门式刚架内力计算 .doc
门式刚架计算模板
=340~400mm，取B=360mm。
底板反力为 ，满足要求。
刚架柱柱脚构造
c.底板厚度确定
，按构造取t=20mm。
d. 抗剪连接计算：
由于柱脚铰接，柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底的水平剪力，此水平剪力可由柱脚与混凝土基础间的摩擦力来抵抗。
此时摩擦力 ，满足要求。
参考文献
[1] 中华人民共和国建设部，钢结构设计规范GB50017—2003.北京：中国建设工业出版社，2003.
梁梁连接节点采用10.9级M30高强摩擦型螺栓连接，如下图所示。构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数 =0.50，如下：
N=-38.78kN，V=-5.93kN，M=293.27kN·m
（a）（b）
梁梁连接节点
螺栓抗拉承载力验算：
螺栓抗剪承载力验算：
计算长度 。
对等截面构件， ，b类截面，查表得 =0.643。
=1.73>0.6
d．验算刚架在风荷载作用下的侧移
，
刚架柱顶等效水平力：
（4）刚架梁的验算
A．梁有效截面特征
B.抗剪验算
梁截面的最大剪力是 =83.62kN，考虑到仅有支座加劲肋，由于是等截面，同理得
，满足要求。
弯剪压共同作用下的验算：
因为 ，按公式 进行验算，
注：剪力图：“+”表示方向“→”；
轴力图：拉为正，压为负。
3.1 恒载作用(标准值)下，计算简图及内力值：
恒载作用下轴力图
恒载作用下剪力图
恒载作用下弯矩图
3.2 活载作用(标准值)下，计算简图及内力值：
活荷载作用下轴力图
活荷载作用下剪力图
活荷载作用下弯矩图
3.3 风荷载作用(标准值) 下，计算简图及内力值：
门式刚架荷载计算及内力组合
（一）荷载分析及受力简图：1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
恒载标准值（对水平投影面）：板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载：7.50.5 3.75 3.8/q KN m =⨯=≈2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。
对于屋面结构，《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/2m ，但构件的荷载面积大于602m 的可乘折减系数0.6，门式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/2m 。
由荷载规范查得，大连地区雪荷载标准值为0.40kN/㎡。
屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载：7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 ：0k z s z ωβμμω=（1） 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω（2） 高度Z 处的风振系数z β 取1.0（门式刚架高度没有超过30m ，高宽比不大于1.5，不考虑风振系数）（3） 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类，查表得：h=10m ，z μ＝1.00；h=15m ，z μ＝1.14内插：低跨刚架，h=10.5m ，z μ＝ 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--＝1.014； 高跨刚架，h=15.7m ，z μ＝ 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--＝1.155。
（4） 风荷载体型系数s μ其中，s μ＝0.2010.2 4.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ＝12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+- 各部分风荷载标准值计算：w 1k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/mw 2k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/mw 3k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.6）×1.014×0.6825=-3.11kN/mw 4k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/mw 5k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.2）×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k ＝w 8k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.5）×1.014×0.6825=-2.60 kN/mw 9k = w 10k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.4）×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下：其中，'1k ω＝4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ；'2kω＝0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ； '3k ω＝-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ；'4kω＝2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ； '5k ω＝-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ；'6kω＝-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ； '7kω＝-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ；'8k ω＝-2.6KN/m ＝8k ω； '9k ω＝-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ；'10kω＝-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。
门式钢架荷载设计教程
刚架弯矩图
第8页/共51页
在水平风荷载作用下，刚架弯矩图如下：
q
荷载计算简图
刚架弯矩图
第9页/共51页
▪轻型钢结构是以构件边缘最大压应力达到钢材
屈服点作为临界状态，没有考虑塑性发展的影 响，所以门式刚架一般按弹性理论设计。
▪考虑各种荷载组合内力分析结果，取出最大荷
载值控制设计，对初选截面梁柱按压弯构件进 行验算。
➢斜梁和隅撑的设计
▪斜梁的设计
当斜梁坡度不超过1：5时，因轴力很小可按压 弯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。
• 实腹式刚架斜梁的平面外计算长度，取侧向支
承点的间距。当斜梁两翼缘侧向支承点间的距
离不等时，应取最大受压翼缘侧向支承点间的
距离。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承
点间最大长度，可取斜梁下翼1缘6 宽23度5 的f y
➢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 M m a x 和 同 时第3出页/共现51页的 V 及 N 的 较 大 值 。
固长度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计 规范》(GB 50007--2002)的规定，锚栓端部按 规定设置弯钩或锚板。
▪计算风荷载作用下柱脚锚栓的上拔力时，应计入
柱间支撑的最大竖向分力，此时，不考虑活荷载 (或雪荷载)、积灰荷载和附加荷载的影响，同时 永久荷载的分项系数1.0。锚栓直径不宜小于 24mm，且应采用双螺帽以防松动。
3d3s门式刚架结构计算书
第2工况轴力N图(单位：kN)
第2工况剪力Q2图(单位：kN)
第2工况弯距M3图(单位：kN.m)
第3工况轴力N图(单位：kN)
第3工况剪力Q2图(单位：kN)
第3工况弯距M3图(单位：kN.m)
2.组合内力
(1).数值显示
组合内力表
组合号
单元号
小节点N(kN)
小节点Q2(kN)
8700
6
30000
0
√
√
√
√
7
39000
8100
8
51000
7300
9
60000
6700
10
60000
0
√
√
√
√
11
63025
6500
12
63025
0
√
√
√
√
13
60000
3300
14
63025
3300
各单元信息如下表：
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)
44.5
30.7
-53.5
406.2
5
121.6
3.7
32.1
121.6
3.7
0.0
6
33.2
71.2
437.7
33.2
30.0
-18.9
3
7
33.2
30.8
-18.9
33.2
-24.2
-58.7
8
33.2
-23.6
门式刚架计算书
门式刚架计算书项目编号: No.1项目名称: XXX项目计算人: XXX设计师专业负责人: XXX总工校核人: XXX设计师日期: 2017-12-08目录一. 设计依据.......................................................................................二. 计算软件信息...................................................................................三. 结构计算简图...................................................................................四. 结构计算信息...................................................................................五. 结构基本信息...................................................................................六. 荷载与效应组合.................................................................................1. 各工况荷载表................................................................................2. 荷载效应组合表..............................................................................七. 地震计算信息...................................................................................1. 左地震......................................................................................2. 右地震......................................................................................八. 内力计算结果...................................................................................1. 单工况内力..................................................................................九. 节点位移.......................................................................................十. 构件设计结果...................................................................................十一. 荷载与计算结果简图...........................................................................1. 结构简图....................................................................................2. 荷载简图....................................................................................3. 应力比图....................................................................................4. 内力图......................................................................................5. 位移图......................................................................................一. 设计依据《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范》(GB 51022-2015);二. 计算软件信息本工程计算软件为PKPM 钢结构设计软件(10版V3.2-2017年3月31日)。
门式刚架轻型房屋钢结构内力计算及组合
门式刚架轻型房屋钢结构内力计算及组合
1.1 刚架在各种荷载作用下的弯矩M图、剪力V图、轴力N图
1.1.1 屋面恒载作用下刚架M、N、Q图
kN）
图1.1 刚架恒载作用图（单位：m
图1.2 轴力图（单位：kN）
图1.3 剪力图（单位：kN）
图1.4 弯矩图（单位：kN·m）1.1.2 屋面活载作用下刚架M、N、Q图
图1.5 刚架活载作用图（单位：kN/m）
图1.6 轴力图（单位：kN）
图1.7剪力图（单位：kN）
图1.8 弯矩图（单位：kN·m）
1.1.3 作风荷载作用下刚架M、N、Q图
图1.9刚架上风载作用图（单位：kN/m）
图1.10 轴力图（单位：kN）
图1.11 剪力图（单位：kN）
图1.12 弯矩图（单位：kN/m）
1.2 刚架内力组合见表4-1，表4-2
4-1刚架梁内力组合表
4-2刚架柱内力组合表。
轻型门式刚架(手算)计算说明书分解
1.设计资料南京的某厂房采用单跨双坡门式刚架。
长度90m，柱距6m，跨度15m。
门式刚架檐高6m，屋面坡度为1:10。
刚架为变截面梁、柱，柱脚铰接。
钢材选用Q345钢，焊条采用E43型。
基础混凝土C25。
屋面材料：夹芯板0.25kN/㎡。
墙面材料：夹芯板0.25kN/㎡。
天沟：钢板天沟。
自然条件：基本雪压0.65 kN/㎡基本风压0.4 kN/㎡不考虑地震作用，屋面无积灰，厂房无吊车。
恒载0.25 kN/㎡活载0.5 kN/㎡经过验算可以选择檩条为C160×60×20×3.0 水平间距1.5m2.梁柱界面选择及截面特性截面简图截面特性1-1剖面2-2（3-3）剖面4-4剖面5-5剖面3.荷载计算 （1）荷载取值计算屋面自重（标准值，沿坡向）：夹芯板 0.25kN/㎡檩条及支撑 0.15kN/㎡ 刚架横梁 0.10kN/㎡ 总计 0.50kN/㎡ 屋面雪荷载（标准值） 0.65kN/㎡ 屋面均布活荷载（标准值） 0.50kN/㎡ 柱及墙梁自重（标准值） 0.55kN/㎡风载 基本风压w 0=0.4 kN/㎡，地面粗糙度为B 类，按封闭建筑选取中间区单元，刚架风载体型系数如下：（2）分项荷载作用计算 1）屋面永久荷载作用标准值为 0.5×αcos 1×6=3.01 kN/㎡ 2）屋面可变荷载作用1×6=3.92 kN/㎡标准值为0.65×αcos3）柱及墙梁自重标准值为0.55×6=3.3 kN/㎡4）风载墙面风荷载变化系数按柱顶标高计算取为1.0，则W=1.0×0.4=0.4 kN/㎡墙面风雅标准值为q w AB=0.4×（+0.25）×6=+0.6 kN/㎡q w=0.4×（-0.55）×6=-1.32 kN/㎡DE屋面负风压标准值为q w BC=0.4×(-1.00) ×6=-2.4 kN/㎡q w=0.4×(-0.65) ×6=-1.56 kN/㎡CD4.刚架内力计算及组合（1）刚架内力计算《按建筑结构静力计算手册》中的变截面刚架进行计算已知斜梁长度a=7.537m ，矢高f=0.75m,柱高h=6.0m ，跨度l=15m Ø=I I 023012×h a =6.261323.15667×6537.7=0.7534 Ψ=h f =0.675.0=0.125 对于横梁23有 V=llh=5.73=0.4 t=（d d maxmin ）3=（776376）3=0.114 l m =1 对于柱12有V=1 t=（822272）3=0.036 查表可以得到α23=3.888α32=1.804β23=1.617α21=0.307θ23=α23+α32+2β23=8.926A= θ23+Ψ²α32+2Ψ(α32+β23)+Φα21=10.217B=α32(1+Ψ)+β23=3.6465C=α23+β23(1+Ψ)+Φα21=6.115R w2323=0.459R w32=0.349 Rw 21=0.309Kw w2323=R w 2323+Rw32(1+Ψ)=0.852N=B+C+Φw212R =10.582故计算出内力图如下 屋面恒载作用下屋面活载作用下风荷载作用下（2）刚加内力组合刚架梁内力组合表钢架柱内力组合表(3)最不利荷载组合作用下刚架M、N、V图如下5.刚架梁柱截面验算 （1）构件宽厚比验算1）梁翼缘tb =122)8-250(=10.08<15fy235=15345235=12.038 (满足要求)2）柱翼缘 tb=142)8-250(=8.64<15fy235=15345235=12.038 (满足要求)3）梁腹板 对1—1截面thww=8776=97<250fy235=206.33 (满足要求) 对2—2、3--3截面t h ww=8376=47<250fy235=206.33 (满足要求) 4）柱腹板对柱底5--5截面th ww=8272=34<250fy235=206.33 (满足要求) 对柱顶4—4截面th ww=8822=102.75<250fy235=206.33 (满足要求)（2）有效截面特性 1）柱有效截面特性翼缘 柱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范所规定的允许宽厚比时，柱受压翼缘全截面有效。
钢结构门式钢架计算书
本科毕业论文（设计）（题目：六安某公司新建单层钢结构厂房）本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。
毕业论文（设计）作者签名：日期：摘要本工程为六安某公司新建单层钢结构厂房。
采用轻型门式刚架体系，轻型钢结构建筑质量轻，强度高，跨度大。
钢结构建筑施工工期短，相应降低投资成本，经济实惠。
本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。
主要对承重结构进行了内力分析和内力组合，在此基础上确定梁柱截面，对梁柱作了弯剪压计算，验算其平面内外的稳定性；梁柱均采用Q235 钢，10.9 级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43 型焊条，柱脚刚性连接，梁与柱节点也刚性连接；屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板；另外特别注重了支撑设置、拉条设置，避免了一些常见的拉条设计错误。
本次设计图纸部分有：厂房平面图，立面剖面及节点详图，刚架施工图，厂房檩条布置图，吊车梁施工图，支撑布置图，基础平面布置图。
关键词：门式刚架；轻型钢结构；内力分析；节点AbstractThis works for a company in Lu'an new steel structure Single-layer workshop. The use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits.This design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes internal force analyzes and combines, based on these analyses; can choose the section of beamand columniation. Next, checking computations of stability calculation of plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235B steel. Rod formanual welding usually adopts E43. Rigid connections apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the double of the decked colored polystyrene clamps the circuit board. Otherwise, it is analyzed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind load, the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in design of brace, tension rod, and tension rod joints.The design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, foundation plan .Key Words：Portal frame；Light steel structure；Relation Database；the internal force analyzes；joint目录1 设计资料与依据 (1)1.1 工程概述 (1)1.2 设计依据 (1)2 建筑设计 (2)2.1 地质条件 (2)2.2 施工与安装条件 (2)2.3 建筑平面设计 (2)2.4 雨棚做法 (3)2.5 散水做法 (3)3 结构设计与计算 (4)3.1 设计基本资料 (4)3.2 荷载计算 (5)3.3 内力计算 (7)3.4 门式刚架设计 (36)3.5 节点设计 (40)3.6 牛腿设计 (45)3.7 屋面檩条设计 (47)3.8 墙架设计 (50)3.9 吊车梁设计 (52)3.10 抗风柱设计 (59)3.11 支撑设计 (61)3.12 基础设计 (63)致谢 (68)参考文献 (69)1 设计资料与依据1.1 工程概述本工程为六安某公司新建单层钢结构厂房，建筑场址位于六安市郊区。
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门式刚架内力计算
门式刚架内力计算具体内容是什么，下面下面为大家解答。
对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法，但后一种情况在实际工程中已很少采用。
进行内力分析时，通常把刚架当作平面结构对待，一般不考虑蒙皮效应，只是把它当作安全储备。
当有必要且有条件时，可考虑屋面板的应力蒙皮效应。
蒙皮效应是将屋面板视为沿屋面全长伸展的深梁，可用来承受平面内的荷载。
面板可视为承受平面内横向剪力的腹板，其边缘构件可视为翼缘，承受轴向拉力和压力。
与此类似，矩形墙板也可按平面内受剪的支撑系统处理。
考虑应力蒙皮效应可以提高刚架结构的整体刚度和承载力，但对压型钢板的连接有较高的要求。
变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法编制程序上机计算。
计算时将变截面的梁、柱构件分为若干段，每段的几何特性当作常量，也可采用楔形单元。
地震作用的效应可采用底部剪力法分析确定。
当需要手算校核时，可采用一般结构力学方法或利用静力计算的公式、图表进行。
根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、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。
这两种情况有可能是重合的。
以上是针对截面双轴对称的构件而言的。
如果是单轴对称截面，则需要区分正、负弯矩，参看第2章2.2.3节。
鉴于轻型门式刚架自重很轻，锚栓在强风作用下有可能受到拔起的力，还需要第3种组合，即：
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。