组合梁设计程式.xls

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组合梁设计程式 2001/6/28 1600 一.截面特性计算 A.输入组合梁各构件特性 1. 钢梁截面特性 钢梁高度Hs300 mm 上翼板宽Bt150 mm 上翼板厚Tt10 mm 下翼板宽Bb150 mm 下翼板厚Tb10 mm 腹板高Hw280 mm 腹板宽Tw 6 mm 钢梁材质16MN 2. 混凝土翼板特性 组合梁高度Hcb425 mm 左侧混凝土翼板高度Hc1125 mm 右侧混凝土翼板高度Hc2125 mm 组合梁跨度L8.2 mm 与左钢梁净间距Sf2300 mm 与右钢梁净间距Sr2300 mm 混凝土翼板材质C20 3. 输入温差 T0 C 4. 输入栓钉直径f19 mm 输入栓钉排数或每个区段栓钉数N1 输入栓钉屈服强度Fy345 N/mm2 5. 输入焊缝高度hf6 mm B.计算组合梁截面特性 钢梁截面积AsBt*TtBb*TbHw*Tw4680 mm2 钢梁自重Wgr*As*L0.301481856 Kg 混凝土翼板高度Hc0.5*Hc1Hc2125 mm 钢梁中和轴至钢梁顶距离Hst150 mm 钢梁截面惯性矩Is74076000 mm4 钢梁上翼缘抵抗矩Wst Is/Hst493840 mm3 钢梁下翼缘抵抗矩Wsb Is/(Hs-Hst)493840 mm3 钢梁中和轴处面积矩Ss Bt*Tt*(Hst-Tt/2)Tw*(Hst-Tt)2/2276300 mm3 钢与混凝土弹性模量比aE Es/Ec8.078431373 混凝土翼板有效宽度Be2.733333333 mm 混凝土翼板面积AcBe*Hc341.6666667 mm2 混凝土翼板顶至组合梁中和轴距离Ycb273.0968128 mm 混凝土翼板惯性矩Ic444878.4722 mm4 组合梁等效惯性矩I76023789.59 mm4 组合梁混凝土翼板顶面抵抗矩W0ct*aE I/Ycb2248847.069 mm3 组合梁混凝土翼板底面抵抗矩W0cb*aEI/(Ycb-Hc)4146969.508 mm3 组合梁中钢梁上翼缘抵抗矩W0st I/(YcbHs-Hcb)513338.4586 mm3 组合梁中钢梁下翼缘抵抗矩W0sb I/(Hcb-Ycb)500475.2763 mm3 组合梁中钢梁腹板以上部分对中和轴面积矩Sc Bt*Tt*(Ycb-HcbHs-Tt/2)Ac/aE*(Ycb-Hc/2)223552.1353 mm3 混凝土翼板对中和轴面积矩Scc Ac/aE*(Ycb-Hc/2)8906.916172 mm3 C.考虑混凝土徐变计算组合梁截面特性 混凝土翼板顶至组合梁中和轴距离Yzc274.0441259 mm 组合梁等效惯性矩Iz75054151.74 mm4 组合梁混凝土翼板顶面抵抗矩Wzct 2*Iz/Yzc*aE4424979.46 mm3 组合梁混凝土翼板底面抵抗矩Wzcb2*Iz/(Yzc-Hc*aE8136111.509 mm3 组合梁中钢梁上翼缘抵抗矩Wzst Iz/(YzcHs-Hcb)503570.0085 mm3 组合梁中钢梁下翼缘抵抗矩Wzsb Iz/(Hcb-Yzc)497192.6544 mm3 组合梁中钢梁腹板以上部分对中和轴面积矩Sz Bt*Tt*(Yzc-HcbHs-Tt/2)Ac/aE*(Yzc-Hc/2)/2220539.6796 mm3 混凝土翼板对中和轴面积矩Szc 0.5*Ac/aE*(Yzc-Hc/2)4473.490769 mm3 二.施工阶段可靠度验算 A.荷载计算 钢梁与混凝土自重W3 Kn/m2 施工荷载Q1.5 Kn/m2 自重产生的弯矩M010.125*1.2*W*0.5*Sf0.5*SrBt*L27.41321E-05 Kn*m 施工产生的弯矩M020.125*1.4*Q*0.5*Sf0.5*SrBt*L24.32437E-05 Kn*m 自重产生的剪力V010.5*1.2*W*0.5*Sf0.5*SrBt*L0.036162 Kn 施工产生的剪力V020.5*1.4*Q*0.5*Sf0.5*SrBt*L0.0210945 Kn B.钢梁强度验算 钢梁上翼缘应力sst M01M02/Wst0.00023768 N/mm2 钢梁下翼缘应力ssbM01M02/Wsb0.00023768 N/mm2 钢梁腹板剪应力tsV01V02*Ss/Is*Tw0.035594009 N/mm2 钢梁挠度vs0.25*WQ*SfSbBt*L4/384*Es*Is4.12312E-11 mm 钢梁抗弯强度校核OK 钢梁抗剪强度校核OK 钢梁挠度校核OK 钢梁整体稳定性校核建议弱向以小于2.5米间距设临时支撑 C.钢梁前期应力对后期的影响 钢梁上翼缘应力s1t-M01/Wst-0.000150114 N/mm2 钢梁下翼缘应力s1bM01/Wsb0.000150114 N/mm2 钢梁腹板剪应力t1V01*Ss/Is*Tw0.022480427 N/mm2 钢梁挠度v10.25*W*SfSbBt*L4/384*Es*Is2.74874E-11 mm 三.使用阶段可靠度验算 A.荷载计算 找平层重W21 Kn/m2 后期活载Q21.5 Kn/m2 活载准永久系数u0.8 短期效应弯矩M210.125*1.2*W2*0.5*Sf0.5*SrBt*L20.125*1.4*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L26.79544E-05 Kn*m 长期效应永久弯矩Mzl0.125*1.2*W2*0.5*Sf0.5*SrBt*L20.125*1.4*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L2*U5.93057E-05 Kn*m 长期效应可变弯矩Mzs0.125*1.4*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L2*1-U8.64874E-06 Kn*m 短期效应剪力V210.5*1.2*W2*0.5*Sf0.5*SrBt*L0.5*1.4*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L0.0331485 Kn 长期效应永久剪力Vzl0.5*1.2*W2*0.5*Sf0.5*SrBt*L0.5*1.4*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L*U0.0289296 Kn 长期效应可变剪力Vzs0.5*1.4*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L*1-U0.0042189 Kn B.组合梁梁短期效应强度验算 混凝土翼板顶面应力s1ct-M21/W0ct -3.0217E-05 N/mm2 混凝土翼板底面应力s1cb-M21/W0cb -1.6387E-05 N/mm2 钢梁上翼缘应力s1st-M21/W0sts1t-0.00028249 N/mm2 钢梁下翼缘应力s1sbM21/W0sbs1b0.000285893 N/mm2 C.组合梁梁长期效应强度验算 混凝土翼板顶面应力s2ct-Mzl/Wzct-Mzs/W0ct-1.7248E-05 N/mm2 混凝土翼板底面应力s2cb-Mzl/Wzcb-Mzs/W0cb-9.3748E-06 N/mm2 钢梁上翼缘应力s2st-Mzl/Wzst-Mzs/W0sts1t-0.00028473 N/mm2 钢梁下翼缘应力s2sb-Mzl/Wzsb-Mzs/W0sbs1b0.000286676 N/mm2 D.组合梁混凝土收缩引起的应力 混凝土翼板重心至顶面的距离 y0 Hc/262.5 mm 混凝土翼板重心至钢梁重心的距离 y1 HstHcb-Hs-Hc/2212.5 mm 1/by12Ec*IcEs*Is1/Ec*Ac1/Es*As1813765.278 mm3 组合梁截面混凝土收缩引起的纵向内力为 Nc b*e*Ec*IcEs*Is1262.925301 N 混凝土收缩在混凝土翼板中引起的弯矩为 Mcc b*e*y1*Ec*Ic0.000199366 Kn*m 混凝土收缩在钢梁中引起的弯矩为 Mcs -b*e*y1*Es*Is-0.26817226 Kn*m 混凝土翼板顶面应力s3ctNc/Ac-Mcc/Ic*y03.66835827 N/mm2 混凝土翼板底面应力s3cbNc/AcMcc/Ic*Hc-y03.7243752 N/mm2 钢梁上翼缘应力s3st-Nc/AsMcs/Wst-0.81289054 N/mm2 钢梁下翼缘应力s3sb-Nc/As-Mcs/Wst0.273178875 N/mm2 E.组合梁由相对温差引起的应力 混凝土翼板顶面应力s4ctNt/Ac-Mtc/Ic*y0 0 N/mm2 混凝土翼板底面应力s4cbNt/AcMtc/Ic*Hc-y00 N/mm2 钢梁上翼缘应力s4st-Nt/AsMts/Wst0 N/mm2 钢梁下翼缘应力s4sb-Nt/As-Mts/Wst0 N/mm2 F.组合梁复合应力 混凝土翼板顶面应力sfcts2cts3cts4ct3.668341022 N/mm2 混凝土翼板底面应力sfcbs2cbs3cbs4cb3.724365825 N/mm2 钢梁上翼缘应力sfsts2sts3sts4st-0.81317527 N/mm2 钢梁下翼缘应力sfsbs2sbs3sbs4sb0.273465551 N/mm2 G.组合梁抗弯强度校核 混凝土翼板强度校核OK 钢梁强度校核 OK H.组合梁抗剪强度校核 钢梁腹板剪应力tct1Sz*Vzl/Tw*IzSc*Vzs/TW*I0.038715904 N/mm2 钢梁腹板抗剪强度校核 OK I.钢梁腹板稳定性校核 参数Xtc/fy0.000164749 钢梁腹板稳定性校核OK J.组合梁挠度校核 组合梁挠度vcv15*W20.8*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L4/384*Es*Iz0.2*Q2*0.5*Sf0.5*SrBt*L4/384*Es*I4.8563E-11 mm 组合梁挠度校核OK K.连接件计算 梁端处单位长度上剪应力tmax Vzl*Szc/IzVzs*Scc/I0.00221859 N/mm 每个连接件抗剪承载力Nv1 0.43*f/22*p*Ec*Fc0.5*K60792.48417 N 每个连接件抗剪承载力Nv2 0.7*f/22*p*f62247.44544 N 计算剪力钉最大间距SN*MINNv1,Nv2/tmax27401402.25 mm 确定剪力钉间距So305 mm L.焊缝计算 钢梁上翼缘对中和轴的面积矩S1 Bt*Tt*Hst-Tt/2217500 mm3 钢梁下翼缘对中和轴的面积矩S2 Bb*Tb*Hs-Hst-Tb/2217500 mm3 钢梁下翼缘对中和轴的面积矩S3 Bb*Tb*Hcb-Yzc-Tb/2218933.8111 mm3 钢梁下翼缘对中和轴的面积矩S4 Bb*Tb*Hcb-Ycb-Tb/2220354.7808 mm3 钢梁上翼缘角焊缝剪应力g1 V01*S1/IsVzl*Sz/IzVzs*Sc/I/20.5*hf0.023993403 N/mm2 钢梁下翼缘角焊缝剪应力g2 V01*S2/IsVzl*S3/IzVzs*S4/I/20.5*hf0.023899544 N/mm2 焊缝校核OK
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