门式钢架课程设计算例
轻型门式钢架设计实例
2 2
2
16 2 2
2
4。
因 1 f ，计算参数 p 可用 R 1 1.116.5 18.15 N/mm2 代替 f y ，则
p
hw t w 28.1 K 235 f y 28.75 0.143 0.8 28.1 4 235 18.15
-270.0 -39.6 -80.4
六、构件截面验算
（一）宽厚比验算 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002（以下 简称技术规程）第 6.1.1 条规定验算。 翼缘板自由外伸宽厚比
（200 8） /2 9.6 15 235 f y 12.4 ，满足规程限值要求。 10
96.6 103 1.0 270106 225 283.0 310 96 . 6 0 . 581 5840 4 1 0 . 581 24664 10 W e1 1727
（b）刚架柱平面外的整体稳定性验算 考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱相 连的墙梁可作为柱平面外的支撑点， 计算时按常规墙梁隅撑间距考虑， 取 l y 3000mm。 楔形柱平面外稳定验算：
所以有效宽度系数 1 ，即此时 1 号节点端截面全部有效，
1 N A f 310N/mm
2
V12 39.6 Vd hwt w f v (250 2 10) 8 125103 230kN
1 号节点端截面强度满足要求。
2 号节点端：
1 N A M We 80.4 103 / 7440 270106 225 24664104 217.9 （N/mm ）
门式刚架梁柱分析设计实例
门式刚架梁柱分析设计实例：图1所示单跨门式刚架，柱为楔形柱，梁为等截面梁，截面尺寸及刚架几何尺寸如图所示，材料为Q235B.F 。
已知楔形柱大头截面的内力： M 1=198.3KN.m ，N 1=64.5kN ，V 1=27.3kN ；柱小头截面内力：N 0=85.8kN ，V 0=31.6kN 。
试验算该刚架柱的整体稳定是否满足设计要求。
图1 刚架几何尺寸及梁柱截面尺寸（a ）刚架几何尺寸；（b ）梁、柱大头截面尺寸；（c ）柱小头截面尺寸[解]：（1）计算截面几何特性：刚架梁及楔形柱大头、小头截面的毛截面几何特性计算结果见表1-1刚架梁、柱毛截面几何特性 （2）楔形柱腹板的有效宽度计算 ① 大头截面：腹板边缘的最大应力23461/8.1566800105.641040375300103.198mm N =⨯+⨯⨯⨯=σ 23462/9.1376800105.641040375300103.198mm N -=⨯+⨯⨯⨯-=σ 腹板边缘正应力比值879.08.1569.13712-=-==σσβ 腹板在正应力作用下的凸曲系数()()()βββσ++-++=11112.011622k()()()879.01879.01112.0879.011622-+++-==21与板件受弯、受压有关的系数 )/(2351.28/1σγλσρR ww k t h =66.0)8.156087.1/(235211.286/600=⨯⨯⨯=≤0.8大头截面腹板全部有效。
②小头截面： 腹板压应力 2100/6.17488085800mm N A N ===σ ,1=β 0.4202162=++=σk24.0)6.17087.1/(23541.286/280=⨯⨯⨯=ρλ< 0. 8, ρ=1,故小头截面腹板全截面有效。
⑶楔形柱的计算长度柱的线刚度 5479773681040375411=⨯==h I K e 梁的线刚度 170656.118291210403752402=⨯⨯⨯==s I K b ψK 2/K 1=17065/54797=0.3119.010407351077334410=⨯⨯=c c I I查表得柱的计算长度系数γμ=1.22柱平面内的计算长度γμ=ox l h=1.22×7368=8986mm柱平面外的计算长度根据柱间支撑的布置情况取其几何高度的一半mm l oy 3684=⑷楔形柱的强度计算柱腹板上不设加劲肋，k τ =5.34,偏于安全地按最大宽度计算17.134.5376/600/23537/=⨯==yww w f k t h τλ腹板屈曲后抗剪强度设计值2/4.95125)]8.017.1(64.01[)]8.0(64.01[mm N f f v w v =⨯-⨯-=--='λ柱腹板抗剪承载力设计值kN f t h V v w w d 4.343104.9566003=⨯⨯⨯='=-V 1=27.3kN < 0.5V d366611110680010311.15.641021510311.1/⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=-e e e N eA NW M M=269.4kN.m M=198.3kN.m < N e M柱大头截面强度无问题，小头截面积虽小，但弯矩为零，强度也无问题。
门式刚架设计实例
门式刚架设计实例(总27页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--轻型门式刚架——计算原理和设计实例 <9>来源：发布时间：06-06 编辑：段文雁二、设计实例一1 设计资料门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。
刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc= N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。
2 荷载取值静载：为 kN/m2；活载： kN/m2 ；雪载： kN/m2；风载：基本风压W0= kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图：图3-41 风载体型系数示意图3 荷载组合(1). 恒载 + 活载(2). 恒载 + 风载(3). 恒载 + 活载+ × 风载(4). 恒载+× 活载 + 风载4 内力计算（1）计算模型图3-42 计算模型示意图（2）工况荷载取用恒载活载左风右风图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图各单元信息如下表：表3-5 单元信息表单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4)1 Z250~450x160x8x10 5700 973974 82 L450x180x8x10 9045 7040 974 227283 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值图3-44 梁柱截面示意简图（3）计算结果刚架梁柱的M、N、Q见下图所示：图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图选取荷载效应组合：（恒载 + 活载）情况下的构件内力值进行验算。
组合内力数值如下表所示：表3-6 组合内力表单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M12345构件截面验算根据协会规程第条进行板件最大宽厚比验算。
轻型门式钢架课程设计计算书
一、设计资料某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。
屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，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，钢材采用Q345钢，2/310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2/3.14mm N f c =，焊条采用E50型。
刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布置草图，钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。
刚架平面布置图屋面檩条布置图柱间支撑布置草图计算模型及风荷载体形系数二、荷载计算2.1 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。
2.2 荷载取值计算：（1） 屋盖永久荷载标准值彩色钢板 0.40 2kNm保温层 0.60 2kN m 檩条 0.08 2kN m 钢架梁自重 0.15 2kN m 合计 1.23 2kN m （2） 屋面活载和雪载 0.30 2/KN m 。
（3） 轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2/KN m（4） 风荷载标准值基本风压：m kN /525.050.005.10=⨯=ω。
根据地面粗糙度类别为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，z μ=1.0。
风荷载体型系数s μ：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。
2.3 各部分作用的荷载标准值计算（1） 屋面荷载：标 准 值： m kN /42.7cos 1623.1=⨯⨯θ柱身恒载： m kN /00.3650.0=⨯（2） 屋面活载屋面活载雪载m kN /81.1cos 1630.0=⨯⨯θ（3） 风荷载以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，sμ取值如图1.2所示。
YJK门式刚架设计
YJK门式刚架设计用户例题展示：例题：单跨双坡门式刚架1.设计条件刚架跨度30m，柱高6m，柱距6m，屋面坡度1/10，柱网及平面布置见图，刚架形式及几何尺寸见图，屋面及墙面为压型钢板复合板。
檩条及墙梁为薄壁卷边C型钢，檩条间距1.5m，钢材采用Q345钢。
2.荷载（1）永久荷载标准值(水平投影)屋面板及保温屋0.35 KN/m2檩条、拉条、支撑等0.05 KN/m2悬挂设备及照明灯0.10 KN/m2合计0.5KN/m2;（2）可变荷载标准值屋面活荷0.5KN/m2（3）风荷载标准值基本风压值0.5KN/m2;地面粗糙度系数按B类取值；风荷载高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。
当高度小雨10m时按10m高度处的数值采用，；风荷载体型系数按荷载规范表8.3.1取用。
3.构件设计（1）门式刚柱、门式刚梁根据门规宽厚比、高厚比要求选用截面分别为：变截面柱H600~400x300x8x12, 门式刚梁分成三段截面分别为：变截面H600~400x300x8x12,等截面H400x300x8x12, 变截面H400~600x300x8x12;（2）压型钢板厚度0.6mm。
（3）檩条选用C型薄壁卷边槽钢，檩条间距1.5m，（4）屋面支撑系统：水平交叉支撑采用（5）边跨及屋脊系杆采用圆钢管（6）柱间交叉支撑采用角钢L80x6；（7）抗风柱截面为H400x250x8x10.一：建模型采用普通建模方式1：布置网格2：布置门式刚柱、门式刚梁（1）变截面边柱要根据柱外皮位置来定义垂直边（2）由于工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，可以填写偏轴偏心来实现，并在支撑布置以及边跨系杆布置时也要考虑偏心；也可以不考虑柱偏心避免建模的繁琐，使两边跨轴线向屋脊线各移动H（小头）/2，轴线跨度减小400即可。
如下轴线网格：3：布置柱间支撑及抗风柱4：布置屋面系杆、交叉支撑5：点高找坡使用三点点高时首先要选择三点来确定一个面，然后选择在这个面上的构件。
门式刚架结构设计_例题
门式刚架结构设计1 设计资料单跨双坡门式刚架轻钢厂房长度60m ，柱距6m ，刚架跨度24m ，屋面坡度为1：10。
刚架柱在柱高一半处设有侧向支撑。
屋面采用双层压型钢板复合保温板，屋面檩条间距为3m，在每根檩条位置处都有隅撑与梁下翼缘相连。
柱脚采用铰接柱脚。
梁柱节点连接采用高强度螺栓连接(摩擦型)，材质采用Q235B。
截面：梁为焊接等截面梁:H ‐600×300×8×12 翼缘为轧制边柱为焊接工字形截面(变截面) H ‐(600‐300)×300×8×12 翼缘为轧制边 荷载条件(标准值)：雪荷载：0.402m kN 基本风压：0.652m kN 积灰荷载：0.32m kN 屋面活荷载：0.502m kN双层压型钢板复合保温板：0.202m kN 檩条及支撑重：0.152m kN轻质墙面(包括墙骨架等)：0.202m kN 。
图1 刚架简图2 荷载计算(1) 恒载刚架梁：双层压型钢板复合保温板：0.20×6=1.2 m kN檩条及支撑重：0.15×6=0.9 m kN梁自重： 0.92m kN合计：刚架梁上荷载：3.02 m kN柱：轻质墙面(包括墙骨架等)：0.20×6=1.2 m kN自重(取柱中间截面计算)：0.828m kN合计：2.028 m kN(2) 活荷载屋面活荷载标准值为0.502m kN ，刚架受荷面积为24×6=1442m ＞602m ，所以屋面活荷载标准值取为0.302m kN (规程3.2.2条) 。
雪荷载为0.402m kN ，计算时取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取0.402m kN 计算。
屋面活荷载和雪荷载中的较大值：0.4×6=2.4 m kN积灰荷载：0.3×6=1.8 m kN(3) 风荷载风荷载体型系数s μ按《门规》封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用，体系系数图2风荷载体型系数见图2 。
《钢结构设计》（门式刚架）课程设计指导书范文
《钢结构设计》（门式刚架）课程设计指导书范文第一篇：《钢结构设计》(门式刚架)课程设计指导书范文《钢结构设计》课程设计指导书（门式刚架）土木工程与建筑学院《钢结构设计》课程设计指导书绪言课程设计目的要求课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。
要求学生通过《钢结构设计》课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。
要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。
《钢结构设计》课程设计题目一、设计题目某24m跨度厂房的门式刚架设计，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面）。
二、设计任务1、选择钢屋架的材料；2、柱网及屋面结构布置（包括支撑体系布置）；3、门式刚架选型；4、确定门式刚架梁、柱截面形式，并初估截面尺寸；5、钢屋盖及支撑的布置；6、钢屋架的结构设计；7、绘制门式刚架施工图及材料表。
三、设计资料建造于某市的轻工厂房，建筑面积1500m2厂房平面及剖面如图所示，据生产要求无吊车，屋面采用0.6mm厚镀锌压型彩涂板，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面），柱梁节点处为构造加腋（视为刚接，计算时可不考虑加腋之影响），柱与基础为铰接，拟在刚架平面外设柱间支撑及檩条端部隅撑，在a,b点分别提供柱梁的侧向支撑点，设计时考虑积灰荷载0.4kN/m2，该地区的基本雪压为0.5kN/m2, 基本风压为0.5kN/m2，轻质屋面，屋面活荷载取0.4kN/m2。
檩条及支撑重0.2kN/m2，刚架斜梁自重0.2kN/m2；轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）0.7kN/m2。
刚架简图及其风荷载体型系数（a）平面图（b）刚架简图（c）刚架风荷载体型系数门式刚架设计计算一、材料选择刚架结构中所采用的钢材应符合国标要求，一般采用Q235钢或Q345钢，Q345钢多用于刚架斜梁与柱，但当构件是以变形控制时应慎用。
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-----。
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327.886
①+③
129.48 -39.724
①+②
—
—
—
—
—
788.92 323.24 -87.66
— — —
14
最不利荷载组合作用下刚架 M、N、Q 图
15
5、刚架梁、柱截面验算
5.1 构件宽厚比验算 ① 梁翼缘
b = (350 −12) 2 = 14.17 < 15 235 = 15 满足要求
=
+0.525kN
/m
q
w DE
=
0.35 × (−0.55) × 6
=
−1.155kN
/m
8
4、内力计算及组合
4.1 刚架内力计算 由结构矩阵分析计算得到刚架在各种荷载作用下得弯矩 M 图、剪力 V 图、轴力 N 图见图 8～图 19。
① 屋面恒载作用下刚架 M、N、Q 图
9
② 屋面活载作用下刚架 M、N、Q 图
1
2、结构平面及支撑布置
结构平面图见附图 1
支撑布置见图 2 与图 3
初选梁柱截面及截面特性见表 1 表 1 梁、柱截面及截面特性
部位
截面简图
截面特性
刚
1—1 架
剖面
横
梁 2—2 3—3 剖面
2－350×12 －1176×10
2－350×12 －686×10
截面积
A = 199.2cm2
惯性
Ix = 411940cm4
I y = 8585cm4
抵抗矩 Wx = 7005.8cm3
Wy = 905.5cm3
回转半径 ix = 45.475cm
iy = 6.565cm
截面积
A = 150.2cm2
惯性矩
Ix = 119580cm4
I y = 8580.5cm4
抵抗矩
Wx = 3486.4cm3 Wy = 490.32cm3
kσ
=
⎡⎣(1+ β )2
16
+
0.112
(1
−
β
)2
⎤ ⎦
0.5
+ (1+ β )
=
4
腹板换算的高厚比为：
λp
=
hw / tw 28.1 kσ
f y = 892 /10 235 28.1 4
19.282 235
=
0.45
<
λp
=
0.8
取 ρ = 1.0 ，柱底腹板全截面有效。
②梁有效截面特性
翼缘：梁受压翼缘为一边支承、一边自由的均匀受压板件，当其自由外伸宽厚比不超过《规 程》所规定的允许宽厚比时，梁受压翼缘全截面有效。
N
β = σ min σ max = −85.7 116 = −0.74
kσ
=
⎡⎣(1+ β )2
16
+
0.112
(1
−
β
)2
⎤ ⎦
0.5
+ (1+ β )
= 22.7
可得腹板换算高厚比为：
λp
=
hw 28.1
tw kσ
fy = 1182 10 127.6 = 0.65 < 0.8 235 28.1 22.7 235
462320 ×104
= 15.147 ±100.85 N mm2 = 116.0 N mm2 − 85.7
腹板受压区高度：
hc
=
116 116 + 85.7
×1182mm
=
679.78mm
由
σ max = 116 N mm2 < f = 215 N mm2
故取
f y = γ Rσ max = 1.1×116 N mm2 = 127.6 N mm2
取 ρ = 1.0 ，柱顶腹板全截面有效。
柱底 6—6 截面：
由
σ max
= N = 323.24×103 A 18440
= 17.53 N
mm2 <
f
= 215 N
mm2
17
故取
f y = γ Rσ max = 1.1×17.53 N mm2 = 19.282 N mm2
由 β = σ min σ max ，有 β = 1.0 ，则
t
12
fy
②拄翼缘
b = (350 −12) 2 = 12.14 < 15 235 = 15 满足要求
t
14
fy
③梁腹板 1—1 截面：
hw = 1176 = 117.6 < 250 235 = 250
tw 10
fy
2—2、3—3 截面：
满足要求
hw = 686 = 68.6 < 250 235 = 250
6
3、荷载计算
3.1 荷载取值计算 ① 永久荷载（包括墙面及柱自重）
其值取： 0.36 + 18 × 0.1 = 2.16kN / m 2 ② 可变荷载
其值取： 0.3 + 18 × 0.1 = 2.1kN / m 2 ③ 风载：
基本风压 w0 = 0.35kN / m 2 ，地面粗糙度为 B 类，按封闭式建筑选取中间区单元，钢架 得风载体型系数见图 4.
5.1、构件宽厚比验算
………………………………………………16
5.2、有效截面特性 ……………………………………………………16
5.3、刚架梁得验算 ……………………………………………………20
5.4、刚架柱得验算 ……………………………………………………21
6、位移验算 ……………………………………………………………23
0 126.1 -34.2
活载 ②
左风 ③
Nmax 相应的 M、V
组合 项目
组合值
Nmin 相应的 M、V
组合 项目
组合值
M 相应的 N、V max
组合 项目
组合值
299.6 122.8 -33.3
0 122.8 -33.3
-29.71
-15.6 0.94
①+②
0
-15.6 5.66
①+②
788.92 323.24 -87.66
10
③ 左风荷载作用下刚架 M、N、Q 图
11
12
4.2 刚架梁内力组合表
梁截面
内力（ KN 或 恒载
KN / m ）
①
M
截面
V
1—1
N
M
截面
V
2—2
N
M
截面
V
3—3
பைடு நூலகம்
N
M
截面
V
4—4
N
-307.9 119.0 42.2 -23.0 72.4 39.1 194.5 25.4 36.0 218.2 -2.3 34.1
回转半径 ix = 46.55cm
iy = 6.85cm
截面积 A = 184.4cm2
惯性矩
Ix = 242630cm4 I y = 10011cm4
抵抗矩 Wx = 5440.1cm3 Wy = 572.08cm3
回转半径 ix = 36.27cm
iy = 7.37cm
3
图 1 结构平面图
4
5
回转半径 ix = 35.09cm
iy = 7.122cm
截面简图
2－350×14 －1182×10
2－350×14 －892×10
截面特性 截面积 A = 213.4cm2
惯性矩
Ix = 462320cm4 I y = 10014cm4
抵抗矩 Wx = 7822.6cm3 Wy = 572.22cm3
tw 10
fy
4—4 截面：
满足要求
hw = 876 = 87.6 < 250 235 = 250
tw 10
fy
④柱腹板 柱底 6—6 截面：
满足要求
hw = 892 = 89.2 < 250 235 = 250
tw 10
fy
柱顶 5—5 截面：
满足要求
hw = 1182 = 118.2 < 250 235 = 250
活载 ②
-299.6 115.8 41.1 -22.4 70.5 38.1 189.3 24.7 35.0 212.4 -2.2 33.2
左风 ③
M max 相应的 N、V
组合 项目
组合值
29.71 -15.5 -2.131 3.29 -9.155 -2.052 -27.5 -2.525 -1.97 -29.136 3.44 -1.92
屋面负压标准值
q
w BC
=
0.35 × (−1.0) × 6
=
−2.1kN
/m
qCwD = 0.35 × (−0.65) × 6 = −1.365kN / m 墙面风载高度变化系数按柱顶标高计算取为 1.0
w = 1.0 × 0.35 = 0.35kN / m2
墙面风压标准值
q
w AB
=
0.35 × (+0.25) × 6
①+② ①+③ ①+② ①+②
-788.92 304.92 108.18 -58.96 185.58 100.26 498.42 65.06
92.2 559.2 -5.84 87.4
M min 相应的 N、V
V 相应的 M、N max
组合 项目
组合值
组合 项目