轻型门式刚结构课程设计计算书 - 大三课程设计完整版(8)

斜杆选用φ20圆钢，A?267mm

强度验算：N/A?76.7N/mm ?f? 205N/mm

刚度验算：张紧的圆钢不需要考虑长细比的要求。但从构造上考虑采用φ16。

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4、檩条设计（檩条尺寸如下）

已知荷载：屋面板及其檩条自重0.22kN/m,活荷载0.98kN/m，基本风压0.75kN/m，风荷载体形系数-1.4（吸力），建筑位置地面粗糙度为B类。

已知结构条件：檩条跨度l?9m,檩条间距为1.5m,两端简支，中间设两道拉条，屋面坡度1:10，檐口高度6m.

选用的截面和钢材：Q235钢，冷弯薄壁型钢卷槽形截面C500?100?25?2.5，钢材强度设计值

22。 f?215N/mm,fv?125N/mm222（1）檩条截面几何特性和相关数据

查得C500?100?25?2.5截面面积对A?18.5cm,对X轴惯性矩、回转半径、截面模量分别为

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43，对Y轴惯性矩、回转半径、截面模量分别为Ix?6249cm,ix?18.37cm,Wx?249.96cm433，形心距X0?2.03cm。 Iy?199.98cm,iy?3.28cm,Wymin?25.1cm,Wymax?98.25cm46截面扭转惯性矩和扇形惯性矩分别为It?0.3854cm,Iw?9593cm.

屋面坡度α?5.71。

（2）荷载组合

恒载标准值 qDk?0.22?1.5/cos5.7 10?14.52?9.8?10?3?0.474kN/m 活载标准值 qLk?0.98?1.5?1.47kN/m

风荷载标准值 qWk??1.4?1.0?0.75?1.05??1.102kN/m（方向垂直屋面向上，风荷载高度变化系数值为1.0）

因活荷载大于雪荷载，荷载组合中采用活荷载。 验算强度及稳定性时，考虑以下两种基本组合：

0工况L1；qx?(1.2?0.474?1.4?1.47)?sin5.71 ?0.261kN/m00 qy?(1.2?0.474?1.4?1.47)?cos5.71 ?2.614kN/m0 工况L2；qx?1.0?0.474 ?sin5.71?0.047kN/m0 qy?1.0?0.474 ?cos5.71?1.4?1.102??1.071kN/m (3)、檩条内力 工况L1：弯矩Mx? My?1?2.614?92?26.47kN?m 81?2.661?92?0.661kN?m 321?2.614?9?11.763kN 2支座最大剪力：Vymax?工况L2：弯矩Mx? My?1?1.071?92?10.844kN?m 81?0.047?92?0.119kN?m， 32工况L1时的计算简图和弯矩图如下图

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（4）、强度验算：

1）校核卷边刚度 卷边高厚比

a9，且符合b/t ?40时的a/t的最小值满足卷边的刚度要求，翼缘?10小于12，t可以作为部分加劲板件。

2）计算荷载组合L1下的有效截面模量

10、按毛截面计算最大弯矩截面（跨中截面）的应力分布

26.47?1062?105.9N/mm点1、2、3、4由Mx产生的弯曲应力：σ?（点1、2为压应力，点3、43249.96?10为拉应力）

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0.661?1062点1、4由My产生的弯曲应力：σ??26.33N/mm (拉应力) 325.1?100.661?1062点2、3由My产生的弯曲应力：σ??6.73N/mm（ 压应力） 398.25?102σ1?105.9?26.33?79.57N/mm(压应力)2σ2?105.9?6.73?112.63N/mm(压应力)则各点应力为：

σ3?105.9?6.73?99.17N/mm(拉应力)2σ4?105.9?26.33?132.23N/mm(拉应力)2

20、计算翼缘及腹板的稳定系数

79.57?0.706 受压翼缘： 112.63k?5.89?11.59??6.68?2?1.037???99.17??0.88 腹板： 112.63k?7.8?6.29??9.78?2?20.91??30、计算翼缘及腹板的有效宽度

受压翼缘：ξ?ck5001.037????1.1 bkc10020.9111??0.948 ξ1.1 k1? ρ?205k?kc/σmax?205?0.948?1.037/112.63?1.34

??1.044 α?1.15?0.15 ???0.78?0,?bc?b?100mm。

18?1.044?1.34?2.5?62.95?b?100?38?1.044?1.34?2.5?132.9 be?(21.8?1.044?1.34 ?0.1)?bc?77.32mm100/2.5腹板：ξ?ck10020.91????0.898 bkc5001.03722 k1?0.11?0.93/(ξ?0.05)?0.11?0.93/(0.898?0.05)?1.403 ρ?205k?kc/σmax?205?1.403?20.91/112.63?7.307

α?1.15 hc?500?265.96mm

1?0.88- 29 -

18?1.15?7.307?2.5?378.14?h?500?38?1.15?7.307?2.5?798.3

则 he?(21.8?1.15?7.307。 ?0.1)?hc?227.94mm500/2.540、计算有效截面的截面特性

翼缘：

be1?0.4?77.32mm?30.93mm;be2?0.6?77.32mm?46.392mm

翼缘扣除部分宽度为 100-77.32=22.68mm. 腹板：

he1?0.4?227.94mm?91.176mm;be2?0.6?227.94mm?136.76mm

腹板扣除部分宽度为 265.96-227.94=38.02mm

左图所示为工况L1时的檩条的有效截面，截面空白处表示无效截面，X、Y轴为全截面的形心轴，

Xe、Ye为有效截面的形心轴。

从图中可以看出，有效截面是一个双轴不对称截面，其内力及应力计算均应对主轴进行。由于主轴计算较繁，为了简化计算并考虑到截面的无效部分所占比例较小，可假定主轴方向仍与原主轴平行。

根据图上所示的有效截面和上述假定，可计算得到的有效截面特性为：有效截面的面积Y轴的Ae?1698.25mm2;有效截面的的形心在X、坐标为（-0.82，,-18.9），单位为毫米（mm）;对Xe轴的惯性矩Ixe?5572cm，相应的1和2点的截面模量Wxe1,2?207.2cm，3和4点的截面模量Wxe3,4?241.1cm；对Ye轴的惯性矩

334Iye?192.6cm4，相应的1和4点的截面模量，Wxe1,4?23.92cm32和3点的截面模量Wye2,3?98.88cm3。

3）截面强度验算

My26.47?1060.667?106Mx2 2点的压应力 ?2? ????134.5N/mm2?f?215N/mm33Wxe2Wye2207.2?1098.88?10My26.47?1060.667?106Mx224点的拉应力 ?4? ????137.7N/mm?f?215N/mm33Wxe4Wye4241.1?1023.92?10抗弯强度满足要求。

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