钢结构课程设计门式刚架设计.doc

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1、钢结构课程设计——门式刚架设计班级：B1143学号：23姓名：彭洪波目录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124.3.1梁柱连接节点124.3.2屋脊节点验算134.3.3柱脚设计141设计资料单跨双坡轻型门式刚架，钢架跨度为12m，高度为7m，柱距9m，屋面

2、坡度5%。刚架为等截面的梁、柱。材料采用Q235-B钢材，焊条采用E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0.35KN/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。CBA12000120001:20图2.1刚架立面2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得

3、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0.4×9=3.6kn/m刚架横梁（含上方屋面板及檩条重）0.5×9=4.5kn/m立柱（包括墙重）0.45×9=4.05kn/m风荷载迎风面柱上qw11.05×0.35×9×0.25=0.83kn/m横梁上qw21.05×0.35×9×(-1)=-3.31kn/m背风面柱上qw31.05×0.35×9×(-0.55)=-1.82kn/m横梁上qw

4、41.05×0.35×9×(-0.65)=-2.15kn/m3.2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：3.3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4.1计算简图及内力值(M、N、Q)恒载作用恒载下弯矩恒载下剪力恒载下轴力（忽略柱自重）弯矩图剪力图轴力图(拉为正，压为负)活荷载作用活荷载(标准值)弯矩图活荷载(标准值)剪力图活荷载(标准值)轴力图弯矩图剪力图轴力图(拉为正，压为负)风荷载作用风荷载(标准值)弯矩图风荷载(标准值)剪力图风荷载(标准值)轴力图弯矩

5、图剪力图轴力图(拉为正，压为负)3.3.2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①：1.35×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-55.35-16.2022.31-90.5985-89.04-58.7214Q-5.44-3.2710.53-10.5486-11.1062

6、.6196柱BM-38.11-22.8759.44-74.9276-54.880.3462N-27.00-16.2022.31-54.326-49.68-24.7014Q-5.44-3.275.02-10.97-11.106-4.953梁BM-38.11-22.8754.44-73.8611-77.75-5.9538N-6.7-4.06.13-12.965-13.64-5.3562Q26.6916.02-22.0351.609654.45624.4554梁CM-38.1124.75-21.07-27.1935-11.082-41.0952N

7、6.79-3.266.135.97173.58411.7642Q-26.690.16-3.70-39.5595-31.804-36.48842钢架设计4.1截面设计初选梁柱截面均采用焊接工字钢500×200×10×16，截面特征值如下表示：A（cm2）Ix（cm4）Wx（cm3）Iy（cm4）Wy（cm3）ix（cm）iy（cm）112.254568518272138213.820.174.364.2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钢架梁验算①抗剪验算梁截面的最大剪力为Vmax=54.46KN考虑仅有支座架劲肋

8、fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=468×10×125=N=585KNVmax=86.92KN