◆鋼結(jié)構(gòu)連接計(jì)算

一、連接件類別

不焊透的對接焊縫

二、計(jì)算公式

1．在通過焊縫形心的拉力,，壓力或剪力作用下的焊縫強(qiáng)度按下式計(jì)算：

2．在其它力或各種綜合力作用下,，σf，τf共同作用處,。

式中 N──-構(gòu)件軸心拉力或軸心壓力,，取 N＝100N；

lw──對接焊縫或角焊縫的計(jì)算長度,，取lw=50mm,；

γ─-作用力與焊縫方向的角度 γ=45度；

σf──按焊縫有效截面(helw)計(jì)算,，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力,；

hf──較小焊腳尺寸，取 hf=30mm,；

βt──正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù),；取1；

τf──按焊縫有效截面計(jì)算,，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力,；

Ffw──角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

α──斜角角焊縫兩焊腳邊的夾角或V形坡口角度,；取 α=100度,。

s ──坡口根部至焊縫表面的最短距離，取 s=12mm,；

he──角焊縫的有效厚度，由于坡口類型為V形坡口,，所以取 he=s=12.000mm.

三,、計(jì)算結(jié)果

1. 正應(yīng)力：

σf=N×sin(γ)/(lw×he)=100×sin(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；

2. 剪應(yīng)力：

τf=N×cos(γ)/(lw×he)=100×cos(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2,；

3. 綜合應(yīng)力：

[(σf/βt)2+τf2]1/2=0.167N/mm2,；

結(jié)論:計(jì)算得出的綜合應(yīng)力0.167N/mm2≤對接焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftw=10.000N/mm2，滿足要求,！

◆鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)定性計(jì)算

一,、構(gòu)件受力類別：

軸心受彎構(gòu)件。

二,、強(qiáng)度驗(yàn)算：

1,、受彎的實(shí)腹構(gòu)件，其抗彎強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

Mx/γxWnx + My/γyWny ≤ f

式中 Mx,，My──繞x軸和y軸的彎矩,，分別取 100.800&選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com times;106 N·mm,10.000×106 N·mm；

γx, γy──對x軸和y軸的截面塑性發(fā)展系數(shù)，分別取 1.2,1.3,；

Wnx,Wny──對x軸和y軸的凈截面抵抗矩,分別取 947000 mm3, 85900 mm3,；

計(jì)算得：Mx/(γxWnx)+My/(γyWny)=100.800×106/(1.2×947000)+10.000×106/(1.3×85900)=178.251 N/mm2

受彎的實(shí)腹構(gòu)件抗彎強(qiáng)度=178.251 N/mm2 ≤抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215 N/mm2，滿足要求,！

2,、受彎的實(shí)腹構(gòu)件，其抗剪強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

τmax = VS/Itw ≤ fv

式中 V──計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力,取 V=10.300×103 N,；

S──計(jì)算剪力處以上毛截面對中和軸的面積矩,取 S= 947000　mm3,；

I──毛截面慣性矩,取 I=189300000 mm4；

tw──腹板厚度,取 tw=8 mm,；

計(jì)算得：τmax = VS/Itw =10.300×103×947000/(189300000×8)=6.441N/mm2

受彎的實(shí)腹構(gòu)件抗剪強(qiáng)度τmax =6.441N/mm2≤抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv = 175 N/mm2,，滿足要求！

3,、局部承壓強(qiáng)度計(jì)算

τc = φF/twlz ≤ f

式中 φ──集中荷載增大系數(shù),，取 φ=3；

F──集中荷載,對動(dòng)力荷載應(yīng)考慮的動(dòng)力系數(shù),，取 F=0kN,；

tw──腹板厚度,取 tw=8 mm；

lz──集中荷載在腹板計(jì)算高度上邊緣的假定分布長度,，取 lz=100(mm),；

計(jì)算得：τc = φF/twlz =3×0×103/(8×100)=0.000N/mm2

局部承壓強(qiáng)度τc =0.000N/mm2≤承載力設(shè)計(jì)值f = 215 N/mm2，滿足要求,！

4,、在最大剛度主平面內(nèi)受彎的構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性按下式計(jì)算：

Mx/φbWx ≤ f

式中 Mx──繞x軸的彎矩,，取 100.8×106 N·mm,；

φb──受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù),取φb= 0.9；

Wx──對x軸的毛截面抵抗矩Wx,取 947000 mm3,；

計(jì)算得：Mx/φbwx = 100.8×106/(0.9×947000)=118.268 N/mm2≤抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f= 215 N/mm2,，滿足要求！

5,、在兩個(gè)主平面受彎的工字形截面構(gòu)件,，其整體穩(wěn)定性按下式計(jì)算：

Mx/φbWx + My/γyWny ≤ f

式中 Mx，My──繞x軸和y軸的彎矩,，分別取 100.8×106 N·mm,10×106 N·mm,；

φb──受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù),取φb= 0.9；

γy──對y軸的截面塑性發(fā)展系數(shù),，取 1.3,；

Wx,Wy──對x軸和y軸的毛截面抵抗矩,分別取 947000 mm3, 85900 mm3,；

Wny──對y軸的凈截面抵抗矩,取 85900 mm3

計(jì)算得：Mx/φbwx +My/ γyWny = 100.8×106/(0.9×947000)+10×106/(1.3×85900)=207.818 N/mm2≤抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215 N/mm2，滿足要求,！

◆鋼筋支架計(jì)算公式

一,、參數(shù)信息

鋼筋支架（馬凳）應(yīng)用于高層建筑中的大體積混凝土基礎(chǔ)底板或者一些大型設(shè)備基礎(chǔ)和高厚混凝土板等的上下層鋼筋之間。鋼筋支架采用鋼筋焊接制的支架來支承上層鋼筋的重量,，控制鋼筋的標(biāo)高和上部操作平臺的全部施工荷載,。型鋼主要采用角鋼和槽鋼組成。

型鋼支架一般按排布置,，立柱和上層一般采用型鋼,，斜桿可采用鋼筋和型鋼，焊接成一片進(jìn)行布置,。對水平桿,，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算，對立柱和斜桿,，進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算,。

作用的荷載包括自重和施工荷載。

鋼筋支架所承受的荷載包括上層鋼筋的自重,、施工人員及施工設(shè)備荷載,。鋼筋支架的材料根據(jù)上下層鋼筋間距的大小以及荷載的大小來確定，可采用鋼筋或者型鋼,。

上層鋼筋的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.800 kN/m,；

施工設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.960 kN/m；

施工人員荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.248 kN/m,；

橫梁的截面抵抗矩W= 4.493 cm3,；

橫梁鋼材的彈性模量E=2.05×105 N/mm2；

橫梁的截面慣性矩I= 10.783 cm4,；

立柱的高度h= 1.88 m,；

立柱的間距l(xiāng)= 1.29 m；

鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f= 206.00 N/mm2,；

二、支架橫梁的計(jì)算

支架橫梁按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算,，支架橫梁在小橫桿的上面,。

按照支架橫梁上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算支架橫梁的最大彎矩和變形。

1.均布荷載值計(jì)算

靜荷載的計(jì)算值 q1=1.2×0.800+1.2×0.960=2.112 kN/m

活荷載的計(jì)算值 q2=q2=1.4×1.248=1.747kN/m

2.強(qiáng)度計(jì)算

最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大彎矩為

M1=（0.08×2.112+0.10×1.747）×1.292=0.572kN.m

支座最大彎矩計(jì)算公式如下:

M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大彎矩為

M2=-（0.10×2.112 +0.117×1.747）×1.292=-0.692kN.m

我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：

σ=0.692×106/(4.493×103)=153.938N/mm2

支架橫梁的計(jì)算強(qiáng)度小于206.00 N/mm2,滿足要求!

3.撓度計(jì)算

最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度

計(jì)算公式如下:

νmax=（0.677q1+0.990q2）l4/100EI

靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1= 0.800+0.960=1.760kN/m

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.248kN/m

三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度

Vmax=（0.677×1.760 +0.990×1.248）×12904/（100×2.05×105×10.783×104）=3.040mm

支架橫梁的最大撓度3.040mm小于min(1290/150,10)mm,滿足要求!

三,、支架立柱的計(jì)算

支架立柱的截面積A=5.333 cm2

截面回轉(zhuǎn)半徑i=1.719 cm

立柱的截面抵抗矩W=6.062 cm3

支架立柱作為軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算,，計(jì)算長度按上下層鋼筋間距確定：

σ = N/φA+Mw/W ≤ [f]

式中 σ──立柱的壓應(yīng)力；

N──軸向壓力設(shè)計(jì)值,；

φ──軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)立桿的長細(xì)比λ=h/i,，經(jīng)過查表得到,φ=0.521；

A──立桿的截面面積,A=5.333 cm2；

[f]──立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,，[f]＝206 N/mm2,；

采用第二步的荷載組合計(jì)算方法，可得到支架立柱對支架橫梁的最大支座反力為

Nmax=0.617q1l+0.583q2l

經(jīng)計(jì)算得到 N=0.617×2.112×1.290+0.583×1.747×1.290=2.995kN,；

σ=2.995×1000/(0.521×5.333×100)+0.692×1000/6.062=124.878N/mm2,；

立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算 σ<[f],滿足要求!

◆格構(gòu)柱計(jì)算

格構(gòu)柱肢體采用雙肢柱，格構(gòu)柱的計(jì)算長度lox= 1.00 m,，loy= 1.00 m,。

（1）y軸的整體穩(wěn)定驗(yàn)算

軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性按下式驗(yàn)算：

型鋼采用雙肢 5號槽鋼，A=13.86 cm2, iy=1.10 cm,；

λy=loy / iy=1.00×102 / 1.10=90.909 ,；

λy≤[λ]=150，長細(xì)比設(shè)置滿足要求,；

查得φy= 0.615,；

σ=50.00×103/（0.615×13.86 ×102）= 58.693 N/mm ；

格構(gòu)柱y軸穩(wěn)定性驗(yàn)算σ= 58.693 N/mm≤鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 215 N/mm,，滿足要求,；

（2）x軸的整體穩(wěn)定驗(yàn)算

x軸為虛軸，對于虛軸,，長細(xì)比取換算長細(xì)比,。換算長細(xì)比λox按下式計(jì)算：

單個(gè)槽鋼的截面數(shù)據(jù)：

zo=1.35 cm，I1 = 26 cm4,，Ao=6.93 cm2,；

整個(gè)截面對x軸的數(shù)據(jù)：

Ix=2×(26+ 6.93×（1.6/2- 1.35）2)= 56.193 cm4；

ix= （56.193 /13.86）1/2= 2.014 cm,；

λx=lox / ix=1×102 / 2.014=49.664 ,；

λox=[49.6642+（27×13.86 / 0.5）]1/2=56.701 ；

λox≤[λ]=150,，長細(xì)比設(shè)置滿足要求,；

查得φx= 0.824；

σ=50×103/（0.824×13.860 ×102）= 43.754 N/mm ,；

格構(gòu)柱x軸穩(wěn)定性驗(yàn)算σ= 43.754 N/mm≤鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 215 N/mm,，滿足要求；

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