门式钢架抗风柱计算书

抗风柱计算书一. 设计资料抗风柱采用H-390*198*6*8截面，材料为Q235；抗风柱高度为6m，抗风柱间距为4m；绕3轴计算长度为6m；绕2轴计算长度为6m；柱上端连接类型为铰接；柱下端连接类型为铰接；风载、墙板作用起始高度为0m；净截面折减系数为0.98；抗风柱挠度限值为：L/400；3轴刚度限值为150；2轴刚度限值为150；抗风柱2轴方向承受风载；采用《钢结构设计规范 GB 50017-2003》进行验算；以下为截面的基本参数：A(cm^2)=55.57I x(cm^4)=13819 i x(cm)=15.77W x(cm^3)=708.7I y(cm^4)=1036 i y(cm)=4.32W y(cm^3)=104.6二. 荷载组合及荷载标准值考虑恒载工况(D)、活载工况(L)、风压力工况(W1)、风吸力工况(W2)；强度稳定验算时考虑以下荷载工况组合：1.2D+1.4L1.2D+1.4W11.2D+1.4W21.2D+1.4L+0.84W11.2D+0.98L+1.4W11.2D+1.4L+0.84W21.2D+0.98L+1.4W21.35D+0.98L挠度验算时考虑以下荷载工况组合：D+LD+L+0.6W1D+W1+0.7LD+L+0.6W2D+W2+0.7L恒载：抗风柱自重： 0.436225kN/m风载：基本风压： 0.55kN/m^2风压力的体型系数1，风吸力体型系数(-1)，柱顶风压高度变化系数1阵风系数为1；风压综合调整系数1.05；柱顶风压力标准值：1×1×1×1.05×0.55=0.5775kN/m^2；柱顶风吸力标准值：(-1)×1×1×1.05×0.55=(-0.5775)kN/m^2；三. 验算结果一览压弯强度 1.2D+0.98L+1.4W1 20.2445215 通过 y轴受剪强度 1.2D+0.98L+1.4W24.92395 125 通过整稳1.2D+1.4W1 34.6541 215 通过翼缘宽厚比 1.2D+1.4W1 10.375 13 通过腹板高厚比 1.2D+1.4W1 5880 通过 2轴挠度 D+W1+0.7L1.38491 15 通过 2轴长细比- 138.889 150 通过 3轴长细比 - 38.0469 150通过四. 压弯强度验算最不利工况为：1.2D+0.98L+1.4W1最不利截面位于高度3000m处轴力：N= 1.5708kN绕x轴弯矩：M x= 14.553kN·m计算γ：截面塑性发展系数γ2=1.2γ3=1.05验算强度：考虑净截面折减：W nx=694.526cm^3W ny=102.508cm^3A n=54.4586cm^2σ1=1.5708/54.4586×10+(14.553)/694.526/1.05×10^3=20.2445N/mm^2σ2=1.5708/54.4586×10+(14.553)/694.526/1.05×10^3=20.2445N/mm^2σ3=1.5708/54.4586×10-(14.553)/694.526/1.05×10^3=(-19.6676)N/mm^2σ4=1.5708/54.4586×10-(14.553)/694.526/1.05×10^3=(-19.6676)N/mm^220.2445≤215，合格！五. y轴受剪强度验算最不利工况为：1.2D+0.98L+1.4W2最不利截面位于高度6000m处剪力：V= (-9.702)kNτ=(-9.702)×420.804/0.6/13819×10=(-4.92395)N/mm^24.92395≤125，合格！六. 整稳验算最不利工况为：1.2D+1.4W1区段内最大内力为：轴力：N= 3.14121kN绕x轴弯矩：M x= 14.553kN·m计算φb：双轴对称截面：ηb=0等截面工字形简支梁βb计算：受压翼缘无支撑长度：l1=6000mm受压翼缘宽度：b1=198mm受压翼缘厚度：t1=t f=8mmξ=(l1*t1)/(b1*h)=(6000×8)/(198×390)=0.621601跨中无侧向支承，均布荷载作用在上翼缘ξ<=2.0，βb=0.69+0.13×0.621601=0.770808φb=βb*(4320/λy^2)*(A*h/W x)*{[1+(λy*t1)^2/(4.4*h)^2]^0.5+ηb}*(235/fy) =0.770808×(4320/138.889^2)×(5557×390/708667)×{[1+(138.889×8)^2/(4.4×390)^2]^0.5+0}×(235/235)=0.62891φb>0.6：φb^'=1.07-0.282/φb=1.07-0.282/0.62891=0.621605取φb=φb^'=0.621605计算γ：截面塑性发展系数γ2=1.2γ3=1.05验算x轴整稳：计算x轴方向的轴压稳定系数：轴压稳定系数：b类截面α1=0.65α2=0.965α3=0.3正则化长细比：λn=(f y/E)^0.5*(λ/π)=(235/2.06e+005)^0.5×(38/3.14)=0.409λn=0.409>0.215φ=1/(2λn^2){(α2+α3λn+λn^2)-[(α2+α3λn+λn^2)^2-4λn^2]^0.5}=1/(2×0.409^2)×{(0.965+0.3×0.409+0.409^2)-[(0.965+0.3×0.409+0.409^2)^2-4×0.409^2]^0.5}=0.906φx=0.906βmx=1N ex=3.14×3.14×2.06e+005×55.6/38/38/1.1/10=7.1e+003kNγx=1.05σ1=σ2=3.14e+003/0.906/55.6×10+(1*14.6)/709/1.05/(1-3.14/7.1e+003×0.8)×10^3=2 0.2N/mm^2σ3=σ4=3.14e+003/0.906/55.6×10-(1*14.6)/709/1.05/(1-3.14/7.1e+003×0.8)×10^3=( -18.9)N/mm^2验算y轴整稳：计算y轴方向的轴压稳定系数：轴压稳定系数：b类截面α1=0.65α2=0.965α3=0.3正则化长细比：λn=(f y/E)^0.5*(λ/π)=(235/2.06e+005)^0.5×(139/3.14)=1.49λn=1.49>0.215φ=1/(2λn^2){(α2+α3λn+λn^2)-[(α2+α3λn+λn^2)^2-4λn^2]^0.5}=1/(2×1.49^2)×{(0.965+0.3×1.49+1.49^2)-[(0.965+0.3×1.49+1.49^2)^2-4×1.49^2]^0.5}=0.349λy=6e+003/43.2=139βtx=1η=1.0γy=1.2φb=0.622βmy=1N ey=3.14×3.14×2.06e+005×55.6/139/139/1.1/10=532kNσ1=σ2=3.14e+003/0.349/55.6×10+(1*14.6)/709/0.622)×10^3=34.7N/mm^2σ3=σ4=3.14e+003/0.349/55.6×10-(1*14.6)/709/0.622)×10^3=(-32.4)N/mm^234.7≤215，合格！七. 翼缘宽厚比验算最不利工况为：1.2D+1.4W1最不利截面位于高度750m处轴力：N= 2.75kN绕x轴弯矩：M x= 6.37kN·m剪力：= (-7.28)kN截面塑性发展系数γ2=1.2γ3=1.05翼缘宽厚比：b0/T f1=83/8=10.4翼缘宽厚比限值：[b0/t]=13.000×(235/f y)^0.5=1310.4≤13，合格！八. 腹板高厚比验算最不利工况为：1.2D+1.4W1最不利截面位于高度750m处轴力：N= 2.75kN绕x轴弯矩：M x= 6.37kN·m剪力：= (-7.28)kN截面塑性发展系数γ2=1.2γ3=1.05腹板计算高度：h0=348 mm腹板高厚比：h0/T w=348/6=58腹板高厚比限值：[h0/t]=8058≤80，合格！九. 2轴挠度验算最不利工况为：D+W1+0.7L最不利截面位于高度3000m处挠度为：1.38mm1.38≤15，合格！十. 2轴长细比验算2轴长细比为：6e+003/43.2=139139≤150，合格！十一. 3轴长细比验算3轴长细比为：6e+003/158=3838≤150，合格！。