钢结构课程设计门式钢架
钢结构门式刚架结构设计
V 0.5Vd
2 1
当为双轴对称截面时
M
N f
Af
(hw
t)(
f
N
A)
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1.3.3.3 梁腹板加劲肋的配置
梁腹板应在与中柱连接处、较大集中荷截作用处和翼缘转折处设 置横向加劲肋。其间距a取hw~2 hw 。中间加劲肋的设置应满足屈曲 后强度计算要求。中间加劲肋除承受集中荷载和翼缘转折产生 的压力外，还应承受拉力场产生的压力：
❖ 放大截面 ❖ 修改柱脚约束
❖ 若有摇摆柱，上端改为刚接
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➢ 受弯构件的挠度限值
门式刚架斜梁竖向挠度：（L为构件跨度）
仅支承压型钢板和檩条 L/180
尚有吊顶
L/240
有悬挂起重机
L/400
屋面坡度改变值：≤屋面坡度的1/3
檩条竖向挠度：
仅支承压型钢板
L/150
he=hc
28.1
hw tw kσ 235
fy
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图1.7 有效宽度分布
k
16
1 2 0.1121 2 1
2 1
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当腹板边缘最大应力1<f时，计算时可用R1代替式fy ，R为
抗力分项系数，对Q235和Q345钢，R=1.1。 当截面全部受压，即>0时
GB50018-2002
➢《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
CECS102:98
CECS102:2002
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1.2 结构形式 和结构布置
1.2.1 门式刚架的结构形式
钢结构的课程设计计算书
（2）1.0X永久荷载标准值十1.4X风荷载标准值；
上述（1）项组合主要用于截面强度和构件稳定性计算；（2）项组合主要用于 锚栓抗拉计算。
一般对轻型屋面的刚架，当地震设防烈度为7度而相应风荷载大于0.35 kN/卅（标准值）或为8度（I、U类场地上）而风荷载大于0.45 kN/tf时，地震作用 组合不起控制作用，可只进行上述二项组合。
当使用及施工荷载较大时，应按实际情况采用。
屋面雪荷载、积灰荷载等按《建筑结构荷载规范》（GB50009）的规定采用。
荷载效应组合时应符合下列原则：
1）屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值；
2）积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑；
3）施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其它荷载同时考虑。
根据跨度、高度和荷载的不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实 腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。变 截面构件通常改变腹板的高度做成楔形；必要时也可改变腹板厚度。结构构件在 安装单元内一般不改变翼缘截面，当必要时，可改变翼缘厚度；邻接的安装单元 可采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度宜相等。
门式刚架的跨度宜采用9~36m,以3m为模数，必要时也可采用非模数跨度。 边柱的截面宽度不相等时，其外侧要对齐。
门式刚架的间距，即柱网轴线在纵向的距离宜为6m，也可采用7.5m或9m，
最大可用12m;跨度较小时也可用4.5m。
门式刚架的高度宜采用4.5~9.0m,必要时可适当加大。
在多跨刚架局部抽掉中柱处，可布置托架。
(3)墙梁布置
钢结构课程设计—门式钢架
门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m ，檐高H=7.5m ，屋面坡度B=1/10，跨度L=15m ，柱距S=7.5m 。
刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。
屋面材料、墙面材料采用单层彩板。
檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z 型钢，间距为1.5m ，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
基本风压 20.35/O W 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150m ，跨度12m ，柱距7.5m ，共有21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。
厂房长度>60m ，因此在厂房第一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，檩条间距为 1.5m ；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，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。
三、荷载的计算（一）计算模型的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：（二）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值屋面板20.60/kN m刚架斜梁自重（先估算自重）20.15/kN m合计0.752/kN m2．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.502/kN m，不考虑积灰荷载。
3．轻质墙面及柱自重标准值0.252/kN m4．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。
基本风压ω=1.05×0.45 kN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m 时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。
风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。
门式刚架课程设计
《房屋钢结构》门式钢架课程设计姓名：杜修磊学号：20110380班级：2011级土木3班指导教师：张杰2014年12月一、题目要求现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t 中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m 。
设计参数：1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年；2、基本风压为2/4.0m kN （50年一遇），B 类粗糙度；3、基本雪压为2/35.0m kN （50年一遇）；4、屋面恒载为2/3.0m kN ，屋面活载为2/5.0m kN ；5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II 类，抗震设防类别为丙类；6、基础顶面标高为0.000m 。
结构布置形式如图所示：二、输入参数工程名: 01************ PK11.EXE *****************日期:12/18/2014时间: 20:12:44设计主要依据:《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010);《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002，2012年版);结果输出---- 总信息----结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构设计规范: 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算结构重要性系数: 1.00节点总数: 9柱数: 4梁数: 4支座约束数: 2标准截面总数: 5活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置风荷载计算信息: 计算风荷载钢材: Q235梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算恒载作用下柱的轴向变形: 考虑梁柱自重计算增大系数: 1.20基础计算信息: 不计算基础梁刚度增大系数: 1.00钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.85门式刚架梁平面内的整体稳定性: 按压弯构件验算钢结构受拉柱容许长细比: 400钢结构受压柱容许长细比: 180钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180柱顶容许水平位移/柱高: l / 180地震作用计算: 计算水平地震作用计算振型数： 3地震烈度：7.00场地土类别：Ⅱ类附加重量节点数：0设计地震分组：第一组周期折减系数:0.80地震力计算方法：振型分解法结构阻尼比：0.050按GB50011-2010 地震效应增大系数1.000窄行输出全部内容三、柱强度、稳定、配筋计算钢柱 1截面类型=16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 13.07, Ly=5.50; 长细比：λx=52.1, λy=99.2构件长度= 5.50; 计算长度系数: Ux=2.38 Uy=1.00抗震等级: 三级截面参数: B1=250, B2=250, H=600, Tw=6, T1=10, T2=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:123,M=-148.31,N=98.89,M=-74.58,N= -93.62考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.483抗剪强度计算控制组合号:123,V=-43.30抗剪强度计算应力比 =0.126平面内稳定计算最大应力对应组合号:77,M=-67.25, N=281.33,M=-127.35,N= -276.05平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =113.21平面内稳定计算最大应力比 =0.527平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =150.69平面外稳定计算最大应力比 =0.701门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] =250.00翼缘容许宽厚比 [B/T] =15.00考虑屈曲后强度强度计算应力比= 0.483 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.126 < 1.0平面内稳定计算最大应力 < f=215.00平面外稳定计算最大应力 < f=215.00腹板高厚比 H0/TW=96.67 <[H0/TW]=250.00翼缘宽厚比 B/T=12.20 < [B/T]=15.00压杆,平面内长细比λ=52. ≤ [λ]=180压杆,平面外长细比λ=99.≤ [λ]=180构件重量 (Kg)=366.12四、梁强度、稳定、配筋计算1、钢梁 1截面类型=27; 布置角度=0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1=250, B2=250, H1=600, H2=450 T1=6 T2=10 T3=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -28.81 -25.67 -26.71 -27.17 -27.06 -27.11 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 144.94 117.73 97.98 78.91 60.52 43.08 32.58 考虑屈曲后强度强度计算应力比 =0.457抗剪强度计算应力比 = 0.144平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) = 91.79平面内稳定计算最大应力比 =0.427平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 88.55平面外稳定计算最大应力比 = 0.412考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.457 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.144 < 1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 84.17 < [H0/TW]= 250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 < [B/T] = 15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 -0.02 0.07 0.25 0.51 0.81 1.14最大挠度值 = 1.14 最大挠度/梁跨度 = 1/7910斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.28变形后斜梁坡度改变率 = 0.027<1/3构件重量 (Kg)=190.052、钢梁 3截面类型= 27; 布置角度= 0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1= 250, B2= 250, H1=450, H2=600 T1=6 T2=10 T3=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -76.34 -76.03 -73.78 -65.87 -52.31 -34.94 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7 弯矩 0.00 0.05 3.26 7.03 11.35 16.23 32.58考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.279抗剪强度计算应力比 = 0.097平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) =56.33平面内稳定计算最大应力比 =0.262平面外稳定最大应力(N/mm*mm) =54.20平面外稳定计算最大应力比 =0.252考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.279<1.0抗剪强度计算应力比 = 0.097<1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 80.00 <[H0/TW]=250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 <[B/T] =15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 1.75 2.80 3.16 2.89 2.14 1.14最大挠度值 =3.16 最大挠度/梁跨度 = 1/ 2866斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.32变形后斜梁坡度改变率 = 0.031<1/3构件重量 (Kg)= 373.00五、各种荷载组合模式下的验算1、风荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.580(mm) = H / 20952、地震荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.934(mm) = H /19073、梁的(恒+活)最大挠度:梁( 4), 挠跨比 = 1 /28664、风载作用下柱顶最大水平位移:H/2095< 柱顶位移容许值: H/1805、地震作用下柱顶最大水平位移:H/1907< 柱顶位移容许值: H/1806、梁的(恒+活)最大挠跨比:1/2866< 梁的容许挠跨比: 1/180所有钢柱的总重量 (Kg)=999所有钢梁的总重量 (Kg)=1126钢梁与钢柱重量之和 (Kg)=2125-----PK11 计算结束-----。
2、门式刚架
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 概述 结构选型和布置 刚架设计 压型钢板设计 檩条设计 墙梁设计 支撑及构造设计
1.1
概述
轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具 有以下技术特征：
1.结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用 建筑空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。 2.门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以 组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。 3.屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/51/10，是一种经济可靠的结构形式。
1.3.2 刚架内力和侧移计算
内力计算原则： 根据不同荷载组合下内力分析结果，找出控 制截面的内力组合，控制截面位置一般在柱底、 柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。 控制截面的内力组合主要有： 最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最小轴压力Nmin和相应的M及V，出现在永久荷载 和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。
非抗震设防地区：
抗震设防地区：
0S R
SE R / RE
正常使用极限状态
按荷载效应的标准组合计算变形 柱顶侧移： H/60， H/240;H/180，H/400 （多层层间H/500 ） 受弯构件挠度： 主梁：L/180;L/240;L/400（钢结构 L/400）
1.3.1荷载及荷载组合
门式刚架结构的特点
重量轻 工业化程度高、施 工周期短
柱网布置灵活
综合经济效益高
门式刚架结构性能： 1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、 隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量， 同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。
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。
钢结构(门式刚架)
第1章轻型门式刚架结构1．1 概述1．1．1 单层门式刚架结构的组成如图1—1所示，单层门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢(等截面或变截面)、热轧H形钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、Z形等)做檩条、墙梁；以压型金属板(压型钢板、压型铝板)做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设臵支撑的一种轻型房屋结构体系。
在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁-柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。
柱脚可与基础刚接或铰接。
围护结构采用压型钢板的居多，玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等特点，用作保温隔热材料最为普遍。
1．1．2 单层门式刚架结构的特点单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具：有以下特点：(1)质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻，因而支承它们的门式刚架也很轻。
根据国内的工程实例统计，单层门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10～30kg／m2；在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1／20～1／30。
由于单层门式刚架结构的质量轻，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小。
同时在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小，一般情况下，地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。
但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大，风荷载产生的吸力可能会使屋面金属压型板、檩条的受力反向，当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。
(2)工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便。
除基础施工外，基本没有湿作业，现场施工人员的需要量也很少。
构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，是安装迅速的一个重要方面，但必须注意设计为刚性连接的节点，应具有足够的转动刚度。
第三章 门式刚架结构设计
本章内容
结构形式及布置
檩条设计
刚架设计
围护结构
计算实例
屋檐斜拉条 屋面直拉条 刚架梁 通长刚性系杆 屋脊斜拉条 刚性系杆 通长刚性系杆 屋面檩条 屋面水平支撑
墙面斜拉条
山墙檩条 山墙抗风柱 墙面直拉条 柱间支撑 窗边立柱 门洞立柱 山墙角柱
刚架柱
门式刚架结构示意
圆钢、角钢
钢管、双角钢
杆件必须交于节点的中心
支撑的设计与构造
（2）柱间支撑 ①柱间支撑在建筑物跨度小、高度低的情况下，可用带张 紧装置的圆钢做成交叉型的拉杆。也可采用角钢或槽钢。
②在高大的建筑中柱间支撑的交叉杆除用角钢外，也可采
用钢管。 ③柱间支撑的上端与水平压杆必须与柱中心交于一点；柱 间支撑下端应尽可能与柱中心交于柱脚底面，避免出现偏 心受力。
（a）单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
（d）带挑檐刚架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
3.1结构形式及布置
3.1.2．门式刚架的尺寸 跨度：横向刚架柱轴线间的距离，一般为9~36m；
高度：地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度，根据使用要 求的室内净高确定。无吊车时，高度一般为4.5～9m；有吊车 时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般为9～12m。 柱距：宜为6m，通常介于4.5～9m之间。
无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜设在
温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距 不宜大于60m； 当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； 支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°；
柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥式吊
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1.永久荷载标准值
屋面夹芯板0.２５kＮ/㎡
檩条0.05 kN/㎡
悬挂构件0.１５kN/㎡
0.5０kＮ/㎡
2.可变荷载标准值
由于钢架的受荷水平投影面积为９×6＝54㎡＜60㎡,故取屋面活荷载标准值为0.５kN／㎡，雪荷载为０.25ｋN/㎡，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0．5kN/㎡.
３．风荷载标准值
2.墙面风荷载
背风面：ω１=1.4×0.25×1．0×０.４×6＝０.84kN/㎡
背风面:ω4=1.4×﹙－0.55﹚×1．0×0.4×６＝-1.85kＮ/㎡
３．屋面恒荷载 ｇ1=1.2×0.４５× ×4.5=２．45 kN/㎡
4.柱身恒荷载 g2=1.2×0．45×6＝3．24kN／㎡
5.屋面活荷载q＝1.4×0.5×4.5=3.1５kN／㎡
1.截面内力
恒载
(单位:kN·ｍ)
(单位:kN)
(单位:ｋN)
活荷载
(单位：kN·m)
（单位:kN)
(单位:kN)
风荷载
(单位:ｋＮ·m）
(单位:kN)
(单位:kN)
２.内力组合
1-1截面控制内力:M=０ｋN·ｍ , Ｎ=－2７.72kN , V＝11.9kN
2-2截面控制内力：Ｍ＝-29.0kN·m , N=－27.７2ｋＮ , Ｖ=10.14kN
３.斜杆
斜杆选用φ１2的圆钢，截面面积Ａ=113.０㎜²
强度校核: /㎜²＜f
５. 柱间支撑
柱间支撑直杆用檩条兼用，因檩条留有一定的应力余量,可不再验算。
1．柱间支撑布置
2.柱间支撑荷载及内力
作用于两侧山墙顶部节点的风荷载为（山墙高度取５．25m）
取µs＝0．8＋０．5＝１.3
ω1=1.３×1.０×0.4×9× =1６．３８kＮ
2）构件宽厚比的验算
翼缘部分:
腹板部分:
（3）刚架梁的验算ﻩ
强度
刚架梁端部为最不利截面,M＝－２9．０kＮ·m ,N=3.5８ｋＮ ， V＝4０.3kN
a．梁截面的最大剪力为 ＝40.3kＮ
考虑仅有支座加劲肋,即按 >1或者 =0计算,因不设中间加劲肋，所以 ＝5.34,
= ＝ <0．８
= =(30０－2×8)×4.5×125=1５9.7５ｋN
按一半山墙面作用风荷载的1/3考虑节点荷载标准值为：
Ｆwk= ２.73kN
节点荷载设计值 Ｆw=2.73×１.4=３.８2kＮ
斜杆反力设计值 N=３．82/coｓ37°＝4.78kN
3.斜杆校核
斜杆选用φ12的圆钢,截面面积A=11３.0㎜²
强度校核: /㎜²＜f
６. 杆件内力
计算各种荷载作用下的门式钢架内力，并经最不利组合得出内力图。计算结果显示钢架内力一般由恒荷载加活荷载组合控制。
钢结构课程设计－门式钢架
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１． 设计资料
某车间跨度9ｍ,长度９０m,柱高4.5ｍ,柱距 ,采用单跨双破门式钢架,檩条间距 ，屋面坡度 ，当地雪荷载0.25ｋN/㎡,基本风压0.4ＫN/㎡，地面粗糙度：B类,风载体型系数如下图
因 = =２0.1＞ ，因此需计算刚架梁平面外整体稳定。
对于等截面构件 =0，有
＝1.０
＝3015/３5＝8６．1
根据试验，轻型H型钢课按ｂ类截面，查附表４.2得 ＝０.647。
计算:
= =１.7４5 >0．6
=1．07- =０．9１
又有:
1
＝８1.５ <ｆ,满足要求
4.刚架柱的验算
强度
钢架柱的强度也需按弯、剪、压共同作用下的压弯构件计算，并取最不利的柱顶面，N＝-２7.72KN，V=１0.1４KN,M=-29．0 KN·m。
3-3截面控制内力:M=－2９.0kN·m ，N＝3.58kN ， V=4０.3ｋN
4-４截面控制内力:Ｍ=2０．80kＮ·m , N=0.２３ｋN ，V＝-1．80kN
７.构件截面设计
1．构件截面几何参数
梁柱均为高频焊接轻钢H型钢（mｍ）3０0×150×4.5×8，Ix＝5976.11㎝， ， ， ， ， , 。
钢材采用Q235钢，焊条E４3型。
屋面材料:夹芯板
墙面材料:夹芯板
檩条墙梁：薄壁卷边C型钢
本课程设计不考虑地震作用
2．屋面构件
１.夹芯板
夹芯板型号采用JXB42-3３3-100０，芯板面板厚为０．50㎜,板厚为8０㎜。
2.檩条
檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢18０×70×20×3．０，跨中设拉条一道。
3.荷载和内力计算
因此, =1，即梁腹板不屈曲全部有效。从而可得按有效设计截面计算的梁抗弯承载力设计值：
= =３9８．4×１0³×21５=85.66ｋＮ·ｍ
c．弯剪压共同作用下的验算
由于V＝40.３< 0.５ ＝０.5×１５9．７5 =７9.9kN,即
= =85.66× =85.7２ kN·ｍ>M=2９.0kＮ·ｍ
整体稳定验算
a．横梁平面内的整体稳定性验算
当斜梁坡度不超过1:5时，因轴力很小可按弯压构件计算其强度和刚架平面外的稳定,不计算平面内的稳定。
b．横梁平面外的整体稳定验算
考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接,有蒙皮作用,檩条可作为横梁平面外的支承点,但为了安全起见计算长度按两个檩条或者隅撑间距考虑，即 = 3０1５mm
4． 屋面支撑
1.屋面支撑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ置
檩条间距1.5m，水平支撑截距３m。
2.屋面荷载及内力
屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢。
节点荷载标准值Fｗk=0．4×1．0×1.0×3.０×﹙4.5＋0.3＋0.45﹚/２=３.15kN
节点荷载设计值Fw=３.15×1．4=4.4１kＮ
斜杆拉力设计值Ｎ=4.41/coｓ26.6°=４．9３kN
=40.３kN< ,满足要求
b．梁抗弯承载力设计值
先计算梁的有效截面：腹板的最大应力 和最小盈应力 ：
= = ±６8.9 =﹛
腹板的受压区高度：
= 1４3．0㎜
= / =﹣67.９3/6８．87=﹣0.986
= 2３.７
由于 = 68．87 <f= 215 ,故取 ＝1.1×68.87＝７5.76
＝ = =0．262＜0.8
基本风压０.4 kＮ/㎡，地面粗糙度为B类，μｚ=１.０,风荷载形体系数μs迎风面柱及屋面分别为+0.25和－1.０;背风面柱及屋面μ分别为-0.5５和－0.65。
3.2 荷载计算值
1.屋面风荷载
迎风面：ω2=1.4×﹙-0.1﹚×1.0×0.4×6=－３.３6kN/㎡
背风面:ω3=1.4×﹙－0.65﹚×1.0×０.4×6=-2.18kN/㎡