【轻型门式刚架】应用实例.pdf

第九章第九章 应用实例应用实例 一、工程资料： 某单层工业厂房，跨度为 18m，长度为108m，柱距 6m，檐高 8m。内设一台 10t单梁吊车，中级工作制， 牛腿面标高 4.5m。轴无吊车，且檐高为 10m。屋面和墙面均为eps夹芯板，彩板外天沟。 31 二、吊车梁设计 10t 吊车资料： knp 5 . 63 max = =，kngg9 .55= =+ +,mmb3000= =，mmw2500= = 内力计算（单台） 1求 max m knprf q 01.985 .634 . 105. 105. 1 max11max = = = = = mknlfmc=147601.98 4 1 4 1 kn f vv cc 49 2 = 右左 2. 求 maxt m kntrt q 9 . 41 . 0 22 1004 . 0100 4 . 11 12 = + = + = mknmt=35. 7147 01.98 9 . 4 max 3. 求 max v 291 ()()knv2 .15565 . 3 6 01.98 max =+=+= 4. 求 maxt v knvt76. 72 .155 01.98 9 . 4 max = 截面估算： （ )235q 1梁高： 按经济条件确定： 3 6 820465 215 101472 . 1 mmwsh= = = mmwh sh 3553007 3 = 按允许挠度值确定： mm v l lfh4 .4641060060002156 . 0106 . 0 66 min = = = 建筑净空无要求 取 mmh550= = 2腹板厚度 按经验公式： mmhtw65. 855. 03737=+ +=+=+= 按抗剪要求： mm fh v tw57. 1 215550 102 .1552 . 12 . 1 3 max min = = = = = 按局部挤压要求： mm fl f t z w 85. 1 21595. 0105)215(2 1001.985 . 1 3 min = + = = + = = 取 mmtw10= = 局部要求： y f 235 8055 10 550 = 3翼缘尺寸： 292 2 57555010 6 1 550 820465 6 1 mmht h w tba ww = 293 取 2 300012250mma= 10t 吊车梁断面尺寸为：1210250300550 i 验算： 1截面特性： 2 11860105261225012300mma=+=+= mmy4 .261 11860 2751052654412250612300 1 = = + + + = = mmy6 .2884 .261550 2 = = 23 )4 .261275(5261052610 12 1 +=+= x i 422 596662459)66 .288(12250)64 .261(12300mm=+=+ 3 1 1 2282565 4 .261 596662459 mm y i w x x =， 3 2 2 2067437 6 .288 596662459 mm y i w x x = 433 4262500025012 12 1 30012 12 1 mmiy=+=+= 3 1 1 341000 125 42625000 mm x i w y y = 3 2 2 284167 150 42625000 mm x i w y y = mm a i i y y 95.59= 1501 .100 95.59 6000 = y 吊车梁上翼缘： 2 360012300mma= 上 43 2700000030012 12 1 mmi y = 上 3 180000 150 27000000 mmw y = 上 2强度验算： 正应力： 上翼缘正应力： y t x w m w m 上 上 +=+= 1 max f mm n =+= + =+= + = 2 66 23.10583.404 .64 180000 1035. 7 2282565 10147 剪应力： 突缘支座处剪应力： v w f mm n th v = = = = = 2 3 0 max 86.33 10550 102 .1552 . 12 . 1 腹板局部稳定： f mm n lt f zw c = + = + = 2 3 2 .31 )2120(25010 1001.980 . 1 3稳定性验算： 整体稳定性： 244. 0 550300 126000 11 11 = = = hb tl 81. 044. 018. 073. 018. 073. 0= = + +=+=+=b + = + =1 25012 12 1 30012 12 1 30012 12 1 28 . 0) 12(8 . 0 33 3 bb ()()213. 01633. 028 . 0= = y b y xy bb fh t w ha235 4 . 4 1 4320 2 1 2 + + = + + = 235 235 213. 0 5504 . 4 121 .100 1 2282565 55011860 1 .100 4320 81. 0 2 2 + + = + + = 326. 1329. 1 2282565 55011860 1 .100 4320 81. 0 2 = = 832. 0 = = b 2841672 . 1 1035. 7 2282565832. 0 10147 66 + =+ + =+ yy y xb x wr m w m f mm n =+=+= 2 95.9855.214 .77 局部稳定： a)翼缘：1508.12 12 5150 1 = = = t b b)腹板：806 .52 10 526 0 = w t h 4加劲肋计算： 294 横向加劲肋的外伸宽度为： mm h bs5 .5740 30 526 40 30 0 =+=+=+=+，取mmbs100= = 横向加劲肋的厚度为： mm b t s s 7 . 6 15 100 15 = 横向加劲肋的尺寸为： 1008 支座加劲肋 采用 30020 2 0 600030020mma= 2 0 7500101015600015mmttaa ww =+=+=+=+= 43 4500000030020 12 1 mmiz= mm a i i z z 46.77= 79. 6 0 = z z i h a、强度验算： f mm n a v = = = 2 3 0 max 87.25 6000 102 .155 b、整体稳定验算： 此截面属 b 类，查表得996. 0= = f mm n a v = = = 2 3 max 78.20 7500996. 0 102 .155 5疲劳计算： 本吊车为中级工作制吊车，不必进行疲劳验算。 6刚度 mm l mm ei lm w10 600 93. 2 5966624591006. 210 600010 4 . 105. 1 147 10 5 26 2 = = = = = = 7焊缝连接计算 上翼缘与腹板连接焊缝 上翼缘对中和轴面积矩： 3 1 9410404 .26112300mms= 取 mmhf8= = 295 2 3 87.27 50)12120(287 . 02 1001.980 . 1 7 . 02 mm n lh f zf f = + = = + = = w fzs f mm n =+=+= 2 22 42.3587.2786.21 下翼缘与腹板连接焊缝 下翼缘对中和轴面积矩： 3 2 8658006 .28812250mms= w f zf f f mm n ih sv = = = = = 2 3 2max 1 .20 59666245987 . 02 865800102 .155 7 . 02 支座加劲肋与腹板连接焊缝 w f wf f f mm n lh v = = = = = 2 3 max 2 .32 )10526(87 . 02 102 .1552 . 1 7 . 02 2 . 1 三、牛腿设计： knv2 .155 max = =，mme500250250=+=+= =， mknevm = = =6 .775 . 02 .155 max 1牛腿根部断面验算： 128250600 i 423 6460179842294122505768 12 1 mmix=+=+= 3 2153393 300 646017984 mmwx= 3 121377629412250 2 288 2888mmsx=+=+= 2 6 04.36 2153393 106 .77 mm n w m = = = 2 3 45.36 8646017984 1213776102 .155 mm n ti sv = = = = = 2 2222 69.7245.36304.363 mm n =+=+=+=+ 2牛腿焊缝验算： 假设 mmhf8= = 23 30025087 . 0(2257687 . 0 12 1 +=+= f i 42 655174194)228812187 . 0mm=+=+ 3 2183914 300 65174194 mmwf= 2 11961)212187 . 025087 . 0(2257687 . 0mmaf=+=+= 296 2 6 53.35 2183914 106 .77 mm n f = = = 2 3 98.12 11961 102 .155 mm n a v f f = = = w ff f f f mm n =+ =+ =+ =+ 2 2 2 2 2 88.3198.12 22. 1 53.35 四、檩条计算 1屋面檩条： （1770） 恒载： 屋面板 2 6 m kg 保温层 2 4 m kg 檩 条 2 6 m kg 2 16 m kg 活载： 2 50 m kg 风载： 2 55 m kg 由于恒载和活载组合情况下荷载大于恒载和风载组合情况，故仅须验算前者。 ()() m kn m kg q58. 19 .15777. 14 . 1502 . 116=+=+= ()() m kn m kg qk17. 182.11677. 15016=+=+= 5 . 22060150c ， 4 2365830mmix= = 4 335650mmiy= = 3 31544mmwx= = 3 17660mmwy= = , mmix92.57= =mmiy82.21= = 6 .103 92.57 6000 = x 5 .137 82.21 3000 = y 1505 .137 max = mknmx= + = + =07. 76 110 10 58. 1 8 1 2 2 mknm y = + = + =18. 03 110 10 58. 1 8 1 2 2 f mm n 03. 1221 176602 . 1 1018. 0 3154405. 1 1007. 7 2 66 = + = + = 297 150 5 .40 23658301006. 2384 600017. 15 5 4 l mmw= = = 由于荷载取值偏大，故檩条还有安全储备。 2墙面檩条： 恒载： m kn m kg 23. 023 2 2 . 1 30 2 4 . 06 . 1 5=+ + =+ + 风载： m kn 88. 0 2 6 . 16 . 1 55. 0= + = + m kn qx88. 0= =， m kn qy23. 0= = mknm x =96. 3688. 0 8 1 2 mknm y =26. 0323. 0 8 1 2 f mm n = + = + = 2 66 83.131 176602 . 1 1026. 0 3154405. 1 1096. 3 150 47.30 23658301006. 2384 600088. 05 5 4 l mmw= = = 五、抗风柱设计 m kn m kn qx62. 44 . 1655. 0 2 = mknqlm x =82.471 . 962. 4 8 1 8 1 22 knqlv28.261 . 962. 4 8 5 8 5 = 86200350i 423 112201052217182003346 12 1 mmix=+=+= 3 641149 175 112201052 mmwx= 2 5204282003346mma=+=+= f mm n w m x x = = = 2 6 58.74 641149 1082.47 v f mm n a v = = = 2 3 05. 5 5204 1028.26 六、刚架设计 298 一、总则 1、本车间结构体系为：单层单跨钢结构车间。 2、按建筑物重要性，结构抗震设防标准为丙类建筑；结构安全等级为二级，耐火等级为二级。主体结 构的设计使用年限为 50 年。 3、本工程结构抗震设防烈度为 7 度；设计基本地震加速度值为 0.10g，第一组场地类别为 ii 类。 4、本工程设计标高0.000 相当于绝对标高 m，图中所注标高均为相对标高，且以米为单位，其 余均以毫米为单位。 二、设计依据 1、甲方之设计要求及已批准有关资料。 2、中华人民共和国国家标准和地方标准： 钢结构设计规范 （gbj1788） 建筑结构荷载规范 （gb500092001） 建筑抗震设计规范 （gb500112001） 冷弯薄壁型钢结构技术规范 （cecs102：98） 轻型钢结构设计规程 （dbj086897） 三、设计荷载标准值 1、恒载： 结构自重（包括屋面板、檩条、保温层及刚架自重） 2、活载： 计算刚架 2 3 . 0 m kn 计算檩条 2 5 . 0 m kn 3、雪载： 2 20. 0 m kn 4、风载： 基本风压 2 55. 0 m kn 四、材料 1、焊条 对于钢材，手工焊时，用型焊条，其性能应符合（gb511885）规定，自动或半自动 焊时，采用（gbj130077）的焊丝和相应的焊剂。 bq345xxe50 对于钢材，手工焊时，用型焊条，其性能应符合（gb511785）规定，自动或半自动 焊时，采用（gbj130077）的焊丝和相应的焊剂。 bq235xx43 2、粗制螺栓、螺母和垫圈（除屋面梁拼接处所用）采用（gb70088）规定钢制作。 aq235 3、高强螺栓、螺母和垫圈（屋面梁拼接用）采用优质碳素结构钢技术条件 （gb70088）中规定 的钢材制成，10.9 级，其热处理、制作和技术要求应符合钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、 垫圈与技术条件中的规定。 4、钢结构主材采用钢，檩条采用钢，其机械性能（抗拉强度、延伸率、屈服强度、冷 弯性能）和化学成分（c、si、mn、p、s 含量）应符合（gb70088）之规定，且钢材都必须具备出厂证 明和合格保证。 bq235bq235 299 五、技术要求 1、本设计中的焊缝均为满焊，未注明的焊缝高度mmhf6= =，凡未注明的螺栓孔均为，相应 的螺栓为级，。 5 .17 c16m 2、加劲肋与翼缘腹板两侧均焊接。 3、刚架及其拼接缝采用完全焊透的对接焊缝，对接焊缝应符合（gbj5020595）规范要求，刚架不 低于二级，其余焊接不低于焊接质量检验的三级标准。 六、结构制作 1、钢结构构件制作时，应严格按照国家钢结构工程施工及制作规范 （gbj5020595）进行制作。 2、钢材加工前应进行矫正，使之平直，以免影响制作的精度。 3、焊接要求 施焊时，应选择合理的焊接顺序，减少钢结构中产生的焊接应力和焊接变形，同时还可采用预热、 锤击和整体回火等方法达到同样目的。 对角焊的焊脚尺寸不得小于)(mmhft5 . 1，t为较厚焊件