钢结构课程设计-单跨双坡门式刚架设计.doc

应用技术学院 系（院） 建筑工程系 课程名称 钢结构设计 课题名称 单跨双坡门式刚架设计 专业班级 土木工程1182班 学 号 姓 名 指导教师 建 筑 工 程 系设计资料某地区拟建单跨双坡门式刚架的机械厂房，坡面1：10，刚架为变截面梁，柱，柱脚为铰接，柱距6m,厂房总长90m。材料采用q345-b钢材，焊条采用e50型。屋面板和墙面板采用eps荚芯板，底面和外层采用镀锌彩板（屋面板和墙面板自重取值如下所示），檩条采用高强度镀锌冷弯薄壁卷边z形钢檩条。荷载： 恒载：彩色压型钢板 0.42kn/m2檩条 0.06kn/m2活载 层面活载和雪载 0.5kn/m2风荷载 0.32kn/m2地面粗糙度为b类，地下水位低于地方6m，修正后的低级承载力为f=200kn/ m2钢架布置简图该厂房长度90m，跨度24m，共有16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。cba2700090001:10刚架立面一、 荷载计算与荷载简图1.荷载计算荷载计算如下表2荷载简图（1） 恒载： （2） 屋面活载 （3）风荷载（地面粗糙度类）荷载如下图：二、 内力分析（1）内力计算根据各个计算简图，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 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)轴力图弯矩图剪力图“+”轴力图(拉为正，压为负)（2）控制截面内力确认取控制截面为下图中的a、b、c三处共四个截面：柱上a、柱上b、梁上b、梁上c。此设计只考虑全部荷载同时作用的一种情况，即：1.2x恒载+1.4x0.9 x（活载+风载）三、 钢架设计（一）截面设计初选梁柱截面均采用焊接工字钢600x200x8x10，截面特征如下表所示：（二）构件验算1.构件宽厚比验算翼缘部分：腹板部分：2.钢架柱验算抗剪验算柱截面的最大剪力值为26.68kn，考虑仅有支座加劲肋，,满足要求。弯、剪、压共同作用下的验算取柱端截面进行验算，n102.46kn v26.68kn m215.65knm因v0.5vu，取v0.5vu，按钢结构设计规范（gb500172003）式（4.4.1-1）验算。整体稳定性验算a) 柱平面内的整体稳定性验算：b) 柱平面外的整体稳定验算：考虑屋面压型钢板与墙梁紧密连接，有蒙皮作用，墙梁可作为横梁平面外的支承点，但为了安全起见，计算长度按两个墙梁或隅撑间距考虑， 3.刚架梁的验算抗剪验算梁截面的最大剪力值为99.62kn，考虑仅有支座加劲肋，,满足要求。弯、剪、压共同作用下的验算取梁端截面进行验算，n36.76kn v99.62kn m215.65knm因v0.5vu，取v0.5vu，按钢结构设计规范（gb500172003）式（4.4.1-1）验算。整体稳定性验算a) 梁平面内的整体稳定性验算： b)横梁平面外的整体稳定验算：考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接，有应力蒙皮作用，与梁连接的檩条可作为柱平面外的支承点，但为了安全起见，计算长度按两个檩条距离或隅撑间距考虑， 4.刚架在风荷载作用下的侧位移：（三）节点验算（1）梁柱连接节点a) 螺栓强度验算螺栓抗拉强度验算 b) 端板厚度验算c) 梁柱结点域的剪应力验算d) 螺栓处腹板强度强度验算（2）横梁跨中节点验算e) 螺栓强度验算螺栓抗拉强度验算 f) 端板厚度验算g) 螺栓处腹板强度强度验算（3） 柱脚设计钢架柱与基础铰接，采用平板式铰接柱脚。1) 柱脚内力设计值：nma102.46kn，相应的v21.237由于柱底剪力较小，vmax21.237kn0，考虑柱