门式刚架厂房设计计算书
门式刚架计算书【范本模板】

目录2 荷载计算 02.1荷载取值计算 02。
1.1 永久荷载标准值(对水平投影面) 02。
1.2 可变荷载标准值 02.1。
3 风荷载标准值 02。
1.4 吊车资料 02.1。
5 地震作用 (1)2.2各部分作用的荷载标准值计算 (1)3 内力计算 03。
1在恒荷载作用下 (1)3.2在活荷载作用下 (2)3.3在风荷载作用下 (3)3.4在吊车荷载作用下 (4)3。
5内力组合 (5)4 刚架设计 (9)4。
1截面形式及尺寸初选 (9)4。
2构件验算 (9)4。
2.1 构件宽厚比验算 (10)4。
2。
2 有效截面特性 (10)4.2。
3 刚架梁的验算 (13)4。
2.4 刚架柱验算 (14)4。
2.5 位移计算 (16)4.3节点设计 (16)4.3.1 梁柱节点设计 (16)4。
3.2 梁梁节点设计 (18)4.3。
3 刚接柱脚节点设计 (21)5 吊车梁及牛腿设计 (23)5.1吊车梁设计 (23)5.2牛腿设计 (26)6 其它构件设计 (29)6。
1隅撑设计 (29)6。
2檩条设计 (29)6.2。
1 基本资料 (29)6.2。
2 荷载及内力 (29)6.2。
3 截面选择及截面特性 (29)6。
2.4 强度计算 (31)6。
2.5 稳定性验算 (32)6。
3墙梁设计 (32)6。
3.1 基本资料 (32)6.3.2 荷载计算 (32)6。
3。
3 内力计算 (32)6。
3.4 强度计算 (32)7 基础设计 (33)7。
1刚架柱下独立基础 (33)7。
1。
1 地基承载力特征值和基础材料 (33)7.1。
2 基础底面内力及基础底面积计算 (33)7。
1.3 验算基础变阶处的受冲切承载力 (34)7.1。
4 基础底面配筋计算 (34)7.2山墙抗风柱下独立基础 (34)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (39)1 绪论2 荷载计算2.1 荷载取值计算2。
1.1 永久荷载标准值(对水平投影面)YX51—380—760型彩色压型钢板0。
门式刚架厂房计算书

钢结构厂房计算书1.设计资料哈尔滨市某单层工业厂房,采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度18m,柱距6m,柱高5.6m,屋面坡度1/10,地震设防烈度为6度。
刚架平面布置如下图1.1所示,刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。
屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板,考虑经济、制造和安装方便,檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢,间距为1.5米,钢材采用Q235钢,焊条采用E43型。
图1.1 刚架平面布置图图1.2 刚架形式及几何尺寸2.荷载计算2.1荷载取值计算:(1)屋盖永久荷载标准值(对水平投影面)kN m YX51—380—760型彩色压型钢板0.15 2 50 mm厚保温玻璃棉板0.05 2kN mPVC 铝箔及不锈钢丝网 0.02 2kN m 檩条及支撑 0.10 2kN m 刚架斜梁自重 0.15 2kN m 悬挂设备 0.202kN m 合计 0.672kN m (2)面可变荷载标准值 屋面活荷载:0.302m kN雪荷载:基本雪压=0.452kN m 。
对于单跨双坡屋面,屋面坡角=54238''',=1.0, 雪荷载标准值:==1.0×0.452kN m =0.452kN m 。
取屋面活荷载和雪荷载中的较大值0.452kN m ,不考虑积灰荷载。
(3)轻质墙面及柱自重标准值(包括柱、墙骨架等) 0.52kN m(4)风荷载标准值基本风压:20m kN 58.055.005.1=⨯=ω;根据地面粗糙度列别为B 类,查得风荷载高度变化系数:当高度小于10m 时,按10m 高度处的数值采用,=1.0。
风荷载体型系数:迎风柱及屋面分别为+0.25和-1.0,背风面柱及屋面分别为-0.55和-0.65。
(5)地震作用哈尔滨地区抗震设防烈度为6度,根据《全国民用建筑工程设计技术措施----结构》中第18.8.1条的建议,所以不考虑地震作用。
2.2各部分作用的荷载标准值计算: (1)屋面恒荷载标准值:0.67×6=4.02kN m 活荷载标准值:0.45×6=2.70kN m (2)柱荷载恒荷载标准值:(0.5×6×5.6+4.02×9)=52.98 活荷载标准值:2.70×9=24.3 (3)风荷载标准值迎风面:柱上10.5860.250.87w q =⨯⨯=kN m 横梁上20.586 1.0 3.48w q =-⨯⨯=-kN m 背风面:柱上30.5860.55 1.91w q =-⨯⨯=-kN m 横梁上40.5860.65 2.26w q =-⨯⨯=-kN m3.内力分析3.1在恒荷载作用下:本工程才用等截面梁和柱。
轻型门式钢架设计计算书

1. 设计资料 (2)2. 门式钢架形式和几何尺寸 (2)3. 荷载 (3)4. 内力计算 (4)4.1. 初选截面 (4)4.2. 钢柱AB截面验算 (8)4.2.1. 截面几何特性 (8)4.2.2. 内力 (8)4.2.3. 计算长度 (8)4.2.4. 强度验算 (8)4.2.4.1. 控制截面的强度验算 (8)4.2.4.2. 抗剪承载力验算 (9)4.2.4.3. 抗弯承载力验算 (9)4.2.5. 整体稳定验算 (9)4.2.5.1. 平面内整体稳定 (9)4.2.5.2. 平面外整体稳定 (10)4.2.6. 局部稳定验算 (10)4.3. 钢梁CD截面验算 (11)4.3.1. 截面几何性质 (11)4.3.2. 内力 (11)4.3.3. 强度验算 (11)4.3.3.1. 控制截面的强度验算 (11)4.3.3.2. 抗剪承载力验算 (11)4.3.3.3. 抗弯承载能力验算 (12)4.3.4. 整体稳定验算 (12)4.3.4.1. 平面内整体稳定 (12)4.3.4.2. 平面外整体稳定性 (12)4.3.4.3. 局部稳定验算 (13)4.4. 节点验算 (13)4.4.1. 边柱与横梁连接节点 (14)4.4.1.1. 连接节点高强螺栓验算 (14)4.4.1.2. 端板厚度验算 (15)4.4.1.3. 梁柱节点域的剪力验算 (16)4.4.2. 横梁与横梁拼接节点(屋脊节点) (16)4.4.2.1. 连接节点高强螺栓验算 (16)4.4.2.2. 端板厚度验算 (18)4.4.2.3. 螺栓处腹板强度验算 (19)4.4.2.4. 柱脚底板的厚度t (21)4.4.3. 牛腿节点 (22)4.4.3.1. 牛腿根部截面强度验算: (24)门式刚架厂房设计计算书1.设计资料本项目设计基准期为50年,属于丙类建筑,抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,场地类别为B类。
门式刚架厂房设计计算书

门式刚架厂房设计计算书一、设计资料该厂房采用单跨双坡门式刚架,厂房跨度21m ,长度90m ,柱距9m ,檐高7.5m ,屋面坡度1/10。
刚架为等截面的梁、柱,柱脚为铰接。
材料采用Q235钢材,焊条采用E43型。
22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋面和墙面采用厚夹芯板,底面和外面二层采用厚镀锌彩板,锌板厚度为275/gm ;檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条,屈服强度f ,镀锌厚度为。
(不考虑墙面自重)自然条件:基本风压:20.5/O W KN m =,基本雪压20.3/KN m 地面粗糙度B 类二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m ,跨度21m ,柱距9m ,共有11榀刚架,由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ,因此不用设置伸缩缝。
檩条间距为1.5m 。
厂房长度>60m ,因此在厂房第二开间和中部设置屋盖横向水平支撑;并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆;同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑,由于柱高<柱距,因此柱间支撑不用分层布置。
(布置图详见施工图) 三、荷载的计算1、计算模型选取取一榀刚架进行分析,柱脚采用铰接,刚架梁和柱采用等截面设计。
厂房檐高7.5m ,考虑到檩条和梁截面自身高度,近似取柱高为7.2m ;屋面坡度为1:10。
因此得到刚架计算模型:2.荷载取值 屋面自重:屋面板:0.182/KN m 檩条支撑:0.152/KN m 横梁自重:0.152/KN m 总计:0.482/KN m 屋面雪荷载:0.32/KN m屋面活荷载:0.52/KN m (与雪荷载不同时考虑) 柱自重:0.352/KN m风载:基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作用荷载: (1)屋面荷载:标准值: 10.489 4.30/cos KN M θ⨯⨯=柱身恒载:0.359 3.15/KN M ⨯=kn/m(2)屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载,取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ⨯⨯=(3)风荷载010 1.0k z s z s h m ωμμωμμ=≤ 以风左吹为例计算,风右吹同理计算:根据公式计算:根据查表,取,根据门式刚架的设计规范,取下图:(地面粗糙度B 类)风载体形系数示意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=⨯⨯==⨯==-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯k k k k 迎风面 侧面, 屋顶, 背风面 侧面, 屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-⨯=-,荷载如下图:kn/m4.内力计算:(1)截面形式及尺寸初选: 梁柱都采用焊接的H 型钢68⨯⨯⨯梁的截面高度h 一般取(1/301/45)l,故取梁截面高度为600mm ;暂取H600300,截面尺寸见图所示柱的截面采用与梁相同8668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --=⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯∙(2)截面内力:根据各个计算简图,用结构力学求解器计算,得结构在各种荷载作用下的内.向作用,风荷载只引起剪力不同,而剪力不起控制作用)按承载能力极限状态进行内力分析,需要进行以下可能的组合:① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}取四个控制截面:如下图:各情况作用下的截面内力内力组合值4.截面验算控制内力组合项目有:① +M max 与相应的N ,V(以最大正弯矩控制) ② -M max 与相应的N ,V(以最大负弯矩控制) ③ N max 与相应的M ,V(以最大轴力控制) ④ N min 与相应的M ,V(以最小轴力控制) 所以以上内力组合值,各截面的控制内力为:1-1截面的控制内力为0120.5848.45M N KN Q KN ==-=-,,2-2截面的控制内力为335.33120.5848.45M KN M N KN Q KN =-∙=-=-,, 3-3截面的控制内力为335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-∙=-=,, 4-4截面的控制内力为246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =∙=-=,, A :刚架柱验算:取2-2截面内力 平面内长度计算系数:00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mμμ=+==∴=+⨯==⨯=c I ,其中K=,,,7200/23600mm ==0Y 平面外计算长度:考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接,起到应力蒙皮作用,与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点,但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑,即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====, ⑴ 局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的。
钢结构课程设计---门式刚架计算书

门式刚架计算书1、设计资料 (1)厂房柱网布置厂房为单跨双坡门式刚架(见图1-1)。
长度90m ,柱距6m ,跨度18m ,门式刚架檐高9m ,屋面坡度为1:10。
图1-1 门式刚架简图 (2)材料选用屋面材料:单层彩板。
墙面材料:单层彩板。
天沟:钢板天沟 (3)结构材料材质钢材:235Q ,22215/,125/v f N mm f N mm == 基础混凝土:225,12.5/c C f N mm = (4)荷载(标准值)Ⅰ静载:有吊顶(含附加荷载)0.52kN m Ⅱ活载:20.5/kN mⅢ风载:基本风压200.35/W kN m =,地面粗糙度为B 类,风载体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用。
确定Z 值: ①180.1 1.8,2z 3.6m m ⨯==②0.40.49 3.6,2z 7.2H m m =⨯==取较小值为3.6m ,根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表A.0.2-1注3,因柱距6 3.6m m >,故风荷载取中间值。
详见图1-2所示图1-2 风荷载体型系数示意图(左风)Ⅳ雪荷载:20.2/kN m (5)其它本课程设计不考虑地震作用 2、荷载计算 (1)荷载取值屋面静载:20.5/kN m 屋面活载:20.5/kN m 轻质墙面及柱自重(包括柱、墙骨架):20.5/kN mm风荷载:基本风压20 1.050.350.37/W kN m ⨯==,按地面粗糙度为B 类; 以柱顶为准风压高度变化系数211.0,0.37/z w kN m μ==; 以屋顶为准风压高度变化系数221.0,0.37/z w kN m μ== (2)各部分作用荷载1)屋面静载 标准值:0.56 3.0/kN m ⨯=活载 标准值:0.56 3.0/kN m ⨯= 2)柱荷载静载 标准值:0.56 3.0/kN m ⨯= 3)风荷载迎风面:柱上0.3760.250.555/w q kN m =⨯⨯= 横梁上0.376 1.0 2.22/w q kN m =-⨯⨯=- 背风面:柱上0.3760.55 1.22/w q kN m =-⨯⨯=- 横梁上0.3760.65 1.44/w q kN m =-⨯⨯=- 3、内力分析采用结构力学求解器求解内力,计算简图及结果如下:(1)静载作用下的内力计算图3-1-1 静载内力计算简图(单位:KN/m)图3-1-2 静载作用下弯矩图(单位:KN·m)图3-1-3 静载作用下剪力图(单位:KN)图3-1-4 静载作用下轴力图(单位:KN) (2)活载作用下的内力计算图3-2-1 活载内力计算简图(单位:KN/m)图3-2-2 活载作用下弯矩图(单位:KN·m)图3-2-3 活载作用下剪力图(单位:KN)图3-2-4 活载作用下轴力图(单位:KN)(3)风载作用下的内力计算1)左风情况下:图3-3-1 左风载内力计算简图(单位:KN/m)图3-3-2 左风载作用下弯矩图(单位:KN·m)图3-3-3 左风载作用下剪力图(单位:KN)图3-3-4 左风载作用下轴力图(单位:KN)2)右风情况下:右风荷载作用下,个内力图与左风荷载作用下的内力图刚好对称,不再画出。
门式钢架设计实例计算书

门式钢架设计实例计算书设计说明:本设计为门式钢架结构,用作工业厂房,设计荷载包括自重荷载、活荷载和风荷载。
本文将详细介绍该结构的设计计算。
一、荷载计算1.1 自重荷载本结构的自重荷载为每平方米40kg。
1.2 活荷载根据工业厂房的使用情况,本结构的活荷载为每平方米300kg。
1.3 风荷载根据当地的气象情况和设计规范,本结构的基本风压为0.6kN/m2,按照结构类别为3类,结构重要性系数为1,地面粗糙度系数为B,风向系数为1.2计算得出风荷载为每平方米1.44kN。
二、结构计算2.1 稳定性分析首先进行稳定性分析,根据工业厂房的结构特点,本结构采用门式结构,悬臂梁的跨度为12米。
采用单跨分析的方法,分析单跨悬臂梁的稳定性。
按照设计规范,门式结构各构件轴力应在允许范围内,轴力比不得大于0.7。
通过计算,单跨悬臂梁的极限状态下轴力比为0.6,因此结构的稳定性满足设计要求。
2.2 强度计算其次进行强度计算,采用配筋设计的方法,根据结构荷载和构件的截面性质计算每个构件所需的钢材强度和配筋。
按照设计规范,各构件的强度应在允许范围内,杆件的屈曲和轴心受拉受压强度比不得小于0.9。
通过计算得出,本结构各构件满足设计要求。
2.3 钢材选型根据结构荷载和强度要求,选用Q345钢材,柱截面为H150×150×7×10,梁截面为H250×125×6×9。
三、结构检验采用有限元分析软件进行结构检验,确认结构的合理性。
通过有限元分析,检验结果满足设计要求。
四、总结本设计采用门式钢架结构,荷载包括自重荷载、活荷载和风荷载,通过稳定性分析、强度计算和钢材选型等步骤,最终得出一个合理而可靠的工业厂房门式钢架设计方案。
门式框架设计计算书

门式框架设计计算书一、设计资料某单层厂房采用单跨双坡门式刚架,厂房横向跨度为15m ,檐口6m ,共有12榀刚架,柱距6m ,屋面坡度为1。
柱网及平面布置图见图1,刚架形式和几何尺寸见图2和图3,。
梁柱节点采用高强螺栓连接,刚架平面外设柱间支撑,檩条端部隅撑在a 、b 点分别提供柱、梁的侧向支撑点,钢材采用Q235-B.F ,焊条采用E43型。
设计条件如下:1)屋面材料:夹芯板。
2)墙面材料:夹芯板。
3)天沟:彩钢板天沟。
4)荷载荷载:0.7 N/mm 2 活载:0.2 N/mm 2风荷载:基本风压0ω=20.6kN m ,地面粗糙度为A 类 雪荷载:0.4 N/cm 2 5)钢材采用Q235-B.F二、构件截面确定(一)、钢架柱的截面确定 1.假设长细比X λ=y λ=100 2.计算回转半径,取o X l =6mo y l =3mx i =oX l /X λ=600/100=6cm y i =o y l /y λ=300/100=3cm截面属于b 类截面,按X λ查教材附表5.2可得柱稳定系数分别为X ϕ=y ϕ=0.555 3.计算截面面积, /A N f j ==18*6*7.5*10/(0.555* 215)=67.9 cm 23/39.5/3186/1.05215629.9X X W M f cm g ==创?所以钢架柱和钢架梁都取H 型钢HW250*250*14*14,但是由于后面截面校核的时候该截面不符合要求,所以经验算选取截面为HW400*400*15*15的截面 该截面特性如表1表1 梁柱截面特性三、荷载计算1.荷载取值计算屋面自重(标准值,沿坡向):双层压型钢板复合保温板 0.22kN m 檩条及支撑 0.152kN m 刚接斜梁自重 0.152kN m 总计 0.52kN m 屋面雪荷载(标准值) 0.42kN m 屋面均布活载(标准值) 0.22kN m屋面均布活载不与雪荷载同时考虑,因此按雪荷载取0.42kN m 墙面及柱自重(包括墙面材料、墙梁及钢架柱) 0.52kN m风荷载:基本风压0ω=0.62kN m 地面粗糙等级A 类,风荷载体型系数见图3 已柱顶为准,风压高度系数z μ=1.17 1ω=0.6 以屋顶为准,风压高度系数z μ=1.17 1ω=0.6 2.各部分作用荷载 ①屋面荷载荷载标准值 (0.5+0.7)⨯6=7.2kN m 活载标准值 0.4⨯6=2.4kN m②柱荷载恒载标准值0.5⨯6=3.0kN m③风荷载标准值迎风面柱上q=1.17⨯0.6⨯0.8⨯6=3.37kN mw横梁上q=-1.17⨯0.6⨯0.6⨯6=-2.53kN mw背风面柱上q=-1.17⨯0.6⨯0.5⨯6=-2.1kN mw横梁上q=-1.17⨯0.6⨯0.5⨯6=-2.1kN mw四、钢架内力计算钢架内力分析可以采用《建筑结构静力计算手册》中的方法进行,见下表2五、内力组合1.钢架柱①柱顶截面。
全钢筋结构门式刚架轻型厂房设计计算书

全钢结构门式刚架轻型厂房设计计算书目录第一部分设计资料1. 工程概况 (3)2. 设计原始资料 (3)3. 设计任务要求 (3)4. 设计其它资料 (5)5. 参考书目 (4)第二部分建筑设计1. 建筑平面设计 (6)2. 建筑剖面设计 (7)3. 定位轴线的确定 (8)4. 建筑立面设计 (9)5. 各种构造的做法 (9)第三部分结构设计1. 结构体系的选择 (11)2. 材料选择 (13)3. 檩条设计 (14)4. 墙架设计 (17)5. 吊车梁设计 (20)6. 刚架的内力分析及设计 (28)7. 节点设计及计算 (59)8. 平台设计 (67)9. 基础设计 (71)第四部分 PKPM输出文件刚架设计 (75)第五部分英文翻译结构和环境 (113)第一部分设计资料1. 工程概况本设计为一新建的大型彩色印刷生产线为一全钢结构门式刚架轻型厂房,厂房位于某稀土高新技术开发区。
车间长42m,宽12m,货物起吊高度12m。
2. 设计原始资料2.1主厂房采暖按18℃设计,冬季室外计算温度-19℃,冬季室外最低气温-30.4℃,夏季最高气温38.4℃。
2.2 年平均降雨日数91.3,年平均降水量678.4㎜,有记录的日最大降水量100.8㎜,时最大降水量54.8㎜。
2.3 最大风速25m/s,主导风向:北,基本风压0.45KN/㎡。
2.4 最大积雪深度210㎜,基本雪压0.35KN/㎡。
2.5 最高地下水位-9m。
2.6 土壤冻结深度-1.50m。
2.7 冬季相对湿度为55%,夏季相对湿度为40%。
2.8 地震设防烈度为8度。
2.9 车间防火等级为丁类Ⅲ级。
2.10 经勘测知地基承载力标准值为150KPa,无不良地基。
3. 设计其他资料3.1 车间采光面积比为1/6~1/8。
3.2 车间地坪荷重10KN/㎡,均采用水磨石地面,全部地坪待设备基础完工后再施工。
3.3 厂房设3.3×3.6及2.4×2.4大门各一个,大门上设人行小门,门上有挡雨棚,外挑900㎜。
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门式刚架厂房设计计算书一、设计资料该厂房采用单跨双坡门式刚架,厂房跨度21m ,长度90m ,柱距9m ,檐高7.5m ,屋面坡度1/10。
刚架为等截面的梁、柱,柱脚为铰接。
材料采用Q235钢材,焊条采用E43型。
22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋面和墙面采用厚夹芯板,底面和外面二层采用厚镀锌彩板,锌板厚度为275/gm ;檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条,屈服强度f ,镀锌厚度为。
(不考虑墙面自重)自然条件:基本风压:20.5/O W KN m =,基本雪压20.3/KN m地面粗糙度B 类二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m ,跨度21m ,柱距9m ,共有11榀刚架,由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ,因此不用设置伸缩缝。
檩条间距为1.5m 。
厂房长度>60m ,因此在厂房第二开间和中部设置屋盖横向水平支撑;并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆;同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑,由于柱高<柱距,因此柱间支撑不用分层布置。
(布置图详见施工图) 三、荷载的计算1、 计算模型选取取一榀刚架进行分析,柱脚采用铰接,刚架梁和柱采用等截面设计。
厂房檐高7.5m ,考虑到檩条和梁截面自身高度,近似取柱高为7.2m ;屋面坡度为1:10。
因此得到刚架计算模型:2.荷载取值 屋面自重:屋面板:0.182/KN m檩条支撑:0.152/KN m 横梁自重:0.152/KN m 总计:0.482/KN m 屋面雪荷载:0.32/KN m屋面活荷载:0.52/KN m (与雪荷载不同时考虑) 柱自重:0.352/KN m风载:基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作用荷载: (1)屋面荷载:标准值: 10.489 4.30/cos KN M θ⨯⨯=柱身恒载:0.359 3.15/KN M ⨯=kn/m(2)屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载,取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ⨯⨯=(3)风荷载010 1.0k z s z s h m ωμμωμμ=≤ 以风左吹为例计算,风右吹同理计算:根据公式计算:根据查表,取,根据门式刚架的设计规范,取下图:(地面粗糙度B 类)风载体形系数示意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=⨯⨯==⨯==-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯k k k k 迎风面 侧面, 屋顶, 背风面 侧面, 屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-⨯=-,荷载如下图:kn/m4.内力计算:(1)截面形式及尺寸初选: 梁柱都采用焊接的H 型钢68⨯⨯⨯梁的截面高度h 一般取(1/301/45)l,故取梁截面高度为600mm ;暂取H600300,截面尺寸见图所示柱的截面采用与梁相同截面截面名称长度()mm面积2()mmx I 64(10)mm ⨯x W 43(10)mm ⨯y I 64(10)mm ⨯y W 43(10)mm ⨯x i m m y im m柱60030068H ⨯⨯⨯ 72009472520 173 36 24234 61.6 梁60030068H ⨯⨯⨯105529472520 173 36 2423461.68668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --=⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯•(2)截面内力:根据各个计算简图,用结构力学求解器计算,得结构在各种荷载作用下的内力图如下:计算项目计算简图及内力值(M 、N 、Q) 备注恒载作用恒载下弯矩 恒载下剪力恒载下轴力(忽略柱自重)弯矩图剪力图“+”→轴力图(拉为正,压为负)活荷载作用活荷载(标准值) 弯矩图弯矩图活荷载作用活荷载(标准值)剪力图活荷载(标准值)轴力图剪力图“+”→轴力图(拉为正,压为负)风荷载作用风荷载(标准值)弯矩图弯矩图.风荷载(标准值)剪力图风荷载(标准值)轴力图剪力图“+”→轴力图(拉为正,压为负)个方向作用,风荷载只引起剪力不同,而剪力不起控制作用)按承载能力极限状态进行内力分析,需要进行以下可能的组合:① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}取四个控制截面:如下图:各情况作用下的截面内力内力组合值控制内力组合项目有:① +M max 与相应的N ,V(以最大正弯矩控制) ② -M max 与相应的N ,V(以最大负弯矩控制) ③ N max 与相应的M ,V(以最大轴力控制) ④ N min 与相应的M ,V(以最小轴力控制)所以以上内力组合值,各截面的控制内力为:1-1截面的控制内力为0120.5848.45M N KN Q KN ==-=-,,2-2截面的控制内力为335.33120.5848.45M KN M N KN Q KN =-•=-=-,, 3-3截面的控制内力为335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-•=-=,, 4-4截面的控制内力为246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =•=-=,, A :刚架柱验算:取2-2截面内力 平面内长度计算系数:00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mμμ=+==∴=+⨯==⨯=c I ,其中K=,,,7200/23600mm ==0Y 平面外计算长度:考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接,起到应力蒙皮作用,与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点,但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑,即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====, ⑴ 局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的。
① 柱翼缘()1504212.17156b t -==<==(满足要求)② 柱腹板600161462504w w h t -==<==(满足要求) (2)柱有效截面特征max 4min 2max min 0max 00335.33120.5848.45947217310206.5612.73193.83/181.10206.56181.10 1.88206.5658497480.526.21056X x w M KN M N KN Q KNN M A W N mm h t σσσσασαλ=-•=-=-⎫⨯⨯=±=±⎬⨯⎭⎧=±=⎨-⎩-+=====<+-=36,,120.5810335.3310 .28因97>70,故可以考虑屈曲后强度。
220.5181.10.88206.56584206.56311.2206.561621.28[(1)0.112(1)]10.8,148.45c pw h mmkNσσβσβββλρλ-∴==-=⨯=+==++-++==≤===21max 由于考虑屈曲后强度:=181.1k 则,截面全部有效。
(3)抗剪强度验算:柱截面的最大剪力为V '2'30.850.8 1.4,[10.64(0.8)]0.973125121.63/5848121.6310w v w v d w w v f f N mm V h t f λλ-==<<=--=⨯===⨯⨯⨯>max 则V ,满足要求。
460.5/1731021510371.95/371.95120.58371.95/9472371.9522.59367.2N d e e e e e e N e e e e V V M M M NW A M W f kN m M M NW A kN m kN m -<≤=-==⨯⨯⨯=⋅=-=-⨯=-=⋅>⋅弯剪压共同作用下的验算:因为,按公式进行验算,其中 335.33,满足要求。
[]225'22'81.6180,81.60.6813.14 2.061094722388, 1.0,(1.1)(1.181.6)1.0[10.8(/)]x Exmx x mx x x x Ex x b EA N kN M N A N N W λλλλϕπβλβϕγ=<====⨯⨯⨯====⨯⨯⨯+=+-⨯x 3(4)稳定性验算刚架柱平面内稳定性验算类截面,由《钢结构设计规范》附表C-2查得,则120.581030.681947242120.5817310(10.8)238818.69192.39211.08/N mm f ⨯⨯⨯⨯-⨯=+=<635.33101.05 满足要求。
刚架柱平面外稳定性验算:212236458.40.81810.650.350.650.350.825258.41.07 1.070.99440044000120.58100.825335.33101.00.81894720.991731015.5tx b tx x b px b M M M A W λλϕβλϕβηϕϕ====+=+⨯==-=-=⨯⨯⨯+=+⨯⨯⨯=y y 类截面,由《钢结构设计规范》查得,N 则 26161.52177/N mm f +=<满足要求。
B :刚架梁验算:取3-3截面内力335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-•=-=,,⑴ 局部稳定验算③ 梁翼缘()1504212.17156b t -==<==(满足要求)④ 梁腹板600161462504w w h t -==<==(满足要求) (2)梁有效截面特征24220.5193.83/173101158429221623.91[(1)0.112(1)]10.530.8,X c p M N mm W h mm σσσσβσβββλ⎫⨯=±=±=±⎬⨯⎭∴=-=⨯====++-++===≤61221门式刚架坡度为1/10<1/5,可以不考虑横梁轴梁的影响,按受弯构件验算。
335.3310=k'2'31115.45.340.850.8 1.4,[10.64(0.8)]0.973125121.63/5848121.6310568.25w w v w v d w w v kN f f N mm V h t f kN τρλλλ-======<<=--=⨯===⨯⨯⨯=>max max 则,截面全部有效。