《建筑结构设计电子课件例3.3轻钢门式刚架内力分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑结构设计电子课件例3.3轻钢门式刚架内力分析.pdf（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 图示一单层工业厂房，采用钢门式刚架，柱距为图示一单层工业厂房，采用钢门式刚架，柱距为6m，跨度为，跨度为24m图。横梁和立柱初步选用图。横梁和立柱初步选用HW500200型钢。厂房所在地的地面粗糙型钢。厂房所在地的地面粗糙度类别为度类别为B，基本风压，基本风压w0=0.7kN/m2。已求得横梁的均布永久荷载标。已求得横梁的均布永久荷载标准值准值gk=3.0 kN/m（沿斜向分布）；横梁的可变荷载标准值（沿斜向分布）；横梁的可变荷载标准值qk=2.4 kN/m（沿水平分布）；墙、柱及支撑等自重标准值为（沿水平分布）；墙、柱及支撑等自重标准值为0.4 kN/m2（按墙面积分布）。要求（按墙面积分
2、布）。要求【例3.3】 轻钢门式刚架内力分析1 1、计算风荷载；、计算风荷载；2 2、画出门架在竖向和水平荷载、画出门架在竖向和水平荷载标准值下的内力图，并标出标准值下的内力图，并标出B B、C C、D D处的内力值。处的内力值。 24000=17.5068003784ABCDE轻钢门式刚架建筑结构设计建筑结构设计课件课件20102010版版东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴q1k 风荷载分布风向q2kq3kq4k解解-0.5-0.5+0.8-0.52400068003784ABCDE风载体型系数1、风荷载计算、风荷载计算 确定风压高度变化系数时，高度近似确定风压高度变化系数时，高度近似从柱底算起。
3、柱底到屋脊的高度为从柱底算起。柱底到屋脊的高度为10.6m，z=1.042；屋面坡度；屋面坡度=17.5，查附表查附表A.6，风载体型系数，风载体型系数s如图所示；如图所示；单层，取风振系数单层，取风振系数z=1。wk= zsz w0 q1k=10.81.0420.76=3.5kN/mq2k= q3k = q4k =1(-0.5)1.0420.76 =-2.19kN/m2、竖载下内力计算、竖载下内力计算竖载下计算简图因结构对称、荷载对称，取半结构作为计算简图。屋盖永久荷载沿因结构对称、荷载对称，取半结构作为计算简图。屋盖永久荷载沿水平分布的等效值：水平分布的等效值：ge=3/cos17.5=3
4、.15kN/mgeABClHf(a)一端固定、另一端定向支承梁的固端弯矩：一端固定、另一端定向支承梁的固端弯矩： Mgbc =3.15122/3=151.2kNm=0.847立柱顶弯矩：立柱顶弯矩： MBA=0.847151.2=128.07 kNm立柱弯矩分配系数：立柱弯矩分配系数：geABCNABVABNCBVCBMC(b)GHfgeABCNABVABNCBVCBMC(b)G对对B点取矩，立柱剪力点取矩，立柱剪力：（参：（参见图见图b）VAB =VBA=-MBA/H=-128.07/6.8=-18.83kN根据竖向力平衡条件，立柱顶轴力：（参见图根据竖向力平衡条件，立柱顶轴力：（参见图c，
5、注意定向支承处没有竖向反力），注意定向支承处没有竖向反力）NBA=gel=3.1512=37.8kN立柱底轴力：立柱底轴力：NAB=NBA+G=37.8+0.466.8=54.12kN(c)geBCNBAVBAMBAl对图对图b中的中的C点取矩，可求得横梁跨中弯矩：点取矩，可求得横梁跨中弯矩：MC=NABl-Gl+VAB(H+f)-gel2/2 =gel2+VAB(H+f)-gel2/2 =3.15122/2-18.83(6.8+3.78)=27.58 kNm lHf由水平力和竖向力平衡条件由水平力和竖向力平衡条件（参（参见图见图b） ：可求得可求得BNBAVBANBCVBC(d)由节点由节点
6、B水平和竖向力平衡条件，可求得（参见图水平和竖向力平衡条件，可求得（参见图d）竖向可变荷载标准值下内力（除竖向可变荷载标准值下内力（除NAB外外)可按比例求得。可按比例求得。ABCDE128.07(95.17)27.58(20.49)(a)弯矩图 单位：kNm128.07(95.17)ABCDE(c) 剪力图 单位：kN18.83( 13.99 )18.83( 13.99 )5.66( 4.21 )30.39( 22.58 )5.66( 4.21 )30.39( 22.58 )ABCDE(b) 轴力图 单位：kN29.33( 21.79)29.33( 21.79)17.96( 13.34 )5
7、4.12( 28.09 )37.8( 28.09 )37.8( 28.09 )54.12( 28.09 )竖竖载载下下内内力力图图（括括号号内内为为数数字为可变荷载下内力值）字为可变荷载下内力值）3、风载下内力计算、风载下内力计算反对称风荷载反对称风荷载q2q2(a) 风荷载分布ADECBABCABCNABVABNCBVCBq2(b) 半结构计算简图q2(c) 基本结构正对称风荷载正对称风荷载q3q3(a) 风荷载分布ABDECABCq3ABCNABVABNCBVCBMCq1q3(b) 半结构计算简图q1q1(c) 基本结构q1将风载分解为正对称荷载和反对称荷载，分别取半结构计算简图将风载分解
8、为正对称荷载和反对称荷载，分别取半结构计算简图q1=0.66kN/mq2=2.85kN/mq3=2.19kN/m。 1）正对称风荷载下）正对称风荷载下立柱固端弯矩：立柱固端弯矩：MgBA=q1H2/8=0.666.82/8=3.81 kNm横梁固端弯矩：横梁固端弯矩：MgBC=q3(l/cos)2/3=2.1912.582/3=115.53 kNm节点节点B不平衡弯矩：不平衡弯矩：MB=3.81+115.53=119.34 kNm立柱顶弯矩：立柱顶弯矩：MBA=3.81-0.847119.53=-97.43 kNmABCq3(b) 半结构计算简图q1立柱底剪力：立柱底剪力：VAB=(q1H2/
9、2-MBA)/H=16.57 kN()立柱顶剪力：立柱顶剪力：VBA=VAB-q1H=12.08 kN()立柱轴力立柱轴力(注意定向支承处没有竖向反力注意定向支承处没有竖向反力)：NAB=q3(l/cos) cos =-2.1912=-26.28 kN()ABCNABVABNCBVCBMCq1q3(c) 基本结构横梁跨中弯矩（对横梁跨中弯矩（对C点取矩）：点取矩）：MC=NABl+VAB(H+f)-q1H(H/2+f)+q3(l/cos)2/2 =-26.2812+16.57(6.8+3.78) -0.666.8(3.4+3.78)+2.1912.582/2=1.02 kNmABCNABVAB
10、NCBVCBMCq1q3(c) 基本结构横梁跨中轴力：横梁跨中轴力： NCB=q1Hcos-VABcos+NABsin=-19.43kN()横梁跨中剪力：横梁跨中剪力：VCB=q3l/cos+NABcos+(VAB-q1H)sin=6.12kN()横梁支座轴力：横梁支座轴力：NBC=NCB=-19.43 kN； 横梁支座剪力：横梁支座剪力：VBC=NABcos+(VAB-q1H)sin=-21.43kN() 正对称风载下内力图ABCDE(a)弯矩图 单位：kNm97.431.0297.43ABCDE(b) 轴力图 单位：kN26.2819.4319.4326.28ABCDE(c) 剪 力图 单
11、位：kN16.5712.0816.5712.086.126.1221.4321.432）反对称风荷载下）反对称风荷载下立柱底剪力：立柱底剪力：VAB=q2H=2.856.8=19.38kN()立柱顶剪力：立柱顶剪力：VBA=0立柱顶弯矩（对立柱顶弯矩（对B点取矩）：点取矩）： MBA=q2H2/2-VABH=-65.89 kNm立柱轴力（对立柱轴力（对C点取矩）：点取矩）：NAB=q2H(H/2+f)-VAB(H+f)/l=-5.49 kN()横梁轴力：横梁轴力：NBC=NCB=NABsin=-1.65 kN 横梁剪力：横梁剪力：VBC=VCB= NABcos=-5.24 kN ABCNABVABNCBVCBq2(c) 基本结构ABCDE反对称风载下内力图反对称风载下内力图(a)弯矩图 单位：kNmABCDE(b) 轴力图 单位：kNABCDE(c) 剪力图 单位：kN5.491.6565.8965.891.655.4919.385.245.2419.38ABCDE全部风载下内力图全部风载下内力图(a)弯矩图 单位：kNmABCDE(b) 轴力图 单位：kNABCDE(c) 剪力图 单位：kN1.02163.4331.7721.0817.0820.7935.9512.082.8112.080.880.8826.6716.1931.54