验算拉弯构件的强度和刚度.拉弯构件跨度L=3m,轴心拉力设计值N=210kN,横向集中荷载设计值F=31.2kN,均为静力荷载,构件截面为工字钢140x90x8,计算截面处有两栓孔,孔径21.5mm.钢材Q235,【入】=250.

验算拉弯构件的强度和刚度.拉弯构件跨度L=3m,轴心拉力设计值N=210kN,横向集中荷载设计值F=31.2kN,均为静力荷载,构件截面为工字钢140x90x8,计算截面处有两栓孔,孔径21.5mm.钢材Q235,【入】=250.
验算拉弯构件的强度和刚度.拉弯构件跨度L=3m,轴心拉力设计值N=210kN,横向集中荷载设计值F=31.2kN,均为静力荷载,构件截面为工字钢140x90x8,计算截面处有两栓孔,孔径21.5mm.钢材Q235,【入】=250.

验算拉弯构件的强度和刚度.拉弯构件跨度L=3m,轴心拉力设计值N=210kN,横向集中荷载设计值F=31.2kN,均为静力荷载,构件截面为工字钢140x90x8,计算截面处有两栓孔,孔径21.5mm.钢材Q235,【入】=250.
1 计算依据的规范和规程
1.1 《钢结构设计规范》(GB 50017--2003)
1.2 《建筑结构荷载规范》(GB 50009--2001)
1.3 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)
1.4 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002)
2 材料、几何数据
2.1 钢材类型:Q235; 抗拉抗压强度f=215(MPa); 抗剪强度fv=125(MPa); 屈服强度fy=235(MPa); 弹性模量E=2.06e+005(MPa)
2.2 构件截面类型:焊接H型钢,柱断面:H140X90X8X8X6
高度 H=140(mm)
上翼缘宽 Bu=90(mm)
下翼缘宽 Bd=8(mm)
腹板厚 Tw=8(mm)
上翼缘厚 Tu=6(mm)
下翼缘厚 Td=6(mm)
截面积 A=1612.0(mm2)
单 重 g=12.654(kg/m)
中和轴至底 z0=90.45(mm)
x轴惯性矩 Ix=336.5312X1e4(mm4)
x轴下抵抗矩 Wx=37.2067X1e3(mm3)
x轴上抵抗矩 Wx=67.9163X1e3(mm3)
x轴回转半径 ix=45.6909(mm)
x轴半截面面积矩 Sx=32.7242X1e3(mm3)
y轴惯性矩 Iy=37.0217X1e4(mm4)
y轴抵抗矩 Wy=92.5543X1e3(mm3)
y轴回转半径 iy=15.1546(mm)
y轴半截面面积矩 Sy=7.1470X1e3(mm3)
扭转惯性矩 It=373.5529X1e4(mm4)
2.3 构件长度 l= 3(mm),x向计算长度系数μx= 1.00,y向计算长度系数μy= 1.00
2.4 截面塑性发展系数γx= 1.00,γy= 1.00
2.5 等效弯矩系数βmx= 1.00,βtx= 1.00,βmy= 1.00,βty= 1.00
2.6 净截面与毛截面比值系数γ= 0.90
3 荷载信息
N为轴力,压力为正值,拉力为负值.M为弯矩.Q为剪力
3.1 N= 210(kN),Mx= 351(kN*m),My= 0(kN*m)
4 强度计算
N/An±Mx/γx/Wnx±My/γy/Wny≤f (GB50017-2003 5.2.1)
其中
Mx,My ——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩
Wnx,Wny ——对x轴和y轴的净截面模量
Wnx=γ*Wx,Wny=γ*Wy
An ——净截面面积
An=γ*A
γx,γy ——与截面模量相应的截面塑性发展系数
γx=1.00,γy=1.00
f ——钢材的抗弯强度设计值
f=215.00(MPa)
N/An+Mx/γx/Wnx+My/γy/Wny
=210000/1450.8+3.51e+008/1/33486+0/1/83298.9
=10626.736(MPa) ＞ f=215.000(MPa) 应力比=49.427 不满足要求 ★★★★★
5 整体稳定计算
构件轴力N=210(kN) > 0,按压弯构件计算其整体稳定
N/φx/A+βmx*Mx/(γx*Wx*(1-0.8*N/N'Ex))+η*βty*My/φby/Wy≤f (GB50017-2003 5.2.5-1)
N/φy/A+η*βtx*Mx/φbx/Wx+βmy*My/(γy*Wy*(1-0.8*N/N'Ey))≤f (GB50017-2003 5.2.5-2)
其中
Mx,My ——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩
Wx,Wy ——对x轴和y轴的毛截面模量
γx,γy ——与截面模量相应的截面塑性发展系数
γx=1.00,γy=1.00
η ——截面影响系数,闭口截面η=0.7,开口截面η=1.0
φx,φy ——轴心受压构件整体稳定性系数,当轴力为拉力时取φx=φy=1.0
φbx,φby ——均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数
N'Ex,N'Ey ——参数,N'Ex=π^2*E*A/(1.1*λx^2),N'Ey=π^2*E*A/(1.1*λy^2)
λx,λy ——长细比
λx=l0x/ix,λy=l0x/ix
βtx,βty ——平面外等效弯矩系数
f ——钢材的抗弯强度设计值
f=215.00(MPa)
5.1 计算长细比
λx=l0/i=l*μx/ix=3*1/45.6909=0.0656585
λx=l0/i=l*μx/ix=3*1/15.1546=0.197959
5.2 计算参数N'Ex,N'Ey
N'Ex=π^2*E*A/(1.1*λx^2)=π^2*206000.000000*1612/(1.1*0.0656585^2)=691125832688.1245
N'Ex=π^2*E*A/(1.1*λx^2)=π^2*206000.000000*1612/(1.1*0.197959^2)=76030617799.9802
5.3 计算轴心受压整体稳定性系数φx,φy
由公式λn=λ/π*sqrt(fy/E)得:λnx=0.0007,λny=0.0021
λnx≤0.215,则:
φx=1-α1*λnx^2=1-0.6500*0.000705897^2=1.0000
λny≤0.215,则:
φy=1-α1*λny^2=1-0.6500*0.00212827^2=1.0000
5.4 计算均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数φbx,φby
对工字形双轴对称截面(含H型钢):
φb=1.07-λ^2/44000*fy/235
工字形单轴对称截面(含H型钢):
φb=1.07-Wx*(2*αb+0.1)/A/h*λy^2/44000*fy/235
闭口截面:φbx=φby=1.0
计算得
φbx=1.0000
φby=1.0000
5.5计算整体稳定应力
N/φx/A+βmx*Mx/(γx*Wx*(1-0.8*N/N'Ex))+η*βty*My/φby/Wy
=210000/1/1612+1*3.51e+008/(1*37206.7*(1-0.8*210000/6.91126e+011))+1*1*0/1/92554.3
=9564.064(MPa) ＞ f=215.000(MPa) 应力比=44.484 不满足要求 ★★★★★
N/φy/A+η*βtx*Mx/φbx/Wx+βmy*My/(γy*Wy*(1-0.8*N/N'Ey))
=210000/0.999997/1612+1*1*3.51e+008/1/37206.7+1*0/(1*92554.3*(1-0.8*210000/7.60306e+010))
=9564.062(MPa) ＞ f=215.000(MPa) 应力比=44.484 不满足要求 ★★★★★
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强度计算不满足要求,请加大构件截面
整体稳定不满足要求,请加大构件截面
整体稳定不满足要求,请加大构件截面
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