压型钢板和檩条计算例题
檩条设计例题1——冷弯薄壁卷
4、截面选择及截面特性
4、截面选择及截面特性
4、截面选择及截面特性
4、截面选择及截面特性
5、强度计算
6、挠度验算
6m跨度1.5m檩距的C型檩条选用
C160×70×20×3.0
44.5kg
荷载组合Ⅰ——1.2永久+1.4屋面可变;按强度确定承载力
Gk=0.3kN/m2(屋面永久荷载标准值,不计檩条拉条自重); Qk=0.5kN/m2(屋面可变荷载标准值) 荷载组合Ⅱ ——1.0屋面永久荷载+1.4风吸力;按稳定确定承载力
檩条设计例题1——冷弯薄壁卷边槽钢C型檩条
1、设计资料 屋面:压型钢板, 坡度:1/10(α=5.71) 跨度: 6m,跨中设1道拉条;水平檩距1.5m 材料:Q235钢材
2、荷载标准值(对水平投影面)
3、内力计算
4、截面选择及截面特性
4、截面选择及截面特性
4、截面选择及截面特性
4、截面选择及截面特性
[wk] =0.66kN/mFra bibliotek(风荷载标准值)
[wk] = 0.76kN/m2 [wk] = 0.79kN/m2 , 0.93kN/m2
47.5kg
荷载组合Ⅰ——1.2永久+1.4屋面可变;按强度确定承载力
Gk=0.3kN/m2; Qk=0.7kN/m2 Gk=0.5kN/m2; Qk=0.5kN/m2
荷载组合Ⅱ ——1.0屋面永久荷载+1.4风吸力;按稳定确定承载力
Gk1=0.12kN/m2(单层压型钢板屋面) , Gk2=0.5kN/m2(带保温的压型钢板屋面), Gk3=0.3kN/m2 (屋面永久荷载标准值),
Gk1=0.12kN/m2(单层压型钢板屋面) , Gk2=0.5kN/m2(带保温的压型钢板屋面), Gk3=0.3kN/m2 (屋面永久荷载标准值),
钢结构_受弯构件示范例题2—檩条
【例5-3】 某普通钢屋架单跨简支檩条,跨度为m 6,檩条坡向间距为m 798.0,跨中设一道拉条。
屋面水平投影面上,屋面材料自重标准值和屋面可变荷载标准值分别为0.5kN/m 2和0.45 kN/m 2 ,屋面坡度i=1/2.5。
材料用Q235,檩条容许挠度[υ]=150/l ,采用热轧普通槽钢檩条,试选用其截面。
【解】参照已有资料,初选[10热轧普通槽钢,查附表得自重标准值为0.098KN/m,3cm 7.39=x W ,3cm 8.7=y W4cm 3.198=x I荷载与内力计算屋面倾角(图5-19) 08.21)5.21(==arctg α屋面自重Gk q =0.5 kN/m 2×0.798m αcos =0.370 kN/m可变荷载Qk q =0.45 kN/m 2×0.798m αcos =0.333 kN/mq =1.2(0.370 kN/m +0.098 kN/m)+1.4×0.333 kN/m =1.03 kN/mαsin q q x ==1.03 kN/m sin21.8º=0.383 kN/mαcos q q y ==1.03 kN/m cos21.8º=0.956 KN/m则由y q 和x q 引起的弯矩x M 和y M 分别为:8/2l q M y x =m kN 3.48/m 6kN/m 956.022⋅=⨯= (正弯矩)8/21l q M x y =43.08/m 3kN/m 383.022=⨯=m kN ⋅ (负弯矩)截面验算因设置拉条,可不计算整体稳定⑴抗弯强度由于跨中截面x M 、y M 都很大,故该截面上的a 点应力最大,为拉应力。
336336mm 108.720.110m kN 43.0mm 107.3905.110m kN 30.4⨯⨯⨯⋅+⨯⨯⨯⋅=+=ny y y nx x x a W M W M γγσ2149.1N/mm =<215=f 2N/mm⑵刚度验算屋面线荷载的标准值为kN/m 801.0kN/m 333.0kN/m 098.0kN/m 37.0=++=k q , 檩条在垂直于屋面方向的最大挠度为:图5-20例题5-3图m m 8.30m m 10198N/m m 1006.2384)m m 106(8.21cos N/m m 801.05442543=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=υ []mm 40150mm 60001501===<l υ 故采用[10槽钢檩条满足要求。
压型钢板例题1(改)
一简支板截面尺寸如图所示,板跨度为m 3.3。
钢板厚度mm 2.1=t ,其上混凝土厚度mm 100c =h 。
采用C20混凝土(2c N/mm 6.9=f ,2t N/mm 10.1=f )。
标准值为2kN/m 4,活荷载标准值为2.5kN/m 1;使用阶段,恒荷载标准值为2kN/m 6,活荷载标准值为2kN/m 1。
试验算承载能力。
[解]:N U -KA 型压型钢板: m 1板宽的压型钢板截面面积:/m mm 19722ss =Am 1板宽的压型钢板的断面抵抗矩:33s mm 104.43⨯=W(1)施工阶段m 1板宽内的均布荷载:2kN/m 9.65.14.142.1=⨯+⨯=q m kN 39.93.39.6818122⋅=⨯⨯==ql Mm kN 39.9m 9.33kN mm N 1033.9104.4321563ss ⋅=≈⋅=⋅⨯=⨯⨯=M W f 故施工阶段强度满足要求。
(2)使用阶段m 1板宽内的均布荷载:2kN/m 61.814.162.1=⨯+⨯=q m kN 71.113.361.8818122⋅=⨯⨯==ql M kN 19.143.361.82121=⨯⨯==ql V mm 6.755.13755.055.0mm 5.3811100021519720c s ss =⨯=<=⨯⨯==h bf f A xmm 5.1372/751000=+=h m kN 71.11mkN 96.34mm N 34964160)2/5.385.137(5.3810006.98.0)2/(8.00c u ⋅=>⋅=⋅=-⨯⨯⨯⨯=-=M x h bx f M故正截面强度满足。
斜截面承载能力计算。
kN 19.14m105.88kN N 1058755.137100010.17.07.00t u =>⋅==⨯⨯⨯==V bh f V 故斜截面强度满足。
压型钢板计算实例1
压型钢板计算实例1压型钢板计算实例1压型钢板是一种常见的建筑材料,广泛应用于工业建筑、桥梁、汽车制造等领域。
在实际应用中,为了满足工程的需要,我们需要对压型钢板进行力学计算和结构设计。
以一块L型压型钢板为例,假设其长度为L,宽度为W,厚度为H。
我们需要计算该钢板在不同工况下的强度和稳定性。
首先,我们可以计算该钢板在受拉、受压和弯曲等工况下的强度。
对于受拉工况,我们可以通过应力-应变关系计算钢板的最大承载力。
在线弹性阶段,应力与应变之间的关系可以通过胡克定律表示:σ=E*ε其中,σ表示应力,E表示弹性模量,ε表示应变。
在受拉工况下,钢板的应力集中在边缘附近,所以我们可以通过计算这一区域的最大应力来获得钢板的最大承载力。
接下来,我们考虑钢板在受压工况下的强度计算。
受压工况下,钢板会发生屈曲变形。
我们可以使用Euler公式来计算钢板的临界压力:Pc=π²*E*I/(K*L)²其中,Pc表示临界压力,E表示弹性模量,I表示截面惯性矩,K表示屈曲系数,L表示钢板长度。
最后,我们可以计算钢板在弯曲工况下的强度。
弯曲工况下,钢板会发生弯曲变形。
我们可以使用弯曲应力公式来计算钢板的最大弯矩:M=(σ*b*(H/2)²)/6其中,M表示最大弯矩,σ表示最大应力,b表示钢板宽度,H表示钢板厚度。
根据以上计算结果,我们可以对钢板进行结构设计和选材。
例如,我们可以预先确定钢板的长度、宽度和厚度,然后根据工程要求和计算结果选择合适的钢材强度和屈服强度。
总之,通过对压型钢板进行强度和稳定性计算,我们可以为工程设计提供重要的参考依据,并确保钢板在不同工况下的安全使用。
网架工程屋面压型钢板计算书
屋面压型钢板计算一、压型钢板的验算:1.荷载情况:基本风压0.7KN/㎡, 地面粗糙度B类;基本雪压:0.35KN/㎡;屋面活荷载0.30KN/㎡;最大檩距1.3m,2.屋面板截面特性:断面图:板厚0.8㎜, 热镀铝锌, 外覆涂层, 其有效截面特性如下:截面惯性矩:IEX=19.41㎝4/m ,截面抵抗矩: WEX=15.85㎝3/m3.内力计算:屋面板上的线荷载: 恒载0.08KN/㎡取活载和雪载较大者: 0.35 KN/㎡风荷载:阵风系数, 高度变化系数, 体形系数风载1:风载2:荷载组合:组合1:1.2恒+1.4活=1.2*0.08+1.4*0.35=0.586 KN/㎡组合2:1.0恒-1.4风载1=1.0*0.08-1.4*3.311=-4.56 KN/㎡组合3:1.2恒+1.4活+1.4*0.6*风载2=1.2*0.08+1.4*0.35+1.4*0.6*1.505=1.85 KN/㎡组合4:1.2恒+1.4*0.7*活+1.4*风载2=1.2*0.08+1.4*0.7*0.35+1.4*1.505=2.55 KN/㎡取组合后荷载最大值4.56 KN/㎡进行计算:每1M宽板上的线荷载为q=1*4.56=4.56 KN/m屋面板为连续板, 最大弯矩MMAX=qL2/12=4.56*1.32/12=0.642KNm4.板强度验算:正应力σMAX=M MAX/ W EX=0.642*106/15.85*103=40.5N/㎜2 <f=205 N/㎜25.刚度验算:跨中最大挠度w=0.677q L4/(100E I X)=0.677*4.56*13004/(100*2.06*105*19.41*104) =2.21㎜ < [w] =L/250=5.2 ㎜综上: 屋面板采用该板型经计算可以满足要求。
二、板专用支架的验算:1.内力计算:荷载组合:组合1:1.2恒+1.4活=1.2*0.08+1.4*0.35=0.586 KN/㎡组合2:1.0恒-1.4风载1=1.0*0.08-1.4*3.311=-4.56 KN/㎡组合3:1.2恒+1.4活+1.4*0.6*风载2=1.2*0.08+1.4*0.35+1.4*0.6*1.505=1.85 KN/㎡组合4:1.2恒+1.4*0.7*活+1.4*风载2=1.2*0.08+1.4*0.7*0.35+1.4*1.505=2.55 KN/㎡取组合后荷载最大值4.56 KN/㎡进行计算:每个支座需承受的拉力为T=4.56*0.47*1.3=2.79 KN2.应力计算:支架截面最小处的截面面积A=30*1.2=36 ㎜2,支架厚度t=1.2㎜支架内的最大拉应力σMAX=N/A=2.79*1000/36=77.5N/㎜2 <f=205 N/㎜23.自攻钉计算:支架用自攻钉固定与檩条上, 每个支架用两个M5.5*25, 每个钉可以承受拉力5.525 KN则每个支架受的拉力T=2.79 KN〈 5.525*4=22.1 KN满足。
钢结构计算例题
例题 8-1简支人字形屋架设计1、设计资料人字形屋架跨度30m,屋架间距12m,铰支于钢筋混凝土柱上。
厂房长度96m。
屋面材料为长尺压型钢板,屋面坡度1/10,轧制H型钢檩条(见例6-6)的水平间距为5m,基本风压为0.50kN/m2,屋面离地面高度约为20m,雪荷载为0.20kN/m2。
钢材采用Q235-B·F,焊条采用E43型。
2 屋架尺寸,支撑布置屋架计算跨度L=L-300=29700mm,端部及中部高度均取作2000mm。
屋架杆件几何长度见8-41,支撑布置见图8-42。
图8-41图8-423、荷载、内力计算及内力组合(1)永久荷载(水平投影面)101=0.1507kN/m2 压型钢板 0.15×10檩条自重 0.158kN/m2 屋架及支撑自重 0.20kN/m2合计0.509kN/m2(2)屋面均布活荷载或雪荷载(水平投影面)0.30kN/m2(3)风荷载:风荷载为1.25,屋面迎风面的体形系数为-0.6,背风面为-0.5,所以负风压的设计值(垂直于屋面)为迎风面:=-1.4×0.6×1.25×0.50=-0.525kN/m21背风面:2ω=-1.4×0.5×1.25×0.50=-0.4375kN/m 21ω的垂直水平面的分力已略超过荷载分项系数取1.0时的永荷载垂直于屋面的分量(0.507kN/m 2)。
这里不计风荷载,而将所有拉杆的长细比控制在250以内。
(4)上弦节点集中荷载的设计值为Q=(1.2×0.509+1.4×0.30)×5×12=61.70kN (5)内力计算跨度中央每侧各二根腹杆按压杆控制其长细比,不考虑半跨荷载作用情况,只计算全跨满载时的杆件内力。
因杆件较少,以数解法(截面法、节点法)求出各杆件内力见图8-41。
4、杆件截面选择腹杆最大内力N=260.0kN ,查表8-4,选用中间节点板厚度t=10mm ,支座节点板厚度t=10mm 。
压型钢板和檩条计算例题
压型钢板和檩条计算例题背景介绍压型钢板是一种常用的建筑材料,主要用于建筑屋顶、墙壁、地面、门窗等。
檩条是用于支撑屋顶和墙壁等结构的材料,常用于建筑中。
在使用压型钢板和檩条时,需要按照一定的计算方法进行设计和安装。
本文将通过一个计算例题,介绍压型钢板和檩条的计算方法。
示例问题一栋面积为120平方米的建筑,屋顶斜度为25°,采用镀锌压型钢板作为屋面材料,每块2.5米长,覆盖宽度为1.145米,每块钢板上下部分重叠20厘米。
檩条间距为1.2米。
请计算:1.需要多少块压型钢板?2.需要多少根檩条?计算方法计算压型钢板数量要计算需要多少块压型钢板,需要先计算出建筑的实际面积和需要覆盖的面积。
实际面积 = 总面积 / cos(25°)总面积为120平方米,cos(25°)约为0.906实际面积= 120 / 0.906 ≈ 132.27平方米需要覆盖的面积 = 实际面积 / (覆盖宽度 - 0.02米)覆盖宽度为1.145米,减去上下部分重叠的20厘米后为1.145 - 0.02 = 1.125米需要覆盖的面积= 132.27 / 1.125 ≈ 117.73平方米每块压型钢板覆盖面积 = 长度 * 宽度 * cos(25°)长度为2.5米,宽度为1.145米每块压型钢板覆盖面积= 2.5 * 1.145 * cos(25°) ≈ 2.035平方米需要多少块压型钢板 = 需要覆盖的面积 / 每块覆盖面积需要多少块压型钢板= 117.73 / 2.035 ≈ 57.85块因为每块压型钢板是标准长度的,所以需要向上取整,最终需要58块压型钢板。
计算檩条数量要计算需要多少根檩条,需要先计算出檩条的总长度和需要的檩条数。
檩条总长度 = 实际长度 * 每米檩条数实际长度 = 每块压型钢板长度 + 重叠部分长度每块压型钢板长度为2.5米,重叠部分长度为20厘米实际长度 = 2.5 + 0.2 = 2.7米每米檩条数= 1 / 1.2 ≈ 0.83个檩条总长度= 2.7 * 0.83 * 58 ≈ 132.43米需要多少根檩条 = 檩条总长度 / 实际长度需要多少根檩条= 132.43 / 2.7 ≈ 49.05根因为檩条长度是标准长度的,所以需要向上取整,最终需要50根檩条。
檩条计算
一.1b=100t=10h=230s=6B=200T=10#VALUE!mm2#VALUE!mm #VALUE!mm#VALUE!mm 4#VALUE!mm 3#VALUE!mm 32混凝土等级C208.08板厚h d 100梁跨度6000梁左相邻净距1800梁右相邻净距1800板托顶宽b 0300板托高度h t150b 1 =600b 2 =6001500mm150000mm 2#VALUE!mm 2#VALUE!mm混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离 x= [b e *h d 2/(2*αE )+A*y]/A 0 =#VALUE!mm 混凝土截面惯性矩 I c = b e *h d 3/12=1.3E+08mm 4换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0 = I c /αE + A c *(x-0.5h d )2/αE + I + A(y-x)2=#VALUE!mm 4#VALUE!mm 4#VALUE!mm 4#VALUE!mm 4#VALUE!mm43#VALUE!mm 2混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离x c = [b e *h d 2/(4*αE )+A*y]/A 0c=#VALUE!mm #VALUE!mm 4#VALUE!mm 4#VALUE!mm 4#VALUE!mm 4#VALUE!mm 4二施工阶段的验算1弯矩和剪力钢梁自重:#VALUE!kN/m板自重: 6.00kN/m2000mm)板托重:0.90kN/m #VALUE!kN/m 自重标准值 g 1:#VALUE!kN/m 施工荷载: 2.80kN/m 施工阶段弯矩设计值M #VALUE!kN.m (梁跨度:6000mm)施工阶段剪力设计值V #VALUE!kN 2钢梁抗弯强度设计#VALUE!N/mm 2<215N/mm 2#VALUE!#VALUE!N/mm2<215N/mm2#VALUE!3钢梁剪应力计算面积矩 S=#VALUE!mm 3#VALUE!N/mm 2<125N/mm 2#VALUE!4挠度计算考虑混凝土徐变的组合截面特征计算换算成钢截面的组合截面面积 A 0c = A c / 2αE + A =换算成钢截面的组合截面惯性矩 I 0c = I c /(2*αE ) + A c *(x c -0.5h d )2/(2*αE) + I + A(y-x c )2 =(平台梁间距:钢梁剪应力τ1max = v 1*s 1/I*t w =混凝土板截面面积A c = b e * h d =换算成钢截面的组合截面面积A 0=A c /αE +A =对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c b=αE *I 0 / (x - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0t = I 0 / (d-x) =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c tc = 2αE *I 0c / x c =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0b = I 0 / (H-x) =屋面檩条计算截面特征计算钢梁面积 A =b*t + h*s +B*T =钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y t = [0.5b*t 2 + h*s*(0.5h + t) + B*T*(t+h+0.5T)] / A =钢梁截面特征计算:钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 y b = h + t + T - y t =钢梁截面惯性矩 I= (b*t 3 + s*h 3 + B*T 3) / 12 + b*t*(yt-0.5t)2 + s*h*(y t -0.5h-t)2 + B*T*(0.5T+h+t-y t )2 =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 1 = I / y t =混凝土板顶面至钢梁截面中和轴的距离 y = h d + h t +y t =对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c t = αE *I 0 / x=混凝土板计算宽度b e =钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W 2 = I / y b =组合截面特征计算:钢与混凝土弹性模量比αE =自重标准值 g 1k :对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w 0c bc =2αE *I 0c / (x c - h d ) =对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0tc= I 0c/ (d-x c) =对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w 0bc = I 0c / (H-x c ) =钢梁上翼缘应力 M / r x *W 1 =钢梁下翼缘应力 M / r x *W 2 =△=5*g*l 4/(384*E*I)=#VALUE!mm < L/400 =15mm #VALUE!三使用阶段的验算1弯矩及剪力找平层重: 1.9kN/m 活荷载:15.6kN/m (活荷载:6kn/m 2)78.84kN.m 52.56kN22.1#VALUE!N/mm 2<10N/mm 2#VALUE!#VALUE!N/mm 2<10N/mm 2#VALUE!#VALUE!N/mm 2<215N/mm2#VALUE!#VALUE!N/mm 2<215N/mm 2#VALUE!2.2#VALUE!N/mm 2<10N/mm 2#VALUE!#VALUE!N/mm 2<10N/mm2#VALUE!#VALUE!N/mm 2<215N/mm 2#VALUE!#VALUE!N/mm 2<215N/mm 2#VALUE!2.3(略)2.4(略)3钢梁的剪应力#VALUE!mm 3#VALUE!mm 3#VALUE!N/mm 2<125N/mm 2#VALUE!4组合梁的挠度#VALUE!mm< L/400 =15mm #VALUE!τ=V 1S 1/It w +V 2S o /I o T w =两个受力阶段的荷载对组合梁的钢梁产生的剪应力△=5q k l 4/384EI o +5g k l 4/384EI o c =组合梁中由于混凝土收缩引起的内力钢梁腹板顶面处对钢梁中和轴的面积矩S 1=钢梁腹板顶面以外的砼及钢梁上翼缘对组合截面中和轴的面积矩S o =使用阶段弯矩设计值M 使用阶段剪力设计值V 组合梁的抗弯强度在垂直荷载作用下的正应力考虑混凝土徐变在垂直荷载作用下的正应力混凝土板顶面应力:σ0c tc =-(M 2g /W 0c tc +M 2q /W 0c t )=混凝土板顶面应力σ0c t =-M/W 0c t =混凝土板底面应力σ0c b =-M/W 0c b =钢梁上翼缘应力σ0t = -M 1/W 1+M 2/W 0t=钢梁下翼缘应力σ0b = -M 1/W 2+M 2/W 0b =σ0bc = -M 1/W 2+(M 2g /W 0bc +M 2q /W 0b )=钢梁下翼缘应力温度差产生的应力σ0c bc =-(M 2g /W 0c bc +M 2q /W 0c b )=混凝土板底面应力:钢梁上翼缘应力σ0tc = -M 1/W 1+(M 2g /W 0tc +M 2q /W 0t )=。
钢结构檩条如何计算?全面总结!!
钢结构檩条如何计算?全面总结!!来源:网络如有侵权请联系删除★ 檁条的截面形式★ 实腹式檁条的截面形式● 实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。
其中,卷边槽钢(亦称C形钢)檩条适用于屋面坡度i≤1/3的情况。
● 直边和斜卷边z形檩条适用于屋面坡度i>1/3的情况。
斜卷边Z 形钢存放时可叠层堆放,占地少。
做成连续梁檩条时,构造上也很简单。
★檩条的荷载和荷载组合● 1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载,雪荷载};● 1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时,还应进行下式的荷载组合:● 1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。
★ 檩条的内力分析● 设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷载作用下,沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用,属于双向受弯构件(与一般受弯构件不同)。
● 在进行内力分析时,首先要把均布荷载分解为沿截面形心主轴方向的荷载分量qx 、qy。
● C型檩条在荷载作用下计算简图如下:● Z型檩条在荷载作用下计算简图如下:★ 檩条的内力计算★ 檩条的截面验算—强度、整体稳定、变形强度计算—按双向受弯构件计算当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时,可按下列强度公式验算截面:截面1.2.3.4点正应力计算公式如下:★ 整体稳定计算当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如采用扣合式屋面板时),应按稳定公式验算截面:★ 变形计算实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。
对卷边槽形截面的两端简支檩条:对Z形截面的两端简支檩条:★ 容许挠度[v]按下表取值★ 檁条的构造要求● 当檩条跨度大于4m时,应在檩条间跨中位置设置拉条。
当檩条跨度大6m时,应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。
● 拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点。
此中间支点的力需要传到刚度较大的构件为此,需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。
墙面压型钢板计算
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㎜,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:m KN q x /074.04.18.0125.053.0=⨯⨯⨯=(0.53为风荷载的面荷载)《风载 基本风压ω0=0.50KN/㎡ 地面粗糙程度为B 类 下面各高度为准风压高度的变化系数为:H μZ w 1(KN/㎡)9.30 0.97 0.4710.05 1.00 0.5010.30 1.01 0.51max 8x 8(2)、截面几何特性采用“线性法”计算D=35㎜ b 1=29㎜ b 2=29㎜ h=48.45㎜mm h b b L 9.15445.4822929221=⨯++=++=mm L b h D y 5.179.154)2945.48(35)(21=+⨯=+= mm y D y 5.175.173512=-=-=)32(2212h hL b b L tD I x -+=mm 6.16592)45.489.15445.48322929(9.154356.022=-⨯⨯+⨯⨯⨯= 311.9485.176.16592mm y I W x cx === 321.9485.176.16592mm y I W x tx ===(3)、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:26max /0.391.94810037.0mm N W M cx cx =⨯==σ 上翼缘的宽厚比3.486.029==t b ,查《钢结构设计与计算》均匀受压板件的有效宽厚比表1-62知:上翼缘截面全部有效。
② 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2max max /39mm N W M cx==σ (压) 2max min /0.39mm N W M tx -==σ (拉) 腹板宽厚比 8.806.045.48==t h 20.39)0.39(0.39max min max =--=-=σσσα 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:知板件截面全部有效。
屋面板设计
1)屋面板设计屋面材料采用压型钢板,檩条间距 1.5m ,选用YX21-180-900型压型钢板,板厚t=0.6mm ,截面形状及尺寸如图所示。
(1)内力计算荷载标准值:永久荷载:0.13kN/m 2;可变荷载:屋面均布活荷载或雪荷载最大值0.5kN/m 2。
则q x =1.2×0.13kN/m 2+1.4×0.5kN/m 2=0.856kN/m 2压型钢板单波线荷载:q x =0.856kN/m 2×0.18=0.16kN/m 2按简支梁计算压型钢板跨中最大弯矩:M max =81q x l 2=81×0.16×1.52kN ·m=0.045kN ·m(2)截面几何特性计算(3)D=21mm ,b 1=22mm ,b 2=108mm ,h=32.65mmL=b 1+b 2+2h=(22+108+2×32.65)mm=195.3mmy 1=3.195)10865.32(21)(2+⨯=+L b h D mm=15.12mm y 2=D-y 1=(21-15.12)mm=5.88mmI x =)65.323.19565.323210822(3.195216.0)32(222212-⨯⨯+⨯⨯⨯=-+h hL b b L tD mm 4 =7534mm 4W cx =12.1575341=y I x mm 3=498mm 3W tx =88.575342=y I x mm 3=1281mm 3 (3)强度验算正应力验算:49810045.06max max ⨯==cx W M σN/mm 2=90.36N/mm 2<f=295N/mm 2 128110045.06max min ⨯==tx W M σN/mm 2=35.13N/mm 2<f=295N/mm 2 剪应力验算:V max =5.116.02121⨯⨯=l q x kN=0.12kN 腹板最大剪应力: 6.065.32221012.03233max max ⨯⨯⨯⨯⨯=∑=ht V τN/mm 2=4.59N/mm 2<f v =190N/mm 2 腹板平均剪应力:6.065.3221012.03max ⨯⨯⨯=∑=ht V τN/mm 2=3.06N/mm 2因为 h/t=32.65/0.6=54.41<100所以 14.15741.548550/8550==<t h τ 根据以上计算分析,该压型钢板强度满足设计要求。
压型钢板和檩条计算例题
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㎜,截面形状及尺寸如图 (1)、力计算 设计荷载:0.35×1.2+0.4×1.4=0.98KN/㎡ 压型钢板单波线荷载:q x =0.98×0.3=0.294KN/m中最大弯矩:2max 81l q M x =25.1294.081⨯⨯= m KN ⋅=083.0(2)、截面几何特性采用“线性法”计算D=130㎜ b 1=55㎜ b 2=70㎜ h=156.7㎜mm h b b L 5.4387.156********=⨯++=++= mm L b h D y 2.674.438)707.156(130)(21=+⨯=+=mm y D y 8.622.6713012=-=-=)32(2212h hL b b L tD I x -+=mm 773863)7.1564.4387.156327055(4.4381308.022=-⨯⨯+⨯⨯⨯=31115162.67773863mm y I W x cx ===32123238.62773863mm y I W x tx ===(3)、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:26max /2.71151610083.0mm N W M cx cx=⨯==σ上翼缘的宽厚比75.688.055==t b ,查《钢结构设计与计算》板件的有效宽厚比表1-62得:mm b 498.0611=⨯=② 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2maxmax /2.7mm N W M cx==σ (压) 2maxmin /7.6mm N W M tx-==σ (拉) 93.12.7)7.6(2.7max min max =--=-=σσσα腹板宽厚比 1968.07.156==t h 查《钢结构设计与计算》表1-63知板件截面全部有效。
钢结构檩条计算演示
拉条、撑杆与檩条的连接见图所示,斜拉条 可弯折,也可不弯折。前一种方法要求弯折的直 线长度不超过15mm,后一种方法则需要通过斜垫 板或角钢与檩条连接。
连接角钢
屋架横向水平支撑与刚架梁连接节点构造
实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接,檩托可 用角钢和钢板做成,檩条与檩托的连接螺栓不应 少于2个,并沿檩条高度方向布置,见下图。设置 檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转,以 增强其整体稳定性。
适用于屋面坡度>1/3
适用于屋面坡度≤1/3
用于屋面的C型檁条
1.5.2
檩条的荷载和荷载组合
1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷
载,雪荷载};
1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算
值。 当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响 还应进行下式的荷载组合: 时,
1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。
4
容许挠度[v]按下表取值
檩条的容许挠度限值 仅支承压型钢板屋面 (承受活荷载或雪荷载) 有吊顶 有吊顶且抹灰
l 150
l 240
l 360
1.5.5
檁条的构造要求
当檩条跨度大于4m时,应在檩条间跨中位置设置
拉条。当檩条跨度大6m时,应在檩条跨度三分点 处各设置一道拉条。
拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x
Wex、Wey—对两个形心主轴的有效截面模量; —梁的整体稳定系数,按规范规定 计算。
bx
变形计算 实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。 对卷边槽形截面的两端简支檩条:
5 qkyl v 384 EI x
对Z形截面的两端简支檩条 :
4 q cos l 5 k v 384 EI x1
檩条计算方法如何选择
檩条计算方法如何选择?
STS程序对于冷弯薄壁檩条提供了按门规设计、与按冷弯薄壁型钢规范设计选项,如果选择门规进行檩条验算时,风吸力下翼缘稳定验算程序提供按门规附录E计算与按式(6.3.7-2)验算两个选择。
选择原则如下:
1、压型钢板屋面(厚度>0.66mm),屋面与檩条有可靠连接(自攻螺钉等紧固件),设置单层拉条靠近上翼缘,选择按门规附录E计算;
2、刚度较弱的屋面(塑料瓦材料等)、非可靠连接的压型钢板(扣合式等),应选择6.3.7-2式或冷弯规范计算,拉条的约束作用应根据实际拉条设置情况选择。
对于风载较大地区,建议这时应设置双层拉条、交叉拉条或型钢拉条,拉条同时约束上下翼缘。
当风吸力不起控制时,可以仅在上侧设置单层拉条
门式刚架柱、梁平面外计算长度如何选取?
采用平面分析程序,由于没有平面外信息,程序自身无法正确判断平面外计算长度的选取,程序默认取的平面外计算长度为杆件自身的长度,工程设计人员应对平面外计算长度进行确认和修改。
平面外的计算长度应取平面外有效支撑之间的间距。
门式刚架类型,对于边柱和屋面梁,当采用压型钢板屋面、墙面,且压型钢板与檩条有可靠连接时,墙梁和檩条设置隅撑的情况下,隅撑能起到边柱和屋面梁的平面外支撑作用,则边柱和屋面梁的平面外计算长度可以取设置隅撑的间距。
对于有吊车或跨度较大的厂房,柱平面外计算长度建议按柱间支撑选取。
钢结构檩条计算方法
钢结构檩条计算方法功能介绍钢结构住宅突破了中国“秦砖汉瓦"式的传统建造模式,被誉为“第四次住宅革命。
节能效果好,建筑服务期满拆除时,钢结构材料可全部回收。
夕卜形设计自如,室内大空间无梁无柱,跨度可达12米。
地基及基础的处理非常简单,施工速度快、周期短。
热轧型钢厂標条的截面形式冷穹薄壁适用于压型钢板的轻型屋面实腹式檁条的截面形式[I(a)⑹热轧型钢H 型钢進两种棹条适用于荷载较大的屋面。
•实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。
其中,卷边槽钢(亦称C 形钢)檩条适用于屋面坡度i<1/3的情况。
•直边和斜卷边z 形檩条适用于屋面坡度i>1/3的情况。
斜卷边Z 形钢存放时可叠层堆放,占地少。
做成连续梁檩条时,构造上也很简单。
z 型钢標条的荷载和荷载组合• 1.2x永久荷载+1.4xmax{屋面均布活荷载,雪荷载};• 1.2x永久荷载+1.4x施工检修集中荷载换算值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时,还应进行下式的荷载组合:• 1.0x永久荷载+1.4x风吸力荷载。
標条的内力分析•设置在刚架斜梁上的木禀条在垂直于地面的均布荷载作用下,沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用,属于双向受弯构件(与一般受弯构件不同)。
•在进行内力分析时,首先要把均布荷载分解为沿截面形心主轴方向的荷载分量qx、qy。
=qsina=q cos a •C 型檩条在荷载作用下计算简图如下:当屋面坡度|<1/3时,qx 较小>樓条近似为茧向受弯构件。
q 表示垂直向下重力荷载;ot 为屋面坡度•Z 型檩条在荷载作用下计算简图如下:q x -gcos(tz -0]q x =qsin(or_#) 当时q =q&0§屋面坡痘i^l/3a^6X皐条近似为沿K 主軸X1亍向单向旻肓* ■8为乏型樓条两个主轴的夹角;口为屋曲坡度*简支梁的跨中弯矩对X 轴: 1■ ■1 ■111Afetnax=—aj 2=-^?/2cosa8、8连续梁的支座及跨间弯矩对Y 轴:口T7T7 32 q 」264 64当跨中设置一道拉条时樓条的计算简图及内力標条的内力计算 拉条设置情况由9A ■产生的内力 由%产生的内力 17 M rcno F jmsx M *-x m30t 无拉条0.5</ 1期・■押 0.5^7 跨中有TB拉条 拉条处负弯矩1F 拉条与豎座间正弯矩 640625qJ 叫三分点处各有一道拉条拉条处负弯矩90' 拉条与支座佝正弯拒 1qf 360丘 0367^/ 0旬丿q 32l(-)V 2(-)|DX-- 1(-):2(+)13(+):$檩条的截面验算一强度、整体稳定、变形强度计算一按双向受弯构件计算 当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时,可按下列强度公式验算截面:M x .M r ——对截面x 轴和y 轴的弯距; 对两个形心主轴的有效净截面模量 凜条在最大弯矩札7叫丄乍用下引起截面正应力符号如下图所示(正号表示拉应力,负号麦7JV 压应力)o\[xinax截面1.234点正应力计算公式如下: era evy(最大压应力)%max(最整体稳定计算当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如采用扣合式屋面板时),应按稳定公式验算截面:变形计算实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。
房屋建筑钢结构设计第一章计算题答案
1.1 已知:屋面材料为压型钢板,檩条间距1.5m,设计荷载3.6 KN/m2,计算简图如下图所示,选用YX130-300-600型压型钢板,板厚t=0.6mm,截面尺寸如下图所示。
钢材Q235-A,屋面坡度1/15,假定截面全部有效,验算截面强度和挠度是否满足要求。
习题1.1 计算简图习题1.1 截面尺寸(1)计算压型钢板截面几何特性采用单槽口作为计算单元155b270b =130h=3156.7b ==1232438.4b b b b ∑=++=()2367.2h b b c b+==∑56θ=单槽口对于x 轴的惯性矩22412332580404.33x th I b b b b b mm b ⎛⎫=+∑-= ⎪∑⎝⎭单槽口对于上翼缘边和下翼缘边的截面模量抵抗矩分别为:上翼缘:21233323238634.1sx x th b b b b b I W mm c b b ⎛⎫+- ⎪⎝⎭===+∑ 下翼缘:21233313239245.4xx x th b b b b b I W mm h c b b ⎛⎫+- ⎪⎝⎭===-+∑ (2) 内力分析21220.086480.025202.5M ql N m M ql N m==⋅==⋅跨内最大弯距:2B 0.1810c M M q l N m==-=⋅支座弯距:0.42160,0.42160,0.632400.52700,0.52700,0.63240A DB B V ql N V ql N V ql N V ql N V ql N V ql ===-=-=-=-=====-=-左右C 右C 左剪力:0.42160, 1.15940A D B C R R ql N R R ql N======支座反力:(3)441320.677,0.052100100ql ql f f f EI EI==⨯=⨯跨度中点挠度:(3)压型钢板的强度及挠度验算A . 压型钢板腹板的剪应力计算:1301000.6h t =≥ ()2285500018.21//cr N mm h t τ== 230.6 5.2/2qlN mm b tτ== cr ττ≤ 满足 B . 压型钢板支座处腹板的局部受压承载力计算根据公式 w R R ≤20.5 2.490w R t θα⎡⎤⎛⎫=++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦验算支座B 和C (情况一致)1.11782B R ql N ==222100.5 2.490560.120.6(0.5 2.490843c w l mm R tNθα⎡⎤⎛⎫==++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=⨯+⨯+⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦=当:B w R R >此时 不满足2222000.5 2.490560.120.6(0.5 2.4902411.5c w l mm R tNθα⎡⎤⎛⎫==++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=⨯+⨯+⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦=当:B w R R ≤此时 满足294.80.5 2.4178290c w l mm R t Nθα⎡⎤⎛⎫≥=+≥⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦当:w R R ≤ 满足支座A 和D0.4648A R ql N ==222100.5 2.490560.060.6(0.5 2.490421c wl mm R tNθα⎡⎤⎛⎫==++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=⨯+⨯+⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦=当:A wR R>此时 不满足2222000.5 2.490560.060.6(0.5 2.490 1206c wl mm R tNθα⎡⎤⎛⎫==++⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=⨯+⨯+⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦=当:A wR R≤此时 满足240.10.5 2.464890c wl mm R t Nθα⎡⎤⎛⎫≥=++≥⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦当:wR R≤ 满足C.压型钢板同时承受弯矩M和支座反力R的截面,应满足下列要求/ 1.0uM M≤/ 1.0wR R≤// 1.25u wM M R R+≤(Mu=Wef)同时承受弯矩M和支座反力R的截面,即中间支座B和C处,二者受力相同因为全截面有效,所以:min(,)8634.12051769990.5 1.77s xu e x xM W f W W f N mm kN m ===⨯=⋅=⋅220.10.1 1.08 1.50.243BM ql kN m=-=-⨯⨯=⋅/0.137 1.0uM M=≤ 满足178210/ 2.114 1.0843c wl mm R R=当 ==> 不满足// 1.25u wM M R R+> 不满足1782200/2411.5c wl mm R R=≤当 ==0.739 1.0 满足//0.876 1.25u wM M R R+=≤ 满足94.8/c wl mm R R≥≤当 1.0 满足// 1.137 1.25u w M M R R +≤≤ 满足D . 压型钢板同时承受弯矩和剪力的截面,应满足下列要求:221.0u u M V M V ⎛⎫⎛⎫+≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(sin )u cr V ht θτ= 同时承受弯矩和剪力的截面,选择代表性的中间支座B (C 相同)、AB 梁跨度中点E (对称的G 点受力相同,BC 梁跨度中点F 的弯距和剪力均小于E 点 )B 点:(sin )(1300.6sin56)18.211178 1.178u cr V ht N kNθτ==⨯⨯⨯==min(,) 1.77s x u e x x M W f W W f kN m ===⋅ 2B 0.10.243M ql kN m =-=-⋅B B 0.60.972V V ql kN ===左22220.2430.9720.7 1.01.77 1.178B B u u M V M V ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+=≤ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 满足 E 点:(sin )(1300.6sin 56)18.211178 1.178u cr V ht N kN θτ==⨯⨯⨯== min(,) 1.77s x u e x x M W f W W f kN m ===⋅ 220.080.08 1.08 1.50.1944E M ql kN m ==⨯⨯=⋅0.10.162E V ql kN ==22220.19440.1620.03 1.01.77 1.178E E u u M V M V ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+=≤ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 满足 E . 挠度验算4max 1340.677100/1.30.6770.572/1.30.44100q l f f f EIql mm mmEI===⨯≈⨯==标准值[]150lf 根据《规程》 ==10mm []m a xf f ≤ 满足1.2 设计一两端简支直卷边Z 形冷弯薄壁型钢檩条。
檩条计算方法
=====设计依据====== 建筑结构荷载规范(GB 50009--2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002) =====设计数据======屋面坡度(度):5.711檩条跨度(m):6.000檩条间距(m):1.500设计规范:xx架规程CECS102:2002风吸力下翼缘受压稳定验算:按附录E验算檩条形式:卷边槽形冷弯型钢C220X75X20X2.0钢材钢号:Q235钢拉条设置:设置两道拉条拉条作用:能约束檩条xx净截面系数:0.850檩条仅支承压型钢板屋面(承受活荷载或雪荷载),挠度限值为屋面板为两跨或两跨以上面板屋面板能阻止檩条侧向失稳构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性每米宽度屋面板的惯性矩(m4):0.2000E-06建筑类型:封闭式建筑分区:中间区基本风压:0.400风荷载高度变化系数:1.000风荷载体型系数:-1.160风荷载标准值(kN/m2):-0.464屋面自重标准值(kN/m2):0.300活荷载标准值(kN/m2):0.500雪荷载标准值(kN/m2):0.300积灰荷载标准值(kN/m2):0.000检修荷载标准值(kN):1.000=====截面及材料特性======檩条形式:卷边槽形冷弯型钢C220X75X20X2.0b =75.000h =220.000c =20.000t =2.000A =0.7870E-03Ix =0.5744E-05Iy =0.5688E-06It =0.1049E-08Iw =0.5314E-08Wx1 =0.5222E-04Wx2 =0.5222E-04Wy1 =0.2735E-04Wy2 =0.1050E-04钢材钢号:Q235钢屈服强度fy=235.000强度设计值f=205.000考虑冷弯效应强度f'=214.336----------------------------------------------------------------------------- =====截面验算======-----------------------------------------------|1.2xx载+1.4(活载+0.9积灰)组合|----------------------------------------------- 弯矩设计值(kN.m):Mx =7.451弯矩设计值(kN.m):My =0.017有效截面计算结果:Ae =0.7199E-03Iex =0.5167E-05Iey =0.5506E-06Wex1 =0.4378E-04Wex2 =0.4378E-04Wex3 =0.5067E-04Wex4 =0.5067E-04Wey1 =0.2591E-04Wey2 =0.1024E-04Wey3 =0.2591E-04Wey4 =0.1024E-04截面强度(N/mm2) : σmax =200.987 <=205.000-----------------------------|1.0xx载+1.4风载(吸力)组合|-----------------------------弯矩设计值(kN.m):Mxw =-2.093弯矩设计值(kN.m):Myw =0.005有效截面计算结果:全截面有效。
钢结构檩条如何计算?
钢结构檩条如何计算?★檁条的截面形式★实腹式檁条的截面形式●实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。
其中,卷边槽钢(亦称C形钢)檩条适用于屋面坡度i≤1/3的情况。
●直边和斜卷边z形檩条适用于屋面坡度i>1/3的情况。
斜卷边Z形钢存放时可叠层堆放,占地少。
做成连续梁檩条时,构造上也很简单。
★檩条的荷载和荷载组合● 1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载,雪荷载};● 1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时,还应进行下式的荷载组合:● 1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。
★檩条的内力分析●设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷载作用下,沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用,属于双向受弯构件(与一般受弯构件不同)。
●在进行内力分析时,首先要把均布荷载分解为沿截面形心主轴方向的荷载分量qx 、qy。
● C型檩条在荷载作用下计算简图如下:● Z型檩条在荷载作用下计算简图如下:★檩条的内力计算★檩条的截面验算—强度、整体稳定、变形强度计算—按双向受弯构件计算当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时,可按下列强度公式验算截面:截面1.2.3.4点正应力计算公式如下:★整体稳定计算当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如采用扣合式屋面板时),应按稳定公式验算截面:★变形计算实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。
对卷边槽形截面的两端简支檩条:对Z形截面的两端简支檩条:★容许挠度[v]按下表取值★檁条的构造要求●当檩条跨度大于4m时,应在檩条间跨中位置设置拉条。
当檩条跨度大6m 时,应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。
●拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点。
此中间支点的力需要传到刚度较大的构件为此,需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。
★拉条和撑杆的布置●当风吸力超过屋面永久荷载时,横向力的指向相反。
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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YX 型压型钢板,板厚t=㎜,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:q x =×=m中最大弯矩:2max 81l q M x =25.1294.081⨯⨯= m KN ⋅=083.0(2)、截面几何特性 采用“线性法”计算D=130㎜ b 1=55㎜ b 2=70㎜ h=㎜mm h b b L 5.4387.156********=⨯++=++= mm L b h D y 2.674.438)707.156(130)(21=+⨯=+=mm y D y 8.622.6713012=-=-=)32(2212h hL b b L tD I x -+=mm 773863)7.1564.4387.156327055(4.4381308.022=-⨯⨯+⨯⨯⨯=31115162.67773863mm y I W x cx ===32123238.62773863mm y I W x tx ===(3)、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:26max /2.71151610083.0mm N W M cx cx=⨯==σ上翼缘的宽厚比75.688.055==t b ,查《钢结构设计与计算》板件的有效宽厚比表1-62得:mm b 498.0611=⨯=② 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2maxmax /2.7mm N W M cx==σ (压) 2maxmin /7.6mm N W M tx-==σ (拉) 93.12.7)7.6(2.7max min max =--=-=σσσα腹板宽厚比 1968.07.156==t h 查《钢结构设计与计算》表1-63知板件截面全部有效。
③ 下翼缘:下翼缘板件为均匀受拉,故下翼缘截面全部有效。
④ 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 e 考虑,因此整个截面的几何特性需要重新计算 D=130㎜ mm b b e 49'1== b 2=70㎜ h=㎜mm h b b L 4.4327.1562704922'1'=⨯++=++=mm Lb h D y 16.684.432)707.156(130)('2'1=+⨯=+=mm y D y 84.6116.68130'1'2=-=-= )32(2'2'1'2'h hL b b LtD I x-+=mm 751870)7.1564.4327.156327049(4.4321308.022=-⨯⨯+⨯⨯⨯=3'1''1103116.68751870mm y I W x cx===3'2''1215884.61773863mm y I W x tx===(4)、强度验算① 正应力验算:226'max max /205/5.71103110083.0mm N mm N W M cx <=⨯==σ 226'max min/205/8.61215810083.0mm N mm N W M tx<=⨯==σ ② 剪应力验算 :KN l q V x 22.05.1294.02121max =⨯⨯==腹板最大剪应力 223max max/120/32.18.07.156221022.0323mm N f mm N ht V v =<=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=τ 腹板平均剪应力23/9.08.07.15621022.0mm N ht V =⨯⨯⨯=∑=τ 因为1009.1958.07.156>==t h 所以28.229.195855000)/(85500022==<t h τ 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mm l mm EI l q x k 6.9250][12.07518701006.2384)105.1(225.053845543'4max==<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ωω 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=㎜,截面形状及尺寸如图 (1)、内力计算 设计荷载:按简支梁计算压型钢板跨中最大弯矩:2max 81l q M x =20.2074.081⨯⨯=m KN ⋅=037.0(2)、截面几何特性 采用“线性法”计算D=35㎜ b 1=29㎜ b 2=29㎜ h=㎜ mm h b b L 9.15445.4822929221=⨯++=++= mm L b h D y 5.179.154)2945.48(35)(21=+⨯=+=mm y D y 5.175.173512=-=-=)32(2212h hL b b L tD I x -+=mm 6.16592)45.489.15445.48322929(9.154356.022=-⨯⨯+⨯⨯⨯=311.9485.176.16592mm y I W x cx ===321.9485.176.16592mm y I W x tx ===(3)、有效截面计算⑤ 上翼缘:为一均匀受压两边支承板,其应力为:26max /0.391.94810037.0mm N W M cx cx=⨯==σ 上翼缘的宽厚比3.486.029==t b ,查《钢结构设计与计算》均匀受压板件的有效宽厚比表1-62知:上翼缘截面全部有效。
⑥ 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2maxmax /39mm N W M cx==σ (压) 2maxmin /0.39mm N W M tx-==σ (拉) 腹板宽厚比8.806.045.48==t h20.39)0.39(0.39max min max =--=-=σσσα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:知板件截面全部有效。
⑦ 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 ③ 正应力验算: 226'max minmax /205/0.391.94810037.0mm N mm N W M cx<=⨯===σσ ④ 剪应力验算 :KN l q V x 037.00.2037.02121max =⨯⨯==腹板最大剪应力 223max max/120/95.06.045.482210037.0323mm N f mm N ht V v =<=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=τ 腹板平均剪应力23/64.06.045.48210037.0mm N ht V =⨯⨯⨯=∑=τ 因为1008.806.045.48<==t h 所以2/8.1058.808550)/(8550mm N t h ==<τ 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2001120916.165921006.2384)106.1(053.0538455333max<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==x k EI l q lω 故压型钢板刚度满足设计要求。
十一、檩条验算屋面板为YX 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l=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。
(1)、按檩条高度l h )501~351(=,从而初选C 形檩条140×60×20×3(2)、荷载计算:① 屋面荷载:恒载:YX130×300×600压型钢板及保温层 ㎡ 檩条自重 ㎡ 合计 ㎡ 活载:屋面均布荷载 ㎡检修、施工集中荷载 ㎡ ② 荷载组合A 、恒载+屋面均布荷载线荷载标准值 m KN q k/2.15.1)4.04.0()1(=⨯+= 线荷载设计值 m KN q /56.15.1)4.14.02.14.0()1(=⨯⨯+⨯= ABC 跨屋面坡度ο76.4=α , CDE 跨为ο76.4。
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 m KN q k/60.05.14.0)2(=⨯= 线荷载设计值 m KN q /72.05.14.02.1)2(=⨯⨯= 作用在一根檩条上的集中荷载:KN F k 0.1=;F=(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 KN l q l q M xx ⋅=⨯⨯⨯=⋅==0.7676.4cos 56.181cos 8181202)1(2)1()1(max α 对Y 轴,跨中拉条支点最大负弯矩:m KN l q l q M yy ⋅=⨯⨯⨯=⋅==146.0676.4sin 56.1321sin 32132120)1(2)1()1(max α檩条支座、拉条支点间最大弯矩:m KN l q M x y ⋅=⨯⨯==878.0656.164164122)1()1((4)、截面验算:① 有效截面特性 查表知C 形檩条160×60×20×3的各项截面特性为:40.248cm I x = 343.35cm W x = A=㎝2 413.40cm I y = 3138.20)(cm W y = 3296.9)(cm W y = ② 有效截面的计算A 、上翼缘:假定由y 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:MPa W M x x 6.1971043.35100.736max 21=⨯⨯===σσ上翼缘板件的宽厚比20360==t b 。
查《钢结构设计与计算》均匀受压板件的有效宽厚比表1-62知:知板件截面全部有效。
B 、下翼缘:下翼缘为受拉板件,板件截面全部有效。
C 、腹板:腹板的二边支承的非均匀受压板,0.2=α,67.463140==t b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。
D 、由于截面全部有效,有效截面特性即为毛截面特性。
由行强度验算(檩条跨中最大弯矩max x M 、m ax y M 引起的截面正应力符号如上图所示)MPa W M W M y y x x 3.2051038.2010146.01034.35100.7)()(363611max 11max 1=⨯⨯+⨯⨯=+=σ MPa W M W M y y x x 5.1831096.910146.01034.35100.7)()(363622max 21max 2=⨯⨯-⨯⨯=-=σMPa W M W M y y x x 9.1901038.2010146.01034.35100.7)()(363632max 31max 3-=⨯⨯+⨯⨯-=+-=σ MPa W M W M y y x x 8.2121096.910146.01034.35100.7)()(333642max 41max 4-=⨯⨯-⨯⨯-=--=σ MPa f MPa 2058.2124max =>==σσ 超4%<5%,可以满足要求 ④ 刚度验算 mm mm EI l q x ky 302006000][8.19102481006.2384600076.4cos 60.0538*******max==<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ωω 满足要求⑤ 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l q l q N x ⋅==αsin 625.0625.0)1()1(KN 224.0676.4sin 72.0625.0=⨯⨯⨯=ο 拉条所需面积 2min 09.1205224mm f N A ===按构造取10φ拉条(28.50mm A =)。