36米跨度轻型门式钢架结构设计(8)

马晨：双跨轻型门式刚架结构设计 表4-23第 9 种组合节点位移表 (单位：mm)

Table 4-23 the ninth kind of combination panel point displacement table（unit：mm）

节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X向位移 0.0 -30.6 -28.9 -28.8 -30.3 0.0 -29.2 -30.5 -30.1 0.0 Y向位移 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Z向位移 0.0 -0.2 -16.3 -16.1 -0.2 0.0 7.9 -5.1 -0.1 0.0

4.4 构件截面验算

（一）截面验算主要应用的公式 （1）构件的容许长细比

为了保证在荷载设计值下截面塑性形变的充分发展而形成塑性铰，钢架柱在弯矩作用平面内的长细比宜符合下式要求：

?x??Hix?130235/fy （4-1）

其中： ?——刚架的计算长度系数；

H——刚架柱的高度，自基础顶面到柱与横梁轴线交点的距离； ix——刚架柱在弯矩作用平面内的回转半径。 （2）刚架柱与横梁的强度和稳定性计算 强度：当

N?0.13时 AnfMx?WPNX?f （4-2）

当

N?0.13时 AnfMx?1.15(1?N)WPNX?f （4-3） Anf 36

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

且一般情况下N不大于0.6Anf。 弯矩作用平面内的稳定：

?mxMxN??1 （4-4）

N?xAfW?f(1?0.8)pxNEx其中： NEX——欧拉临界力，NEX??2EA/?x2；

E——钢材的弹性模量；

Wpx——对x轴的毛截面塑性地抗矩； f——塑性设计时采用的钢材强度设计值； ?x——弯矩作用平面内轴心受压杆件稳定系数； ?mx——等效弯矩系数；

Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩。 弯矩作用平面外的稳定：

?MN?txx?1 （4-5） ?yAf?bWpxf（3）刚架柱、横梁的建立计算

柱和梁的腹板应按下式计算其抗剪强度：

V?hwtwfv （4-6）

其中：hw、tw——腹板的高度和宽度；

fv——塑性设计时采用的钢材抗剪强度设计值。

为了保证腹板在剪力和轴心力共同作用下不发生剪切压曲，且不降低其截面所能承受的最大弯矩值，对刚架柱与横梁连接处的塑性铰附近，应设置斜的或直的成对加劲肋，对腹板进行加强。

（4）构件截面尺寸比例

为了保证刚架柱和横梁局部稳定性要求，它们的截面尺寸比例应符合下列要求： a．翼缘板宽度比

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马晨：双跨轻型门式刚架结构设计

B235 （4-7） ?9Tfy其中：B——翼缘板外伸宽度； T——翼缘板宽度。 b．腹板高厚比 当

hN?0.3时，70?A?ftwhN?0.3时，70?A?ftwN(?72100A?f 5 / （4-8） )fy2 3当 其中：tw——腹板厚度； h0——腹板高度； A——毛截面面积；

3523fy5 / （4-9）

fy——所采用钢材的屈服点N/mm2

（二）各柱、梁验算结果 （1）钢 柱1

材料：Q345钢；截面类型：宽翼缘工字钢；名称：柱440x180x6x8；计算长度(m)：Lx= 36.15, Ly= 3.00；长细比：λx= 202.69,λy= 79.19；构件长度(m)= 7.70；计算长度系数：Ux= 4.69, Uy= 0.39；轴压截面分类：X轴：b类, Y轴：b类。

表4-24 钢柱1内力信息表

Table4-24 the internal force informations of steel column1 table

组合号（序号）

M

1（1）

2（1） 3（1） 4（1） 5（1） 6（1） 7（1） 8（1） 9（1） 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 柱 下 端

N -67.43 6.66 -13.55 12.5 -7.72 -42.43 -54.55 -16.03 -36.24 V 14.8 -15.02 11.81 -15.88 10.95 2.7 18.79 -8.26 18.56 M -113.96 79.67 -11.84 86.29 -5.23 -42.34 -97.25 27.68 -63.83 柱 上 端

N -50.49 23.6 3.39 26.61 6.4 -25.48 -37.61 0.91 -19.3 V 14.8 -5.68 -8.73 -6.54 -9.59 8.3 6.47 1.07 -1.98 考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号(序号)：1(1)M= 0.00 N= -67.43，M= -113.96

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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

N= -50.4。

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.498；抗剪强度计算控制组合号(序号)： 7( 1)V=18.79；抗剪强度计算应力比 = 0.047；平面内稳定计算最大应力 (N/mm2) = 276.58；平面内稳定计算最大应力比 = 0.892；平面外稳定计算最大应力(N/mm2) = 199.67；平面外稳定计算最大应力比 = 0.644；腹板容许高厚比 [h0/tw] = 206.33；翼缘容许宽厚比 [B/T] = 12.38。

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.498 < 0.98；抗剪强度计算应力比 = 0.047 < 0.98；平面内稳定计算最大应力 = 276.58 < f= 310.00；平面外稳定计算最大应力 = 199.67 < f= 310.00；腹板高厚比[h0/tw] = 70.67 < [h0/tw] = 206.33翼缘宽厚比 B/T = 10.88 < [B/T]= 12.38；压杆,平面内长细比 λ= 203 > [λ]= 180；压杆,平面外长细比 λ= 79 < [λ]= 180；构件重量 (Kg) = 327.85。

（2）钢 柱2

材料：Q345钢；截面类型：宽翼缘工字钢；名称：柱680x240x8x12；计算长度(m)：Lx= 9.50, Ly= 9.50；长细比：λx= 34.58,λy= 189.46；构件长度(m)= 9.50；计算长度系数：Ux=1.00,Uy= 1.00；轴压截面分类：X轴：b类, Y轴：b类。

表4-25钢柱2内力信息表

Table4-25 the internal force informations of steel column1 table

组合号（序号）

M

1（1） 2（1） 3（1） 4（1） 5（1） 6（1） 7（1） 8（1） 9（1）

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

柱 下 端

N -137.55 30.5 30.5 38.91 38.91 -89 -89 -30.49 -30.49

V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

M 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

柱 上 端

N -137.55 30.5 30.5 38.91 38.91 -89 -89 -30.49 -30.49

V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号(序号)： 1(1)M= 0.00 N= -137.55 ，M=0.00 N= -137.55。

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.053；抗剪强度计算控制组合号(序号)：1(1)V=0.00；抗剪强度计算应力比 = 0.000；平面内稳定计算最大应力 (N/mm2) = 18.37；平面内稳定计算最大应力比 = 0.059；平面外稳定计算最大应力 (N/mm2) = 113.20；平面外稳定计算最大

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马晨：双跨轻型门式刚架结构设计

应力比 = 0.365腹板容许高厚比 [[h0/tw]] = 206.33；翼缘容许宽厚比 [B/T] = 12.38。

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.053 < 0.98抗剪强度计算应力比 = 0.000 < 0.98；平面内稳定计算最大应力 = 18.37 < f= 310.00；平面外稳定计算最大应力 = 113.20 < f= 310.00；腹板高厚比 H0/TW = 82.00 < [h0/tw]= 206.33翼缘宽厚比 B/T = 9.67 < [B/T]= 12.38；压杆,平面内长细比 λ= 35 < [λ]= 180；压杆,平面外长细比 λ= 189 > [λ]= 180；构件重量 (Kg) = 820.92。

（3） 钢 柱3

材料：Q345钢；截面类型：宽翼缘工字钢；名称：柱440x180x6x8；计算长度(m)：Lx= 36.15, Ly= 3.00；长细比：λx= 202.69,λy= 79.19；构件长度(m)= 7.70；计算长度系数：Ux= 4.69, Uy= 0.39；轴压截面分类：X轴：b类, Y轴：b类。

表4-26钢柱3内力信息表

Table4-26 the internal force informations of steel column1 table

组合号（序号）

M

1（1）

2（1） 3（1） 4（1） 5（1） 6（1） 7（1） 8（1） 9（1）

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

柱 下 端 N -67.43 -13.55 6.66 -7.72 12.5 -54.55 -42.43 -36.24 -16.03

V -14.80 -11.81 15.02 -10.95 15.88 -18.79 -2.70 -18.56 8.26

M -113.96 -11.84 79.67 -5.23 86.29 -97.25 -42.34 -63.83 27.68

柱 上 端

N -50.49 3.39 23.6 6.4 26.61 -37.61 -25.48 -19.3 0.91

V -14.80 8.73 5.68 9.59 6.54 -6.47 -8.30 1.98 -1.07

考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号(序号)：1(1)M= 0.00 N= -67.43，M= -113.96 N=-50.49。

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.498；抗剪强度计算控制组合号(序号)： 6(1)V= -18.79；抗剪强度计算应力比 = 0.047平面内稳定计算最大应力 (N/mm2) = 276.58；平面内稳定计算最大应力比 = 0.892平面外稳定计算最大应力 (N/mm2) = 199.67；平面外稳定计算最大应力比 = 0.644；腹板容许高厚比[h0/tw] = 206.33；翼缘容许宽厚比 [B/T] = 12.38

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.498 < 0.98；抗剪强度计算应力比 = 0.047 < 0.98；平面内稳定计算最大应力 = 276.58 < f= 310.00；平面外稳定计算最大应力 = 199.67 < f= 310.00；腹板高厚比 H0/TW = 70.67 < [h0/tw] = 206.33翼缘宽厚比 B/T = 10.88 < [B/T]=

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