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时间:2017-11-11
《钢结构课程设计—门式钢架》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·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,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
2、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:21·(二)荷载取值计算长度(m)柱距(m)跨度(m)檐高(m)恒载(kN/m2)活载(kN/m2)基本风压(kN/m2)1507.5127.50.60.50.351.屋盖永久荷载标准值屋面板刚架斜梁自重(先
3、估算自重)合计0.752.屋面可变荷载标准值屋面活荷载:按不上人屋面考虑,取为0.50,不考虑积灰荷载。3.轻质墙面及柱自重标准值0.254.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=1.05×0.45kN/m2,地面粗糙度类别为B类;21·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(CECS102:200
4、2中间区)。(三)各部分作用荷载:(1)屋面恒载:标准值:柱身恒载:(2)屋面活载屋面活荷载21·(3)风荷载(地面粗糙度类)—0.6—0.5风载体形系数示意图风荷载如下图:21·(四)内力计算:(1)截面形式及尺寸初选梁、柱都采用热轧中翼缘H型钢截面截面名称长度面积(m㎡)mmmm柱HM7200187211128.27388.9590.0960.07247.1569.37梁HM6030187211128.27388.9590.0960.07247.1569.3721·(2)截面内力根据各个计算简图,用《结构力学求解器V2.0》计算,得结构在各种荷载作用下的内力图如
5、下:注:剪力图:“+”表示方向“→”;轴力图:拉为正,压为负。(A)恒载作用(标准值)下,计算简图及内力值(考虑基础埋深0.8m):恒载作用下轴力图恒载作用下剪力图21·恒载作用下弯矩图(B)活载作用(标准值)下,计算简图及内力值(考虑基础埋深0.8m):活荷载作用下轴力图21·活荷载作用下剪力图活荷载作用下弯矩图21·(C)风荷载作用(标准值)下,计算简图及内力值(不考虑基础埋深):风荷载作用下轴力图风荷载作用下剪力图21·风荷载作用下弯矩图(3)内力组合由于恒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。刚架
6、结构构件按承载能力极限状态设计,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定,采用荷载效应的基本组合:γ0S≤R。本工程结构构件安全等级为二级,γ0=1.0按承载能力极限状态进行内力分析,需要进行以下3种组合:A:1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载}+1.4×0.7风荷载B:1.2×永久荷载+1.4×0.7×max{屋面均布活荷载}+1.4×风荷载C:1.0×永久荷载+1.4×风荷载组合A、B--用于截面强度和构件稳定性计算,组合C--用于锚栓抗拉计算。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
7、个控制截面:如下图:21·控制截面示意图各情况作用下的截面内力及内力组合见下表:各情况作用下的控制截面内力截面内力恒载活载左风1-1-48.64-22.5619.59-5.79-3.899.170002-2-9.10-22.5619.59-5.793.894.20-46.31-31.0948.113-3-33.60-6.116.1332.8622.06-19.08-46.31-31.09-48.114-4-5.76-3.876.130.580.39-2.4351.0234.25-16.7421·控制截面内力组合截面内力1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活
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