excel计算大全-钢结构计算表格

2020年7月2日 评论 308

组合梁计算
一. 截面特征计算

1 钢梁截面特征计算:
b= 100 t= 10 h= 230 s= 6 B= 200 T= 10
钢梁面积 A=b*t + h*s +B*T = 4380 mm2
钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 yt = [0.5b*t2 + h*s*(0.5h + t) + B*T*(t+h+0.5T)] / A = 152 mm
钢梁中和轴至钢梁顶面的距离为 yb = h + t + T - yt = 98 mm
钢梁截面惯性矩 I= (b*t3 + s*h3 + B*T3) / 12 + b*t*(yt-0.5t)2 + s*h*(yt-0.5h-t)2 + B*T*(0.5T+h+t-yt)2 = 46021520 mm4
钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W1 = I / yt = 302773.1579 mm3
钢梁上翼缘的弹性抵抗矩 W2 = I / yb = 469607.3469 mm3

2 组合截面特征计算:
混凝土等级 C20 钢与混凝土弹性模量比αE = 8.08
板厚hd 100 梁跨度 6000 梁左相邻净距 1800 梁右相邻净距 1800 板托顶宽b0 300 板托高度ht 150
b1 = 600 b2 = 600
混凝土板计算宽度be= 1500 mm
混凝土板截面面积Ac = be * hd = 150000 mm2
换算成钢截面的组合截面面积A0=Ac/αE +A = 22944.35644 mm2
混凝土板顶面至钢梁截面中和轴的距离 y = hd + ht +yt = 402 mm
混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离 x= [be*hd2/(2*αE)+A*y]/A0 = 117 mm
混凝土截面惯性矩 Ic= be*hd3/12= 125000000 mm4
换算成钢截面的组合截面惯性矩 I0 = Ic/αE + Ac*(x-0.5hd)2/αE + I + A(y-x)2 = 500592713.1 mm4
对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w0ct = αE*I0 / x= 34570847.19 mm4
对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w0cb=αE*I0 / (x - hd ) = 237928771.9 mm4
对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w0t = I0 / (d-x) = 3763854.985 mm4
对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w0b = I0 / (H-x) = 1307030.582 mm4

3 考虑混凝土徐变的组合截面特征计算
换算成钢截面的组合截面面积 A0c = Ac / 2αE + A = 13662.17822 mm2
混凝土板顶面至组合截面中和轴的距离xc= [be*hd2/(4*αE)+A*y]/A0c = 162 mm
换算成钢截面的组合截面惯性矩 I0c = Ic/(2*αE) + Ac*(xc-0.5hd)2/(2*αE) + I + A(y-xc)2 = 422480312.1 mm4
对混凝土板顶面的组合截面弹性抵抗矩 w0ctc = 2αE*I0c / xc= 42143715.08 mm4
对混凝土板底面的组合截面弹性抵抗矩 w0cbc=2αE*I0c / (x c- hd ) = 110117449.1 mm4
对钢梁上翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w0tc = I0c / (d-xc) = 4800912.637 mm4
对钢梁下翼缘的组合截面弹性抵抗矩 w0bc = I0c / (H-xc) = 1249941.752 mm4

二 施工阶段的验算
1 弯矩和剪力
钢梁自重: 0.41 kN/m
板自重: 6.00 kN/m (平台梁间距: 2000 mm)
板托重: 0.90 kN/m
自重标准值 g1k: 6.09 kN/m 自重标准值 g1: 7.31 kN/m
施工荷载: 2.80 kN/m
施工阶段弯矩设计值M 45.51 kN.m (梁跨度: 6000 mm)
施工阶段剪力设计值V 30.34 kN

2 钢梁抗弯强度设计
钢梁上翼缘应力 M / rx*W1 = 143.14 N/mm2 < 215 N/mm2 PASS!
钢梁下翼缘应力 M / rx*W2 = 92.29 N/mm2 < 215 N/mm2 PASS!

3 钢梁剪应力计算
面积矩 S= 207492 mm3
钢梁剪应力τ1max = v1*s1/I*tw = 22.80 N/mm2 < 125 N/mm2 PASS!

4 挠度计算
△=5*g*l4/(384*E*I)= 10.8 mm < L/400 = 15 mm PASS!

三 使用阶段的验算
1 弯矩及剪力
找平层重: 1.9 kN/m
活荷载: 15.6 kN/m (活荷载: 6 kn/m2)
使用阶段弯矩设计值M 78.84 kN.m
使用阶段剪力设计值V 52.56 kN

2 组合梁的抗弯强度
2.1 在垂直荷载作用下的正应力
混凝土板顶面应力σ0ct=-M/W0ct= -2.28 N/mm2 < 10 N/mm2 PASS!
混凝土板底面应力σ0cb=-M/W0cb= -0.33 N/mm2 < 10 N/mm2 PASS!
钢梁上翼缘应力σ0t = -M1/W1+M2/W0t= -87.74 N/mm2 < 215 N/mm2 PASS!
钢梁下翼缘应力σ0b = -M1/W2+M2/W0b= 130.39 N/mm2 < 215 N/mm2 PASS!

2.2 考虑混凝土徐变在垂直荷载作用下的正应力
混凝土板顶面应力:
σ0ctc=-(M2g/W0ctc+M2q/W0ct)= -2.24 N/mm2 < 10 N/mm2 PASS!
混凝土板底面应力:
σ0cbc=-(M2g/W0cbc+M2q/W0cb)= -0.37 N/mm2 < 10 N/mm2 PASS!
钢梁上翼缘应力
σ0tc = -M1/W1+(M2g/W0tc+M2q/W0t)= -88.23 N/mm2 < 215 N/mm2 PASS!
钢梁下翼缘应力
σ0bc = -M1/W2+(M2g/W0bc+M2q/W0b)= 130.69 N/mm2 < 215 N/mm2 PASS!

2.3 温度差产生的应力
(略)

2.4 组合梁中由于混凝土收缩引起的内力
(略)

3 钢梁的剪应力
钢梁腹板顶面处对钢梁中和轴的面积矩S1= 147000 mm3
钢梁腹板顶面以外的砼及钢梁上翼缘对组合截面中和轴的面积矩So= 1105812 mm3
两个受力阶段的荷载对组合梁的钢梁产生的剪应力
τ=V1S1/Itw+V2So/IoTw= 19.35 N/mm2 < 125 N/mm2 PASS!

4 组合梁的挠度
△=5qkl4/384EIo+5gkl4/384EIoc= 3.46 mm < L/400 = 15 mm PASS!

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