门式刚架梁柱分析设计实例

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1、门式刚架梁柱分析设计实例：图1所示单跨门式刚架，柱为楔形柱，梁为等截面梁，截面尺寸及刚架几何尺寸如图所示，材料为Q235B.F。已知楔形柱大头截面的内力：M1=198.3KN.m，N1=64.5kN，V1=27.3kN；柱小头截面内力：N0=85.8kN，V0=31.6kN。试验算该刚架柱的整体稳定是否满足设计要求。图1刚架几何尺寸及梁柱截面尺寸（a）刚架几何尺寸；（b）梁、柱大头截面尺寸；（c）柱小头截面尺寸[解]：（1）计算截面几何特性：刚架梁及楔形柱大头、小头截面的毛截面几何特性计算结果见表1-1刚架梁、柱毛截面几何特

2、性表1-1构件名称截面A(mm2)Ix(×104mm4)Iy(×104mm4)Wx(×103mm3)ixmmiymm刚架梁2-268004037510681311243.139.6刚架柱1-168004037510681311243.139.60-048807733106752.25125.946.8（2）楔形柱腹板的有效宽度计算①大头截面：腹板边缘的最大应力腹板边缘正应力比值腹板在正应力作用下的凸曲系数=21与板件受弯、受压有关的系数≤0.8大头截面腹板全部有效。②小头截面：腹板压应力<0.8,r=1,故小头截面腹板全截面

3、有效。⑶楔形柱的计算长度柱的线刚度梁的线刚度K2/K1=17065/54797=0.31查表得柱的计算长度系数=1.22柱平面内的计算长度h=1.22×7368=8986mm柱平面外的计算长度根据柱间支撑的布置情况取其几何高度的一半⑷楔形柱的强度计算柱腹板上不设加劲肋，kt=5.34,偏于安全地按最大宽度计算腹板屈曲后抗剪强度设计值柱腹板抗剪承载力设计值V1=27.3kN<0.5Vd=269.4kN.mM=198.3kN.m<柱大头截面强度无问题，小头截面积虽小，但弯矩为零，强度也无问题。⑸楔形柱平面内稳定计算查GB5001

4、7规范附表得等效弯矩系数0.6修正后等效

5、弯矩系数因上柱段两端弯曲应力相差不多，取bt=1.0=19.9+159.2=179.1N/mm2