小学教育随云钢排架设计计算书.docx

一 设计题目柱顶标高9.0m，牛腿顶标高6.0m；梁跨度12m，吊车起重量10t；柱距6m。设计内容： 梁、柱、牛腿、吊车梁、柱脚钢材Q235B，焊条E43xx型，高强螺栓10.9级扭剪型电算（PKPM、MTS、3D3S、SAP2000等）、AUTOCAD绘制图纸工程建设地点：济南,基本风压取0.4kN/m2屋面永久荷载:0.3kN/m2,屋面可变荷载0.5kN/m2二 设计依据1建筑结构荷载规范GB50009-20012钢结构设计规范GB50017-20033门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：20024 H型钢中国标准GB-T11263-19985 建筑抗震设计规范(GB 50011-2001);6 钢结构设计规范(GB 50017-2003);三 荷载计算1 永久荷载 0.3kN/m22 可变荷载 屋面可变荷载 0.5kN/m2 雪荷载 0.3kN/m2 取两者之大值 0.5kN/m23风荷载 基本风压取0.4kN/m2 风荷载体形系数,如右图 地面粗糙度类别按B类处理风压高度变化系数 z=1 kN/m kN/m 计算简图: 4 吊车荷载10t吊车的技术参数如下吊车吨位Q(kN)吊车宽轮距PmaxPminQ1(KN)10100500040001102038 Dmax=110*(1+0.833+0.333+0.167) =256.6300kN Dmin=20*(1+0.833+0.333+0.167) =46.6600 kN 吊车水平荷载, =0.12 T=0.25*0.12*(100+38)=4.1400 kNTmax=4.1400*(1+0.833+0.333+0.167) =9.6586 kN四 PKPM 计算内容总信息结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构 设计规范: 按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程计算 结构重要性系数: 1.00 节点总数: 7 柱数: 4 梁数: 2 支座约束数: 2 标准截面总数: 2 活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置 风荷载计算信息: 计算风荷载 钢材: Q235 梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算 恒载作用下柱的轴向变形: 考虑 梁柱自重计算增大系数: 1.20 基础计算信息: 不计算基础 梁刚度增大系数: 1.00 钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.95 门式刚架梁平面内的整体稳定性: 不验算 钢结构受拉柱容许长细比: 400 钢结构受压柱容许长细比: 500 钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180 柱顶容许水平位移/柱高: l / 60 抗震等级: 2(钢结构为考虑地震作用) 计算震型数： 3 地震烈度： 6.00 场地土类别：类 附加重量节点数： 0 设计地震分组：第一组 周期折减系数:0.80 地震力计算方法：振型分解法 结构阻尼比：0.050 按GB50011-2001 地震效应增大系数 1.000 窄行输出全部内容标准截面特性 截面号 Xc Yc Ix Iy A 1 0.12000 0.20000 0.17585E-03 0.18439E-04 0.61440E-02 2 0.09000 0.15000 0.58626E-04 0.58372E-05 0.38880E-02 截面号 ix iy W1x W2x W1y W2y 1 0.16918E+00 0.54783E-01 0.87925E-03 0.87925E-03 0.15366E-03 0.15366E-03 2 0.12280E+00 0.38747E-01 0.39084E-03 0.39084E-03 0.64858E-04 0.64858E-04 吊车荷载计算. 吊车连接节点数: 2 吊车连接节点号: 1, 2, 最大轮压在左侧产生的各节点竖向荷载(Dmax在跨左): 89.900, 22.600, 最大轮压在右侧产生的各节点竖向荷载(Dmax在跨右): 22.600, 89.900, 空车最大轮压在左侧产生的各节点竖向荷载(Wmax在跨左): 0.000, 0.000, 空车最大轮压在右侧产生的各节点竖向荷载(Wmax在跨右): 0.000, 0.000, 吊车竖向荷载与节点竖向偏心距(m): 0.750, -0.750, 吊车水平刹车力在各节点产生的最大水平力(Tmax): 6.150, 6.150, 吊车的横向水平荷载与各节点的垂直距离(m): 1.030, 1.030, 考虑空间工作和扭转影响的效应调整系数: 1.000 吊车桥架引起的地震剪力与弯矩增大系数: 1.000 吊车桥架重量: 36.950 单跨吊车组合荷载折减系数:1.000 两跨吊车组合荷载折减系数:1.000荷载效应组合计算. - 荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算 - 考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号: 83, M= -133.10, N= 74.28, M= -81.60, N= -159.59 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785 抗剪强度计算控制组合号: 83, V= -32.20 抗剪强度计算应力比 = 0.112 平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 177.21 平面内稳定计算最大应力比 = 0.824 平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 202.95 平面外稳定计算最大应力比 = 0.944 门规CECS102:2002腹板容许高厚比 H0/TW = 250.00 翼缘容许宽厚比 B/T = 15.00 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785 1.0 抗剪强度计算应力比 = 0.112 1.0 平面内稳定计算最大应力 f= 215.00 平面外稳定计算最大应力 f= 215.00 腹板高厚比 H0/TW= 64.00 H0/TW= 250.00 翼缘宽厚比 B/T = 14.62 B/T= 15.00 压杆,平面内长细比 = 94. = 500 压杆,平面外长细比 = 110. = 500 构件重量 (Kg)= 289.38- 钢 柱 2 截面类型= 16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 15.97, Ly= 6.00; 长细比：x= 94.4,y= 109.5 构件长度= 6.00; 计算长度系数: Ux= 2.66 Uy= 1.00 截面参数: B1= 240, B2= 240, H= 400, Tw= 6, T1= 8, T2= 8 轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类 验算规范: 门规CECS102:2002 考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号: 69, M= 133.10, N= 74.28, M= 81.60, N= -159.59 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785 抗剪强度计算控制组合号: 69, V= 32.20 抗剪强度计算应力比 = 0.112 平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 177.21 平面内稳定计算最大应力比 = 0.824 平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 202.95 平面外稳定计算最大应力比 = 0.944 门规CECS102:2002腹板容许高厚比 H0/TW = 250.00 翼缘容许宽厚比 B/T = 15.00 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785 1.0 抗剪强度计算应力比 = 0.112 1.0 平面内稳定计算最大应力 f= 215.00 平面外稳定计算最大应力 f= 215.00 腹板高厚比 H0/TW= 64.00 H0/TW= 250.00 翼缘宽厚比 B/T = 14.62 B/T= 15.00 压杆,平面内长细比 = 94. = 500 压杆,平面外长细比 = 110. = 500 构件重量 (Kg)= 289.38- 钢 柱 3 截面类型= 16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 15.97, Ly= 3.00; 长细比：x= 94.4,y= 54.8 构件长度= 3.00; 计算长度系数: Ux= 5.32 Uy= 1.00 截面参数: B1= 240, B2= 240, H= 400, Tw= 6, T1= 8, T2= 8 轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类 验算规范: 门规CECS102:2002 考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:119, M= -24.01, N= 12.25, M= -68.14, N= -31.96 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389 抗剪强度计算控制组合号: 87, V= -25.10 抗剪强度计算应力比 = 0.087 平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 87.46 平面内稳定计算最大应力比 = 0.407 平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 83.74 平面外稳定计算最大应力比 = 0.389 门规CECS102:2002腹板容许高厚比 H0/TW = 250.00 翼缘容许宽厚比 B/T = 15.00 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389 1.0 抗剪强度计算应力比 = 0.087 1.0 平面内稳定计算最大应力 f= 215.00 平面外稳定计算最大应力 f= 215.00 腹板高厚比 H0/TW= 64.00 H0/TW= 250.00 翼缘宽厚比 B/T = 14.62 B/T= 15.00 压杆,平面内长细比 = 94. = 500 压杆,平面外长细比 = 55. = 500 构件重量 (Kg)= 144.69- 钢 柱 4 截面类型= 16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 15.97, Ly= 3.00; 长细比：x= 94.4,y= 54.8 构件长度= 3.00; 计算长度系数: Ux= 5.32 Uy= 1.00 截面参数: B1= 240, B2= 240, H= 400, Tw= 6, T1= 8, T2= 8 轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类 验算规范: 门规CECS102:2002 考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:117, M= 24.01, N= 12.25, M= 68.14, N= -31.96 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389 抗剪强度计算控制组合号: 73, V= 25.10 抗剪强度计算应力比 = 0.087 平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 87.46 平面内稳定计算最大应力比 = 0.407 平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 83.74 平面外稳定计算最大应力比 = 0.389 门规CECS102:2002腹板容许高厚比 H0/TW = 250.00 翼缘容许宽厚比 B/T = 15.00 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389 1.0 抗剪强度计算应力比 = 0.087 1.0 平面内稳定计算最大应力 f= 215.00 平面外稳定计算最大应力 f= 215.00 腹板高厚比 H0/TW= 64.00 H0/TW= 250.00 翼缘宽厚比 B/T = 14.62 B/T= 15.00 压杆,平面内长细比 = 94. = 500 压杆,平面外长细比 = 55. = 500 构件重量 (Kg)= 144.69- 钢 梁 1 截面类型= 16; 布置角度= 0;计算长度： Lx= 12.04, Ly= 3.00 构件长度= 6.02; 计算长度系数: Ux= 2.00 Uy= 0.50 截面参数: B1= 180, B2= 180, H= 300, Tw= 6, T1= 6, T2= 6 轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类 验算规范: 门规CECS102:2002 - 梁的弯矩包络 - 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.874 抗剪强度计算应力比 = 0.142 平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 187.89 平面外稳定计算最大应力比 = 0.874 考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.874 1.0 抗剪强度计算应力比 = 0.142 1.0 平面外稳定最大应力 f= 215.00 腹板高厚比 H0/TW= 48.00 H0/TW= 250.00 (CECS102:2002) 翼缘宽厚比 B/T = 14.50 B/T = 15.00 钢 梁 2 截面类型= 16; 布置角度= 0;计算长度： Lx= 12.04, Ly= 3.00 构件长度= 6.02; 计算长度系数: Ux= 2.00 Uy= 0.50 截面参数: B1= 180, B2= 180, H= 300, Tw= 6, T1= 6, T2= 6 轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类 验算规范: 门规CECS102:2002 - 梁的弯矩包络 - 梁下部受拉: 截面 1 2 3 4 5 6 7 弯矩 -31.83 -24.94 -21.77 -13.82 -9.27 -13.04 -49.11 梁上部受拉: 截面 1 2 3 4 5 6 7 弯矩 9.83 4.83 6.59 7.63 8.20 18.94 68.19 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.874 抗剪强度计算应力比 = 0.142 平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 187.89 平面外稳定计算最大应力比 = 0.874 考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.874 1.0 抗剪强度计算应力比 = 0.142 1.0 平面外稳定最大应力 f= 215.00 腹板高厚比 H0/TW= 48.00 H0/TW= 250.00 (CECS102:2002) 翼缘宽厚比 B/T = 14.50 B/T = 15.00 - (恒+活)梁的相对挠度 (mm) - 截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 2.49 3.38 2.90 1.57 0.23 0.00 最大挠度值 = 3.38 最大挠度/梁跨度 = 1/ 1779. 斜梁坡度初始值: 1/ 12.50 变形后斜梁坡度最小值: 1/ 13.36 变形后斜梁坡度改变率 = 0.064 1/3 构件重量 (Kg)= 183.71- 风荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移: 节点( 3), 水平位移 dx= 14.766(mm) = H / 610. 地震荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移: 节点( 4), 水平位移 dx= 3.542(mm) = H / 2541. 梁的(恒+活)最大挠度: 梁( 1), 挠跨比 = 1 / 1779. 风载作用下柱顶最大水平位移: H/ 610 柱顶位移容许值: H/ 60 地震作用下柱顶最大水平位移: H/ 2541 柱顶位移容许值: H/ 60 梁的(恒+活)最大挠跨比: 1/ 1779 梁的容许挠跨比: 1/ 180 所有钢柱的总重量 (Kg)= 868. 所有钢梁的总重量 (Kg)= 367. 钢梁与钢柱重量之和 (Kg)= 1236. -PK11 计算结束-