钢结构课程设计计算书-门式刚架设计

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1、钢结构课程设计——门式刚架设计班级：B1141学号：41姓名：李谛目录1设计资料12钢架布置简图13荷载计算与荷载简图23.1荷载计算23.2荷载简图33.3内力分析43.3.1内力计算43.3.2控制截面内力组合74钢架设计74.1截面设计74.2构件验算84.2.1构件宽厚比验算84.2.2钢架柱验算84.2.3刚架梁的验算104.2.4刚架在风荷载作用下的侧位移：124.3节点验算134.3.1梁柱连接节点134.3.2屋脊节点验算154.3.3柱脚设计16211设计资料单跨双坡轻型门式刚架，钢架跨度为18m，高度为9m，柱距

2、6m，屋面坡度5%。刚架为等截面的梁、柱。材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。风振系数和风压高度变化系数均取1.0。荷载：恒载横梁（含上方屋面板及檩条重）0.50KN/m2立柱（含墙重）0.45KN/m2活载风荷载0.30KN/m2屋面活荷载0.30KN/m2雪荷载0.40KN/m22钢架布置简图该厂房长度60m，跨度27m，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。CBA1:20图2.1刚架立面212荷载计算与荷载简图3.1荷载计算将各项面荷载值乘以柱距

3、得出分布于刚架上的各项线荷载。风荷载还需考虑刚架的体型系数。活载标准值在屋面活载与雪载中选较大值。图3.1风荷载体型系数荷载计算如下表：表1.1各线荷载标准值/kN/m各荷载标准值计算屋面活载标准值2.4刚架横梁（含上方屋面板及檩条重）3立柱（包括墙重）4.05风荷载迎风面柱上qw10.45横梁上qw21.8背风面柱上qw3-0.99横梁上qw4-1.17213.2荷载简图（1）恒载：（2）屋面活载（3）风荷载（以左风为例）荷载如下图：213.3内力分析3.3.1内力计算根据各个计算简图，求得结构在各种荷载作用下的内力图如下：表格4

4、.1计算简图及内力值(M、N、Q)恒载作用弯矩图剪力图21恒载下弯矩恒载下剪力轴力图(拉为正，压为负)21恒载下轴力（忽略柱自重）活荷载作用弯矩图21活荷载(标准值)弯矩图21活荷载(标准值)剪力图活荷载(标准值)轴力图剪力图轴力图(拉为正，压为负)21风荷载作用风荷载(标准值)弯矩图弯矩图剪力图轴力图(拉为正，压为负)21.风荷载(标准值)剪力图21风荷载(标准值)轴力图213.3.2控制截面内力组合取控制截面为下图中的A、B、C三处共四个截面：柱A、柱B、梁B、梁C。图4.10控制截面示意图考虑以下三种可能的组合方式：组合①：1

5、.35×恒载+1.4×0.7活载组合②：1.2×恒载+1.4×活载组合③：1.2×恒载+1.4×0.9×（活载+风载）表4.2各种情况下控制截面的内力截面内力恒载活载左风组合①值组合②值组合③值柱AM000000N-63.45-21.617.88-106.83-106.38-80.83Q-6.64-5.318.44-14.17-15.4-4.02柱BM-59.78-47.8257.76-127.57-138.68-59.21N-27-21.617.88-57.62-62.64-37.09Q-6.64-5.314.39-14.17-1

6、5.40-9.13梁BM-59.78-47.8257.76-125.57-138.68-73.13N-7.98-6.395.28-17.04-18.52-10.97Q26.6321.31-17.6456.8361.7936.58梁CM58.7346.99-28.07125.34136.2694.32N-6.63-5.315.28-14.15-15.39-7.99Q0.330.27-1.420.79-1.052钢架设计4.1截面设计初选梁柱截面均采用焊接工字钢500×160×14×2021，截面特征值如下表所示：A（mm2）Ix（mm

7、4）Wx（mm3）Iy（mm4）Wy（mm3）ix（mm）iy（mm）1290019430.14.2构件验算4.2.1构件宽厚比验算翼缘部分：腹板部分：4.2.2钢架柱验算①抗剪验算a.柱截面的最大剪力为Vmax=-15.4KN考虑仅有支座加劲肋fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=（500-2*20）*14*125=805KNVmax=15.4KN

8、=-138.68KN·N因V<0.5Vu=402.5KN,满足要求。③整体稳定性验算a)柱平面内的整体稳定性验算：刚架柱高H=9000mm，梁长L=18060mm.查表μ=2.64刚架柱的计算长度lx=μh=2.64*9000=237