基于PKPM中STS模块的门式刚架内力分析
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(一)荷载分析及受力简图:1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
恒载标准值(对水平投影面):板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载:7.50.5 3.75 3.8/=⨯=≈q KN m2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)。
对于屋面结构,《钢结构设计规范》m,但构件的荷载面积大于602m的可乘折减系数0.6,门规定活荷载为0.5KN/2m。
由荷载规范查得,大连地区式刚架符合此条件,故活荷载标准值取0.3KN/2雪荷载标准值为0.40kN/㎡。
屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载:7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 :0k z s z ωβμμω=(1) 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω(2) 高度Z 处的风振系数z β 取1.0(门式刚架高度没有超过30m ,高宽比不大于1.5,不考虑风振系数)(3) 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类,查表得:h=10m ,z μ=1.00;h=15m ,z μ=1.14 内插:低跨刚架,h=10.5m ,z μ= 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--=1.014;高跨刚架,h=15.7m ,z μ= 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--=1.155。
(4) 风荷载体型系数s μ-0.5-0.6-0.4-0.4-0.5-0.5-0.2+0.8μsμs1其中,s μ=0.2010.24.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ=12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+-各部分风荷载标准值计算:w 1k =0z s z βμμω=7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/m w 2k =0z s z βμμω=7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/m w 3k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.6)×1.014×0.6825=-3.11kN/m w 4k = 0z s z βμμω=7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/m w 5k = 0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.2)×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k =w 8k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.5)×1.014×0.6825=-2.60 kN/m w 9k = w 10k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.4)×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m 用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下:其中,'1k ω=4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ;'2kω=0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ; '3k ω=-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ;'4kω=2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ; '5k ω=-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ;'6kω=-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ; '7kω=-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ;'8k ω=-2.6KN/m =8k ω; '9k ω=-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ;'10kω=-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。
门刚二维设计补充定义手册结构类型:根据不同的结构类型选择相应的选项,程序将根据相应的规范条文计算与控制。
1)单层钢结构厂房,不适用于《门规》的单层钢结构厂房,程序将按照《抗规》内容进行控制。
2)门式刚架轻型房屋钢结构,选择此选项时,不再按《抗规》9.2章内容控制,仅执行《门规》。
3)多层钢结构厂房,按《抗规》附录H.2进行计算与控制。
4)钢框架结构,按《抗规》内容进行控制。
设计规范:应根据各个规范不同的适用条件选择。
存在砼构件时,程序自动按《混规》进行计算。
1)《钢结构设计规范》(GB50017-2003),适用于工业与民用房屋和一般构筑物。
2)《门刚》(CECS102:2002),适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架,具有轻型屋盖和轻型外墙(低烈度地区也可采用砌体),无桥式吊车或有起重量不大于20T的A1~A5工作级桥式吊车或3T悬挂式起重机的单层房屋钢结构。
3)《轻型钢结构设计规程》(上海市标准DBJ-68-97)4)《冷弯薄壁型钢结构设计规范》(GB50018),适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构。
设计控制参数:根据选择的规范给出规范规定的柱的长细比、梁的挠跨比、柱项位移等的限值。
【程序自动确定容许长细比】勾选时程序自动按所选规范选用长细比,此时后续输入的受压(拉)构件容许长细比显示为灰色。
【受压构件的容许长细比】一般钢结构根据《钢规》;轻钢结构根据《门规》。
轻钢结构中的屋面刚性系杆及柱间交叉支撑的压杆长细比按200控制;而其它用以减少构件平面外计算长度的支撑构件按220控制。
【受拉构件的容许长细比】一般钢结构根据《钢规》5.3.9选用200或350;轻钢结构根据表《门规》选用。
【柱顶位移的限值】一般钢结构根据《钢规》附录 A.2.1 条选用;轻钢结构根据《门规》选用。
【钢梁的挠跨比限值】一般钢结构根据《钢规》附录表 A.1.1 选用;轻钢结构根据《门规》选用。
注意:《门规》3.4.2规定,“由于柱顶和构件挠度产生的屋面坡度改变值,不应大于坡度设计值的1/3”。
(一)荷载分析及受力简图:1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
恒载标准值(对水平投影面):板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载:7.50.5 3.75 3.8/=⨯=≈q KN m2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)。
对于屋面结构,《钢结构设计规范》m,但构件的荷载面积大于602m的可乘折减系数0.6,门规定活荷载为0.5KN/2m。
由荷载规范查得,大连地区式刚架符合此条件,故活荷载标准值取0.3KN/2雪荷载标准值为0.40kN/㎡。
屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载:7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 :0k z s z ωβμμω=(1) 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω(2) 高度Z 处的风振系数z β 取1.0(门式刚架高度没有超过30m ,高宽比不大于1.5,不考虑风振系数)(3) 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类,查表得:h=10m ,z μ=1.00;h=15m ,z μ=1.14 内插:低跨刚架,h=10.5m ,z μ= 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--=1.014;高跨刚架,h=15.7m ,z μ= 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--=1.155。
(4) 风荷载体型系数s μ-0.5-0.6-0.4-0.4-0.5-0.5-0.2+0.8μsμs1其中,s μ=0.2010.24.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ=12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+-各部分风荷载标准值计算:w 1k =0z s z βμμω=7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/m w 2k =0z s z βμμω=7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/m w 3k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.6)×1.014×0.6825=-3.11kN/m w 4k = 0z s z βμμω=7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/m w 5k = 0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.2)×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k =w 8k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.5)×1.014×0.6825=-2.60 kN/m w 9k = w 10k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.4)×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m 用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下:其中,'1k ω=4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ;'2kω=0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ; '3k ω=-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ;'4kω=2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ; '5k ω=-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ;'6kω=-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ; '7kω=-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ;'8k ω=-2.6KN/m =8k ω; '9k ω=-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ;'10kω=-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。
(一)荷载分析及受力简图:1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
恒载标准值(对水平投影面):板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载:7.50.5 3.75 3.8/q KN m =⨯=≈2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)。
对于屋面结构,《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/2m ,但构件的荷载面积大于602m 的可乘折减系数0.6,门式刚架符合此条件,故活荷载标准值取0.3KN/2m 。
由荷载规范查得,大连地区雪荷载标准值为0.40kN/㎡。
屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载:7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 :0k z s z ωβμμω=(1) 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω(2) 高度Z 处的风振系数z β 取1.0(门式刚架高度没有超过30m ,高宽比不大于1.5,不考虑风振系数)(3) 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类,查表得:h=10m ,z μ=1.00;h=15m ,z μ=1.14内插:低跨刚架,h=10.5m ,z μ= 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--=1.014; 高跨刚架,h=15.7m ,z μ= 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--=1.155。
(4) 风荷载体型系数s μ其中,s μ=0.2010.2 4.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ=12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+- 各部分风荷载标准值计算:w 1k =0z s z βμμω=7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/mw 2k =0z s z βμμω=7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/mw 3k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.6)×1.014×0.6825=-3.11kN/mw 4k = 0z s z βμμω=7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/mw 5k = 0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.2)×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k =w 8k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.5)×1.014×0.6825=-2.60 kN/mw 9k = w 10k =0z s z βμμω=7.5×1.0×(-0.4)×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下:其中,'1k ω=4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ;'2kω=0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ; '3k ω=-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ;'4kω=2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ; '5k ω=-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ;'6kω=-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ; '7kω=-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ;'8k ω=-2.6KN/m =8k ω; '9k ω=-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ;'10kω=-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。