石材角钢横梁设计计算word文档.docx
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石材角钢横梁设计计算word文档
石材角钢横梁设计计算
[设计依据]
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
《建筑幕墙》GB/T21086-2007
《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001
《铝合金建筑型材基材》GB/T5237.1-2004
《铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材》GB5237.2-2004
《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2000
《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB3098.2-2000
《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-2000
《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.6-2000
《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-2000
《浮法玻璃》GB11614-1999
《建筑用安全玻璃第2部分:
钢化玻璃》GB15763.2-2001
《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-1999
《建筑结构静力计算手册(第二版)》
城市名海拔高度(m)风压(kN/m2)雪压(kN/m2)
N=10N=50N=100N=10N=50N=100
榆林市1057.50.250.400.450.200.250.30
==============================MTMQ============================
计算项目:
幕墙荷载计算
[基本信息]
幕墙高度(Z):
23m
类别:
c类地区
基本风压(W0):
0.4kN/m^2
重要系数(γ):
1
体形系数(μs):
1.2
风压高度变化系数按下式计算:
μzA=1.379(Z/10)^0.24
μzB=1.000(Z/10)^0.32
μzC=0.616(Z/10)^0.44
μzD=0.318(Z/10)^0.60
本工程中μz=0.616×(23/10)^0.44
=0.8887
23m高处风压高度变化系数(μz):
0.8887
μsl:
局部风压体型系数:
(GB50009-2001)(2006年版)
板块(第1处)
0.9mm×0.6mm=0.54m^2
该处从属面积为:
0.54m^2
该处局部风压体型系数μsl=1.2
阵风系数βgz=k·(1+2μf)
式中k为地面粗糙度调整系数,对A、B、C、D四种类型,分别取0.92、0.89、0.85、0.80
式中μf为高度变化系数
μf=0.5×35^(1.8×(α-0.16))×(Z/10)^(-α)
式中α为地面粗糙度指数,对应于A、B、C和D四类地貌,分别取0.12、0.16、0.22和0.30;
μf=0.5×35^(1.8×(0.22-0.16))×(23/10)^(-0.22)
=0.6112
阵风系数βgz=0.85×(1+2×0.6112)
=1.889
抗震设防:
6度
地震组合系数:
0.5
幕墙单位重量(GAK):
0.84kN/m^2
[标准荷载]:
Wk=β×Uz×Us1×γ×W0(GB50009-2001)(2006年版)
=1.889×0.8887×1.2×1×0.4
=0.8058kN/m^2(实际取为:
1kN/m^2)
qeak=βe×αmax×GAk
=5.0×0.04×0.84
=0.168kN/m^2
qk=Wk+0.5×qeak
=1+0.5×0.168
=1.084kN/m^2
[设计荷载]:
W=γw×Wk
=1.4×1
=1.4kN/m^2
qea=γe×qeak
=1.3×0.168
=0.2184kN/m^2
q=γw×Wk+0.5×γe×qeak
=1.4×1+0.5×1.3×0.168
=1.5092kN/m^2
==============================MTMQ============================
参考资料:
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
石材分格:
900mm×600mm
一.水平荷载:
1.风荷载:
等效集中荷载1×0.6×0.9=0.54kN
2.地震荷载:
等效集中荷载0.168×0.6×0.9=0.09kN
二.竖向荷载:
等效集中荷载0.84×0.6×0.9=0.45kN
据此对横梁进行有限元计算结果如下:
一、设计依据
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
《建筑钢结构焊接规程》(JGJ181-2002)
《钢结构高强度螺栓连接的设计,施工及验收规程》(JGJ82-91)
二、计算简图
计算简图(圆表示支座,数字为节点号)
节点编号图
单元编号图
三、几何信息
各节点信息如下表:
节点号
x坐标(m)
y坐标(m)
z坐标(m)
x向约束
y向约束
z向约束
绕x约束
绕y约束
绕z约束
1
-0.004
0.003
0.000
√
√
√
2
0.896
0.003
0.000
√
√
3
0.096
0.003
0.000
4
0.796
0.003
0.000
各单元信息如下表:
单元号
截面名称
长度(m)
面积(mm2)
绕2轴
惯性矩(x104mm4)
绕3轴
惯性矩(x104mm4)
绕2轴计
算长度
系数
绕3轴计
算长度
系数
小节点
释放
大节点
释放
1
角50x3
0.100
297
11
3
9.000
9.000
---
---
2
角50x3
0.100
297
11
3
9.000
9.000
---
---
3
角50x3
0.700
297
11
3
1.286
1.286
---
---
四、荷载信息
结构重要性系数:
1.00
(一).(恒、活、风)节点、单元荷载信息
1.节点荷载
**以下为节点荷载汇总表:
单位:
力(kN);弯距(kN.m)
第0工况节点荷载表
节点号
Px
Py
Pz
Mx
My
Mz
3
0.0
0.0
-0.5
0.0
0.0
0.0
4
0.0
0.0
-0.5
0.0
0.0
0.0
第1工况节点荷载表
节点号
Px
Py
Pz
Mx
My
Mz
3
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.0
4
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.0
第2工况节点荷载表
节点号
Px
Py
Pz
Mx
My
Mz
3
0.0
-0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
4
0.0
-0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
(1).工况号:
0
*输入荷载库中的荷载:
序号
Px(kN)
Py(kN)
Pz(kN)
Mx(kN.m)
My(kN.m)
Mz(kN.m)
1
0.0
0.0
-0.5
0.0
0.0
0.0
节点荷载分布图:
节点荷载序号1分布图
(2).工况号:
1
*输入荷载库中的荷载:
序号
Px(kN)
Py(kN)
Pz(kN)
Mx(kN.m)
My(kN.m)
Mz(kN.m)
1
0.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.0
节点荷载分布图:
节点荷载序号1分布图
(3).工况号:
2
*输入荷载库中的荷载:
序号
Px(kN)
Py(kN)
Pz(kN)
Mx(kN.m)
My(kN.m)
Mz(kN.m)
1
0.0
-0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
节点荷载分布图:
节点荷载序号1分布图
**以下为节点荷载图
单位:
力(kN);弯距(kN.m)
第0工况节点荷载简图
第1工况节点荷载简图
第2工况节点荷载简图
2.单元荷载
**以下为单元荷载汇总表:
单位:
力(kN);分布力(kN/m);弯距(kN.m);分布弯距(kN.m/m)
**以下为单元荷载图:
单位:
力(kN);分布力(kN/m);弯距(kN.m);分布弯距(kN.m/m)
(二).其它荷载信息
(1).地震作用
无地震
(2).温度作用
(三).荷载组合
(1)1.20恒载+1.30x0.50活载工况2+1.40风载工况1
五、内力位移计算结果
(一).内力
1.工况内力
2.组合内力
3.最不利内力
最不利内力表(单位:
N、Q(kN);M(kN.m);位置(m))
单元号
名称
组合号
序号
位置
轴力N
剪力Q2
剪力Q3
弯距M2
弯距M3
N最大
1
1
0.0
-0.0
0.9
0.1
0.0
0.0
1
M3最大
1
1
0.0
-0.0
0.9
0.1
0.0
0.0
N最小
1
1
0.0
-0.0
0.9
0.1
0.0
-0.0
M3最小
1
1
0.1
-0.0
0.9
0.1
0.0
-0.1
N最大
1
1
0.0
0.0
0.9
-0.1
0.0
-0.0
2
M3最大
1
1
0.0
0.0
0.9
-0.1
0.0
-0.0
N最小
1
1
0.0
0.0
0.9
-0.1
-0.0
-0.0
M3最小
1
1
0.1
0.0
0.9
-0.1
-0.0
-0.1
N最大
1
1
0.0
-0.0
0.0
-0.0
0.0
-0.1
3
M3最大
1
1
0.0
-0.0
0.0
-0.0
0.0
-0.1
N最小
1
1
0.0
-0.0
0.0
-0.0
0.0
-0.1
M3最小
1
1
0.4
-0.0
0.0
0.0
0.0
-0.1
各效应组合下最大支座反力设计值(单位:
kN、kN.m)
节点号
控制
组合号
组合
序号
Nx
Ny
Nz
Mx
My
Mz
Nx最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Ny最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Nz最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mx最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
My最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mz最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
1
合力最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Nx最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Ny最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Nz最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mx最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
My最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mz最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Nx最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Ny最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Nz最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mx最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
My最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mz最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
2
合力最大
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Nx最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Ny最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Nz最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mx最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
My最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
Mz最小
1
1
0.0
-0.7
0.6
0.0
0.0
0.0
轴力N包络图(单位:
kN)
弯距M3包络图(单位:
kN.m)
4.内力统计
轴力N最大的前10个单元的内力(单位:
M,KN,KN.M)
序号
单元号
组合号
组合序
位置
轴力N
剪力Q2
剪力Q3
扭矩M
弯距M2
弯距M3
1
2
1
1
0.000
0.0
0.9
-0.1
0.0
0.0
-0.0
2
1
1
1
0.000
-0.0
0.9
0.1
0.0
0.0
0.0
3
3
1
1
0.000
-0.0
0.0
-0.0
0.0
0.0
-0.1
轴力N最小的前10个单元的内力(单位:
M,KN,KN.M)
序号
单元号
组合号
组合序
位置
轴力N
剪力Q2
剪力Q3
扭矩M
弯距M2
弯距M3
1
3
1
1
0.000
-0.0
0.0
-0.0
0.0
0.0
-0.1
2
1
1
1
0.017
-0.0
0.9
0.1
0.0
0.0
-0.0
3
2
1
1
0.033
0.0
0.9
-0.1
0.0
-0.0
-0.0
弯距M3最大的前10个单元的内力(单位:
M,KN,KN.M)
序号
单元号
组合号
组合序
位置
轴力N
剪力Q2
剪力Q3
扭矩M
弯距M2
弯距M3
1
1
1
1
0.000
-0.0
0.9
0.1
0.0
0.0
0.0
2
2
1
1
0.000
0.0
0.9
-0.1
0.0
0.0
-0.0
3
3
1
1
0.000
-0.0
0.0
-0.0
0.0
0.0
-0.1
弯距M3最小的前10个单元的内力(单位:
M,KN,KN.M)
序号
单元号
组合号
组合序
位置
轴力N
剪力Q2
剪力Q3
扭矩M
弯距M2
弯距M3
1
3
1
1
0.350
-0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
-0.1
2
2
1
1
0.100
0.0
0.9
-0.1
0.0
-0.0
-0.1
3
1
1
1
0.100
-0.0
0.9
0.1
0.0
0.0
-0.1
(二).位移
1.工况位移
2.组合位移
“X向位移”最大的前10个节点位移表(单位:
mm)
序号
节点号
组合号
组合序号
X向位移
Y向位移
Z向位移
位移平方和
1
1
1
1
0.0
0.0
0.0
0.0
2
3
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
3
4
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
4
2
1
1
-0.0
0.0
0.0
0.0
“Y向位移”最大的前10个节点位移表(单位:
mm)
序号
节点号
组合号
组合序号
X向位移
Y向位移
Z向位移
位移平方和
1
4
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
2
3
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
3
1
1
1
0.0
0.0
0.0
0.0
4
2
1
1
-0.0
0.0
0.0
0.0
“Z向位移”最大的前10个节点位移表(单位:
mm)
序号
节点号
组合号
组合序号
X向位移
Y向位移
Z向位移
位移平方和
1
1
1
1
0.0
0.0
0.0
0.0
2
2
1
1
-0.0
0.0
0.0
0.0
3
3
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
4
4
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
“合位移”最大的前10个节点位移表(单位:
mm)
序号
节点号
组合号
组合序号
X向位移
Y向位移
Z向位移
位移平方和
1
4
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
2
3
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
3
2
1
1
-0.0
0.0
0.0
0.0
4
1
1
1
0.0
0.0
0.0
0.0
“X向位移”最小的前10个节点位移表(单位:
mm)
序号
节点号
组合号
组合序号
X向位移
Y向位移
Z向位移
位移平方和
1
2
1
1
-0.0
0.0
0.0
0.0
2
4
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
3
3
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
4
1
1
1
0.0
0.0
0.0
0.0
“Y向位移”最小的前10个节点位移表(单位:
mm)
序号
节点号
组合号
组合序号
X向位移
Y向位移
Z向位移
位移平方和
1
1
1
1
0.0
0.0
0.0
0.0
2
2
1
1
-0.0
0.0
0.0
0.0
3
3
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
4
4
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
“Z向位移”最小的前10个节点位移表(单位:
mm)
序号
节点号
组合号
组合序号
X向位移
Y向位移
Z向位移
位移平方和
1
4
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
2
3
1
1
-0.0
0.3
-0.3
0.4
3
1
1
1
0.0
0.0
0.0
0.0
4
2
1
1
-0.0
0.0
0.0
0.0
六、设计验算结果
本工程有1种材料:
Q235钢(A3钢)
设计验算结果表(强度和整体稳定为(应力/设计强度))
单元号
强度
绕2轴
整体
稳定
绕3轴
整体
稳定
沿2轴
抗剪
应力比
沿3轴
抗剪
应力比
绕2轴
长细比
绕3轴
长细比
沿2轴
W/l
沿3轴
W/l
结果
1
0.48
0.50
0.50
0.02
0.00
87
90
1/2109
0
满足
2
0.50
0.50
0.50
0.02
0.00
87
90
1/2109
0
满足
3
0.49
0.50
0.50
0.00
0.00
87
90
1/810
0
满足
最严控制表(强度和整体稳定为(应力/设计强度))
强度
绕2轴
整体
稳定
绕3轴
整体
稳定
沿2轴
抗剪
应力比
沿3轴
抗剪
应力比
绕2轴
长细比
绕3轴
长细比
沿2轴
W/l
沿3轴
W/l
所在单元
2
3
3
2
2
1
1
3
0
数值
0.50
0.50
0.50
0.02
0.00
87
90
1/810
0
“强度应力比”最大的前10个单元的验算结果(所在组合号/情况号)
序号
单元号
强度
绕2轴
整体
稳定
绕3轴
整体
稳定
绕2轴
抗剪
应力比
绕3轴
抗剪
应力比
绕2轴
长细比
绕3轴
长细比
沿2轴
W/l
沿3轴
W/l
结果
1
2
0.50(1/1)
0.50
0.50
0.02
0.00
87
90
1/2109
0
满足
2
3
0.49(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 石材 角钢 横梁 设计 计算 word 文档