钢结构厂房课程设计

钢结构厂房课程设计 Prepared on 22 November 2020

学号11 《钢结构设计》课程设计

哈尔滨市某雪糕厂轻型门式刚架设计

院（系）名称：航天与建筑工程学院

专业名称：土木工程

学生姓名：韩学彬

指导教师：张建华副教授

2014年6月

2）

3）

4.

5.

（1）

（2）

1. 设计资料

哈尔滨市某雪糕厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度27m，柱距6m，柱高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（a）所示，刚架形式及几何尺寸如下图（b）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，间距为米，钢材采用Q345钢，焊条采用E43型。

（a）钢架平面布置图

（b）钢架形式及几何尺寸

2.荷载计算

1）荷载取值计算

（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）

YX51-380-760型彩色压型钢板 m2

50mm厚保温玻璃棉板 m2

PVC铝箔及不锈钢丝网 m2

檩条及支撑 m2

刚架斜梁自重 m2

悬挂设备 m2

合计 m2

（2）屋面可变荷载标准值

屋面活荷载：m

雪荷载：基本雪压S0=m2。对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=5°42' 38",μz=，雪荷

载标准值S

k =μ

z

S

=⨯。

取屋面活荷载与雪荷载中的较大值m2，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）

m2

（4）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ω0=⨯，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，μ

z =。风荷载体型系数μ

s

。迎风面柱及屋面分别为+和，背风面柱及屋面分别为和

（CECS102:2002中间区）。

（5）地震作用

据《全国民用建筑工程设计技术措施——结构》中第条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。故本工程结构设计不考虑地震作用。

2）各部分作用的荷载标准值计算 （1）屋面

恒荷载标准值：×6kN/m 2=m 2

活荷载标准值：⨯m 2=m 2

（2）柱荷载

恒荷载标准值：（⨯⨯+×）kN=

活荷载标准值：×=

（3）风荷载标准值 迎风面：柱上q w1=×6×m=m

横梁上q w2=⨯⨯ 背风面：柱上q w3=⨯×m=m

横梁上q w4=⨯⨯内力分析

考虑本工程刚度跨度较小，厂房高度较低，荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架内力。引用《建筑结构静力计算手册》（中国建筑工业出版社）中表8-7公式计算刚架内力。

（1）在恒荷载作用下（见图3-1~3-3)

λ=l/h=27/6= Ψ=f/h=6= k=h/s=6/=

μ=3+k+Ψ(3+Ψ)=3++(3+= Φ=

μψ458+= 4.1678

×40.225×8＋＋= H A =H E =

8

ql

λΦ=⨯⨯

⨯

8

2ql ⨯⨯⨯

8

2ql ⨯⨯

图3-1 恒荷载作用下的M图

图3-2 恒荷载作用下的N图

图3-3 恒荷载作用下的V图

刚架的内力图符号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。

（2）在活荷载作用下（见图3-4~3-6）

V A =V

E

=

2

ql

=×27／2kN=

H A =H

E

=

8

ql

λΦ=0.5474

×

4.5

×

8

27

×

97.2

kN=

M C =

8

2

ql

[1-（1+Ψ）Φ]=

8

27

×

70

.22

⨯[1-(1+⨯]kN·m=·m

M

B

=M

D

=-

8

2

ql

Φ=⨯⨯

图3-4 活荷载作用下的M图

图3-5 活荷载作用下的N图

图3-6 活荷载作用下的V 图

（3）在风荷载作用下

对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力q x 和竖向的分力q y 。 （1）在迎风面横梁上风荷载竖向分力q w2y 作用下（见图3-7）

Φ=

μ

161

（8+5Ψ）=1866.4161⨯（8+⨯）=

V E =

8

ql

=×27／8kN=; V A =⨯4

ql 0.1368×4.5×427

×48.342ql 40.1368×27×3.48242ql 427×3.482⨯⨯