图2-2-43 X方向位移
图2-2-44 Y方向位移
图2-2-45 竖向位移
通过软件计算可以得出,格构梁标准值作用下最大竖向挠度为7.9mm,小于规范规定挠度限值L/400=58mm;钢梁最大横向挠度为3mm,同样小于挠度限值。 Ⅱ、应力计算
荷载工况组合的格构梁应力
图2-2-46 荷载工况组合一
图2-2-47 荷载工况组合二
图2-2-48 荷载工况组合三
通过软件计算得出,在荷载工况组合下,格构梁最大应力为284MPa,满足规范设计要求。e、外爬塔计算复核 Ⅰ、格构式整体计算分析
在设计荷载作用下格构梁最大内力如下:
2-21
表2-2-16 格构梁最大内力
钢构件 截面尺寸 拉力(KN) 压力(KN) 格构式整体 600*600 -1514 角钢 L100*8 445 -417 缀条 L30*3 12.57 -12.67 对格构梁通过计算得
A=6144,Ix=559040512,Iy=559040512,ix=301.64,iy=301.64,l0=19m
根据《钢结构设计规范》 (GB50017-2003)的5.1.3条
对于格构式轴心受压构件,对X或Y轴的长细比应采取换算长细比, 当缀件为缀条时:
由于A=6144,,得
,满足要求
格构式受压构件稳定性计算公式
N=-1545KN,通过查表得=0.845,代如得
对格构式受拉计算
Ⅱ、分肢计算分析
对于分肢角钢L100*8,查表得
A=1564,Ix=600059,Iy=12363392,ix=19.8,iy=39.2,l0=0.87m
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)5.1.4条 对格构式轴心受压构件:当缀件为缀条时,其分肢的长细比构件两方向长细比
的较大值
的0.7倍。
0.7
=4843.9
根据上式计算可知,无论采用哪种情况计算,长细比均满足要求。 当分肢角钢受力进行计算
分肢受拉时
,满足要求
当分肢受压时
查表得,
,满足要求
根据
(GB50017-2003)的5.1.6条
轴心受压构件应按下式计算剪力:
剪力V值可以认为沿构件全长不变。对格构式轴心受压构件,剪力V应由承受该剪力的缀材
2-22
面分担。
由上式得
该格构梁由四个角钢组成,每个角钢分担剪力为
V1=1/4 V=6.5KN,满足要求
Ⅲ、缀条计算 ①轴向力计算
缀条可视为以分肢为弦杆的平行弦桁架的腹杆,内力与桁架腹杆的计算方法相同。斜缀条承受的轴向力按下式计算:
所以 N=11.45KN 通过计算查表得
A=171,Ix=5947.5,Iy=23213.3,ix=5.9,iy=11.7,l0=0.525m
,满足要求
由
,满足要求
②斜缀条整体稳定性计算
因为剪力方向不定。斜缀条可能受拉也可能受压,应按轴心受压计算。 缀条一般采用单角钢,按《钢结构设计规范》3.4.2条规定取强度系数。 斜缀条整体稳定性计算公式为
由,m=0.6+0.0015=0.7335
通过计算可知格构梁的整体和局部均满足规范要求。 ③格构梁用钢量统计
表2-2-17 格构梁用钢量
支撑情况 层数 距底板高度(m) 距柱子距离(m) 用钢量(t) 第一道支撑 1 24 5.8 1.542 第二道支撑 3 51 4.4 1.17 第三道支撑 9 78 3.3 0.877 第四道支撑 15 105 2.5 0.665 第五道支撑 22 136.5 2.2 0.583 第六道支撑 27 170.25 2.5 0.665 第七道支撑 34 201.75 3.5 0.931 第八道支撑 40 228.75 4.5 1.196 第九道支撑 46 255.75 6.1 1.622 第十道支撑 51 285 8.3 2.207 第十一道支撑 57 312 11.2 2.978 第十二道支撑 63 340.5 15.7 4.174 总用钢量 18.61 Ⅳ、外爬塔对结构附加荷载验算
外爬塔支撑格构梁与外框钢柱连接,为避免格构梁轴向拉力或压力对结构造成不利影响,格构梁安装时须与梁柱节点处钢梁标高一致,以保证此轴力对钢柱不产生较大弯矩。采用SAP2000对63层外爬塔支撑(轴力最大)对结构构件的影响进行验算。
外爬塔最不利工况轴力如下:
表2-2-18 外爬塔最不利工况轴力
单元 荷载 内力-I(kN) 内力-J(kN) 154 组合6 1333.5017 1333.5017 155 组合6 -1243.334 -1243.334 156 组合6 1454.1874 1454.1874 157 组合6 -1606.263 -1606.263 2-23
此表中数值为每根格构梁轴力,将每个轴力分解在垂直坐标系xy中并加载于模型:
图2-2-49 模型3D视图
图2-2-50 模型加载图1
图2-2-51 模型加载图2
经软件计算得到节点处受力最大钢梁应力验算如下,均满足规范要求。实际施工时可在梁柱节点处钢柱中设置多道加劲板加强钢柱且保证荷载轴向传至钢梁。
2-24