冷弯薄壁型钢结构檩条计算

第一节 风荷载最大处檩条计算 一. 设计资料

采用规范：

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002》 《冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB 50018-2002》

檩条间距为1m； 檩条的跨度为4.38m；

檩条截面采用：C-300*80*25*2.5-Q235； 以下为截面的基本参数： A(cm2)=9.73

e0(cm)=5.11 ix(cm)=8.5

Ix(cm4)=703.76 Wx(cm3)=63.98 Iy(cm4)=68.66 Wy1(cm3)=33.11 Wy2(cm3)=12.65 没有布置拉条；

iy(cm)=2.66

It(cm4)=0.2028 Iw(cm6)=6351.05

屋面的坡度角为36度； 净截面折减系数为0.98；

屋面板不能阻止檩条上翼缘的侧向失稳；

能构造保证檩条下翼缘在风吸力下的稳定性；

简图如下所示：

二. 荷载组合及荷载标准值 考虑恒载工况(D)、活载工况(L1)、施工活载工况(L2)、风载工况(W)； 强度验算时考虑以下荷载工况组合： 1.2D+1.4L1 1.35D+0.98L1

1.2D+1.4L2

稳定验算时考虑以下荷载工况组合： 1.2D+1.4L1 1.2D+1.4L1+0.84W 1.2D+0.98L1+1.4W 1.35D+0.98L1

D+1.4W

挠度验算时考虑以下荷载工况组合： D+L1

D+W

恒载： 面板自重: 0.2kN/m2

自动考虑檩条自重；

活载： 屋面活载: 0.5kN/m2 施工活载: 作用于跨中点1kN 风载： 基本风压: 5.46kN/m2 体型系数-1，风压高度变化系数1 风振系数为1；风压综合调整系数1；

风载标准值：-1×1×1×1×5.46=-5.46kN/m2

三. 验算结果一览

验算项验算工况结果限值是否通过

受弯强度 1.2D+1.4L1 149.265 216.799 整稳 1.2D+1.4L1 153.278 216.799 挠度 D+W 17.3054 29.2 2轴长细比 - 164.662 通过 通过 通过

200 通过

3轴长细比 - 51.5294 200 通过 四. 受弯强度验算

最不利工况为：1.2D+1.4L1 最不利截面位于，离开首端2190mm 绕3轴弯矩：M3= 2.001kN·m 绕2轴弯矩：M2= 1.455kN·m 计算当前受力下有效截面： 毛截面应力计算

σ1=2.001/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-12.655N/mm2（上翼缘支

承边）

σ2=2.001/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=146.279N/mm2（上翼缘卷

边边）

σ3=-(2.001)/63.98×1000-(1.455)/33.11×1000=-75.217N/mm2（下翼缘

支承边）

σ4=-(2.001)/63.98×1000+(1.455)/12.65×1000=83.717N/mm2（下翼缘

卷边边）

计算上翼缘板件受压稳定系数k

支承边应力：σ1=-12.655N/mm2 非支承边应力：σ2=146.279N/mm2 较大的应力：σmax=146.279N/mm2 较小的应力：σmin=-12.655N/mm2 较大的应力出现在非支承边

压应力分布不均匀系数：ψ=σmin/σmax=-12.655/146.279=-0.08651 部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，ψ≥-1时，

k=1.15-0.22ψ+0.045ψ2=1.15-0.22×-0.08651+0.045×-0.086512=1.169

计算下翼缘板件受压稳定系数k

支承边应力：σ1=-75.217N/mm2 非支承边应力：σ2=83.717N/mm2 较大的应力：σmax=83.717N/mm2

较小的应力：σmin=-75.217N/mm2 较大的应力出现在非支承边

压应力分布不均匀系数：ψ=σmin/σmax=-75.217/83.717=-0.8985 部分加劲板件，较大应力出现在非支承边，ψ≥-1时，

k=1.15-0.22ψ+0.045ψ2=1.15-0.22×-0.8985+0.045×-0.89852=1.384

计算腹板板件受压稳定系数k

第一点应力：σ1=-75.217N/mm2 第二点应力：σ2=-12.655N/mm2 全部受拉，不计算板件受压稳定系数

计算σ1

构件受弯

上翼缘σ1=146.279N/mm2 下翼缘σ1=83.717N/mm2 腹板σ1=-12.655N/mm2

计算上翼缘板件有效宽度

ξ=220/75×(1.169/1)0.5=3.172

ξ>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.172-0.05)2=0.2054

对于部分加劲板件，k1>2.4或者邻接板件受拉，取k1=2.4 ψ=-0.08651<0，故 α=1.15

Bc=75/[1-(-0.08651)]=69.028 ρ=(205×2.4×1.169/146.279)0.5=1.983 B/t=75/2.5=30 αρ=1.15×1.983=2.281

B/t≦18αρ，有效宽度Be=69.028 全板件有效

计算下翼缘板件有效宽度

ξ=220/75×(1.384/1)0.5=3.451

ξ>1.1，故k1=0.11+0.93/(3.451-0.05)2=0.1904