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1、答辩人：16级土木一班3组,指导老师：宋坤,单层平面钢框架结构分析与设计,2018年11月6号,燕山大学里仁学院 土木工程专业,目 录,CONTENTS,内力分析,受弯梁的内力分析,压弯柱的分析与设计,柱头的分析与设计,受弯柱的内力分析,柱脚的分析与设计,内力分析,第一部分,内力分析,分析可得，该结构为一次超静定，用力法求解：,1=1 1 3 6270 3 4 6+27056+1 1 3 5506 1 1 2 63600 2 3 6+360056=161230 1 1 2 63600 2 3 6+360056=161230,111+1=0,11=1 1 2 66 2 3 6+656=252,则
2、：,1=1 11=161230 252=640,内力分析,根据平衡方程，可得：,=0，Cy=200=0，CX=20=0，=20,受弯梁的内力分析,第二部分,受弯梁的分析与设计,W h X M x x f=52.5 10 6 1.05215=232558 mm 3,选用34617469的热轧H型钢,验算强度：,M x x W nx=52.5 10 6=82f=215 mm 3,验算刚度：,V=5 384 qk l 4 E I x=5 384 15 6 4 10 12 20600010456 10 4=11.715,确定参数:,=l 1 t 1 b 1 h=60006 174346=0.6,跨中无
3、侧向支承，且均布载荷作用在上翼缘，2.0确定系数 b，则：,b=0.69+0.13=0.69+0.130.6=0.768,受弯梁的分析与设计,梁在侧向支承点间对斜面弱轴长细比：,y=l oy i y=6000 38.8=154.6 max=1.0,+=200 10 3 7153+30 10 6 1.05498 10 3=85.33/2 215/2,b=b 4320 y AH W x 1+y t 1 4.4H 2+b 235 f y=0.768 4320 154.6 2 52.45 10 2 604.4 10 3 1+154.66 4.4346 2+0 235 235=0.576,M x b W
4、 x=52.5 10 6 0.576604.4 10 3=150.8f=215N/mm 3,整体稳定符合要求，故不需要进行局部和整体稳定性验算。,压弯柱的分析与设计,第三部分,压弯柱的分析与设计,初选截面,N=200KN(标准值)M=30KN*M(标准值)故优先受压柱可优选热轧型钢HW2002001212,=5=6,查表可得相关系数：,=498 3=7153 2=83.5=48.8,压弯柱的分析与设计,截面验算,局部稳定验算：,梁的选取为热轧型钢HW2002001212,强度验算：,=200KN,满足强度要求,平面内稳定验算 截面类型为b类，查表得,x=0.807,=2 1.1 2=2 206
5、0007153 1.16 0 2=3572.48,+(10.8)=1651 0 3 0.8077153+1.0301 0 6 1.05498000 10.8 200 3687=94.62/2 215/2,满足内稳定要求,压弯柱的分析与设计,平面外稳定验算：,=123=0.421 tx=1.0=1.0,=1.07 2 44000 235=1.07 12 3 2 44000=0.73,+1=2001 0 3 0.4217153+1.01.0301 0 6 0.734981 0 3=148.94/m m 2 215/2,满足外稳定要求，由以上计算可得，此压弯构件是由弯矩作用平面外的稳定控制设计的。,
6、=0.421=30,压弯柱的分析与设计,局部稳定验算：,max=+0 2=80.93/2,min=0 2=25.01/2,0=176 12=14.67161.5+0.548=36,腹板：,翼缘：,=1026 12=813 235=13,综上所述此截面满足局部稳定要求，故可选热轧型钢HW2002001212,受弯柱的分析与设计,第四部分,受弯柱的分析与设计,W nx M x x f=52.5 10 6 1.05215=232558 mm 3,试选用34617469的热轧H型钢查284页附录7可得截面参数：,A=52.45 cm 2,i y=3.88cm,W x=604.4 cm 3,I x=10
7、456 cm 4,验算强度：,验算刚度：,M x x W nx=52.5 10 6 1.05604.4 10 3=82.7N/mm 2 f=215N/mm 2,v=5 384 q l 4 E I x=5 384 15 6 4 10 12 20600010456 10 4=11.7mm l 400=15mm,受弯柱的分析与设计,验算局部稳定：,热轧型钢局部稳定不需验算，满足要求。,验算整体稳定：由于初选截面时，整体稳定性系数是参考普通工字型钢假设的，对H型钢应按教材274页附录3进行计算。,确定参数:,=l 1 t 1 b 1 h=60006 174346=0.6,跨中无侧向支承，且均布载荷作用
8、在上翼缘且2.0，则确定系数 b=0.69+0.13=0.69+0.130.6=0.768,梁在侧向支承点间对斜面弱轴长细比：y=l oy i y=6000 38.8=154.6,对于双轴对称截面，其截面不对称影响系数 b=0,受弯柱的分析与设计,则可确定型钢简支梁的整体稳定系数：,b=b 4320 y Ah W x 1+y t 1 4.4h 2+b 235 f y=0.768 4320 154.6 2 52.45 10 2 346 604.4 10 3 1+154.66 4.4346 2+0 235 235=0.576,M x b W x=52.5 10 6 0.576604.4 10 3=
9、150.8N/mm 2 f=215N/mm 2,综上所述：强度、刚度、局部稳定、整体稳定均满足要求，所以受弯梁选用34617469的热轧H型钢,柱头的分析与设计,第五部分,柱头的分析与设计,顶板的设计,设顶板的厚度为20mm，顶板的尺寸为225225（考虑柱子为HW200200812），顶板与柱顶通过角焊缝连接。计算焊脚尺寸：,所以取,顶板与梁下翼缘选用普通螺栓连接，选择4个螺栓分布于顶板两侧，距腹板60mm，距端部加劲肋80mm。,柱头的分析与设计,加劲肋的设计,外伸宽：,所以取,选用短加劲肋，2-60300，厚度ts=8mm，计算焊脚尺寸：,取,则一条焊缝计算长度：,厚,又,柱头的分析与设
10、计,验算强度：,满足强度要求,所以，最后选取柱头为下图：其中bs=60mm，ts=8mm，hs=300mm，,由弯矩、剪力产生应力,h f=8mm,刚接柱头,在框架结构中，梁与柱的连接节点一般用刚接，少数情况用铰接，两端采用刚接可以减小梁跨中的弯矩，但制作、施工较复杂。梁与柱的刚性连接不仅要求连接节点能可靠地传递剪力，而且要求能有效地传递弯矩。在梁上翼缘的连接范围内，柱的翼缘可能在水平拉力的作用下向外弯曲致使连接焊缝受力不均；在梁下翼缘附近，柱腹板又可能因水平压力的作用而局部失稳。因此，一般需在对应于梁的上、下翼缘处设置柱的水平加劲肋或橫隔。,柱脚的分析与设计,第六部分,底板尺寸,柱脚的分析与设计,铰接柱脚的设计与验算,柱脚的分析与设计,隔板计算,柱脚的分析与设计,靴梁计算,柱脚的分析与设计,支座反力N=200KN，M=20KNm底板悬伸长度c=30mm，靴梁厚度t=10mm底板宽度 取b=280mm l=460mm 因为，所以计算选择锚栓,刚接柱脚的设计与验算,查附表得一侧锚栓2个，直径20mm,柱脚的分析与设计,锚栓的计算,柱脚的分析与设计,隔板计算,柱脚的分析与设计,靴梁,请老师批评指正,
