362.21-3.352-2-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-39.421.03-6.69-10.963-3-35.67-7.52-6.011.89-17.74-8.26-13.9318.2414.59-8.5543.04-35.8029.084-424
6、.4219.53-7.9857.62-43.7643.05-5.64-4.51-13.31-10.16-9.89-0.56-0.45-2.04-1.32-3.23-3.64各情况下的截面内力值及组合值由上表可知,各控制截面的内力为:柱底截面: M=0, N=-44.60kN, V=-13.36kN柱顶截面: M=-68.16kNm N=-44.60kN V=-13.36kN梁支座截面:m N=-17.74kN V=43.04kN梁跨中截面: M=57.62kNm N=-13.31kN V=-3.64kN五、刚架梁、柱的截面及稳定验算 5.1构件的宽厚比验算翼缘部分:b/t=145/15=9.6
7、715=15,满足;腹板部分:h0/tw=270/10=27250=250,满足。 5.2刚架梁的验算(1)梁的抗剪验算 梁支座 V=43.04kN 查书可知 梁支座处腹板的平均切应力:=15.94N/mm2 所以满足;故 270125=337.5kN40.04kN , 满足。梁跨中 V=-3.64kN 查表可知梁跨中腹板的平均切应力:1.35N/mm2 所以满足3.64kN , 满足。综上所述:梁的抗剪强度满足要求。(2)有效宽度验算梁支座处:M=-68.16kN=1.5045.55所以1=47.05N/mm268.16kNm,满足。(3)整体性验算当斜梁不超过1:5时,因为轴力很小可以把构
8、件当做压弯构件计算,由于该厂房的坡度为1:10,因此可以不进行稳定性验算。5.3刚架柱的验算(1)抗剪验算柱顶:柱的内力V=13.36kN 查书可知柱顶腹板的平均切应力:=4.95N/mm2满足;27013.36kN ,满足。 柱底: 柱底腹板的平均切应力:所以柱的抗剪强度满足要求。柱顶 M=-68.16kN=3.76所以1=49.31N/mm2f 2=-41.79N/mm2,满足。 故腹板全截面有效平面内稳定性验算:柱的计算长度 一端铰接一端固定计算长度系数=0.7所以,柱的计算长度 b类截面 查表得N/mm2107.8kN,满足要求。另一端承压N/mm2(2)抗剪靠c处两个螺栓,每个承载力为12.03/2=6.02kN每个螺栓的抗剪能力kN29.1kN, 满足要求。(3)端板厚度确定又端板厚度不应小于螺栓直径因此取端板厚度t=20mm。 图1 梁柱节点设计 图2 柱脚节点设计
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