冷弯薄壁型钢结构檩条计算（Word）.docx

第一节 风荷载最大处檩条计算一. 设计资料采用规范：门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB 50018-2002檩条间距为 1 m；檩条的跨度为 4.38 m；檩条截面采用：C-300*80*25*2.5-Q235；以下为截面的基本参数：A(cm2)=9.73e0(cm)=5.11Ix(cm4)=703.76ix(cm)=8.5Wx(cm3)=63.98Iy(cm4)=68.66iy(cm)=2.66Wy1(cm3)=33.11Wy2(cm3)=12.65It(cm4)=0.2028Iw(cm6)=6351.05没有布置拉条；屋面的坡度角为36度；净截面折减系数为0.98；屋面板不能阻止檩条上翼缘的侧向失稳；能构造保证檩条下翼缘在风吸力下的稳定性；简图如下所示：1 / 41二. 荷载组合及荷载标准值考虑恒载工况(D)、活载工况(L1)、施工活载工况(L2)、风载工况(W)；强度验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4L11.35D+0.98L11.2D+1.4L2稳定验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4L11.2D+1.4L1+0.84W1.2D+0.98L1+1.4W1.35D+0.98L1D+1.4W挠度验算时考虑以下荷载工况组合：D+L1D+W恒载：面板自重: 0.2kN/m2自动考虑檩条自重；活载：屋面活载: 0.5kN/m2施工活载: 作用于跨中点1kN风载：基本风压: 5.46kN/m2体型系数-1，风压高度变化系数1风振系数为1；风压综合调整系数1；风载标准值：-1×1×1×1×5.46=-5.46kN/m2三. 验算结果一览 验算项 验算工况 结果 限值 是否通过 受弯强度 1.2D+1.4L1 149.265 216.799 通过 整稳 1.2D+1.4L1 153.278 216.799 通过 挠度 D+W 17.3054 29.2 通过 2轴长细比 - 164.662 200 通过 3轴长细比 - 51.5294 200 通过四. 受弯强度验算最不利工况为：1.2D+1.4L1最不利截面位于，离开首端2190mm绕3轴弯矩：M3= 2.001kN·m绕2轴弯矩：M2= 1.455kN·m计算当前受力下有效截面：毛截面应力计算1=2.001/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-12.655N/mm2（上翼缘支承边）2=2.001/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=146.279N/mm2（上翼缘卷边边）3=-(2.001)/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-75.217N/mm2（下翼缘支承边）4=-(2.001)/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=83.717N/mm2（下翼缘卷边边）计算上翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=-12.655N/mm2非支承边应力：2=146.279N/mm2较大的应力：max=146.279N/mm2较小的应力：min=-12.655N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=-12.655/146.279=-0.08651部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×-0.08651+0.045×-0.086512=1.169计算下翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=-75.217N/mm2非支承边应力：2=83.717N/mm2较大的应力：max=83.717N/mm2较小的应力：min=-75.217N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=-75.217/83.717=-0.8985部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×-0.8985+0.045×-0.89852=1.384计算腹板板件受压稳定系数k第一点应力：1=-75.217N/mm2第二点应力：2=-12.655N/mm2全部受拉，不计算板件受压稳定系数计算1构件受弯上翼缘1=146.279N/mm2下翼缘1=83.717N/mm2腹板1=-12.655N/mm2计算上翼缘板件有效宽度=220/75×(1.169/1)0.5=3.172>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.172-0.05)2=0.2054对于部分加劲板件，k1>2.4或者邻接板件受拉，取k1=2.4=-0.08651<0，故=1.15Bc=75/1-(-0.08651)=69.028=(205×2.4×1.169/146.279)0.5=1.983B/t=75/2.5=30=1.15×1.983=2.281B/t18，有效宽度Be=69.028全板件有效计算下翼缘板件有效宽度=220/75×(1.384/1)0.5=3.451>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.451-0.05)2=0.1904对于部分加劲板件，k1>2.4或者邻接板件受拉，取k1=2.4=-0.8985<0，故=1.15Bc=75/1-(-0.8985)=39.505=(205×2.4×1.384/83.717)0.5=2.852B/t=75/2.5=30=1.15×2.852=3.28B/t18，有效宽度Be=39.505全板件有效计算腹板板件有效宽度全部受拉，全部板件有效。扣除失效板件，计算可知Wex=63.978cm3Wey1=33.11cm3Wey2=12.65cm3Ae=9.73cm2考虑净截面折减：Wenx=62.699cm3Weny1=32.448cm3Weny2=12.397cm3Aen=9.535cm21=2.001/62.699×103-(1.455)/32.448×103=-12.912N/mm22=2.001/62.699×103+(1.455)/12.397×103=149.265N/mm23=-(2.001)/62.699×103-(1.455)/32.448×103=-76.753N/mm24=-(2.001)/62.699×103+(1.455)/12.397×103=85.424N/mm2149.265216.799，合格！五. 整稳验算最不利工况为：1.2D+1.4L1区段内最大内力为：绕3轴弯矩：M3= 2.001kN·m绕2轴弯矩：M2= 1.455kN·m计算当前受力下有效截面：毛截面应力计算1=2.001/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-12.655N/mm2（上翼缘支承边）2=2.001/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=146.279N/mm2（上翼缘卷边边）3=-(2.001)/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-75.217N/mm2（下翼缘支承边）4=-(2.001)/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=83.717N/mm2（下翼缘卷边边）计算上翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=-12.655N/mm2非支承边应力：2=146.279N/mm2较大的应力：max=146.279N/mm2较小的应力：min=-12.655N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=-12.655/146.279=-0.08651部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×-0.08651+0.045×-0.086512=1.169计算下翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=-75.217N/mm2非支承边应力：2=83.717N/mm2较大的应力：max=83.717N/mm2较小的应力：min=-75.217N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=-75.217/83.717=-0.8985部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×-0.8985+0.045×-0.89852=1.384计算腹板板件受压稳定系数k第一点应力：1=-75.217N/mm2第二点应力：2=-12.655N/mm2全部受拉，不计算板件受压稳定系数计算1构件受弯上翼缘1=146.279N/mm2下翼缘1=83.717N/mm2腹板1=-12.655N/mm2计算上翼缘板件有效宽度=220/75×(1.169/1)0.5=3.172>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.172-0.05)2=0.2054对于部分加劲板件，k1>2.4或者邻接板件受拉，取k1=2.4=-0.08651<0，故=1.15Bc=75/1-(-0.08651)=69.028=(205×2.4×1.169/146.279)0.5=1.983B/t=75/2.5=30=1.15×1.983=2.281B/t18，有效宽度Be=69.028全板件有效计算下翼缘板件有效宽度=220/75×(1.384/1)0.5=3.451>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.451-0.05)2=0.1904对于部分加劲板件，k1>2.4或者邻接板件受拉，取k1=2.4=-0.8985<0，故=1.15Bc=75/1-(-0.8985)=39.505=(205×2.4×1.384/83.717)0.5=2.852B/t=75/2.5=30=1.15×2.852=3.28B/t18，有效宽度Be=39.505全板件有效计算腹板板件有效宽度全部受拉，全部板件有效。扣除失效板件，计算可知Wex=63.978cm3Wey1=33.11cm3Wey2=12.65cm3Ae=9.73cm2力作用点在上翼缘，a=67.9mmy=4.38/2.66×100=164.662b=11=1.372=0.55=2×0.55×67.9/220=0.3395=4×6351.05/(2202×68.66/100)+0.156×0.2028/68.66×(4380×1/220)2=0.9471b=4320×9.73×220/10/164.662/164.662/63.98×1.37×(0.33952+0.9471)0.5+0.3395)×(235/235)=1.001b=1.091-0.274/b=0.81721=2.001/63.978/0.8172×103-(1.455)/33.11×103=-5.656N/mm22=2.001/63.978/0.8172×103+(1.455)/12.65×103=153.278N/mm23=-(2.001)/63.978/0.8172×103-(1.455)/33.11×103=-82.216N/mm24=-(2.001)/63.978/0.8172×103+(1.455)/12.65×103=76.718N/mm2153.278216.799，合格！六. 2轴挠度验算最不利工况为：D+W最不利截面位于，离开首端2190mm挠度限值为：4380/150=29.2mm挠度为：17.305mm17.30529.2，合格！七. 2轴长细比验算2轴长细比为：4380/26.6=164.662164.662200，合格！八. 3轴长细比验算3轴长细比为：4380/85=51.52951.529200，合格!第二节 檩条跨度最大处檩条计算一. 设计资料采用规范：门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB 50018-2002檩条间距为1m；檩条的跨度为5.22m；檩条截面采用：C-220*75*20*2.5-Q235；以下为截面的基本参数：A(cm2)=9.73e0(cm)=5.11Ix(cm4)=703.76ix(cm)=8.5Wx(cm3)=63.98Iy(cm4)=68.66iy(cm)=2.66Wy1(cm3)=33.11Wy2(cm3)=12.65It(cm4)=0.2028Iw(cm6)=6351.05没有布置拉条；屋面的坡度角为23度；净截面折减系数为0.98；屋面板不能阻止檩条上翼缘的侧向失稳；能构造保证檩条下翼缘在风吸力下的稳定性；简图如下所示：二. 荷载组合及荷载标准值考虑恒载工况(D)、活载工况(L1)、施工活载工况(L2)、风载工况(W)；强度验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4L11.35D+0.98L11.2D+1.4L2稳定验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4L11.2D+1.4L1+0.84W1.2D+0.98L1+1.4W1.35D+0.98L1D+1.4W挠度验算时考虑以下荷载工况组合：D+L1D+W恒载：面板自重: 0.2kN/m2自动考虑檩条自重；活载：屋面活载: 0.5kN/m2施工活载: 作用于跨中点1kN风载：基本风压: 1.75kN/m2体型系数-1，风压高度变化系数1风振系数为1；风压综合调整系数1；风载标准值：-1×1×1×1×1.75=-1.75kN/m2；三. 验算结果一览 验算项 验算工况 结果 限值 是否通过 受弯强度 1.2D+1.4L1 163.729 205 通过 整稳 1.2D+1.4L1 181.143 205 通过 挠度 D+W 9.97056 34.8 通过 2轴长细比 - 196.241 200 通过 3轴长细比 - 61.4118 200 通过四. 受弯强度验算最不利工况为：1.2D+1.4L1最不利截面位于，离开首端2610mm绕3轴弯矩：M3= 3.235kN·m绕2轴弯矩：M2= 1.373kN·m计算当前受力下有效截面：毛截面应力计算1=3.235/63.98×1000-(1.373)/33.11×1000=9.084N/mm2（上翼缘支承边）2=3.235/63.98×1000+(1.373)/12.65×1000=159.117N/mm2（上翼缘卷边边）3=-(3.235)/63.98×1000-(1.373)/33.11×1000=-92.035N/mm2（下翼缘支承边）4=-(3.235)/63.98×1000+(1.373)/12.65×1000=57.999N/mm2（下翼缘卷边边）计算上翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=9.084N/mm2非支承边应力：2=159.117N/mm2较大的应力：max=159.117N/mm2较小的应力：min=9.084N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=9.084/159.117=0.05709部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×0.05709+0.045×0.057092=1.138计算下翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=-92.035N/mm2非支承边应力：2=57.999N/mm2较大的应力：max=57.999N/mm2较小的应力：min=-92.035N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=-92.035/57.999=-1.587在计算k时，当<-1时，取值为-1。部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×-1+0.045×-12=1.415计算腹板板件受压稳定系数k第一点应力：1=-92.035N/mm2第二点应力：2=9.084N/mm2较大的应力：max=9.084N/mm2较小的应力：min=-92.035N/mm2压应力分布不均匀系数：=min/max=-92.035/9.084=-10.132在计算k时，当<-1时，取值为-1。加劲板件，0-1时，k=7.8-6.29+9.782=7.8-6.29×-1+9.78×-12=23.87计算1构件受弯上翼缘1=159.117N/mm2下翼缘1=57.999N/mm2腹板1=9.084N/mm2计算上翼缘板件有效宽度=220/75×(1.138/23.87)0.5=0.64041.1，故k1=1/(0.6404)0.5=1.25=0.05709>0，故=1.15-0.15×0.05709=1.141Bc=75=(205×1.25×1.138/159.117)0.5=1.353B/t=75/2.5=30=1.141×1.353=1.54518 < B/t < 38，有效宽度Be=(21.8×1.545/30)0.5-0.1×75=71.961故扣除宽度为Bd=75-71.961=3.039对部分加劲板件，0同时较大压应力位于非支承边，故扣除板件的中心位于0.6*71.961+3.039/2=44.696mm处计算下翼缘板件有效宽度=220/75×(1.415/23.87)0.5=0.71421.1，故k1=1/(0.7142)0.5=1.183=-1.587<0，故=1.15Bc=75/1-(-1.587)=28.993=(205×1.183×1.415/57.999)0.5=2.433B/t=75/2.5=30=1.15×2.433=2.798B/t18，有效宽度Be=28.993全板件有效计算腹板板件有效宽度=75/220×(23.87/1.138)0.5=1.562>1.1，故k1=0.11+0.93/(1.562-0.05)2=0.517=-10.132<0，故=1.15Bc=220/1-(-10.132)=19.763=(205×0.517×23.87/9.084)0.5=16.689B/t=220/2.5=88=1.15×16.689=19.192B/t18，有效宽度Be=19.763全板件有效扣除失效板件，计算可知Wex=63.18cm3Wey1=32.899cm3Wey2=12.569cm3Ae=9.654cm2考虑净截面折减：Wenx=61.917cm3Weny1=32.241cm3Weny2=12.318cm3Aen=9.461cm21=3.235/61.917×103-(1.373)/32.241×103=9.65N/mm22=3.235/61.917×103+(1.373)/12.318×103=163.729N/mm23=-(3.235)/61.917×103-(1.373)/32.241×103=-94.838N/mm24=-(3.235)/61.917×103+(1.373)/12.318×103=59.241N/mm2163.729205，合格！五. 整稳验算最不利工况为：1.2D+1.4L1区段内最大内力为：绕3轴弯矩：M3= 3.235kN·m绕2轴弯矩：M2= 1.373kN·m计算当前受力下有效截面：毛截面应力计算1=3.235/63.98×1000-(1.373)/33.11×1000=9.084N/mm2（上翼缘支承边）2=3.235/63.98×1000+(1.373)/12.65×1000=159.117N/mm2（上翼缘卷边边）3=-(3.235)/63.98×1000-(1.373)/33.11×1000=-92.035N/mm2（下翼缘支承边）4=-(3.235)/63.98×1000+(1.373)/12.65×1000=57.999N/mm2（下翼缘卷边边）计算上翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=9.084N/mm2非支承边应力：2=159.117N/mm2较大的应力：max=159.117N/mm2较小的应力：min=9.084N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=9.084/159.117=0.05709部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×0.05709+0.045×0.057092=1.138计算下翼缘板件受压稳定系数k支承边应力：1=-92.035N/mm2非支承边应力：2=57.999N/mm2较大的应力：max=57.999N/mm2较小的应力：min=-92.035N/mm2较大的应力出现在非支承边压应力分布不均匀系数：=min/max=-92.035/57.999=-1.587在计算k时，当<-1时，取值为-1。部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，-1时，k=1.15-0.22+0.0452=1.15-0.22×-1+0.045×-12=1.415计算腹板板件受压稳定系数k第一点应力：1=-92.035N/mm2第二点应力：2=9.084N/mm2较大的应力：max=9.084N/mm2较小的应力：min=-92.035N/mm2压应力分布不均匀系数：=min/max=-92.035/9.084=-10.132在计算k时，当<-1时，取值为-1。加劲板件，0-1时，k=7.8-6.29+9.782=7.8-6.29×-1+9.78×-12=23.87计算1构件受弯上翼缘1=159.117N/mm2下翼缘1=57.999N/mm2腹板1=9.084N/mm2计算上翼缘板件有效宽度=220/75×(1.138/23.87)0.5=0.64041.1，故k1=1/(0.6404)0.5=1.25=0.05709>0，故=1.15-0.15×0.05709=1.141Bc=75=(205×1.25×1.138/159.117)0.5=1.353B/t=75/2.5=30=1.141×1.353=1.54518 < B/t < 38，有效宽度Be=(21.8×1.545/30)0.5-0.1×75=71.961故扣除宽度为Bd=75-71.961=3.039对部分加劲板件，0同时较大压应力位于非支承边，故扣除板件的中心位于0.6*71.961+3.039/2=44.696mm处计算下翼缘板件有效宽度=220/75×(1.415/23.87)0.5=0.71421.1，故k1=1/(0.7142)0.5=1.183=-1.587<0，故=1.15Bc=75/1-(-1.587)=28.993=(205×1.183×1.415/57.999)0.5=2.433B/t=75/2.5=30=1.15×2.433=2.798B/t18，有效宽度Be=28.993全板件有效计算腹板板件有效宽度=75/220×(23.87/1.138)0.5=1.562>1.1，故k1=0.11+0.93/(1.562-0.05)2=0.517=-10.132<0，故=1.15Bc=220/1-(-10.132)=19.763=(205×0.517×23.87/9.084)0.5=16.689B/t=220/2.5=88=1.15×16.689=19.192B/t18，有效宽度Be=19.763全板件有效扣除失效板件，计算可知Wex=63.18cm3Wey1=32.899cm3Wey2=12.569cm3Ae=9.654cm2力作用点在上翼缘，a=67.9mmy=5.22/2.66×100=196.241b=11=1.372=0.55=2×0.55×67.9/220=0.3395=4×6351.05/(2202×68.66/100)+0.156×0.2028/68.66×(5220×1/220)2=1.024b=4320×9.73×220/10/196.241/196.241/63.98×1.37×(0.33952+1.024)0.5+0.3395)×(235/235)=0.7234b=1.091-0.274/b=0.71221=3.235/63.18/0.7122×103-(1.373)/32.899×103=30.146N/mm22=3.235/63.18/0.7122×103+(1.373)/12.569×103=181.143N/mm23=-(3.235)/63.18/0.7122×103-(1.373)/32.899×103=-113.63N/mm24=-(3.235)/63.18/0.7122×103+(1.373)/12.569×103=37.367N/mm2181.143205，合格！六. 2轴挠度验算最不利工况为：D+W最不利截面位于，离开首端2610mm挠度限值为：5220/150=34.8mm挠度为：9.971mm9.97134.8，合格！七. 2轴长细比验算2轴长细比为：5220/26.6=196.241196.241200，合格！八. 3轴长细比验算3轴长细比为：5220/85=61.41261.412200，合格！第三节 主檩条计算一. 设计资料采用规范：门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002钢结构设计规范 GB 50017-2003檩条间距为5.2m；檩条的跨度为4.7m；檩条截面采用：BOX-220*140*4-Q235；以下为截面的基本参数：A(cm2)=28.16Ix(cm4)=1941.726ix(cm)=8.304Wx(cm3)=176.521Iy(cm4)=967.39iy(cm)=5.861Wy(cm3)=138.199跨度中等间距的布置4道次檩条可作为拉条；净截面折减系数为0.98；屋面板不能阻止檩条上翼缘的侧向失稳；能构造保证檩条下翼缘在风吸力下的稳定性；简图如下所示： 二. 荷载组合及荷载标准值考虑恒载工况(D)、活载工况(L1)、施工活载工况(L2)、风载工况(W)；强度验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4W1.35D+0.98L11.2D+1.4L2挠度验算时考虑以下荷载工况组合：D+L1D+W恒载：面板自重: 0.3kN/m2自动考虑檩条自重；活载：屋面活载: 0.5kN/m2施工活载: 作用于跨中点1kN风载标准值： -1.75kN/m2；三. 验算结果一览 验算项 验算工况 结果 限值 是否通过 受弯强度 1.2D+1.4W 140.36 215 通过 挠度 D+W 8.9 23.5 通过 2轴长细比 - 15.3553 200 通过 3轴长细比 - 54.192 200 通过四. 受弯强度验算最不利工况为：1.2D+1.4W = 140.36 N/mm2215，合格！五. 2轴挠度验算最不利工况为：D+W最不利截面位于，离开首端2250mm挠度限值为：4500/200=22.5mm 挠度为：8.9 mm 8.923.5，合格！六. 2轴长细比验算2轴长细比为：900/58.612=15.35515.355200，合格！七. 3轴长细比验算3轴长细比为：4500/83.038=54.19254.192200，合格！第四章 墙面檩条系统受力计算第一节 墙次檩条计算一. 设计资料采用规范：门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002钢结构设计规范 GB 50017-2003墙檩间距为1.15m；简支墙檩的跨度为5.5m截面采用：BOX-200*100*3-Q235；以下为截面的基本参数：A(cm2)=17.64Ix(cm4)=947.249ix(cm)=7.328Wx(cm3)=94.725Iy(cm4)=323.889iy(cm)=4.285Wy(cm3)=64.778没有布置拉条；净截面折减系数为0.98；墙檩截面开口向上；墙檩不挂压型钢板；简图如下所示：二. 荷载组合及荷载标准值考虑恒载工况(D)、风压力工况(W1) 、风吸力工况(W2) 强度验算和整稳验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4W11.2D+1.4W21.35D挠度验算时考虑以下荷载工况组合：D+W1D+W2风载：基本风压: 2.7kN/m2风吸力体型系数-1，风压力体型系数1，风压高度变化系数1风振系数为1；风压综合调整系数1；风吸力标准值： -1.7kN/m2；风压力标准值： 2.7kN/m2；三. 验算结果一览 验算项 验算工况 结果 限值 是否通过 受弯强度 1.2D+1.4W1 178.057 215 通过 2轴受剪强度 1.2D+1.4W2 12.1524 125 通过 3轴受剪强度 1.35D 0.945113 125 通过 整稳 1.2D+1.4W1 183.913 215 通过 2轴挠度