围挡结构整体计算书(一般情况)

围挡结构整体计算书

1 设计依据

《钢结构设计规范》 （GB50017-2003） 《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2012） 《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2010） 《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2011） 《钢结构焊接规范》 （GB50661-2011） 《钢结构高强度螺栓连接技术规程》 （JGJ82-2011）

2 计算简图

计算简图 (圆表示支座，数字为节点号)

3 荷载与组合

结构重要性系数：

节点荷载 单元荷载

1) 工况号: 恒载

2

1、间距400范围外围护板自重：m*=m (取m)

序号 1 类型 分布荷载 方向 Z Q1 Q2 X1(mm) X2(mm)

单元荷载分布图:

恒载分布图

2) 工况号: 活载

1、人员触碰、倚靠产生的荷载：m*=(取

序号 1 类型 分布荷载 方向 3-3轴 Q1 Q2 X1(mm) X2(mm) 2

单元荷载分布图:

活载分布图

3) 3) 工工况号:最不利风荷载

2

50年基本风压： KN/m

单独墙体体形系数： 地面粗糙度：B

22

基本风压设计值：m***=m

2

间距400mm范围内风荷载值：m*=m

序号 1 类型 分布荷载 方向 3-3轴 Q1 Q2 X1(mm) X2(mm)

单元荷载分布图:

风荷载分布图

其它荷载

(1). 地震作用

规范： 《建筑抗震设计规程》(上海规程) （DBJ08-9-92） 地震烈度： 7度

水平地震影响系数最大值： 计算振型数： 3 建筑结构阻尼比： 特征周期值：

地震影响： 多遇地震 场地类别： Ⅳ类 地震分组： 第一组 周期折减系数：

地震力计算方法： 振型分解法

振型号 周期（秒） 1 2 3

(2). 温度作用

计算温差1： 度 计算温差2： 度

荷载组合

(1) 恒载 + 活载工况1 (2) 恒载 + 风载工况2

(3) 恒载 + 活载工况1 + x 风载工况2 (4) 恒载 + x 活载工况1 + 风载工况2 (5) 恒载 + 风载工况2 (6) 恒载 + 温度荷载 (7) 恒载 + 温度荷载

(8) 恒载 + 活载工况1 + x 温度荷载 (9) 恒载 + 活载工况1 + x 温度荷载 (10) 恒载 + x 活载工况1 + 温度荷载 (11) 恒载 + x 活载工况1 + 温度荷载 (12) 恒载 + 风载工况2 + x 温度荷载 (13) 恒载 + 风载工况2 + x 温度荷载 (14) 恒载 + x 风载工况2 + 温度荷载

(15) 恒载 + x 风载工况2 + 温度荷载

(16) 恒载 + 活载工况1 + x 风载工况2 + x 温度荷载 (17) 恒载 + 活载工况1 + x 风载工况2 + x 温度荷载 (18) 恒载 + x 活载工况1 + 风载工况2 + x 温度荷载 (19) 恒载 + x 活载工况1 + 风载工况2 + x 温度荷载 (20) 恒载 + x 活载工况1 + x 风载工况2 + 温度荷载 (21) 恒载 + x 活载工况1 + x 风载工况2 + 温度荷载 (22) 恒载 + x 活载工况1 + 水平地震

4 内力位移计算结果

内力

最不利内力

各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kN、

节点号 523

控制 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 组合号 6 4 6 6 6 4 4 4 6 5 4 4 6 6 4 4 6 6 组合 序号 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 525 647 648

控制 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 组合号 4 4 4 6 5 4 4 6 6 4 4 6 6 4 4 4 6 6 4 4 6 6 6 6 6 6 22 4 4 4 5 4 4 22 组合 序号 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 3 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 649 650 651

控制 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 组合号 6 4 6 6 6 6 4 4 6 5 4 4 4 4 4 4 6 4 4 4 6 6 6 4 6 6 4 4 6 6 4 4 6 6 组合 序号 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 652 653

控制 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 组合号 6 5 4 22 6 6 6 4 6 6 4 4 4 4 5 4 4 6 6 4 4 6 6 4 4 4 6 5 4 4 6 4 4 4 6 组合 序号 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 655 657 659

控制 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 组合号 6 4 4 6 6 5 4 4 6 6 4 6 6 6 4 4 4 6 5 4 4 6 6 4 4 6 6 4 4 4 6 5 4 4 组合 序号 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 661 663 665 控制 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 组合号 6 6 4 6 6 6 4 4 4 6 5 4 4 6 6 4 4 6 6 4 4 4 6 6 4 4 6 6 4 6 6 6 22 4 组合 序号 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 667 669

控制 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 组合号 4 6 5 4 4 22 6 4 6 6 6 6 4 4 6 5 4 4 4 6 4 4 6 6 6 4 4 6 5 4 4 4 6 4 22 组合 序号 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 671 673 675

控制 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 组合号 6 6 6 4 4 6 5 4 4 4 6 4 22 6 6 6 4 4 6 5 4 4 4 6 4 22 6 6 4 4 4 6 5 4 组合 序号 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 Nx Ny Nz Mx My Mz

节点号 677 679

控制 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 Nx最大 Ny最大 Nz最大 Mx最大 My最大 Mz最大 合力最大 Nx最小 Ny最小 Nz最小 Mx最小 My最小 Mz最小 组合号 4 6 6 4 22 6 6 4 4 4 6 5 4 4 6 6 4 22 6 6 4 4 4 6 5 4 4 6 组合 序号 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nx Ny Nz Mx My Mz

位移

1、x向位移

最大位移<2x4000/400=20mm 满足规范要求

2、Y向位移

最大

位移>2x4000/400=20mm 不满足规范要求

5 设计验算结果

本工程有 1 种材料：

52-53

Q235：弹性模量：*10N/mm；泊松比：；线膨胀系数：*10；质量密度：7850kg/m。

设计验算结果图及统计表

根据计算分析模型，进行规范检验，应力比最大值为。下图为模型总体应力比分布图：

杆件应力比分布图

按“强度应力比”显示构件颜色

“强度应力比”最大的前 10 个单元的验算结果（所在组合号／情况号） 单元号 72 83 61 863 94 50 73 绕2轴 绕3轴 整体 整体 稳定 稳定 沿2轴 沿3轴 绕2轴 绕3轴 抗剪 抗剪 长细长细应力应力比 比 比 比 5 5 5 5 5 5 22 5 5 5 5 5 5 74 序号 强度 结果 1 2 3 4 5 6 7

(4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) 不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足

序号 单元号 896 885 84 强度 绕2轴 绕3轴 整体 整体 稳定 稳定 沿2轴 沿3轴 绕2轴 绕3轴 抗剪 抗剪 长细长细应力应力比 比 比 比 5 5 22 5 5 74 结果 8 9 10

(4/1) (4/1) (4/1) 不足 不足 不足 按“强度应力比”统计结果表 范围 单元数 百分比 ~ 11 % ~ 6 %

~ 23 % ~ 27 % ~ 847 %

按“绕2轴应力比”显示构件颜色

“绕2轴整体稳定应力比”最大的前 10 个单元的验算结果（所在组合号／情况号） 单元号 72 83 61 94 50 73 84 62 885 896 绕2轴 整体 稳定 (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) (4/1) 绕3轴 整体 稳定 沿2轴 沿3轴 绕2轴 绕3轴 抗剪 抗剪 长细长细应力应力比 比 比 比 5 5 5 5 5 22 22 22 5 5 5 5 5 5 5 74 74 74 5 5 序号 强度 结果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 按“绕2轴整体稳定应力比”统计结果表

范围 单元数 百分比 ~ 3 % ~ 7 %

~ 20 % ~ 27 % ~ 857 %

按“绕3轴应力比”显示构件颜色

“绕3轴整体稳定应力比”最大的前 10 个单元的验算结果（所在组合号／情况号） 单元号 589 541 597 411 412 588 581 422 596 423 绕2轴 整体 稳定 绕3轴 整体 稳定 (4/1) (4/1) (3/1) (4/1) (4/1) (3/1) (4/1) (4/1) (20/1) (4/1) 沿2轴 沿3轴 绕2轴 绕3轴 抗剪 抗剪 长细长细应力应力比 比 比 比 15 15 15 3 32 32 15 3 32 32 613 613 613 980 980 613 613 980 613 980 序号 强度 结果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 不足 按“绕3轴整体稳定应力比”统计结果表 范围 单元数 百分比

~ 17 % ~ 4 % ~ 26 % ~ 42 % ~ 825 %

存在部分杆件应力比超出规范限值。

6 柱脚节点焊缝验算

取柱脚反力中弯矩最大反力值验算

基本资料

截面类型为：RECT-150*150-Q235 连接方式为：

连接方式：采用四面围焊角焊缝，焊脚高度6 mm 连接板厚度为：10mm 焊缝高度为：6mm

内力值为：N=. Mx=kN·m. My=kN·m. Vx=kN. Vy=.

角焊缝验算

焊缝群分布和尺寸如下图所示：

角焊缝焊脚高度：hf=6 mm；有效高度：he= mm

焊缝受力：N=；Vx=kN；Vy=；Mx=kN·m；My=kN·m；T=0kN·m 未直接承受动力荷载，取正面角焊缝强度设计值增大系数βf=

1 角焊缝强度验算 有效面积：A= cm^2

形心到左下角距离：Cx=81 mm；Cy=81 mm

对形心惯性矩： Ix=1027 cm^4；Iy=1027 cm^4 Vy作用下：τvy=σvy=Vy/A=×10= MPa Vx作用下：τvx=σvx=Vx/A=/×10= MPa 平面内综合应力

σ//={[min(|σvy|，|σvx|)/βf]^2+max(|τy|，τx|)^2}^ ={[min(||，||)/]^2

+max(||，||)^2}^= MPa 轴力下正应力：σN=N/A=×10= MPa

绕Y轴弯矩下：σMy=My*Cx/Ix=×81/1027×10^2= MPa

绕x轴弯矩下：σMx=Mx*Cy/Ix=×81/1027×10^2=(-258) MPa 角点平面外最大正应力：

σ⊥max=σN+|σMx|+|σMy|=|+|(-258)|+||= MPa 角点平面外最小正应力：

σ⊥min=σN-|σMx|-|σMy|=||(-258)|-||= MPa

角点平面外正应力σ⊥=max(|σ⊥max|，|σ⊥min|)= MPa 角点最大综合应力：

σm=[(σ⊥/βf)^2+σ//^2]^=[^2+^2]^= MPa＞160，不满足

2 角焊缝构造检查

角焊缝连接板最小厚度：Tmin=6 mm

构造要求最大焊脚高度：hfmax=*Tmin= mm≥6，满足 腹板角焊缝连接板最大厚度：Tmax=10 mm

构造要求最小腹板焊脚高度：hfmin=*Tmax^= mm≤6，满足

7 结论

1、结构水平方向位移超出规范限值。 2、结构部分杆件应力比超出规范限值。 3、结构部分柱脚焊缝计算不满足规范要求、 本结构存在安全隐患。

附录

矩形管截面截面示意图

普通槽钢截面示意图