钢结构排架课程设计计算书.
钢结构课设计算书
钢结构课程设计计算书姓名：学号：指导教师：二零一二年七月土木工程系目录一、设计资料 (1)二、结构形式 (1)三、材料选择 (1)四、铺板设计 (1)（1）荷载计算 (2)（2）强度计算 (2)（3）挠度计算 (2)五、加劲肋设计 (2)（1）铺板设计 (2)（2）荷载计算 (3)（3）内力计算 (3)（4）截面特性计算 (3)（5）强度计算 (4)（6）变形计算 (4)六、平台梁 (5)A．次梁设计 (5)1、次梁1的设计 (5)2、次梁2的设计 (6)B．主梁设计 (8)1、主梁1的设计 (8)2、主梁2的设计 (11)七、柱设计 (15)1、柱1计算 (15)2、柱2计算 (17)3、柱3计算 (18)4、柱4计算 (19)5、边柱及角柱的偏心验算 (20)6、柱间支撑设置 (23)八、节点设计 (24)A．主次梁连接 (24)B．主梁与柱子 (27)C．次梁与柱子连接节点 (28)D．柱脚节点 (29)一、设计资料某厂房内工作平台，平面尺寸为18×9m 2（平台板无开洞），台顶面标高为+2.500m ，平台上均布荷载标准值为12KN/m 2，设计全钢工作平台。
二、结构形式平面布置，主次梁，主梁跨度3000mm ，次梁跨度6000mm ，次梁间距1500mm ，铺板宽500mm ，长度1500mm ，铺板下设加劲肋，间距500mm 。
共设16根柱。
如图所示三、材料选择铺板采用mm 6厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，E43型焊条，钢材弹性模量25N/mm 102.06E ⨯= ，钢材密度33kg/m m 1085.7⨯=ρ，基础混凝土强度等级为2N/mm 5.7,15=c f C 。
四、铺板设计已知平台均布活荷载标准值21k 12kN /m q =，6mm 厚花纹钢板自重2Dk 0.0069.87.850.46kN /m q =⨯⨯=，恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.4。
钢结构课程设计计算说明书(2024版)
一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重（0.12+0.011×16）×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。
风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m，分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10；最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计以满足当前建筑建设对钢结构加强，改造，保护及其他类型建筑的要求，致力于有效地节省人力和物力，兼顾经济性，安全性，环保性及其他质量方面的要求，提高钢结构建筑的质量，提高工程安全性及经济效益，充分发挥混凝土结构的载荷传递能力，钢结构的特点是对质量的要求非常严格，要完成建筑钢结构技术课程设计，全面考虑计算书中的技术规范，相关技术要求，是制定一份完整钢结构课程设计计算书的基础。
二、钢结构课程设计计算书内容
1.项目概况：
《钢结构课程设计计算书》的项目概况，应包括项目名称，建设单位，用地面积；工程设计单位，设计人员、施工单位等相关情况。
2.建筑物基本资料：
《钢结构课程设计计算书》的建筑物基本资料，应包括建筑物房屋基本结构形式，型号，大小以及所用材料等，以及构造受力情况分析，结构体系特征分析，计算模型建立，荷载重要规范，荷载计算等内容。
3.结构构件计算：
《钢结构课程设计计算书》的结构构件计算也应包括构件的计算公式及框架内力的确定，构件的空间组合及支撑结构的分析，分析结果及结论，各构件荷载计算，轴力计算，构件高度，滞回特性及尺寸计算等内容。
4.分析总结：
《钢结构课程设计计算书》的分析总结部分应当概括总结本次课程设计的计算过程，重点对各环节计算中出现的不同问题作出总结，特别是应当根据实际工程情况作出合理的设计建议，以此有效提高工程安全性和经济效益。
三、总结
《钢结构课程设计计算书》的计算是一项复杂的工作，需要考虑多方面的因素，从而有效地节省人力和物力，兼顾经济性，安全性，环保性及其他质量方面的要求，提高钢结构建筑的质量，提高工程安全性及经济效益。
为此，应当根据实际情况仔细研究，有助于完成以上目标。
钢结构课程设计计算书(例子)
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 ⨯=（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/mkn/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~L 68⨯⨯⨯梁的截面高度h 一般取(1/301/45),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轴力(拉正，压为向作用，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)③N max与相应的M，V(以最大轴力控制)④N 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0120.5848.45==-=-，，M N KN Q KN2-2截面的控制内力为335.33kN m120.58kN48.45，，M N Q KN=-⋅=-=-3-3截面的控制内力为335.33kN m 64.30kN 115.40kN M N Q =-⋅=-=，， 4-4截面的控制内力为246.78kN m 57.82kN 5.79kN M N Q =⋅=-=，， 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。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计计算书⼀由设计任务书可知：⼚房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部⾼度为2m，车间内设有两台中级⼯作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。
暂不考虑地震设防。
屋⾯采⽤1.5m×6.0m预应⼒⼤型屋⾯板，屋⾯坡度为i=1:10。
卷材防⽔层⾯（上铺120mm 泡沫混凝⼟保温层和三毡四油防⽔层）。
屋⾯活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。
屋架采⽤梯形钢屋架，钢屋架简⽀于钢筋混凝⼟柱上，混凝⼟强度等级C20.⼆选材：根据该地区温度及荷载性质，钢材采⽤Q235-C。
其设计强度为215KN/㎡,焊条采⽤E43型，⼿⼯焊接，构件采⽤钢板及热轧钢筋，构件与⽀撑的连接⽤M20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。
=24000-2×150=23700，端部⾼度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。
三结构形式与布置：屋架形式及⼏何尺⼨见图1所⽰：图1屋架⽀撑布置见图2所⽰：图2四荷载与内⼒计算：1．荷载计算：活荷载于雪荷载不会同时出现，故取两者较⼤的活荷载计算。
永久荷载标准值：防⽔层（三毡四油上铺⼩⽯⼦）0.35KN/㎡找平层（20mm厚⽔泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝⼟0.25 KN/㎡预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板 1.4 KN/㎡钢屋架和⽀撑⾃重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值：雪荷载＜屋⾯活荷载（取两者较⼤值）0.7KN/㎡积灰荷载0.5KN/㎡风载为吸⼒，起卸载作⽤，⼀般不予考虑。
总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡2．荷载组合：设计屋架时应考虑以下三种组合：组合⼀全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN组合⼆全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KNP2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN组合三全跨屋架及⽀撑⾃重+半跨⼤型屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载屋架上弦荷载P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN3,内⼒计算：⾸先求出杆件内⼒系数，即单位荷载作⽤下的杆件内⼒，荷载布置如图3所⽰。
钢结构课程设计-计算书
钢结构课程设计计算书一、设计资料某单层厂房长72m，跨度30m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5x6m大型预应力钢筋混凝土屋面板，屋面构造如图1所示。
屋架采用梯形屋架，简支在钢筋混凝土柱上，混凝土标号为C25。
屋架钢材选用Q235，焊条选用E43系列，手工焊。
依据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）等，屋架荷载标准值如图2所示图2 屋架荷载标准值二、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檁体系平坡梯形屋架。
计算跨度l0=l−300=30000−300=29700mm屋面坡度i=1/10端部高度H0=1.8~2.4m 取2m中部高度H=H0+l/10=3.5m屋架几何尺寸如图3（上）所示。
图3屋架几何尺寸和结构编号三、支撑布置由于房屋长度有72m，故需要在房屋两端部和中间部开间设置上、下弦横向水平支撑和屋架两端及跨中处设置垂直支撑。
其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。
（见下页）四、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算（不考虑风荷载）1.5x6m 大型屋面板1.4kN/m2100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层0.5kN/m22cm1：3 水泥砂浆找平层0.4kN/m2二毡三油防水层0.35kN/m2屋架及支撑重量0.12+0.011l=0.12+0.011×30=0.45kN/m2永久荷载总和3.1kN/m2使用活荷载（大于雪荷载）0.7kN/m2荷载组合：1.全跨永久荷载＋可变荷载由可变荷载控制：F=(1.2×3.1+1.4×0.7)×1.5×6=42.3kN 由永久荷载控制：F=(1.35×3.1+1.4×0.7×0.7)×1.5×6=43.8kN 故取节点荷载设计值43.8kN2.全跨永久荷载＋半跨可变荷载（左跨）由可变荷载控制：左跨：F=(1.2×3.1+1.4×0.7)×1.5×6=42.3kN右跨：F=1.2×3.1×1.5×6=33.5kN由永久荷载控制：左跨：F=(1.35×3.1+1.4×0.7×0.7)×1.5×6=43.8kN右跨：F=1.35×3.1×1.5×6=37.7kN故取节点荷载设计值：左跨43.8kN、右跨37.7kN3.全跨屋架、天窗和支撑自重＋半跨檩条、屋面板＋半跨可变荷载（左跨）由可变荷载控制：左跨：F=(1.2×0.45+1.2×1.4+1.4×0.7)×1.5×6=28.8kN右跨：F=1.2×0.45×1.5×6=4.9kN由永久荷载控制：左跨：F=(1.35×0.45+1.35×1.4+1.4×0.7×0.7)×1.5×6=28.7kN右跨：F=1.35×0.45×1.5×6=5.5kN故取节点荷载设计值：左跨28.7kN、右跨5.5kN五、屋架杆件内力经结构力学求解器计算，屋架结构编号如图3（下）所示。
《钢结构》课程设计计算书
一、 设计资料及有关规定1、跨度L=15m 。
柱距（屋架间距）为6m ；长度为84m 。
2、屋面为彩色涂层压型钢板复合保温板（含檩条） 0.25 KN/m 2屋架及支撑 0.12+0.011×L （m ）KN/m 2 3、雪荷载 0.50KN/m 2 4、钢材为Q235（3号钢）,焊条采用E43型 5、屋面坡度i=1/36、悬挂荷载 0.3 KN/m 27、屋盖承重结构采用三角形钢屋架8、令钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上。
上柱截面为400mm ×400mm ，所用混凝土为C25,轴心抗压强度设计值211.9/c f N m m 。
二、 屋架尺寸及檩条设置1、屋架几何长度及节点编号如图所示，运输单元如图半跨7.5m 运输,最大高度3m 。
起拱高度f =L/500=15000/500=30mm2、檩条支承于屋架上弦节点处。
故采用檩条间距为2.646m 。
檩条跨度6m 。
在檩条间跨中位置设置拉条，圆钢拉条10mm 。
屋脊和屋檐处都设置斜拉条及撑杆。
三、 支撑布置1. 根据厂房长度(84m>60m)、跨度15m 及荷载等情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦横向水平支撑3道，防止屋架水平方向振动。
仅在跨度中央设置一道垂直支撑。
上弦平面内在屋脊处设置刚性系杆及两端设置柔性系杆；下弦平面内在跨中设置刚性系杆及两端设置柔性系杆。
梯形钢屋架支撑布置如图所示：四、杆件内力计算1.荷载计算永久荷载标准值:屋架及支撑0.12+0.011×L=0.285 2K N m(水平)/屋面及保温（檩条） 0.25 2/K N m悬挂荷载 0.3 2K N m/总计 0.835 2K N m/可变荷载标准值:雪荷载 0.8 2K N m/总计 0.82K N m/永久荷载设计值 1.2×0.835=1.002 kN/㎡可变荷载设计值 1.4×0.8=1.12 kN/㎡风荷载不考虑2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=(1.002+1.12) ×2.7×6=34.376 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P1 =1.002×2.7×6=16.232 kNP2 =1.12×2.7×6=18.144 kN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨屋面结构材料+半跨施工荷载屋架上弦节点荷载 P3=1.2×0.285×2.7×6=5.54kNP4=1.2×0.55×2.7×6=10.692 kNP5=1.4×1.0=1.4 kN3.杆件内力计算本设计使用结构力学求解器,计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数。
钢结构课程设计计算书
一由设计任务书可知：厂房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部高度为2m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。
暂不考虑地震设防。
屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。
卷材防水层面（上铺120mm泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。
屋面活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。
屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20.二选材：根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。
其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。
屋架的计算跨度L。
=24000-2×150=23700，端部高度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。
三结构形式与布置：屋架形式及几何尺寸见图1所示：图1屋架支撑布置见图2所示：图2四荷载与内力计算：1．荷载计算：活荷载于雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。
永久荷载标准值：防水层（三毡四油上铺小石子） 0.35KN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40 KN/㎡保温层（40mm厚泡沫混凝土 0.25 KN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡总计：2.784 KN/㎡可变荷载标准值：雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值） 0.7KN/㎡积灰荷载 0.5KN/㎡风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。
总计：1.2 KN/㎡永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡2．荷载组合：设计屋架时应考虑以下三种组合：组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KNP2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载 P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KNP4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN3,内力计算：首先求出杆件内力系数，即单位荷载作用下的杆件内力，荷载布置如图3所示。
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钢结构排架课程设计计算书姓名耿晓学号2007002023班级土木07级1班指导教师侯和涛、衣振华、金桂研2010.12.21目录一、设计资料 (2二、荷载计算 (2三、内力计算 (2四、内力组合 (5五、吊车梁设计 (6五、排架柱设计 (7六、排架梁设计 (8七、节点设计 (8附件钢结构排架课程设计任务书 (10 钢结构排架设计一、设计资料1·结构形式及主要构件特征量:单跨排架,跨度9m ,柱距6米,柱顶标高9.00米,牛腿顶标高6.00米,吊车起重量10t 。
2·主要材料:钢材Q235B ,焊条E43xx 型,高强螺栓10.9级扭剪型。
3·工程建设地点:山东济南。
4·荷载参数:屋面永久荷载0.3kN/m2,可变荷载0.5kN/m2,风荷载基本风压0.45kN/m2,不考虑其它荷载。
5·设计主要依据:钢结构排架课程设计任务书;《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001;《钢结构设计规范》(GB 50017-2003。
二、荷载计算1.荷载取值计算1屋盖永久荷载标准值 DL=0.3kN/m2 2屋面可变荷载标准值 LL=0.5kN/m23风荷载标准值ks k w W μμβZ Z =基本风压ω0=0.45 KN/m2,风荷载体型系数μs :迎风面柱及屋面分别为+0.8和-0.8,背风面柱及屋面分别为-0.5和-0.5。
2.各部分作用的荷载标准值计算1屋面恒荷载标准值:0.3×6=1.80KN/m 活荷载标准值:0.5×6=3.00 KN/m 2柱身恒荷载标准值:0.3×6=1.80KN/m 3风荷载标准值:迎风面:柱上qw1=0.45×6×0.8=2.16KN/m背风面:柱上qw3=-0.45×6×0.50=-1.35KN/m三、内力计算根据各个计算简图计算,得结构在各种荷载作用下的内力图如下: 1恒载作用(标准值下,计算简图及内力值:恒载作用下弯矩图恒载作用下剪力图恒载作用下轴力图2活载作用(标准值下,计算简图及内力值:活载作用下弯矩图活载作用下剪力图活载作用下轴力图3风荷载作用(标准值下,计算简图及内力值:左荷载作用下弯矩图四、内力组合横载和活载关于结构竖向对称,因而风荷载只要考虑一个方向作用,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2种组合:组合1:1.2DL+1.4LL组合2:1.0DL+1.4WL本工程不进行抗震验算。
最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面,取四个控制截面:弯矩包络图剪力包络图力包络图由PKPM求得最不利内力组合情况下控制截面内力为: 下柱:柱底:M=-265.6 N=415 V=-45.2柱顶:M=-137.4 N=-363 V= 32上柱:柱底:M=-63.6 N= 55 V=-32柱顶:M=0.00 N=-29 V=0.00梁:跨中:M= -61.3 N=14 V=0支座:M=0 N=14 V=29.3五、吊车梁设计1.选择的吊车数据:(重量单位为 t;长度单位为 m起重量工作级别一侧轮数Pmax Pmin 小车重吊车宽度轨道高度轮距10 A1~A3软钩 2 10.30 2.00 3.30 5.150 0.140 4.400 2.吊车梁受力设计值:梁最大竖向弯矩 1069.83KN`m; 最大剪力 391.08KN。
3.选择吊车梁截面:梁高500mm,腹板厚度10mm,上翼缘宽度380mm,上翼缘厚度20mm,下翼缘宽度300mm,下翼缘厚度14mm。
4.验算:1上翼缘宽厚比验算:Bf/Tf = 11.929 <= [Bf/Tf] = 15.0002强度验算:上翼缘CM = 201.801 <= [CM] = 215.000下翼缘 DM =152.605 <= [DM] =215.0003整体稳定性验算:梁整体稳定应力ZTWDYL = 187.185 <= [ZTWDYL] = 215.0004挠度验算:吊车梁跨度与竖向挠度之比L/F =1824.069 >= [L/F] =800.000经验算,设计满足要求。
五、排架柱设计1.截面形式及尺寸初选梁柱都采用H型钢,暂取柱截面下柱H800×500×14×24,上柱H600×300×14×24。
2.下柱验算长细比:λx= 29.2,λy= 49.9构件长度= 6.00; 计算长度系数: Ux= 1.68 Uy= 1.001局部稳定验算翼缘部分: B/T = 10.12 < [B/T]= 15.00腹板部分: H0/TW= 53.71 > [H0/TW]= 41.242强度验算强度计算最大应力对应组合号: M=253.43, N=95.49, M= 140.04, N=-350.12 强度计算最大应力 (N/mm*mm =39.56< f= 205.00符合要求3稳定性验算下柱平面内稳定性验算:平面内长细比λ= 29. < [λ]= 150,b类截面,平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm = 34.38< f= 205.00满足要求。
下柱平面外稳定性验算:平面外长细比λ= 50. < [λ]= 150,c类截面,平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm =35.69< f=205.00满足要求。
2.上柱验算长细比:λx= 76.5,λy= 42.9构件长度= 6.00; 计算长度系数: Ux= 6.39 Uy= 1.001局部稳定验算翼缘部分:B/T = 5.96 < [B/T]= 15.00腹板部分:H0/TW= 39.43 < [H0/TW]= 68.942强度验算强度计算最大应力对应组合号: 87, M= -60.38, N= 30.46, M= 0.00, N= -22.95 强度计算最大应力 (N/mm*mm = 16.21< f= 205.00符合要求3稳定性验算下柱平面内稳定性验算:平面内长细比λ= 77 < [λ]= 150,b类截面,平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm = 14.38< f= 205.00满足要求。
下柱平面外稳定性验算:平面外长细比λ= 43 < [λ]= 150,c类截面,平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm =14.70< f=205.00满足要求。
六、排架梁设计1.截面形式及尺寸初选选择HN300X1502.刚架梁验算1局部稳定验算翼缘部分: B/T = 23.00 < [B/T] = 40.00腹板部分: H0/TW= 23.00 < [H0/TW]= 80.00满足要求2强度验算梁下部受拉最大弯矩 M= -62.32, 最大应力σ=142.50< f= 215.00满足要求。
4稳定性验算梁下部受拉最大弯矩 M= -62.32, 稳定计算最大应力σ= 135.79< f= 215.00满足要求。
3·梁挠度与柱顶位移验算风荷载作用下柱顶最大水平(X 向位移:节点(3, 水平位移dx= 3.406(mm = H /2642< 柱顶位移容许值: H/ 150梁的(恒+活最大挠度:梁挠跨比 = 1 / 363< 梁的容许挠跨比: 1/250梁的(活最大挠度:梁挠跨比 = 1 / 634< 梁的容许挠跨比: 1/300满足要求。
七、节点设计1.梁柱连接节点工字形梁与工字形柱(0度铰接连接角焊缝抗剪强度设计值 Ffw = 160N/mm2梁腹板净截面最大正应力 18.49N/mm2 <= f= 205.00,设计满足梁腹板净截面最大剪应力 32.61N/mm2 <= fv= 120.00,设计满足采用双角钢连接梁边到柱截面边的距离 e = 15mm连接件验算:连接角钢类型 : L100x6连接角钢高度 H = 430mm连接件净截面最大正应力 36.81N/mm2 <= f= 215.00,设计满足连接件净截面最大剪应力 58.14N/mm2 <= fv= 125.00,设计满足螺栓连接验算:采用 10.9级摩擦型高强度螺栓连接螺栓直径 D = 20mm高强度螺栓连接处构件接触面喷砂接触面抗滑移系数 u = 0.45高强螺栓预拉力 P = 155.00kN连接梁腹板和角钢的高强螺栓双面抗剪承载力设计值 Nvb2 = 125.55kN 连接梁腹板和角钢的高强螺栓所受最大剪力 Ns=47.64kN <= Nvb2(双面,设计满足连接柱翼缘和角钢的高强螺栓所受最大拉力 Ntmax=25.88kN连接柱翼缘和角钢的高强螺栓所受最大剪力 Nvmax=10.00kN连接柱翼缘和角钢的高强螺栓在弯矩和剪力共同作用下Ntmax/Ntb+Nvmax/Nvb=0.37<= 1,设计满足2.牛腿设计牛腿节点竖向恒载: Pd=0.00 牛腿节点竖向活载: PL=0.00吊车最大轮压反力: Dmax= 223.93荷载作用点到柱边距离: e= 251.00设计荷载 P = 1.2*Pd + 1.4(PL+Dmax =313.50牛腿根部截面正应力: 8.45 <= 190 , 满足荷载作用点位置的牛腿截面剪应力: 30.24 <= 110, 满足牛腿腹板折算应力: 32.27 <= 190.*1.1 , 满足柱腹板边缘处折算应力: 22.84 <= 190.*1.1 , 满足3.柱脚设计采用钢截面: 焊接工字形截面 800X500X14X24工字形柱刚接柱脚,柱脚连接为:外露式柱脚无锚栓支承托座柱脚受力:柱脚底板剪力验算满足,不需要设抗剪连接件柱脚底板钢号: Q235柱脚底板尺寸: B x H x T = 600 x 1040 x 25柱与底板的焊缝采用对接焊缝柱脚锚栓:柱脚锚栓钢号: Q235锚栓抗拉承载力设计值Ntb (kN: 49.35,锚栓最大拉力Nt (kN: 1.29 Nt < Ntb,设计满足锚栓直径 D = 24柱脚加劲肋:翼缘外侧加劲肋数量 X (边距+间距 X 宽度 = 3 x ( 120+ 162 x 100 加劲肋高度厚度 H x T = 250 x 12加劲肋角焊缝尺寸 Hf = 8钢结构排架课程设计腹板外侧加劲肋数量 X (边距+间距 X 宽度= 2 x ( 120+ 263 x 273 加劲肋高度厚度 H x T = 420 x 25 加劲肋角焊缝尺寸 Hf = 8 End 附件：附件：一、设计目的钢结构排架设计任务书钢结构排架设计任务书设计 1、复习单层工业厂房及钢结构课程内容，综合运用所学知识，学习钢结构排架设计过程。