钢结构课程设计计算书

第1章工程概 设计要 设计条 设计原 场地条 荷载条 材料规 施工与安装条 结构平面布置 第2章刚架设计（门规 构件截面估 主刚架设计参 刚架斜梁截面初 刚架柱截面初 结构计算简 荷载计 荷载条 恒载计 可变荷载计 荷载组 内力分 承载力极限状态最不利荷载组 正常使用极限状态最不利荷载组 变形验 柱顶侧移验 门式刚架斜梁挠度验 构件验 材料参数及控制截 边柱截面验 摇摆柱截面验 斜梁截面验 梁柱节点设 斜梁与边柱拼接节点设 斜梁与摇摆柱拼接节点设 梁拼接节点设 变截面与等截面连接处拼接节点设 斜梁中跨拼接节点设 屋脊处拼接节点设 柱脚设 边柱柱脚设 摇摆柱柱脚设 第3章刚架设计（钢规 构件截面估 结构计算简 荷载计 恒载计 可变荷载计 荷载组 内力分 承载力极限状态最不利荷载组 正常使用极限状态最不利荷载组 变形验 柱顶侧移验 门式刚架斜梁挠度验 构件验 材料参数及控制截 边柱截面验 摇摆柱截面验 斜梁截面验 梁柱节点设 斜梁与边柱拼接节点设 斜梁与摇摆柱拼接节点设 梁拼接节点设 变截面与等截面连接处拼接节点设 屋脊处拼接节点设 中跨斜梁拼接节点设 柱脚设 边柱柱脚设 摇摆柱柱脚设 第4章檩条设 檩条布 荷载计 荷载标准值计 荷载组 内力计 附加内力分 面内内力计 面外内力计 檩条验 截面参 刚度验 80强度验 稳定验 拉条及撑杆设 第5章墙梁设 墙梁布 荷载计 荷载标准值计 荷载组 内力计 附加内力分 水平方向内力计 竖直方向内力计 墙梁验 截面参 刚度验 89强度验 89稳定验 93拉条及撑杆设 第6章支撑设 屋面支撑设 屋面支撑布 荷载计 受荷面积计 风荷载标准值计 屋面支撑节点荷载计 内力计 构件验 柱间支撑设 柱间支撑布 荷载计 内力计 构件验 第7章抗风柱设 抗风柱布 荷载计 104荷载标准 荷载组 内力计 105构件验 105截面参 截面宽厚比验 截面强度验 稳定验 刚度验 节点及柱脚设 抗风柱柱顶节点设 抗风柱柱脚设 第8章隅撑设 隅撑布 隅撑验 截面参 内力计 强度验 稳定性验 第9章隅撑设 经济指标计 刚架截面尺 用钢量计 方案对比分 设计方 变 应力 结论与讨

1某商业在兴建单层购物超市，建筑总面积约7920𝑚2，柱网间距8𝑚，1.2𝑚370空心砖墙，双面抹灰，外贴瓷砖，标高1.2𝑚以上为压型钢性，标准冻融深度为1.3~1.5𝑚。0.8~1.2𝑚2.5𝑚深的亚粘土； 单位𝑘𝑃𝑎 ≥≥≥1.2.12（门规粗估截面尺寸，结合Sap2000分析优化，确定构件截面。=5%。取基础顶面标高为−0.8𝑚𝐻1=8𝑚𝐻2=9.5𝑚截面高度：ℎ=𝐿/60~𝐿/40=500~750𝑚𝑚，取ℎ=腹板厚度：𝑡𝑤=ℎ/100~ℎ/60=6.5~10.83𝑚𝑚，取𝑡𝑤=8翼缘宽度：𝑏=ℎ/4~2ℎ/3=162.5~433.3𝑚𝑚，取𝑏=220翼缘厚度：𝑡𝑓=𝑏/30~𝑏/20=8~12𝑚𝑚，取𝑡𝑓=12图2.1.18888𝐻18.0𝑚，上端梁柱节点刚接，下端柱脚铰接。摇摆柱上下两根据经验初估截面Column1。截面高度：ℎ=𝐻/20~𝐻/15=400~533𝑚𝑚，取ℎ=1000腹板厚度：𝑡𝑤=ℎ/100~ℎ/60=10~16.67𝑚𝑚，取𝑡𝑤=10翼缘宽度：𝑏=ℎ/4~2ℎ/3=250~666.67𝑚𝑚，取𝑏=220翼缘厚度：𝑡𝑓=𝑏/30~𝑏/20=7~11𝑚𝑚，取𝑡𝑓=16Column2，Column3，由于不受弯矩，在满足稳定性要求及构造要求的前提下，可大大减小截面尺寸。经Sap2000优化后得到各截面尺寸如下表：2.06×2.06×82.06×2.2.1 荷载标准值 屋面恒载标准值：0.55𝑘𝑁/𝑚，框架间距：8𝑚一榀主承重刚架承受屋面恒载标准值：0.55×8=4.4主刚架柱受力可近似简化为均布线荷载。由于1.2𝑚标高以下为370空心砖置在标高1.2𝑚以上。恒载标准值：0.45𝑘𝑁/𝑚，纵向柱间距：8一榀主承重刚架柱承受恒载标准值：0.45×8=3.62.3.1屋面活载标准值：0.60𝑘𝑁/𝑚，框架间距：8一榀主承重刚架承受屋面活载标准值：0.60×8=4.82.3.2𝑤𝑘= 由荷载设计条件，基本风压𝑤0=0.35本建筑为兴建于的单层购物超市，考虑到单层购物超市坐落于CBD地区可于15𝑚。查阅《建筑结构荷载规范》表8.2.1，风压高度变化系数𝜇𝑧=0.65房屋高宽比小于1，风荷载体形系数𝜇𝑠按《门规》附录AA.0.0-1采用。2.3.2刚架的风荷载体型系数𝜇𝑠（节选123456式2.3.30.4𝐻中较小值，在本建筑中，𝑍3.2𝑚。因此，在风荷载作用下，只有边跨刚架处于𝑤𝑘/𝑘𝑁∙𝑞𝑤/𝑘𝑁∙2.3.4𝑠𝑘= 为屋面积雪分布系数，根据设计条件，基本雪压𝑠0=0.40𝑘𝑁/𝑚27.2.1，确定屋面积雪分2.3.4屋面形式及积雪分布系数（节选项 类 备 9本建筑的屋面形式为有女儿墙的屋面，坡度𝛼=5°。查表得𝜇𝑟=1.0a=4.5,𝜇𝑟,𝑚=2.0屋面雪荷载标准值：𝑠𝑘=𝜇𝑟𝑠0=0.40主承重刚架承担线均布雪荷载标准值：𝑞𝑠=0.40𝑘𝑁/𝑚2×8𝑚=3.2屋面雪荷载标准值：𝑠𝑘=𝜇𝑟,𝑚𝑠0=0.80主承重刚架承担线均布雪荷载标准值：𝑞𝑠=0.80𝑘𝑁/𝑚2×8𝑚=6.42.3.4（CECS102:2002系数应取1.0。12345正常使用极限状态（标准组合678合，且先考虑不含风荷载的组合，即组合3（1.2×恒载+1.4×屋面活载。2.4.1由承载力极限状态各荷载组合下的内力包络图，得到最不利荷载组合为组合荷载组合3下结构内力分布如下：2.4.22.4.32.4.43N/Q/M/𝑘𝑁∙1203004567892.4.5A66B66C66D76E66F66G66组合均为组合6（恒载+屋面活载。采用组合6进行正常使用极限状态验算。限制为ℎ/60，其中，ℎ为需验算刚架柱的柱高。验算各柱柱顶侧移如下：𝐿/240，对于连续梁，取两柱间距离，𝐿=30000𝑚𝑚125𝑚𝑚。正常2.5.162.6.1抗拉、压、弯𝑓 抗剪𝑓𝑣 2.6.1端柱截面为控制截面2，各截面几何参数如下表所示，设x轴为强轴。2.6.2123 𝑀/𝑘𝑁102之比不应大于250。控制截面 𝑏1=105=6.56< h𝑤=488=48.8< 控制截面 𝑏1=105=6.56< ℎ𝑤=968=96.8< 柱端设置加劲肋，加劲肋间距𝑎=8𝑚。 𝛾𝑥=1.05𝛾𝑦=1.22 𝜎1=𝐴+𝛾 =163.48𝑀𝑃𝑎，𝜎2=𝐴−𝛾 =−142.6𝑥 𝑥𝛽

=−0.87,𝑘𝜎

√(1+𝛽)2+0.112(1−𝛽)2+(1+

= 𝜆𝑝 =0.755<28.1× 28.1×√20.8×按相同方法计算得𝜌=1，全截面有效，不发生局部屈曲。 11不发生局部屈曲，𝑁𝑑=𝐴𝑓=11920×215=2562.8𝑘𝑁>𝑁=203.89𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=10×488×125=610𝑘𝑁>𝑉=98.83 抗剪承载力：𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=10968125=1210𝑘𝑁>𝑉=98.83

𝑉=98.83𝑘𝑁<0.5𝑉𝑑=605𝑀𝑒=𝑓𝑊𝑒=215×4.92×106=1057.8𝑘𝑁∙𝑀𝑁=

−𝑁𝑊𝑒=1006.45𝑘𝑁∙𝑚>𝑀=790.61𝑘𝑁∙ 174.51× 790.61×σ=𝐴+𝛾

= +1.05×4.92×106=163.48𝑀𝑃𝑎𝑥𝜏

98.83×= =10.2110×σ𝑒𝑞=√𝜎2+3𝜏2=164.43𝑀𝑃𝑎<1.1𝑓=236.5 2.6.2𝐻1𝑘𝑁𝑢=1.14𝑚𝑚 𝐾== =877.19 结构为单跨对称刚架，柱脚铰接：𝜇𝛾=4.14√𝐸𝐼𝑐0/(𝐾ℎ3)=𝜂′=√1 1.2

=√1

1.2×

=刚架平面内计算长度：ℎ0𝑥=𝜂′𝜇𝛾ℎ=2.07×1.57×8=263𝑚，即刚架平面外计算长度ℎ0𝑦=3𝑚𝜆0𝑥

26×213.64=121.7<[𝜆0𝑥]=1803×𝜆0𝑦

48.84=61.43<[𝜆0𝑥]=180 对有侧移刚架柱，𝛽𝑚𝑥=1.0，𝑏类截面，𝜆0𝑥=121.7，𝜑𝑥𝑦=0.428。 𝜋2×2.06×105×𝑁′𝐸𝑥0 2+

1.1× =1487.54 𝑥𝑦 [1−( )𝜑𝑥𝑦]203.89×=0.428×11920

1.0× =211.97𝑀𝑃𝑎<𝑓=215[1− )×0.428]× 𝑏类截面，𝜆0𝑦=61.43，查表得，𝜑𝑦=0.8对一端弯矩为零的区段：𝛽𝑡=1−𝑁0/𝑁′𝐸𝑥0+0.75(𝑁0/𝑁′𝐸𝑥0)2=0.8821/3y轴的回转半径：𝑖𝑦0=49.5γ=𝑑1−1=1000−1= 𝜇𝑠=1+0.023𝛾√𝑙ℎ0/𝐴𝑓=1+0.023×0.923×√3000×520/3520=𝜇𝑤=1+0.00385𝛾√𝑙/𝑖𝑦0=1+0.00385×0.923×√3000/49.5=𝜆𝑦0

=1.45× =87.884320𝐴 2𝑦0 00√(𝑠)+ ) )=2.55> 𝜆2

=1.07−0.282=1.07−0.282= 203.89× 0.923×790.61×

0.8×

0.96×4.92× =175.88𝑀𝑃𝑎<为0.986，满足应力比大于0.8的要求，用钢较省。x2.6.483设计，摇摆柱为受压柱，设计轴力为366.17𝑘𝑁。𝑏1=116=11.6< h𝑤=260=32.5< 366.17× 𝜎1=𝜎2=𝐴

=53.22𝑀𝑃𝑎 𝛽=𝜎1=1𝑘𝜎 =√(1+𝛽)2+0.112(1−𝛽)2+(1+ 𝜆𝑝 =0.58<28.1× 28.1×√4×故对于摇摆柱截面，𝜌=1，全截面有效，验算受压构件强度 366.17×σ= = =53.22𝑀𝑃𝑎<𝑓=215 𝜇𝛾=1.0。则有：ℎ0𝑥=ℎ0𝑦=𝜇𝛾ℎ=9.5𝑚𝜆0𝑥𝜆0𝑦

9.5× 9.5×

=79.1<[𝜆]==164.1<[𝜆]===

366.17× = =200.84𝑀𝑃𝑎<𝑓=215 0.265×2.6.545888832.6.8𝑀/𝑘𝑁4Beam5Beam6Beam7Beam8Beam9BeamBeam控制截面 𝑏1=106=6.63< h𝑤=996=124.5< 控制截面5、6、7：𝑏1=106=6.63< h𝑤=726=90.75< 𝑏1=106=6.63< h𝑤=1276=159.5< 控制截面 𝑏1=106=6.63<15 h𝑤=476=59.5< 对工字形截面：𝛾𝑥=1.05𝛾𝑦=1.2 𝜎1=𝐴+𝛾 =181.9𝑀𝑃𝑎,𝜎2=𝐴−𝛾 =−168𝑥 𝑥𝛽

=−0.924，𝑘𝜎

√(1+𝛽)2+0.112(1−𝛽)2+(1+

= 𝜆𝑝 =28.1× 28.1×√25.78×0.8<𝜆𝑝=1.12≤1.2，𝜌=1−0.9(𝜆𝑝−0.8)= 𝜎1=𝐴+𝛾 =200.19𝑀𝑃𝑎,𝜎2=𝐴−𝛾 =−183.97𝑥 𝑥𝛽

=−0.919，𝑘𝜎

√(1+𝛽)2+0.112(1−𝛽)2+(1+

= 𝜆𝑝 =28.1× 28.1×√25.96×0.8<𝜆𝑝=1.12≤1.2，𝜌=1−0.9(𝜆𝑝−0.8)= 4同时承受剪力、弯矩及轴压力，利用腹板屈曲后强度，𝜌=0.937 𝜎1=𝐴+𝛾 =200.19𝑀𝑃𝑎,𝜎2=𝐴−𝛾 =−183.97𝑥

𝑥ℎ𝑐

−σ2×ℎ𝑤=519.03𝑚𝑚,ℎ𝑒=𝜌ℎ𝑐=486.33𝛽= <0, ℎ𝑒1=0.4ℎ𝑒=194.53𝑚𝑚, ℎ𝑒2=0.6ℎ𝑒=291.8σ2𝑀𝑒=𝑓𝑊𝑒=215×3.92×106=842.8𝑘𝑁∙𝑀𝑁=

−𝑁𝑊𝑒=811.01𝑘𝑁∙ 𝑁=𝑀

−8×32.7×

112.55+125.16×=801.43𝑘𝑁∙𝑚>𝑀=790.61𝑘𝑁∙𝑎≫ℎ𝑤，𝑘𝜏=5.34，𝜆𝑤= =1.71𝜆𝑤=1.71≥1.4，𝑓′𝑣=(1−0.275𝜆𝑤)𝑓𝑣=66.22𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓′𝑣=8×996×66.22=527.64𝑘𝑁>𝑉=169.36 算，取弯矩较大的控制截面6进行抗弯验算。0.5𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=0.5×8×726×125=363𝑘𝑁>𝑉=106.64𝜏=𝑡𝑤

106.64× 8× =18.36𝑀𝑃𝑎<𝑀𝑒=𝑓𝑊𝑒=215×2.6×106=559𝑘𝑁∙𝑀𝑁=

−𝑁𝑊𝑒=535.92𝑘𝑁∙𝑚>𝑀=451.23𝑘𝑁∙93.62× 451.23×σ=𝐴+𝛾

=173.73𝑀𝑃𝑎< 1.05×2.6×𝑥 截面9进行抗弯验算，取设计剪力较大的截面8进行抗剪验算。 𝜎1=𝐴+𝛾 =181.9𝑀𝑃𝑎,𝜎2=𝐴−𝛾 =−168𝑥

𝑥ℎ𝑐

−

×ℎ𝑤=661.06𝑚𝑚,ℎ𝑒=𝜌ℎ𝑐=470.68𝛽= <0, ℎ𝑒1=0.4ℎ𝑒=188.27𝑚𝑚, ℎ𝑒2=0.6ℎ𝑒=282.41σ2𝑎≫ℎ𝑤，𝑘𝜏=5.34，𝜆𝑤= =1.71𝜆𝑤=1.71≥1.4，𝑓′𝑣=(1−0.275𝜆𝑤)𝑓𝑣=66.22𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓′𝑣=8×1276×66.22=675.97𝑘𝑁>𝑉=175.06𝑀𝑒=𝑓𝑊𝑒=215×5.50×106=1182.5𝑘𝑁∙𝑀𝑁=

−𝑁𝑊𝑒=1144.25𝑘𝑁∙ 𝑁=𝑀

−8×190.38×

77.7+130.09×=1068.68𝑘𝑁∙𝑚>𝑀=1010.3𝑘𝑁∙应力控制，为0.945。 0.5𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=0.5×8×476×125=476𝑘𝑁>𝑉=4.94𝜏=𝑡𝑤

4.94× 8× =1.30𝑀𝑃𝑎<𝑀𝑒=𝑓𝑊𝑒=215×1.55×106=333.25𝑘𝑁∙𝑀𝑁=

−𝑁𝑊𝑒=316.42𝑘𝑁∙𝑚>𝑀=167.25𝑘𝑁∙98.7× 167.25×σ=𝐴+𝛾

=113.63𝑀𝑃𝑎< 1.05×1.55×𝑥为满足构造要求，该截面应力比要求。隅撑另一端连接在檩条上。设计檩条间距为1𝑚，隅撑间距为2𝑚，檩条与隅撑组成斜梁的一个侧向支承点，侧向支承点间距为2𝑚<16×0.24=3.84𝑚。的要求。为满足截面高度变化率限值的构造要求，不对Beam4截面控制应力比。2.7.1𝑁=−107.42 𝑉=169.36 𝑀=−790.61𝑘𝑁∙𝑉=0.5𝑉𝑑=0.5𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=0.5×8×996×125=498抗滑移系数𝜇=0.45。计算单个螺栓的抗拉承载力与单摩擦面抗剪承载力设计值：𝑁𝑏=0.9𝑛𝜇𝑃=91.13𝑘𝑁，𝑁𝑏=0.8𝑃=0.8×225=180 ∑𝑦2=4×(882+1632+2382+3132+3882+4632+5452) 790.61×106× 107.42×𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛= − =123.02𝑘𝑁< 498× 𝑁𝑣=

= =16.6𝑘𝑁<

=0.866<1两边支承板，端板外伸，𝑒𝑊76𝑚𝑚，𝑒𝑓=35𝑚𝑚，𝑁𝑡=123.02𝑘𝑁，𝑏220𝑚𝑚，𝑓=205𝑀𝑃𝑎：

= 6×35×76×123.02×

=19.78𝑡≥

[76×220+70×(35+76)]×[𝑒𝑊𝑏+2𝑒𝑓(𝑒𝑓+无加劲肋端板，𝑎=75𝑚𝑚 790.61×106× 107.42×𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛

=86.55=𝑡≥ √3×76×86.55×=(0.5𝑎+ (0.5×75+76)×

=29.12综合考虑两边支承与无肋两种情况，取最大值作为最终板厚：𝑡=30根据节点构造，𝑑𝑏=996𝑚𝑚，𝑑𝑐=976𝑚𝑚，𝑡𝑐=8𝑚𝑚𝜏=

𝑑

790.61× =101.66𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=125𝑀𝑃𝑎，996×976×𝑏𝑐翼缘内第二排一个螺栓

=𝑀𝑦3−𝑁=86.55𝑘𝑁<0.5𝑃=90 ∑

0.4×225×=76× =148.03𝑀𝑃𝑎<𝑓=215翼缘采用对接焊缝，𝑡=12𝑚𝑚，𝑙𝑤1=220212196𝑚𝑚。8.22𝑚𝑚=1.5√𝑡𝑚𝑎𝑥≤ℎ𝑓≤1.2𝑡𝑤=9.6取焊脚尺寸ℎ𝑓=10𝑚𝑚，𝑙𝑤2=996210=976𝑚𝑚。𝑓𝑤=𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=125𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=160 𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2βℎ𝑓𝑙𝑤2=2×12×196+2×√1.5×10×976=28611.02ℎ1𝐼𝑥=2𝑡𝑙𝑤1(2

+2

0.7ℎ𝑓×

=2.28×109𝜏𝑓

0.7×2×ℎ𝑓×

498×= =36.45𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=1600.7×2×10×𝑀 790.61×106 107.42×𝜎𝑓

2.28× 2

=176.44

=√(

+𝜏𝑓2=148.60𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160𝑅1=𝐺ℎ1ℎ0𝑐𝑡𝑝=0.79×105×1008×976×8=6.22×1011𝑅2

6×2.06×4.43×109× 1.1× =1.18×1012𝑅=𝑅1𝑅2/(𝑅1+𝑅2)=4.07×1011𝐼𝑏=1.40×109𝑚𝑚4，𝑙𝑏=30000𝑅=4.07×1011𝑁/𝑚𝑚>40𝐸𝐼𝑏/𝑙𝑏=3.85×10112.7.2𝑁=0.5𝐴𝑓=0.5×6880×215=739.6𝑘𝑁。翼缘内第二排一个螺栓的轴向拉力设计值，𝑁𝑡2=0<0.4𝑃=40

0.4×100×= =65.79𝑀𝑃𝑎<𝑓=21576×𝐸43型焊条，二级焊缝，𝑓𝑤=𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎𝑓𝑤=160𝑀𝑃𝑎 ℎ𝑓=10𝑚𝑚，𝑙𝑤=240−2×10=220𝑚𝑚，验算侧面角焊缝强度： 739.6× = =137.78𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160 2×1.22×10× 2.8.1=2.8.2𝑁=−103.22 𝑉=85.36 𝑀=102𝑘𝑁∙𝑀=0.5𝑀𝑒=0.5×559=279.5𝑘𝑁∙𝑉=0.5𝑉𝑑=0.5𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=0.5×8×726×125=363抗滑移系数𝜇=0.45。计算单个螺栓的抗拉承载力与单摩擦面抗剪承载力设计值：𝑁𝑏=0.9𝑛𝜇𝑃=91.13𝑘𝑁，𝑁𝑏=0.8𝑃=0.8×225=180 ∑𝑦2=4×(1032+1782+2532+3282+4102) 279.5×106× 103.22×𝑁𝑡 = − =70.31𝑘𝑁<∑ 𝑁𝑣=

363×= =16.5𝑘𝑁<

0.5721， 𝑒𝑊=76𝑚𝑚，𝑒𝑓=35𝑚𝑚，𝑏=220𝑚𝑚，𝑓=205 279.5×106× 103.22×𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛

=70.31

= 6×35×76×70.31×

=14.95𝑡≥√

[76×220+70×(35+76)]×[𝑒𝑊𝑏+2𝑒𝑓(𝑒𝑓+无加劲肋端板，𝑎=75𝑚𝑚 279.5×106× 103.22×𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛

=41.51=𝑡≥ √3×76×41.51×=

=20.17(0.5𝑎+ (0.5×75+76)×综合考虑两边支承与无肋两种情况，取最终板厚：𝑡=20

𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛=41.51𝑘𝑁≤0.4𝑃=90

0.4×225× 148.03𝑀𝑃𝑎𝑓215𝑀𝑃𝑎76×翼缘采用对接焊缝，𝑡=12𝑚𝑚，𝑙𝑤1=2202×12=196𝑚𝑚𝐸43型焊条，则有：𝑓𝑓𝑤160𝑀𝑃𝑎𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2βℎ𝑓𝑙𝑤2=2×12×196+2×√1.5×8×710=18617.1ℎ1𝐼𝑥=2𝑡𝑙𝑤1(2

+2

0.7ℎ𝑓×

=9.75×108 363× 𝜏𝑓

0.7×2×ℎ𝑓×

= =45.65𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=1600.7×2×8×𝑀 279.5×106 103.22×𝜎𝑓

9.75×

=109.6

=√(

+𝜏𝑓2=100.46𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160如上图所示，斜梁中跨拼接节点采用端板竖放形式，Q235钢。螺栓采用10.9𝑀24𝑑0=26𝑚𝑚，接触面喷砂处理，𝜇=0.45图2.8.3ℎ=980𝑚𝑚,𝑏=220𝑚𝑚,𝑡𝑓=12𝑚𝑚,𝑡𝑤=8𝑁=−90.38 𝑉=103.75 𝑀=302.27𝑘𝑁∙𝑉=0.5𝑉𝑑=0.5𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=0.5×8×956×125=478𝑀=0.5𝑀𝑒=0.5𝑓𝑊=0.5×215×7.2×106=774𝑘𝑁∙抗滑移系数𝜇=0.45。计算单个螺栓的抗拉承载力与单摩擦面抗剪承载力设计值：𝑁𝑏=0.9𝑛𝜇𝑃=91.13𝑘𝑁，𝑁𝑏=0.8𝑃=0.8×225=180 ∑𝑦2=4×(2182+2932+3682+4432+5252) 774×106× 90.38×𝑁𝑡

= − =133.05𝑘𝑁<∑

𝑁𝑣=

478×= =21.73𝑘𝑁<

0.9781， 两边支承板，𝑒𝑓=35𝑚𝑚，𝑏=220𝑚𝑚，𝑓=205𝑀𝑃𝑎，𝑒𝑊=76𝑚𝑚，𝑁𝑡

= 6×35×76×133.05×

=20.57𝑡≥√

[76×220+70×(35+76)]×[𝑒𝑊𝑏+2𝑒𝑓(𝑒𝑓+无加劲肋端板，𝑎=75𝑚𝑚 774×106× 90.38×𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛

=92𝑡≥

(0.5𝑎+

3×76×92×=√ =30(0.5×75+76)×综合考虑伸壁、两边支承两种情况，取最终板厚：𝑡=30

𝑁𝑡2=∑𝑦2−𝑛=92𝑘𝑁>0.4𝑃=90

92×= =151.32𝑀𝑃𝑎<𝑓=21576×翼缘采用对接焊缝，𝑡=12𝑚𝑚，𝑙𝑤1=2202×12=196𝑚𝑚取焊脚尺寸ℎ𝑓=10𝑚𝑚，𝑙𝑤2=956210=936𝑚𝑚。𝑓𝑤=𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=125𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=160 𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2βℎ𝑓𝑙𝑤2=2×12×196+2×√1.5×10×936=27631.22𝐼𝑥=2𝑡𝑙𝑤1

ℎ12)+2

0.7ℎ𝑓×

=1.98×109𝜏𝑓

0.7×2×ℎ𝑓×

478×= =37𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=1600.7×2×10×𝑀 774× 90.38×𝜎𝑓

1.98×

=186.22

=

+𝜏𝑓2=156.48𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160屋脊节点处设计内力：𝑁=−98.70 𝑉=94 𝑀=167.25𝑘𝑁∙𝑉=0.5𝑉𝑑=0.5𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=0.5×8×476×125=238𝑁𝑏=0.9𝑛𝜇𝑃=91.13𝑘𝑁，𝑁𝑏=0.8𝑃=0.8×225=180 ∑𝑦2=4×(1282+2032+2852)=555272 167.25×106× 98.7×𝑁𝑡 = − =78.79𝑘𝑁<∑ 𝑁𝑣=

238×= =17𝑘𝑁<𝑁𝑣

𝑁𝑡

78.790.6241， 两边支承板，𝑒𝑓=35𝑚𝑚，𝑏=220𝑚𝑚，𝑓=205𝑁/𝑚𝑚2，𝑒𝑊=76𝑁𝑡=78.79𝑘𝑁

= 6×35×76×78.79×

=15.83𝑡≥√

[76×220+70×(35+76)]×[𝑒𝑊𝑏+2𝑒𝑓(𝑒𝑓+无加劲肋端板，𝑎=75𝑚𝑚 167.25×106× 98.7×𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛

=31.5𝑡≥ =√

3×76×31.5×

=17.6(0.5𝑎+ (0.5×75+76)×综合考虑无肋、两边支承两种情况，取最终板厚：𝑡=20

𝑁𝑡=∑𝑦2−𝑛=31.5𝑘𝑁≤0.4𝑃=90 0.4×225×= 76×

=148.03𝑀𝑃𝑎<𝑓=215翼缘采用对接焊缝，𝑡=12𝑚𝑚，𝑙𝑤1=2202×12=196𝑚𝑚𝐸43型焊条，则有：𝑓𝑓𝑤160𝑀𝑃𝑎𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2βℎ𝑓𝑙𝑤2=2×12×196+2×√1.5×8×460=13718.12𝐼𝑥=2𝑡𝑙𝑤1

ℎ12)+2

0.7ℎ𝑓×

=3.7×108 𝑀 𝜏𝑓=0.7×2×ℎ×

=46.2𝑀𝑃𝑎，𝜎𝑓

+=114.78

=√(

+𝜏𝑓2=104.48𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160𝐶20混凝土，𝑓𝑐𝑐=10𝑀𝑃𝑎2.9.13𝑁=203.89𝑘𝑁，𝑉=77.29𝑁𝑡=−51.51+18.742

=−38.26𝑘𝑁<=𝐴0=2×(50×30+0.5×𝜋×252)=4963.5𝐴=𝐵𝐿

+𝐴0

203.89×

+4963.5=25435.5𝐵=𝑏+2𝑐=220+280=380𝑚𝑚𝐿=680𝑚𝑚𝐴=258400𝑚𝑚2𝑞=𝑁/(𝐴𝐴0)=0.8𝑀𝑃𝑎对三边支承板，𝑎1=488𝑚𝑚，𝑏1=185𝑚𝑚，𝑏1/𝑎1=0.379𝛽=𝑀=𝛽𝑞𝑎12=0.0379×0.8×4882=7220.53𝑁∙对悬臂板，𝑐=80𝑀=0.5𝑞𝑐2=0.5×0.8×802=2560𝑁∙=𝑡≥

6×=1.2×

=12.96𝑡=16𝑚𝑚，第一类板材，𝑓=215𝑁/𝑚𝑚2Q235钢支座，选用两个𝑑=24𝑚𝑚的双螺帽锚栓，对称布置。根𝑁203.89𝑘𝑁𝑉=98.83𝑘𝑁𝜇=𝜇𝑁=0.4×203.89=81.56𝑘𝑁<𝑉=98.83𝑉=𝑓𝑣ℎ𝑤𝑡𝑤=125×140.2×6=105.15𝑘𝑁>98.83𝐸43ℎ𝑓=8𝑚𝑚，𝑙𝑤=ℎ𝑤−2ℎ𝑓=124.2𝑚𝑚。𝜏

98.83×=0.7×8×2×

=71.05𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=125翼缘采用对接焊缝，𝑡=16𝑚𝑚，𝑙𝑤1=2202×16=198𝑚𝑚ℎ𝑓=10𝑚𝑚，𝑙𝑤2=488210468𝑚𝑚。所有焊缝均采用𝐸43型焊条，二级焊缝：𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=160𝑀𝑃𝑎 𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2×0.7𝛽𝑓ℎ𝑓𝑙𝑤2=14329.44 203.89×= =14.23𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160 𝐶20混凝土，𝑓𝑐𝑐=10𝑀𝑃𝑎2.9.23=𝐴0=2×(50×30+0.5×𝜋×252)=4963.5𝐴=𝐵𝐿

+𝐴0

365.33×

+4963.5=41496.5𝐵=𝑏+2𝑐=240+280=400𝑚𝑚，𝐿=360𝑚𝑚𝐴=144000𝑚𝑚2𝑞=𝑁/(𝐴𝐴0)=2.63𝑀𝑃𝑎对三边支承板，𝑎1=260𝑚𝑚，𝑏1=116𝑚𝑚，𝑏1/𝑎1=0.446𝛽=𝑀=𝛽𝑞𝑎12=0.0515×2.63×2602=9156.08𝑁∙对悬臂板，𝑐=60𝑚𝑚：𝑀=0.5𝑞𝑐2=0.5×2.63602=4734𝑁∙=𝑡≥

6×=1.2×

=14.59𝑡=16𝑚𝑚，第一类板材，𝑓=215𝑁/𝑚𝑚2翼缘采用对接焊缝，𝑡=10𝑚𝑚，𝑙𝑤1=2402×10=220𝑚𝑚𝐸43型焊条，二级焊缝。𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=160 𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2×0.7𝛽𝑓ℎ𝑓𝑙𝑤2=8515.14 365.33×= =42.9𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160 3（钢规强度与刚度要求，确定变截面位置，结合Sap2000分析优化得到各截面尺寸。图3.1.183.2.1一榀主承重刚架承受屋面恒载标准值：0.55×8=4.4一榀主承重刚架柱承受恒载标准值：0.45×8=3.6一榀主承重刚架承受屋面活载标准值：0.60×8=4.8𝑤𝑘= （1）𝑤0=0.35风振系数：由于该建筑外形简单，高度远小于30𝑚，取𝛽𝑧=本建筑为建于的单层购物超市，考虑单层购物超市坐落于CBD地区可小于15𝑚。查《建筑结构荷载规范》表8.2.1，风压高度变化系数𝜇𝑧=0.65122𝜇𝑠刚架屋面坡度𝛼=5°，小于15°，体型系数按无女儿墙的屋面采用，𝜇𝑠=−𝑤𝑘/𝑘𝑁∙𝑞𝑤/𝑘𝑁∙𝑞𝑠=0.40𝑘𝑁/𝑚2×8𝑚=3.2

𝑞𝑠=0.80𝑘𝑁/𝑚2×8𝑚=6.412345正常使用极限状态（标准组合6789101133.4.1轴力均出现在组合3作用情况下。因此，承载力极限状态最不利荷载组合为组合333.4.23.4.33.4.43N/Q/M/𝑘𝑁∙1023004567893.4.5A76B76C76D76E76F76G7667993.4.3ABCDEFG挠度限值为𝐿/500，其中跨度𝐿=30𝑚75𝑚𝑚（恒+活、60𝑚𝑚（活3.5.13B、F72.53𝑚𝑚，G处挠度为41.93𝑚𝑚75𝑚𝑚。最不利活荷载93.6.1抗拉、压、弯 抗剪 端面承压 3.6.1端柱截面为控制截面2，各截面尺寸及几何参数如下表所示，设x轴为强轴。3.6.2123.6.31233.6.4𝑀/𝑘𝑁1023.6.2Sap2000，建模分析，单位力1𝑘𝑁0.95𝑚𝑚 𝐾 ∆

0.95=1052.63𝑁/𝑚𝑚，𝜇=√𝐾𝐻3=当中间柱为摇摆柱时，边柱计算长度系数应乘以放大系数 𝜂=√1+

=√1)

=ℎ0𝑥=0.85𝜇𝜂ℎ=0.85×5.73×1.66×8=64.683𝑚ℎ0𝑦=3𝑚𝜆𝑥

64.68× =142.42<[𝜆0𝑥]=150𝜆0𝑦

3×=35.76=83.89<[𝜆0𝑦]=150 (20010)/2=7.92≤13= 𝜎𝑚𝑎𝑥=𝜎𝑚𝑖𝑛

205.54× =16.36𝑀𝑃𝑎，𝛼0=𝜆=max(𝜆𝑥,𝜆𝑦)=142.42>100𝜆=ℎ0=800−24=77.6> + +25)235=

√ 𝜎𝑚𝑎𝑥 =159.44𝑀𝑃𝑎，𝜎𝑚𝑖𝑛

=−139.49

𝜎𝑚𝑎𝑥

159.44+ =ℎ0=1280−24=125.6> + −26.2)235=

√𝑏1≥10𝑡𝑤=1010=100𝑚𝑚，𝑏1=100 𝑡≥0.75𝑡𝑤=0.75×10=7.5𝑚𝑚，取t=8400−12− =38.4<(16𝛼0+0.5𝜆𝑥+ = 400−12− =38.4<(48𝛼0+0.5𝜆𝑥−26.2)√ =术规范》GB50018，变截面刚架柱的稳定性可按最大弯矩处的有效截面进行计算。 142.42 𝜋2×2.06×105×𝑁′𝐸𝑥= 1.1𝜆𝑥2

1.1× =1581.91𝜑𝐴+ [1− ]176.17×=0.335×8800

1.0×[1−(1581.91)×0.8]×4.77×=186.56𝑀𝑃𝑎<𝑓=215 𝑏类截面，𝜆0𝑦=83.89，根据规范查表得杆件受压稳定系数𝜑𝑦=0.662。𝛽𝑡𝑥=1.0，工字形截面，𝜂1.0。双轴双轴对称工字形截面，𝜆𝑦=83.89<120，可近似计算整体稳定系数：𝜆

𝜑𝑏=1.07− ∙ =1.07

=44000

173.17× 1.0×835.49×+ 0.662×

=179.3𝑀𝑃𝑎<0.91×5.59×边柱为压弯构件，对工字形截面：𝛾𝑥1.05𝛾𝑦1.27.9213 𝜏=𝑡𝑤

105.47× 10× =13.59𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=125σ=𝑁=205.94×

=16.40𝑀𝑃𝑎<𝑓=215 176.56× 843.73×σ=𝐴+𝛾

= +1.05×5.59×106=153.92𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑥𝜏

105.47×= =8.40𝑀𝑃𝑎<10×平面内稳定控制，为0.868，满足应力比大于0.8的要求，用钢较省。3.6.58𝜇=1.0ℎ0𝑥=ℎ0𝑦=𝜇ℎ=9.5𝑚。计算长细比如下：𝜆0𝑥=

𝜆0𝑦=9.5× 09.5× 0

=108.85=149.37

(240−

=11.6<13𝜎𝑚𝑎𝑥=𝜎𝑚𝑖𝑛=56.54𝑀𝑃𝑎，𝛼0=0，𝜆>100𝜆=ℎ0=280−20=32.5< + 25)23575，

√3 364.11×σ= = =56.54𝑀𝑃𝑎<𝑓=215𝑀𝑃𝑎 =

364.11×= =182.38𝑀𝑃𝑎<𝑓=2150.310×（7）3.6.7截 33.6.8𝑀/𝑘𝑁4Beam5Beam6Beam7Beam8Beam9BeamBeam间距为2𝑚，檩条与隅撑组成斜梁的一个侧向支承点，因此取梁跨𝑙1=2𝑚。𝑙1𝑏1≤16𝑙1/𝑏1=2000/180=11.1≤

(180−= =7.08≤13，满足要求腹板局部稳定，Q235控制截面 80<h0=1146=114.6< 5、6、7：h0=776=77.6<80 80<h0=1346=134.6< 控制截面 ℎ0=446=44.6<80，满足要 0.5ℎ0,𝑚𝑎𝑥673𝑚𝑚𝑎2ℎ0,𝑚𝑖𝑛=2292𝑚𝑚𝑎2000𝑏𝑠

+40= 40=84.87𝑚𝑚，𝑏𝑠=85𝑡𝑠

=5.66𝑚𝑚，𝑡𝑠=6加劲肋间距与隅撑间距相等，均为2𝑚，故在隅撑处设置横向加劲肋。由于控制𝜎

𝑀 +=192.84𝑀𝑃𝑎，𝜏𝐼𝑥

174.78×= =12.991346×𝜆=2ℎ𝑐/𝑡𝑤√

=2×673/10=0.76< =𝑓=215

>1.0，𝜆𝑠= =1.23>0.85ℎ ℎ41√5.34+4(𝜏𝑐𝑟=[1−0.59(𝜆𝑠−0.8)]𝑓𝑣=[1−0.59×0.43]×125=93.29 192.84 12.99 )+ )=( )+( )=0.824< 𝜏=𝑡𝑤

170.73× 10× =14.90𝑀𝑃𝑎< 113.10× 835.49×σ=𝐴+𝛾

= +1.05×4.62×106=179.4𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑥 𝜏=𝑡𝑤

105.27× 10× =13.57𝑀𝑃𝑎< 104.10× 467×σ=𝐴+𝛾

= +1.05×2.65×106=176.45𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑥 𝜏=𝑡

189.27× 10× =14.06𝑀𝑃𝑎<𝑤 113.31× 1113.83×σ=𝐴+𝛾

= +1.05×5.87×106=187.09𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑥 5.22×𝜏 𝑡𝑤

10×446=1.03𝑀𝑃𝑎< 104.31× 159.48×σ=𝐴+𝛾

= +1.05×1.28×106=130.54𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑥造要求，该截面应力比要求。4，最大应力比为0.870，均满足应力比大于0.8的要求，用钢较省。3.7.1全融透二级对接焊缝。螺栓采用10.9𝑀24𝑑0=𝑉=𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=10×1146×125=1432.5抗滑移系数𝜇=0.45。单个螺栓的双摩擦面抗剪承载力设计值：𝑁𝑏= 𝜇𝑃=0.9×2×0.45×225=182.25 1432.5×103×100×𝑉1=∑𝑦2=2×(1202+2402+3602+4802)=79.58𝑉2=

1432.5×

=159.17𝑉=√𝑉12+𝑉22=177.96𝑘𝑁<𝑁𝑏=182.25𝑘𝑁，根据节点构造，ℎ𝑏=1146𝑚𝑚，ℎ𝑐=1256𝑚𝑚，𝑡𝑐=10𝑚𝑚𝜏

𝑑

843.73×

=58.62𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=125

𝑐

1256×1146×ℎ=𝑡

𝑉−0.5𝑛1𝑣

(1432.5−0.5×9×182.25)×

=1.65𝑚𝑚，𝑡=2(ℎ− 2×(1080−9×24)×=𝑙𝑤=ℎ0−2ℎ𝑓=𝜏=20.7×ℎ =113.19𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=125𝑀𝑃𝑎𝑓3.7.2𝑁=0.5𝐴𝑓=0.5×6880×215=739.6𝑘𝑁。翼缘内第二排一个螺栓的轴向拉力设计值，𝑁𝑡2=0<0.4𝑃=40

0.4×100×= =65.79𝑀𝑃𝑎<𝑓=21576×𝐸43型焊条，二级焊缝，𝑓𝑤=𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎𝑓𝑤=160𝑀𝑃𝑎 ℎ𝑓=10𝑚𝑚，𝑙𝑤=240−2×10=220𝑚𝑚，验算侧面角焊缝强度： 739.6×= =137.78𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160 2×1.22×10× 3.8.1=图3.8.2𝑉=𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=10×776×125=970=𝑁𝑏= 𝜇𝑃=0.9×2×0.45×225=182.25 970×103×70×𝑉1=∑𝑦2=2×(602+1802+3002)=80.83𝑉2=

970×

=161.67𝑉=√𝑉12+𝑉22=√80.832+161.672=180.75𝑘𝑁<𝑁𝑏=182.25ℎ=𝑡

𝑉−0.5𝑛1𝑣

(970−0.5×6×182.25)×

=1.712(ℎ− 2×(720−6×24)×𝑡6𝑚𝑚=图3.8.3𝑉=𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=10×446×125=557.5=𝑁𝑏= 𝜇𝑃=0.9×2×0.45×225=182.25 𝑉1=∑𝑦2

557.5×103×40×=83.632×(402+𝑉2=

557.5×

=139.38𝑉=√𝑉12+𝑉22=√83.632+139.382=162.54𝑘𝑁<𝑁𝑏=182.25ℎ=𝑡

𝑉−0.5𝑛1𝑣

(557.5−0.5×4×182.25)×

=1.72(ℎ− 2×(360−4×24)×𝑡6𝑚𝑚（1）𝑑0=26𝑚𝑚，接触面喷砂处理，𝜇=0.45Q235（3）ℎ=1010𝑚𝑚,𝑏=180𝑚𝑚,𝑡𝑓=12𝑚𝑚,𝑡𝑤=10𝑉=𝑉𝑑=𝑡𝑤ℎ𝑤𝑓𝑣=10×1010×125=1262.5=𝑁𝑏= 𝜇𝑃=0.9×2×0.45×225=182.25 1262.5×𝑉1=∑𝑦2=73.65𝑘𝑁，𝑉2=𝑛

=157.818𝑉=√𝑉12+𝑉22=√73.652+157.812=174.15𝑘𝑁<𝑁𝑏=182.25𝑡

𝑉−0.5𝑛1𝑣

(1265.5−0.5×8×182.25)×

=2𝑚𝑚，取𝑡=62(ℎ− 2×(820−8×24)×3.9.13=𝑁𝑡=−64.63+18.742

=−51.38𝑘𝑁<0=𝐴0=2×(50×30+0.5×𝜋×252)=4963.5𝐴=𝐵𝐿

+𝐴0

205.94×

+4963.5=25557.5𝐵=𝑏+2𝑐=200+240=280𝑚𝑚𝐿=920𝑚𝑚𝐴=257600𝑚𝑚2𝑞=𝑁/(𝐴𝐴0)=0.82𝑀𝑃𝑎𝑀=0.5𝑞𝑏2=0.5×0.82×1342=7361.96𝑁∙对悬臂板，𝑐=60𝑚𝑚：𝑀=0.5𝑞𝑐2=0.5×0.82602=1476𝑁∙=𝑡≥

6×=1.2×

=13.08𝑡=16𝑚𝑚，第一类板材，𝑓=215𝑁/𝑚𝑚2Q235𝑑24𝑚𝑚的双螺帽锚栓，对称布置。根𝑁205.94𝑘𝑁𝑉=105.47𝑘𝑁𝜇=𝜇𝑁=0.4×205.94=82.38𝑘𝑁<𝑉=105.47𝑉=𝑓𝑣ℎ𝑤𝑡𝑤=125×158.6×6.5=128.86𝑘𝑁>105.47𝐸43ℎ𝑓=8𝑚𝑚，𝑙𝑤=ℎ𝑤−2ℎ𝑓=142.6𝑚𝑚。𝜏

105.47×=0.7×8×2×

=66.04𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=125翼缘采用对接焊缝，𝑡=12𝑚𝑚，𝑙𝑤1=2002×12=176𝑚𝑚ℎ𝑓=8𝑚𝑚，𝑙𝑤2=77628760𝑚𝑚。𝐸43型焊条，二级焊缝：𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=160𝑀𝑃𝑎 𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2×0.7𝛽𝑓ℎ𝑓𝑙𝑤2=14608.64 205.94×= =14.10𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160 𝐶20混凝土，𝑓𝑐𝑐=10𝑀𝑃𝑎3.9.23=𝐴0=2×(50×30+0.5×𝜋×252)=4963.5𝐴=𝐵𝐿

+𝐴0

364.11×

+4963.5=41496.5𝐵=𝑏+2𝑐=240+280=400𝑚𝑚，𝐿=360𝑚𝑚𝐴=144000𝑚𝑚2𝑞=𝑁/(𝐴𝐴0)=2.63𝑀𝑃𝑎对三边支承板，𝑎1=260𝑚𝑚，𝑏1=116𝑚𝑚，𝑏1/𝑎1=0.446𝛽=𝑀=𝛽𝑞𝑎12=0.0515×2.63×2602=9156.08𝑁∙对悬臂板，𝑐=60𝑚𝑚：𝑀=0.5𝑞𝑐2=0.5×2.63602=4734𝑁∙=𝑡≥

6×=1.2×

=14.59𝑡=16𝑚𝑚，第一类板材，𝑓=215𝑁/𝑚𝑚2翼缘采用对接焊缝，𝑡=10𝑚𝑚，𝑙𝑤1=2402×10=220𝑚𝑚𝐸43型焊条，二级焊缝。𝑓𝑤=215𝑀𝑃𝑎，𝑓𝑤=160 𝐴=2𝑡𝑙𝑤1+2×0.7𝛽𝑓ℎ𝑓𝑙𝑤2=8515.14 365.33×= =42.9𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑤=160

4初选截面尺寸C300×80×20×2.5。4.1.1二根檩条折算均布雪载值进行设计。屋面坡度为5%。4.2.1XY001234.2.222456其中，组合5为最不利荷载组合，𝑞𝑥=0.062𝑘𝑁/𝑚，𝑞𝑦=1.169

220×12×𝑁0

= =6.672 2×60cos4.3.1产生最大正弯矩，作B模式及C模式的弯矩图如下：图4.3.2檩条B(𝑘𝑁图4.3.3檩条C(𝑘𝑁取设计内力较大的C模式进行檩条设计计算。𝑁𝑉𝑀(𝑘𝑁续梁，利用Sap2000作连续梁弯矩、剪力图如下：4.3.4(𝑘𝑁4.3.4(𝑘𝑁𝑀𝑦0.03𝑘𝑁𝑚𝑀𝑦1=0.04𝑘𝑁𝑚，拉𝑀′𝑦0.06𝑘𝑁𝑚𝑉0.13𝑘𝑁。由于平面外设计内力小于平面内设计内力的1%，可忽略不计。200𝑙𝑥8𝑚，檩条平面外可简化为三跨连续梁，面外计算长度取拉条间距离，𝑙𝑦=3𝑚，验算构件长细比如下：𝜆=𝑙𝑥

=70.93<[𝜆]= 𝜆=𝑙𝑦=3000=109.67<[𝜆]= 5Sap2000𝑤𝑦=0.003𝑚𝑚5 5×1.169×𝑤𝑥=384

=19.03384×2.06×105×1.59×]=𝑤=√𝑤𝑥2+𝑤𝑦2=19.3𝑚𝑚<[𝑤]=240=33.33

18.31×

4.72×𝜎𝑚𝑎𝑥=𝜎𝑚𝑖𝑛

1.06×

=168.96受压翼缘压力不均匀系数：𝜓=𝜎𝑚𝑖𝑛/𝜎𝑚𝑎𝑥= 𝜎𝑚𝑎𝑥=

=168.96𝑀𝑃𝑎，𝜎𝑚𝑖𝑛=

−=−176.51𝜓= =

=𝜓=1≥−1，𝑘=1.15−0.22𝜓+0.045𝜓2=𝜓=−1.04<−1，𝜓=−1，𝑘=7.86.29𝜓+9.78𝜓2= 𝜉

= =0.758<1.1，𝑘1== 𝜌=√ =

205×1.149×

=𝛼=1.15−0.15𝜓=1.15−0.15×1=1，𝑏𝑐=𝑏=8020.78=18𝛼𝜌<𝑏/𝑡=32<38𝛼𝜌=43.86

=

−

21.8×1×=

−

=𝑏𝑒=25.17𝑡=25.17×2.5=62.93𝑏𝑒1=0.4𝑏𝑒=25.17𝑚𝑚，𝑏𝑒2=0.6𝑏𝑒=37.76计算受压板件的板组约束系数𝜉=𝑐√

=1.319>

=0.11

= (𝜉−𝜌=

205×0.687×=

= 𝛼=1.15(𝜓<0)，𝑏𝑐=1−𝜓=1+1.04=149.791.49=18𝛼𝜌<𝑏/𝑡=120<38𝛼𝜌=193.15𝑏𝑒=[√21.8𝛼𝜌−0.1]𝑏𝑐=[√21.8×1.15×4.42−0.1]149.7=

𝑏𝑒=51.55𝑡=51.55×2.5=腹板为加劲板件，𝜓<0𝑏𝑒1=0.4𝑏𝑒=51.55𝑚𝑚，𝑏𝑒2=0.6𝑏𝑒=77.34𝐴=1250−2.5×17.07−2.5×20.78=1155.38𝐼𝑥=1.59×107−2.5×17.07×148.422−2.5××87.732=1.46×107𝐼𝑦=9.35×105−2.5×17.07×27.42−2.5××17.652=8.87×105=𝐼𝑥=9.75×104

=

=1.45×104

4.4.1 18.31× 0.03× 9.46×𝜎

9.75× 1.45×

=181.68𝑀𝑃𝑎<

=

= =8≥ 拉条的设计内力。屋脊处斜拉条需承担全部的46根檩条传递的总荷载。𝑁𝑙=0.19斜拉条与檩条夹角：𝛽=𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛(0.5/2.5)=

=44.57斜拉条所需最小面积：𝐴

44.57×= =207.03选用𝑑=40𝑚𝑚，𝑡=2𝑚𝑚张紧焊接薄壁圆，𝐴=239𝑚𝑚2，𝑖=13.5𝑚𝑚。验算强度：𝐴=239𝑚𝑚2>207.03𝑚𝑚2，满足强度要求。λ

√2.52+0.52×

=188.85<[λ]=撑杆应设置在屋脊两侧的第一段檩条处，理论上无设计内力，截面尺寸选用𝑑25𝑚𝑚，𝑡=1.5𝑚𝑚焊接薄壁圆。仅验算长细比： 1×λ =120.48<[λ]=

57.2𝑚1.2𝑚以下为空心砖墙，因此需设置间距为3𝑚。由于在边柱平面外稳定计算中，东西立面墙梁为边柱的侧向支撑点，故5.1.15.2.11 21.35× 组合1进行承载力极限状态验算，取荷载组合3进行正常使用极限状态验算。

220×16×𝑁0

= =8.892 2×60cos5.3.15.3.1𝑁𝑉𝑀(𝑘𝑁5.3.2(𝑘𝑁5.3.3(𝑘𝑁𝑀𝑦=0.16𝑘𝑁𝑚𝑀𝑦1=0.62𝑘𝑁𝑚，拉条支座处最大负弯矩𝑀′𝑦=−0.75𝑘𝑁∙𝑚𝐹=3.14𝑘𝑁。5.4.1计算长度取拉条间最大距离，𝑙𝑦=2.7𝑚，验算构件长细比如下：𝜆=𝑙𝑥=8000=94.12<[𝜆]= 𝜆=𝑙𝑦=2700=101.5<[𝜆]= 3Sap2000建模，求得竖直方向弯矩作用下墙梁挠度：𝑤𝑉=0.00275 5×0.5×𝑤𝐻=384

=18.39384×2.06×105×7.04×]竖向容许挠度[𝑤]=10𝑚𝑚𝑤𝐻=18.39𝑚𝑚<[𝑤𝐻]=200=40𝑚𝑚,𝑤𝑉=0.0027𝑚𝑚<[𝑤𝑉]=10 11.89× 0.16× 6.29×𝜎𝑚𝑎𝑥

6.40× 3.31×

=197.08 11.89× 0.16× 6.29×𝜎𝑚𝑖𝑛

6.40× 3.31×

=187.42受压翼缘压力不均匀系数：𝜓=𝜎𝑚𝑖𝑛/𝜎𝑚𝑎𝑥= 11.89× 0.16× 6.29×𝜎𝑚𝑎𝑥

6.40× 3.31×

=197.08 11.89× 0.16× 𝜎𝑚𝑖𝑛=

=

=−174.481.06× 4.81× 𝜓= =

=𝜓=0.951≥−1，𝑘=5.89−11.29𝜓+6.68𝜓2=𝜓=−0.885>−1，𝑘=7.8−6.29𝜓+9.78𝜓2=计算受压板件的板组约束系数𝜉=𝑐√

=220√1.19=0.7<

=1=1 𝜌=√205𝑘1𝑘=√205×1.2×1.19= 𝛼=1.15−0.15𝜓=1.15−0.15×0.945=1.01，𝑏𝑐=𝑏=7517.63=18𝛼𝜌<𝑏/𝑡=30<38𝛼𝜌=37.23

=

−

21.8×1.01×=

−

=𝑏𝑒=22.31𝑡=24.51×2.5=55.78𝑏𝑒1=0.4𝑏𝑒=22.31𝑚𝑚，𝑏𝑒2=0.6𝑏𝑒=33.47计算受压板件的板组约束系数 𝜉 =1.43>1.1，𝑘1=0.11 = (𝜉−𝜌=

205×0.598×=

= 𝛼=1.15(𝜓<0)，𝑏𝑐=1−𝜓=1+0.885=116.7159.62=18𝛼𝜌<𝑏/𝑡=88<38𝛼𝜌=125.86

=

−

21.8×1.15×=

−

=𝑏𝑒=37.62𝑡=37.62×2.5=94.04腹板为加劲板件，𝜓<0𝑏𝑒1=0.4𝑏𝑒=37.62𝑚𝑚，𝑏𝑒2=0.6𝑏𝑒=56.425.4.1𝐴=973−2.5×19.22−2.5×22.67=868.28𝐼𝑥=7.04×106−2.5×19.22×115.462−2.5×22.67×67.762=6.14×106𝐼𝑦=6.87×105−2.5×19.22×11.222−2.5×22.67×19.452=6.6×105

6.14×= =5.59×104𝑊𝑦,𝑚𝑎𝑥

6.6×= =3.19×104于背风面墙梁，板无法保证其整体稳定性，应验算稳定性。由于背风面墙梁设计 11.89× 0.16× 𝜎𝑚𝑎𝑥

=224.96𝑀𝑃𝑎<5.59× 3.19× 𝜏

3×9.09×= =12.68𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=1804×215×𝜏=3𝑉𝑦,𝑚𝑎𝑥 3×3.14×=

70.

91𝑀𝑃𝑎<𝑓𝑣=1801𝜆𝑦

= =101.5𝜇𝑏=0.33𝜉1=1.37𝜉2=𝑒𝑎=0，𝜂=0𝐼𝑤=6.35×109𝑚𝑚6，𝐼𝑡=2.03×103

𝑙0𝜉

+ (

=ℎ2

𝜑𝑏𝑥= 𝜆𝑦

𝜉1(√𝜂2+𝜉+𝜂)235=1.19>

𝜑′𝑏𝑥=1.091

= 𝜎𝑚𝑎𝑥=

=259.59𝑀𝑃𝑎<