钢结构课程设计内力计算表范例
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“√”表示该项荷载参与内力组合,以下表中符号表示相同意思。
M单位为kN M ,N单位为kN ,V单位为kN 。
续表1第141 页续表2第141 页第141 页第141 页杆件及截面编号恒载活载风载吊车1(左跨)吊车2(右跨)左风右风左刹车右刹车R MaxAB柱R MaxDC柱左刹车右刹车R MaxDC柱R MaxE柱边柱AB截面M上标准值M -22.738-33.453 11.288 -7.126 -7.657 7.657 30.521 12.082 1.152 -1.152 1.278 -2.765 N -19.49 -23.054 0.063 -0.330 -0.449 0.499 0.894 -1.288 -0.661 0.661 0.971 -2.601V -6.561 -9.652 -0.397 -0.438 1.433 -1.433 -10.095 -4.533 -2.322 2.322 2.704 -2.609 组合1MaxM+选项√√√√√√M -1.2×22.738+0.9×1.4(11.288+7.657+30.521+1.152+1.278)= 38.103N -1.2×19.49+0.9×1.4(0.063+0.499+0.894-0.661+0.971)= -21.163V -1.2×6.561+0.9×1.4(-0.397-1.433-10.095-2.322+2.704)= -22.417组合2MaxM-选项√√√√√M -1.2×22.738+0.9×1.4(-33.453-7.126-1.152-2.756)= -83.339N -1.2×19.49+0.9×1.4(-23.054-0.33+0.661-2.601)= -55.296V -1.2×6.561+0.9×1.4(-9.652-0.438+2.322-2.609)= -20.948组合3MaxN+选项√√√√√√M -1.2×22.738+0.9×1.4(11.288+7.657+30.521-1.152+1.278)= 35.2N -1.2×19.49+0.9×1.4(0.063+0.499+0.894-0.661+0.971)= -21.163V -1.2×6.561+0.9×1.4(-0.397-1.433-10.095-2.322+2.704)= -22.417组合4选项√√√√√√√M -1.2×22.738+0.9×1.4(-33.453-7.126-7.659+12.082+1.152-2.765)= -74.875N -1.2×19.49+0.9×1.4(-23.054-0.33-0.449-1.288-0.661-2.601)= -59.151第141 页MaxN-V -1.2×6.561+0.9×1.4(-9.652-0.438+1.433-4.533-2.322-2.609)= -30.706杆件及截面编号恒载活载风载吊车1(左跨)吊车2(右跨)左风右风左刹车右刹车R MaxAB柱R MaxDC柱左刹车右刹车R MaxDC柱R MaxE柱边柱AB 截面(B)标准值M 35.865 52.766 4.855 7.219 4.647 -4.467 -9.289 -8.367 7.182 -7.182 -8.691 8.244N -23.713 -23.054 0.063 -0.330 -0.499 0.499 0.894 -1.288 -0.661 0.661 0.971 -2.601V -6.561 -9.652 -3.677 1.614 1.433 1.433 -10.095 -4.533 -2.322 2.322 2.704 -2.609 组合1MaxM+选项√√√√√M 1.2×35.865+0.9×1.4(52.766+7.219+7.182+8.244)= 138.056N -1.2×23.713+0.9×1.4(-23.054-0.33-0.661-2.601)= -62.03V -1.2×6.561+0.9×1.4(-9.652+1.614-2.322-2.609)= -24.214组合2MaxM-选项√√√√√M 1.2×35.865+0.9×1.4(-4.467-9.289-7.182-8.691)= 5.705N -1.2×23.713+0.9×1.4(0.499+0.894+0.661+0.971)= -24.644V -1.2×6.561+0.9×1.4(1.433-10.095+2.322+2.704)= -12.455组合3MaxN+选项√√√√√√M 1.2×35.865+0.9×1.4(4.855-4.467-9.289-7.182-8.691)= 11.823N -1.2×23.713+0.9×1.4(0.063+0.499+0.894+0.661+0.971)= -24.565V -1.2×6.561+0.9×1.4(-3.677-9.652+1.614-2.322-2.609)= -28.847组合4选项√√√√√√√M 1.2×35.865+0.9×1.4(52.766+7.219+4.467-8.367+7.182+8.244)= 133.142第141 页第141 页第141 页第141 页第141 页第141 页第141 页第141 页第 141 页Max N -N -1.2×6.651+0.9×1.4(-9.652-3.677-1.433-10.095-2.322-2.609)= -45.514 V1.2×18.129+0.9×1.4(23.054-0.063-0.449-0.894+0.661+2.601)= 53.141杆件及截面编号恒载活载风 载 吊 车1( 左 跨 ) 吊 车2( 右 跨 ) 左 风右 风 左刹车 右刹车 R Max AB 柱 R Max DC 柱 左刹车 右刹车 R Max DC 柱 R Max E 柱 梁 BC梁 中 点 截 面H 左标 准 值 M -36.451 -35.472 0.567 0.061 0.604 -0.604 -1.2410.5181.237 -1.237 -0.599 0.985 N -6.561 -9.652 -3.677 1.614 1.433 -1.433 -10.095 -4.533 -2.322 2.322 2.704 -2.609 V -2.058 -6.646 -0.063 0.330 0.449 -0.449 -0.894 1.288 0.661 -0.661 -0.971 2.601 组 合 1Max M +选 项 √√√√√√M -1.2×36.451+0.9×1.4(0.567+0.604+0.518+1.237+0.985)= -38.813 N -1.2×6.651+0.9×1.4(-3.677+1.433-4.533-2.322-2.609)= -22.733 V-1.2×2.058+0.9×1.4(-0.063+0.449+1.288+0.661+2.601)= 3.75 组 合 2Max M -选 项 √√√√√√M -1.2×36.451+0.9×1.4(-35.472-0.604-1.241-1.237-0.599)= -93.074 N -1.2×6.651+0.9×1.4(-9.652-1.433-10.095+2.322+2.704)= -28.335 V -1.2×2.058+0.9×1.4(-6.646-0.449-0.894-0.661-0.971)= -14.592 组 合 3Max N +选 项 √√√√M -1.2×36.451+0.9×1.4(0.061-1.237-0.599)= -45.978 N -1.2×6.651+0.9×1.4(1.614+2.322+2.704)= 0.385 V-1.2×2.058+0.9×1.4(0.33-0.661-0.971)= -4.11 组 合 4选 项 √√√√√√√M-1.2×36.451+0.9×1.4(-35.451+0.567-0.604-1.241+1.237+0.985)= -87.22第141 页第141 页第141 页。
一、荷载计算永久荷载(设计值):预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油(上铺绿豆砂)防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重(0.12+0.011×16)×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载:施工荷载和雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大,对荷载影响小,未予考虑。
风荷载对屋面为吸力,重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合:5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度,取5等分,即每单跨3.2m,根据结构布置,存在两种形式的节点荷载,即6m×3.2m和6m×1.6m,分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件,计算出各节点的杆件内力,得出最大拉力杆件值为596.10;最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板厚度取14mm ;其余节点板与垫板厚度取12mm 。
一、 设计资料及有关规定1、跨度L=15m 。
柱距(屋架间距)为6m ;长度为84m 。
2、屋面为彩色涂层压型钢板复合保温板(含檩条) 0.25 KN/m 2屋架及支撑 0.12+0.011×L (m )KN/m 2 3、雪荷载 0.50KN/m 2 4、钢材为Q235(3号钢),焊条采用E43型 5、屋面坡度i=1/36、悬挂荷载 0.3 KN/m 27、屋盖承重结构采用三角形钢屋架8、令钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上。
上柱截面为400mm ×400mm ,所用混凝土为C25,轴心抗压强度设计值211.9/c f N m m 。
二、 屋架尺寸及檩条设置1、屋架几何长度及节点编号如图所示,运输单元如图半跨7.5m 运输,最大高度3m 。
起拱高度f =L/500=15000/500=30mm2、檩条支承于屋架上弦节点处。
故采用檩条间距为2.646m 。
檩条跨度6m 。
在檩条间跨中位置设置拉条,圆钢拉条10mm 。
屋脊和屋檐处都设置斜拉条及撑杆。
三、 支撑布置1. 根据厂房长度(84m>60m)、跨度15m 及荷载等情况,设置上弦横向水平支撑3道,下弦横向水平支撑3道,防止屋架水平方向振动。
仅在跨度中央设置一道垂直支撑。
上弦平面内在屋脊处设置刚性系杆及两端设置柔性系杆;下弦平面内在跨中设置刚性系杆及两端设置柔性系杆。
梯形钢屋架支撑布置如图所示:四、杆件内力计算1.荷载计算永久荷载标准值:屋架及支撑0.12+0.011×L=0.285 2K N m(水平)/屋面及保温(檩条) 0.25 2/K N m悬挂荷载 0.3 2K N m/总计 0.835 2K N m/可变荷载标准值:雪荷载 0.8 2K N m/总计 0.82K N m/永久荷载设计值 1.2×0.835=1.002 kN/㎡可变荷载设计值 1.4×0.8=1.12 kN/㎡风荷载不考虑2.荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=(1.002+1.12) ×2.7×6=34.376 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P1 =1.002×2.7×6=16.232 kNP2 =1.12×2.7×6=18.144 kN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨屋面结构材料+半跨施工荷载屋架上弦节点荷载 P3=1.2×0.285×2.7×6=5.54kNP4=1.2×0.55×2.7×6=10.692 kNP5=1.4×1.0=1.4 kN3.杆件内力计算本设计使用结构力学求解器,计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数。