钢结构课程设计--门式钢架厂房设计计算书

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1、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。自然条件：基本风压：，基本雪压地面粗糙度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

2、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：0.18檩条支撑：0.15横梁自重：0.15总计：0.48屋面雪荷载：0.3屋面活荷载：0.5（与雪荷载不同时考虑）柱自重：0.35风载：基本风

3、压3.各部分作用荷载：（1）屋面荷载：标准值：柱身恒载：（2）屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载（3）风荷载（地面粗糙度类）风载体形系数示意图荷载如下图：4.内力计算：（1）截面形式及尺寸初选：梁柱都采用焊接的H型钢截面截面名称长度面积mmmm柱23461.6梁23461.6（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力图如下：计算项目计算简图及内力值(M、N、Q)备注恒载作用恒载下弯矩恒载下剪力弯矩图剪力图“+”→恒载下轴力（忽略柱自重）轴力图(拉为正，压为负)活

4、荷载作用活荷载(标准值)弯矩图弯矩图活荷载作用活荷载(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)风荷载(标准值)弯矩图弯矩图风荷载作用.风荷载(标准值)剪力图风荷载(标准值)轴力图剪力图“+”→轴力图(拉为正，压为负)（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)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：①1.2*恒载效应+1.4*活载效应②1.2*恒载效应+1.4*风载效应③1.2*恒载效

5、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截面内力恒载活载左风Ⅰ－Ⅰ000-45.36-47.2546.95-19.32-18.0524.55Ⅱ－Ⅱ-127.84-129.94147.59-45.36-47.2546.95-19.32-18.0516.45Ⅲ－Ⅲ-127.84-129.94147.59-21.75-22.6621.0443.4145.22-45.08Ⅳ－Ⅳ92.8396.70-77.574-21.75-22.6621.042.182.27-1.81

6、内力组合值截面内力Ⅰ－Ⅰ000-120.5811.30-54.85-48.4511.19-15.45Ⅱ－Ⅱ-335.3353.22-132.40-120.5811.3054.79-48.4511.19-25.09Ⅲ－Ⅲ-335.3353.22-132.40-64.303.36-28.03115.40-11.0251.93Ⅳ－Ⅳ246.782.79134.16-57.82-3.36-28.035.790.083.164.截面验算控制内力组合项目有：①＋Mmax与相应的N，V(以最大正弯矩控制)②－Mmax与相应的

7、N，V(以最大负弯矩控制)③Nmax与相应的M，V(以最大轴力控制)④Nmin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2-2截面的控制内力为3-3截面的控制内力为4-4截面的控制内力为A：刚架柱验算：取2-2截面内力平面内长度计算系数：，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。①柱翼缘（满足要求）②柱腹板（满足要求）（2）柱有效截面特征：B：刚架梁验算：取3-3截面内力⑴局部稳定验算①梁翼缘（满足要求）②梁腹板（满足要求）（2）梁有效截

8、面特征5.位移验算：（1）柱顶水平位移验算：（2）横梁扰度验算：，位移图如下：四、节点设计：（1）梁柱节点设计：梁柱节点形式见下图：连接处选用如下组合内力值：（2）梁梁节点设计：梁梁节点形式见下图：连接处选用如下组合内力值：（3）柱脚设计：柱脚节点见下图：设计内力采用：五、施工图设计（详见图纸）