门式钢架抗风柱计算书.doc

抗风柱计算书一. 设计资料 抗风柱采用H-390*198*6*8截面，材料为Q235； 抗风柱高度为6m，抗风柱间距为4m； 绕3轴计算长度为6m；绕2轴计算长度为6m； 柱上端连接类型为铰接；柱下端连接类型为铰接； 风载、墙板作用起始高度为0m； 净截面折减系数为0.98； 抗风柱挠度限值为：L/400； 3轴刚度限值为150；2轴刚度限值为150； 抗风柱2轴方向承受风载； 采用钢结构设计规范 GB 50017-2003进行验算； 以下为截面的基本参数： A(cm2)=55.57 Ix(cm4)=13819 ix(cm)=15.77 Wx(cm3)=708.7 Iy(cm4)=1036 iy(cm)=4.32 Wy(cm3)=104.6 二. 荷载组合及荷载标准值 考虑恒载工况(D)、活载工况(L)、风压力工况(W1)、风吸力工况(W2)； 强度稳定验算时考虑以下荷载工况组合： 1.2D+1.4L 1.2D+1.4W1 1.2D+1.4W2 1.2D+1.4L+0.84W1 1.2D+0.98L+1.4W1 1.2D+1.4L+0.84W2 1.2D+0.98L+1.4W2 1.35D+0.98L 挠度验算时考虑以下荷载工况组合： D+L D+L+0.6W1 D+W1+0.7L D+L+0.6W2 D+W2+0.7L 恒载： 抗风柱自重： 0.436225kN/m 风载： 基本风压： 0.55kN/m2 风压力的体型系数1，风吸力体型系数(-1)，柱顶风压高度变化系数1 阵风系数为1；风压综合调整系数1.05； 柱顶风压力标准值：1111.050.55=0.5775kN/m2； 柱顶风吸力标准值：(-1)111.050.55=(-0.5775)kN/m2； 三. 验算结果一览 压弯强度 1.2D+0.98L+1.4W1 20.2445 215 通过 y轴受剪强度 1.2D+0.98L+1.4W2 4.92395 125 通过 整稳 1.2D+1.4W1 34.6541 215 通过 翼缘宽厚比 1.2D+1.4W1 10.375 13 通过 腹板高厚比 1.2D+1.4W1 58 80 通过 2轴挠度 D+W1+0.7L 1.38491 15 通过 2轴长细比 - 138.889 150 通过 3轴长细比 - 38.0469 150 通过四. 压弯强度验算 最不利工况为：1.2D+0.98L+1.4W1 最不利截面位于高度3000m处 轴力：N= 1.5708kN 绕x轴弯矩：Mx= 14.553kNm 计算： 截面塑性发展系数 2=1.2 3=1.05 验算强度： 考虑净截面折减： Wnx=694.526cm3 Wny=102.508cm3 An=54.4586cm2 1=1.5708/54.458610+(14.553)/694.526/1.05103=20.2445N/mm2 2=1.5708/54.458610+(14.553)/694.526/1.05103=20.2445N/mm2 3=1.5708/54.458610-(14.553)/694.526/1.05103=(-19.6676)N/mm2 4=1.5708/54.458610-(14.553)/694.526/1.05103=(-19.6676)N/mm2 20.2445215，合格！五. y轴受剪强度验算 最不利工况为：1.2D+0.98L+1.4W2 最不利截面位于高度6000m处 剪力：V= (-9.702)kN =(-9.702)420.804/0.6/1381910=(-4.92395)N/mm2 4.92395125，合格！六. 整稳验算 最不利工况为：1.2D+1.4W1 区段内最大内力为： 轴力：N= 3.14121kN 绕x轴弯矩：Mx= 14.553kNm 计算b： 双轴对称截面：b=0 等截面工字形简支梁b计算： 受压翼缘无支撑长度：l1=6000mm 受压翼缘宽度：b1=198mm 受压翼缘厚度：t1=tf=8mm =(l1*t1)/(b1*h)=(60008)/(198390)=0.621601 跨中无侧向支承，均布荷载作用在上翼缘 0.6： b=1.07-0.282/b=1.07-0.282/0.62891=0.621605 取b=b=0.621605 计算： 截面塑性发展系数 2=1.2 3=1.05 验算x轴整稳： 计算x轴方向的轴压稳定系数： 轴压稳定系数： b类截面 1=0.65 2=0.965 3=0.3 正则化长细比：n=(fy/E)0.5*(/)=(235/2.06e+005)0.5(38/3.14)=0.409 n=0.4090.215 =1/(2n2)(2+3n+n2)-(2+3n+n2)2-4n20.5 =1/(20.4092)(0.965+0.30.409+0.4092) -(0.965+0.30.409+0.4092)2-40.40920.5 =0.906 x=0.906 mx=1 Nex=3.143.142.06e+00555.6/38/38/1.1/10=7.1e+003kN x=1.05 1=2=3.14e+003/0.906/55.610+(1*14.6)/709/1.05/(1-3.14/7.1e+0030.8)103=20.2N/mm2 3=4=3.14e+003/0.906/55.610-(1*14.6)/709/1.05/(1-3.14/7.1e+0030.8)103=(-18.9)N/mm2 验算y轴整稳： 计算y轴方向的轴压稳定系数： 轴压稳定系数： b类截面 1=0.65 2=0.965 3=0.3 正则化长细比：n=(fy/E)0.5*(/)=(235/2.06e+005)0.5(139/3.14)=1.49 n=1.490.215 =1/(2n2)(2+3n+n2)-(2+3n+n2)2-4n20.5 =1/(21.492)(0.965+0.31.49+1.492) -(0.965+0.31.49+1.492)2-41.4920.5 =0.349 y=6e+003/43.2=139 tx=1 =1.0 y=1.2 b=0.622 my=1 Ney=3.143.142.06e+00555.6/139/139/1.1/10=532kN 1=2=3.14e+003/0.349/55.610+(1*14.6)/709/0.622)103=34.7N/mm2 3=4=3.14e+003/0.349/55.610-(1*14.6)/709/0.622)103=(-32.4)N/mm2 34.7215，合格！七. 翼缘宽厚比验算 最不利工况为：1.2D+1.4W1 最不利截面位于高度750m处 轴力：N= 2.75kN 绕x轴弯矩：Mx= 6.37kNm 剪力：= (-7.28)kN 截面塑性发展系数 2=1.2 3=1.05 翼缘宽厚比：b0/Tf1=83/8=10.4 翼缘宽厚比限值：b0/t=13.000(235/fy)0.5=13 10.413，合格！八. 腹板高厚比验算 最不利工况为：1.2D+1.4W1 最不利截面位于高度750m处 轴力：N= 2.75kN 绕x轴弯矩：Mx= 6.37kNm 剪力：= (-7.28)kN 截面塑性发展系数 2=1.2 3=1.05 腹板计算高度：h0=348 mm 腹板高厚比：h0/Tw=348/6=58 腹板高厚比限值：h0/