单跨双坡门式钢架的设计_计算书

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1、 1202020207 7 7 7 单跨双坡门式钢架的设计单跨双坡门式钢架的设计单跨双坡门式钢架的设计单跨双坡门式钢架的设计 一一一一设计资料设计资料设计资料设计资料 单层厂房采用单跨双坡门式钢架，厂房横向跨度20米，柱高7米，共有12榀钢架，柱距6米，屋面及强面板为压型钢板复合板，檩条、强梁为薄壁的C型钢，檩条间距为 1.5 米，钢材采用Q235钢，焊条E43型，钢架柱、梁均采用等截面，柱、梁节点处为构造加腋（视为钢节，计算时不考虑加腋之影响） ，柱与基础为铰接，结构简图如图1-1。 经查阅荷载规范GBJ9知该地区的基本雪压为0.35kN/m2,因屋面坡度为1/10，故雪载标准为： Sk=U

2、rSo=1.00.35kN/m2 图 1-1 单跨铰接钢架图 二荷载计算 （一）荷载取值计算 恒载屋盖自重（标准值，坡向） 0.8mm 型板： 0.2kN/m2 檩条及支撑： 0.1kN/m2 钢架斜梁自重： 0.2kN/m2 =0.2kN/m2 2活载屋面活载： 雪载： 0.35kN/m2 灰载： 0.25kN/m2 =0.6kN/m2 墙体重： （包括墙面板，墙梁，柱） 0.5kN/m2 基本风压： 0.4kN/m2 计算中不考虑风压高度变化系数，只取基本风压。 （二）各部分作用载荷 1.屋面 恒载 标准值： 0.59.05/96=3.02kN/m 设计值： 3.021.2=3.62kN/

3、m 活载 标准值： 0.66=3.6kN/m 设计值： 3.61.4=5.04kN/m 2.柱荷载 恒载 标准值： 0.5673.029=48.18kN 设计值： 48.181.2=57.82kN 活载 标准值： 3.612=43.2kN 设计值： 43.21.4=60.48kN 3.风荷载（标准值/设计值） 风荷载体型系数 K 值，按建筑结构荷载规范GBJ987，屋面上的迎风面与背风面近似取相同值，如图 2-1： 向风面 柱上 标准值： 0.470.8=2.24kN/m 设计值： 2.241.4=3.14kN/m 横梁上 标准值： 0.46（0.5）= 1.2kN/m 3 设计值： 1.21

4、.4=1.68kN/m 图 2-1 钢架荷载与风压体型系数图 背风面 柱上 标准值： 0.47（0.5）= 1.4kN/m 设计值： 1.41.4= 1.96kN/m 横梁上 标准值： 0.46（0.5）= 1.2kN/m 设计值： 1.21.4= 1.68kN/m 4.垂直荷载 恒活载： q1=3.02kN/m 活荷载： q2=3.6kN/m 风荷载： q3= 0.570.4= 1.4kN/m 墙重： G=0.5667=21kN （三）荷载组合 根据建筑结构荷载规范GBJ987的要求，永久荷载的分项系数取 1.2，活荷载的分项系数取 1.4。 41.恒载+活荷载 q=1.23.021.43.

5、6=8.66kN/m 2.恒载+风荷载 q=1.23.021.41.4=1.28kN/m w1=1.42.24=31.14kN/m w2= 1.41.4= 1.96kN/m w3= 1.41.4= 1.96kN/m 3.恒载0.85（活荷载+风荷载） q=1.23.020.85（1.43.61.41.4）=6.24kN/m w1=0.851.42.24=2.67kN/m w2=0.851.4(1.4)= 1.67kN/m w3=0.851.4(1.4)= 1.67kN/m 三三三三内力分析内力分析内力分析内力分析 （一一一一）恒载恒载恒载恒载+ + + +活荷载情况活荷载情况活荷载情况活荷载情

6、况（计算中不考虑加腋影响计算中不考虑加腋影响计算中不考虑加腋影响计算中不考虑加腋影响） 钢架承受荷载受力如图 3-1，首先计算塑性弯矩，柱顶加腋，加腋高 0.5M。 计算辅助参数： f=1000mm H=7000mm H1=6500mm L=2000mm B=2H/f=27000/1000=14 C=H/f=7000/1000=7 X=L/2B(B24C)0.5 =2000/214（14247）0.5 =9600mm 5 图 3-1 钢架计算简图 由于该点与第七点相差600mm，与 C 点相差400mm，因为塑性弯矩只能发生在檩条处，故取X=9000mm。进行弯矩计算。 Mp=q(LXX2)/

7、4(1fX/LH) =8.66(18992)/4(119/207) =201.44kN.m 水平反力：HA=HE=131.45/6.5=30.99kN 垂直反力：VA=VE=1/28.6620=86.6kN 柱顶轴心压力：N1=VA=86.6kN 柱底轴心压力：NA=VAG=86.61.221=111.8(其中 1.2 为荷载分项系数) 横梁端部剪力：V1=VAcosHAsin=86.610/1010.520.221/1010.5=84.16kN 根据计算结果，绘制钢架弯矩图如图 3-2，经检验，除加腋处弯矩大于Mp外，其余各处弯矩均小于Mp，故假定正确。 6 图 3-2 钢架弯矩图（一） （

8、二二二二）恒载恒载恒载恒载+ + + +风荷载情况风荷载情况风荷载情况风荷载情况 钢架承受荷载受力如图 3-3：首先计算塑性弯矩： T1=MA/H=w1H2fw3(H+f/2)/H =3.1472/211.96(7+1/2)/7.0 =9.19 T2=ME/H=w2H2fw3(H+f/2)/H =1.9672/211.96(7+1/2)/7.0 =5.06 T=T1+T2=9.19+5.06=14.25 图 3-3 钢架计算简图（二） 7计算辅助系数： K=H/f=7000/1000=7 K=H1/f=6.5 m=H/L=7000/20000=0.35 n=H1/H=0.928 当C=K2T1

9、m(K+1)/qL2T2m(K1)/QL =729.190.35(7+1)/1.282025.060.35(71)/1.2820 =4.16 则B=2K=14,可得： X=LXB(B24C)0.5/2 =2000014(14244.16)0.5/2 =5800mm 该点与第五点相差200mm，与第六点相差300mm，故取第六点X=6000 mm进行塑性弯矩计算： MP=TH(ql/2Tm2T2f/L)/xqx2/2/2(1x/kl) =14.257(1.2820/214.250.325.061/20)/6272/2/2(17/720) =60.7kN.m 水平反力： HE=60.7/6.5=9

10、.338kN HA=THE=14.259.338=4.912kN 垂直反力： VE=(qL2/2TH)/L =(1.28202/214.257)/20=17.79kN 8VA=(qL2/2TH)/L =(1.28202/214.257)/20 =7.81kN 柱顶轴心力： N21=Ve=17.79kN 柱底轴心力： NE=VEG=17.791.221=39.14kN 横梁端部剪力： Vl=VEcos(HEw2h)sin =17.7910/1010.5(9.3381.967)/1010.5 =18.23kN 根据计算结果，经检验除加腋处弯矩值大于塑性弯矩外，其余各处均小于塑性弯矩，故假定正确。绘

11、制钢架弯矩图如图 3-4. 图 3-4 钢架弯矩图（二） ( ( ( (三三三三) ) ) )恒载恒载恒载恒载+0.85+0.85+0.85+0.85（活荷载活荷载活荷载活荷载+ + + +风荷载风荷载风荷载风荷载）情况情况情况情况 钢架承受荷载如图 3-5，首先计算塑性弯矩： 9 图 3-5 钢架计算简图（三） T1=MA/H=W1H2/2W3f(Hf/2)/H =2.6772/21.671(71/2)/7 =7.556 T2=ME/H=W2H2/2W3f(hF/2)/H =1.6772/21.671(71/2)/7=4.056 T1+T2=7.5564.056=11.612 辅助系数K=7

12、 K=6.5 m=0.35 n=0.928 当C=K2T1m(K1)/qL2T2m(K1)qL =727.5560.35(71)/6.242024.0560.35(71)/6.2420 =6.524 则B=2K=14,可得： x=LB(B24C)0.5/2 =2000014(14246.524)0.5/2=9020mm 10 该点与第六点相差20mm，与第七点相差980mm，故取x=9000进行塑性弯矩计算： Mp=TH(qL/2Tm2T2f/L)xqx2/2/2(1x/KL) =11.6127(6.2420/211.6120.35+24.0561/20) 96.2492/2(1+9/720)

13、 =167.874kN.m 水平反力: HE=167.874/6.5=25.874kN HA=11.61225.827=14.215kN 垂直反力： VE=(THqL2/2)L =(11.61276.24202/2)/20=66.46kN 柱顶轴心力： N1=VE=66.46kN 柱底轴心力： NE=VE+G=66.461.221/2=79.06kN 横梁轴心力： V1=VEcos(HEW2H)sin =66.4610/1010.5(25.8271.677)/1010.5 =64.722kN 根据计算结果绘制钢架弯矩图，经检验，除加腋处弯矩值大于塑性弯矩外，其余各处弯矩均小于塑性弯矩值，故假设

14、正确，钢架弯矩图如图 3-6： 11 图 3-6 钢架弯矩图（三） 四四四四. . . .截面设计截面设计截面设计截面设计 从以上三种荷载组合的内力分析结果得知，第（一）种组合控制设计，截面选择以此为准。 （一一一一）内力值内力值内力值内力值（设计值设计值设计值设计值） 塑性弯矩 ： MP=131.45kM.m 柱顶轴心力： N=86.6kN 柱底轴心力： N=111.8kN 横梁端部剪力： V=84.16kN （二二二二）截面选择截面选择截面选择截面选择 根据塑性弯矩，计算所需的截面塑性地抗拒： WP=MP/F=131.45106/2151=0.611106mm 选用截面如图 4.1，其截面

15、特征如下： A=2340122666=9756mm2 IX=(34029033342663)/12=189.3106mm4 IY=1234032/12=78.6106mm4 图 4-1 钢架截面尺寸 ix=（189.3106/9756）0.5=139.3mm 12 iy=(78.6106/9756)0.5=89.76mm WP=1.2WE=1.2189.3106/140=1.62106mm4(其中 1.2 为工字型截面塑性系数) （三三三三）截面验算截面验算截面验算截面验算 1.柱长细比 柱在钢架平面内的计算长度系数，其中： K1=I1/H K2=I2/L 当横梁与柱的截面相同时，即I1=I2

16、得： K2/K1=H/L=70010/210001010.5=0.348 1=2.7188 考虑到柱角与基础的连接为一般的平板式铰支座，有一定的约束作用，并非完全理想饿铰接，故将查得的柱的长度系数 乘以拆减系数0.9，即： 1=0.92.719=2.447 柱在钢架平面内的长细比： x=1H/ix=2.4477000/139.3=122.96130(235/fy)0.5=130 满足要求，并由此得稳定系数 x=0.421(Q235钢b类) 柱在钢架平面外的长细比 y=ly/iy=7000/89.76=55.70(设侧向支承点距柱底为5m) 2.柱强度及稳定性验算 由于当强度：N/Anf=86.

17、6103/97562151=0.041Mp=131.45kN.m 弯矩作用平面内的稳定性： Nex=2EA/x2=3.1422061039756/139.32=1021.17kN 13 因为设计中构件端部有侧向移动： max=1.0 Mx=Mp=131.45kN.m N/xAf+max Mx/Wpx(10.8N/Nex) =111.8103/0.42197562151.0131.45106/1.621062151(10.8111.8/1021.17) =0.541.0 满足要求 弯矩作用平面外的稳定性：y=55.70 查表的 y=0.828 由于 y=55.70120（235/fy）0.5=1

18、20 所以 b=1.07yfy/44000235=1.0755.70 2235/44000235=0.999 由于钢架柱在弯矩作用平面外有支承构件，且无横向荷载作用情况： tx=0.65+0.35M2/M1=0.65 N/yAf+txMx/bWpxf =86.6103/0.828975621510.65131.45106/0.9991.621062151 =0.29684.16kN 满足要求 4.截面尺寸比列验算 翼缘板宽厚比：b/t=167/12=13.9215(235/fy)0.5 满足要求 腹板高厚比 由于N/Af=86.6103/97562151=0.0410.37 故h0/tw=25

19、6/6=42.60.7 则：bb=1.0910.274/b=1.0910.274/0.966=0.807 考虑有效截面乘以0.95（不计孔洞削弱）的折减系数，由此计算的稳定性： =MX/bWcxMy/Wcy =2.75106/0.8070.9536.021030.05106/0.958.66103 105.7N/mm2184.1 N/mm2 17 计算表明由永久荷载与屋面活荷载组合控制。 （五五五五）挠度挠度挠度挠度计算计算计算计算 按公式 y=5Pky14/384.EIx计算： y=50.9751060004206103288.131041010.5 =27.61/200=30mm （六六六

20、六）构造要求构造要求构造要求构造要求 x=600，6.21=97，y=300/2.19=137200 所以此檩条在平面内、外均满足要求。 （七七七七）拉条计算拉条计算拉条计算拉条计算 拉条所受力既为檩条距中侧向支点的支座反力，则： N=0.625PXl=0.6251.275sin5.71=0.127KN 拉条所需面积Amin=N/f=127/205=0.620mmn2 按构造取 8拉条(50.8mm2) 六六六六墙梁设计墙梁设计墙梁设计墙梁设计 墙梁跨度l=6m，间距2m，跨中设拉条一道，外侧挂墙板，墙梁和拉条材料均为Q235，墙梁初选截面为C型冷弯槽钢20070203。 墙梁荷载标准值：墙梁

21、自重 0.085kN/m 墙体自重 0.391kN/m 迎风风载 0.64 kN/m，背风风载 0.40 kN/m （一一一一）荷载计算荷载计算荷载计算荷载计算 墙梁所受荷载设计值 竖向 qx=0.3911.2=0.469 kN/m 18 qx=0.0851.2=0.102kN/m qx= qx qx=0.4690.102=0.571kN/m 水平 qy=0.641.4=0.896kN/m qy=0.41.4=0.56kN/m 墙梁所受荷载标准值： 竖向 qkx=0.3910.085=0.476kN/m 水平 qky=0.64kN/m qky=0.40kN/m 荷载组合考虑二种情况 （1）qx

22、 qy （2）qx qy （二二二二）内力分析 1.竖向荷载 qx 产生的弯距 Mx 由于墙梁跨中竖向设有一道拉条，可视为墙梁支承点，弯矩如图： MB=qxl2/32=0.57162/32=0.642kN/m M1=M2= qxl2/64=0.57162/64=0.321kN/m 2.水平荷载 qy 产生的弯矩 My 墙梁承担水平方向荷载作用下，按单跨简支梁计算内力，则： 迎风Mx=qyl2/8=0.89662/8=4.032kN/m 背风Mx= qyl2/8=0.5662/8=2.525kN/m 3.竖向荷载 qx作用下，两跨连续梁的最大剪力 Vxmax=0.625qxl=0.6250.57

23、16=2.14kN 水平方向的剪力按单跨简支梁计算： 19 迎风 Vymax=0.5qyl=0.50.8966=2.688kN 背风 Vymax=0.5qyl=0.50.566=1.68kN 4.双弯扭力矩 初选墙梁截面为C型冷弯曲槽钢20070203，由附表E-19查得l0=4.82cm,k=0.0050cm-1，得迎风时荷载qx，qy对弯曲中心的合扭矩： m=qxlyqyl0=0.4690.130.8960.0482=0.104kN.m kl=0.0050600=3 由 kl曲线查得 =6.0，故得跨中最大双弯扭力矩： B,max=0.01ml2=0.016.00.10462=0.225k

24、N.m2 背风时荷载qx，qy对弯曲中心的合扭矩： m=qxlyqy l0=0.4690.130.560.0482=0.03398kN.m2 kl=0.0050600=3 =6.0 Bmax=0.01ml2=0.016.00.0339862=0.07340kN/m2 (三)截面验算 由初选墙梁截面C型槽钢20070203，查附表A可知其截面特性： A=10.695102mm2 Ix=636.643104mm4 Wx=63.664103mm3 ix=77.15mm X0=19.96mm Iy=65.883104mm4 iy=24.81mm Iw=5080.03103mm3 It=2.773103

25、mm4 Wymax=32.999103mm3 Wymix=13.167103mm3 Ww1=183.54104mm4 Ww2=153.35104mm4 由弯矩Mx、Mx、My和双弯扭矩 B 引起的截面各角点应力符号如图： 1.各板件端部的应力值 20 迎风：i=Mx/WxiMy/WyiB/Wwi 1=4.032106/63.6641030.642106/32.9991030.225109/183.54104=204.37Mpa 2=4.032106/63.6641030.642106/13.1671030.225109/153.54104=132.15Mpa 3=4.032106/63.664

26、1030.642106/32.9991030.225109/183.54104=166.47Mpa 4=4.032106/63.6641030.642106/13.1671030.225109/183.54104=10.50Mpa 背风：i=Mx/WxiMy/Wyi+B/Wwi 1=2.52106/63.6641030.642106/32.9991030.225109/183.54104=102.46Mpa 2=2.52106/63.6641030.642106/13.1671030.225109/153.54104=195.06Mpa 3=2.52106/63.6641030.642106/

27、32.9991030.225109/183.54104=63.55Mpa 4=2.52106/63.6641030.642106/13.1671030.225109/183.54104=137.55Mpa 2.各组成板件有效截面 （1）承担竖向荷载 qx和迎风荷载 qy时： 板件 1-3 为非均匀受压的两边支承板件： max=3=166.47Mpa min=1=204.37Mpa =（maxmin）/max=(166.47204.37)/166.47=2.23 b/t=70/3=23.3 由附表 D-6（取=2.0）知，板件截面全部有效。 板件 1-2 为非均匀受压的一边支承、一边卷边板件：

28、max=2=132.15Mpa，作用在卷边 min=1=204.37Mpa =（maxmin）/max=(123.15204.37)/132.15=2.55 21 取 =2.0，由表3.2-1查得=47，则 b/t=70/3=23.3100(/max)0.5=100(47/132.15)0.5=59.64 板件截面全部有效 板件 3-4 为非均匀受压的一边支承。一边卷边板件： max=3=166.47Mpa min=4=10.50Mpa =（maxmin）/max=(166.4710.50)/166.47=1.06 取 =1.0，由表3.2-1查得 =96，则： b/t=70/3=23.310

29、0(/max)0.5=100(96/166.47)0.5=75.94 板件截面全部有效。 承担竖向荷载qx和背风荷载qy时： 板件 1-3 为非均匀受压的两边支承板件： max=1=102.46Mpa min=3=63.55Mpa =（maxmin）/max=(102.4663.55)/102.46=1.62 b/t=70/3=23.3 由附表D-6（取 =2.0）知,板件截面全部有效。 板件1-2为非均匀受压的一边支撑、一边卷边板件： max=2=132.15 MPa,作用在卷边 min=1=204.37MPa =(maxmin)/ max=(132.15204.37)/132.15=2.5

30、5 取 =2.0，由表3.2-1查得 =47，则 22 b/t=70/3=23.3100(/max)0.5=100(47/132.15)0.5=59.64 板件截面全部有效 板件 3-4 为非均匀受压的一边支撑、一边卷边板件： max=3=166.47MPa , 作用在卷边 min=4=10.50MPa =(maxmin)/ max=(166.4710.50)/166.47=1.06 取 =1.0，由表3.2-1查得 =96，则 b/t=70/3=23.3100(/max)0.5=100(96/166.47)0.5=75.94 板件截面全部有效。 （2）承担竖向荷载 qx和背风荷载 qy时 板

31、件 1-3 为非均匀受压的两边支撑板件： max=1=102.46MPa min=3=63.55MPa =(maxmin)/ max=(102.4663.55)/ 102.46=1.62 b/t=70/3=23.3 取 =1.6，由附表 D-5，板件截面全部有效。 板件 1-2 为非均匀受压的一边支承、一边卷边板件 max=2=195.06pa, 作用在卷边 min=1=102.46pa =(maxmi)/max=(195.06+102.46)/195.06=1.53 取 =1.6，由表 3.2-1 查得 =45，则 b/t=70/3=23.3100(/max)0.5=100(45/195.0

32、6)0.5=48.03 板件截面全部有效 23 板件3-4为非均匀受压的一边支承、一边卷边板件 max=2=195.06pa,作用在支承边 min=4=137.55pa =(maxmin)/max=(195.06137.55)/195.06=1.71 取 =1.8，由表 3.2-1 查得 =189，则 b/t=70/3=23.3100(/max)0.5 =100(189/195.06)0.5 =98.43 板件截面全部有效。 由于各组成板件截面全部有效，故墙粱的有效截面特性即为毛截面特性。考虑到跨中设有一道拉条，墙粱需开孔，设开孔孔径10，则扣除孔之间墙梁截面特性： efe=1069.5103

33、=1039.5mm2 on=(1069.519.961031.5)/1039.5=20.49mm 1=20.4919.96=0.53mm Iefnx=636.6431043103/12=636.618104mm4 Wefnx=63.664103mm3 Iefnx=(65.8831041069.50.532) 103(19.960 .531.5)2 =64.8104mm4 (Wefny)max=efny1=64.8104/(19.960.53)=31.6103mm3 (Wefny)min=efny4=64.8104/(63.6640.53)=10.26103mm3 3.强度验算 （1）正应力 迎

34、风时，由于主要受压翼缘（即板件 3-4）与墙板连接，墙板能阻止墙梁发生侧向弯曲失稳，故只验算强度不够，而逆风时则主要受压翼缘（板件 1-3）无墙板约束，须验算其稳定性，墙梁正应力强度验算公式为： 24 i=Xefnxiy/efnyi/wif i=4.032106/63.6641030.642106/31.601030.225109/183.54104=203.pa 2=4.03210663.6641030.642106/10.261030.225109/153.35104=145.96pa 3=+4.032106/63.6641030.642106/31.601030.225109/183.5

35、4104=165.61pa 4=+4.032106/63.6641030.642106/10.261030.225109 /189.54104=3.32pa max=|1|=203.23paf=205pa （2）剪应力 竖向剪应力 x =3Vxmax/4b0t=32.14103/4(7023) 3=8.36pa120pa 水平剪应力 y=3Vxmax/2h0t=32.688103/4(20023) 3=6.9pa102pa 故墙梁的弯曲正应力、剪应力强度均满足要求。 3.稳定验算 背风时，墙梁的主受压翼缘（板件 1-3）无约束，需按下式验算稳定性： x/bxefxy/efyB/wif 式中ef

36、x.efy为有效截面抵抗矩，在本题中，根据前面的计算，截面全部有效，故有效截面特性等于毛截面特性。而整体稳定系数字 bx则按下式计算 bx=4320Ah1(2)0.5 由前知A=1069.52，h=200mm,x=63.664103mm3,iy=248.1mm 拉条不能作为侧向支撑，y=6000/24.81=241.84 查附表A6得 1=1.13，2=0.46，3=0.53. 墙梁采用的形卷边槽钢为单一轴对称截面，则 =2（2a3x）/h 由于荷载qx位于弯心下侧，故 =52.5mm,x=Uy/2Iye0 25 X0=b1(b12a1)/(h12b12a1) =67(67218.5)/(19

37、7267218.5) =18.9mm Uy=x(x2y2) =t (b1x0) 4x04/2x03h1(b1x0) 2h12/4x02h12/4x0h13/122a1(b1 x0)32a1(b1x0) (a12/3h1a1/2h12/4) =3(6718.9)418.94/218.93197(6718.9)21972/418.921972/418.91973/2218.5(6718.9)3218.5(6718.9) (18.52/36718.5/21972/4) =865105mm5 x=865105/265.883104(52.5)=118.15mm =2(0.4652.50.53118.1

38、5)/200=0.868 =4Iw/h2Iy0.156Ir(l0/h)2/Iy =45080.03106/200265.8831040.1560.2773104(6000/200)2/65.883104=1.36 bx=43201069.52001.13(0.86821.36)0.50.868/241.84263.664103=0.651 bx=1.0910.274/0.651=0.670 将 bx代入整体稳定验算公式计算 1=2.52106/0.67063.6641030.642106/32.9991030.0734109/183.54104=0.37pa 2=2.52106/0.67063

39、.6641030.642106/13.1671030.0734109/153.35104=155.70pa 3=2.52106/0.67063.6641030.642106/32.9991030.0734109/183.54104=38.54pa 4=2.52106/0.67063.6641030.642106/13.1671030.0734109/153.35104=58.12pa max=2=155.70paf=205pa 整体稳定满足要求。 4. 刚度验算 26 竖向按二跨连续计算 xmax=qkxl4/3070EIy=0.47660004/30702.0610565.883104 =1

40、.38mm=l/200=6000/200=30mm 水平按单跨简支梁计算 xmax=5qkyl4/384EIy=50.6460004/3842.06105636.643104 =8.23mm=1/200=6000/200=30mm 刚度满足要求。 （四四四四）拉条计算拉条计算拉条计算拉条计算 当跨中拉条承担一根墙梁的竖向支承作用时，拉条所受拉力 N1=0.625qxl=0.6250.5716=2.14KN 拉条所需截面面积 An=N1/f=2.141103/0.95215=10.48mm3 按构造选用 8拉条,截面面积50.3面貌，可承受 5 根墙梁的竖向支承作用 七七七七. . . . 支撑

41、设置支撑设置支撑设置支撑设置 在房屋两端的第一个开间横梁上设置横向水平支撑,并在相应开间内设置柱间支撑。塑性铰区域的侧向支撑，横梁上以 条兼作，柱顶上设置衍架式角隅支撑和系杆，角隅支撑高度为600mm。 ( ( ( (一一一一) ) ) )横梁上支撑支承点间的距离验算横梁上支撑支承点间的距离验算横梁上支撑支承点间的距离验算横梁上支撑支承点间的距离验算 第 6 点与塑性铰（第 7 点）架的距离为 1507mm 由于 1/pxf=192.57106/1.621062151=0.552 即0.51/pxf1.0,有 (45101/pxf) (235/fy)0.5iy =(45100.552) 89.

42、76 27 =3544mm 故11=1507mm(45101/pxf) (235/fy)0.5iy=3544mm 成立，满足要求。 （二二二二）柱顶上支撑支承点的距离验算柱顶上支撑支承点的距离验算柱顶上支撑支承点的距离验算柱顶上支撑支承点的距离验算 1/pxf=174.36106/1.621062151=0.501 即0.51/pxf1.0 (45101/pxf) (235/fy)0.5iy =(45100.501) 89.76=3589mm12=1000mm 满足要求 八八八八. . . . 节点连接计节点连接计节点连接计节点连接计算算算算 （一一一一） 梁梁梁梁、柱拼接节点柱拼接节点柱拼接

43、节点柱拼接节点（梁梁梁梁、柱拼接节点如图柱拼接节点如图柱拼接节点如图柱拼接节点如图 8.18.18.18.1） 图 8-1 梁柱拼接节点图 首先计算梁、柱连接处的弯矩。 =178.08（178.08107.44）140/（cos/1005） =178.0870.641401010.5/101005 =168.19kN.m 28 1.连接螺栓计算（按弹性设计法） 螺栓选用 1224 一个螺栓承受的最大拉力 N=ymax/nyi2 =168.19106600/2(100220023002400250026002) =55.45kN Nbt由查表得Nbt=59.9KN 所以NNbt成立，满足要求。

44、2.连接板计算（连接板可近似按固端梁计算） =255.45160/8=2.218kN.m 所需连接板厚度 =（6/bf）0.5=(62.218106/72215)0.5=30mm 因柱翼缘板厚度只有12mm，满足不了12mm的要求，故在螺栓拉力最大部位的螺栓间设加加劲板。 （二二二二）横梁屋脊拼接节点横梁屋脊拼接节点横梁屋脊拼接节点横梁屋脊拼接节点 1. 连接螺栓计算 节点弯矩：=145.94kN.m 一个螺栓承受的最大拉力 =ymax/nyi2 =145.94106600/2(100220023002400250026002) =48.11kN 有查表得 bt=18.11kN,故 bt 成立

45、，满足要求 2.连接板计算 连接板近似地按固端梁计算 29 =248.11160/8=1.924kN.m 所需连接板厚度 =(6/bf)0.5=(61.924106/70215)0.5=28mm 同理，需要设加劲板。 （三三三三）柱角铰链连接节点如图柱角铰链连接节点如图柱角铰链连接节点如图柱角铰链连接节点如图 8 8 8 8- - - -2 2 2 2 柱底轴心力 N=88.74kN 柱脚底板面积 A=420320=134400mm2 柱脚底板应力 =N/A=88.74106/134400=0.66N/mm2 按悬壁板计算弯矩 M=0.66（2106/3）2/2=9518N.mm 柱角底板厚度

46、 =（6M/f）0.5=(69518/215)0.5=16mm 按构造要求底板厚度20mm。 图 8-2 九九九九. . . . 屋面压型钢板计算屋面压型钢板计算屋面压型钢板计算屋面压型钢板计算 檩条间距为1.5mm，设计荷载0.8KN/m2,选用 YX35125750 型压型钢板 （一一一一）内力计算内力计算内力计算内力计算 30 压型钢板单波线荷载qx=0.80.125=0.1kN/m 按简支梁计算压型钢板跨中最大弯矩 max=qxl2/8=0.11.52/8=0.028kN.m （二二二二）截面几何特性计算截面几何特性计算截面几何特性计算截面几何特性计算 D=35mm b1=29mm b

47、2=29mm h=18.4mm L=b1b22h=2929218.4=154.8mm y1=D(hb2)/L=35(44.829)/154.8=16.7mm y2=Dy1=3516.7=18.3 Ix=tD2(b1b22hL/3h2)/L =0.8352(2929248.4154.8/348.42)/154.8 =231314mm ex=Ix/y1=231314/16.7=135851mm3 tx=Ix/y2=231314/18.3=12640mm3 ( ( ( (三三三三) ) ) )有效截面计算有效截面计算有效截面计算有效截面计算 1.上翼缘：为一均匀受压两边支承板，其应力为 cx=max

48、/ex=0.028106/13851=2.02N/mm2 上翼缘的宽厚比b/t=29.08=36.25,查附表 D1 得截面全部有效 2.腹板 系非均匀受压的两边支承，其腹板上、下两端分别受压应力与拉条应力作用 max=max/cx=0.028106/13851=2.02N/mm3 min=max/tx=0.028106/12640=2.22N/mm2 腹板宽厚比h/t=48.4/0.8=60.5 =(max-min)/max=2.02(2.22)/2.02=2.10 31 由查附表 D6 得板件截面全部有效。 3.下翼缘:下翼缘板件为均匀受拉，故下翼缘截面全部有效。 （四四四四）强度验算强度

49、验算强度验算强度验算 1.正应力验算 max=max/cx=0.028106/13851=2.02N/mm2f=205N/mm2 min=max/tx=0.028106/12640=2.22N/mm2f=205N/mm2 2剪应力验算 max=qxl/2=0.101.5/2=0.075KN 腹板最大剪应力=max=3/2ht=30.075103/2248.40.8=1.45KNf=120N/mm2 腹板平均剪应力=max/2ht=0.075103/248.40.8=0.97N/mm2 因为h/t=48.4/0.8=60.5100 所以 8550/（h/t）=8550/60.5=141.32 根据以上计算分析，该压型钢板强度满足设计要求。 （五五五五）刚度验算刚度验算刚度验算刚度验算 按单跨简支梁计算跨中最大挠度 max max=5ql4/384EIx =50.101.541012/1.33842.06105231314 =0.11=1/300=5mm 根据以上分析，该压型钢板刚度满足要求。