单层单跨门式刚架厂房设计书.doc

单层单跨门式刚架厂房设计书一、设计资料1.该车间仓库采用单层单跨门式刚架，无吊车无振动。厂房跨度24m，总长度90m，柱距6m，檐高8m，屋面坡度1/10。屋面材料为压型钢板，墙面材料为彩钢板。彩板天沟。柱脚为铰接。2.材料采用Q235B钢材。基础混凝土为C20混凝土（=12.5kN/mm2)3.荷载： 恒载： 0.5 活载： 0.3 风载： 基本风压0.55 地面粗糙度B类，荷载体形系数为 二、结构平面布置及支撑布置该车间仓库长度90m，跨度24m，柱距6m，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。车间仓库长度60m，因此在车间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1）三、设计荷载 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。车间仓库檐高8m，屋面坡度为1：10。 得到刚架计算模型如下图：门式刚架计算模型计算模型及风荷载体形系数 1.荷载选取 恒载： 0.5 活载： 0.3 风载： 基本风压 0.552.荷载工况： 3.荷载组合（1） 1.2恒载+1.4活载（2） 1.0恒载+1.4风载（3） 1.2恒载+1.4活载+1.40.6风载4.各工况内力：恒载作用下的内力计算（1） 恒载作用（先不考虑自重）系数：得：（2） 活载作用（3） 风载作用下的内力计算: 以左风为例可以等效于以下六个图： 求得系数： 风荷载内力图 5.组合内力截面尺寸初选：梁柱都采用H型型钢h一般取（1/30-1/45） ,取h=600mm,暂取H: 面积（)梁10640652217453024742.3柱10640652217453024742.3（1）截面形式及尺寸初选：梁柱都采用焊接的H型钢 （2）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： 1.2恒载效应+1.4活载效应 1.0恒载效应+1.4风载效应 1.2恒载效应+1.4活载效应+1.40.6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000-36.12-21.7239.23-14.33-8.6220.75-114.64-68.93139.68-36.12-21.7239.23-14.33-8.6214.13-114.64-68.93137.68-17.85-10.7417.9634.5120.75-37.6384.8851.05-73.65-17.85-10.7417.96-1.43-0.862.168内力组合值截面内力000-73.7518.8-40.8-29.2614.72-11.83-234.0778.11-118.42-73.7518.80-25.43-29.625.45-17.75-234.0778.11-118.42-36.467.3-21.3770.64-18.1738.85173.33-18.32111.46-36.467.30-21.37-2.921.60-1.10（3）截面验算控制内力组合项目有：与相应的N，V(以最大正弯矩控制)与相应的N，V(以最大负弯矩控制)与相应的M，V(以最大轴力控制)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： 刚架柱平面内计算长度：（按照冷弯薄壁型钢结构技术规范）， （1）强度验算1.正截面验算（珠子以正应力为主）：（3）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。 柱翼缘 （满足要求） 柱腹板 （满足要求）B：刚架梁验算：取3-3截面内力（1） 强度验算正应力：剪应力：折算应力：（3）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。 柱翼缘 （满足要求） 柱腹板 （满足要求）4. 变截面验算根据实际情况，为节省钢材，就梁柱界面改为变截面。如下图：号界面验算：1-1截面：2-2截面：强度验算：1-1截面：节点段端有效宽度验算：由于计算时可以用故号界面全部有效，2-2截面同理求，界面有效，可以。稳定验算：由技术规程求得：柱小头大头柱线刚度从技术规程附录D.01-2得深梁线刚度则，查表知由此，进行压弯的整体稳定验算柱平面外稳定：取考虑墙梁作用，同理得，柱楔形率近似取取得故，满足要求。5.位移验算：（1）刚柱顶点侧移：（2）刚架顶点，挠度：四、节点设计：（1）梁柱节点设计：梁柱节点形式见下图：1. 螺栓2.端板一、二、3.节点域4.端板螺栓处腹板强度验算所以，满足条件。连接处选用如下组合内力值：采用摩擦型高强螺栓，采用10.9级M24螺栓，预压力P=225kN摩擦面采用喷砂的处理方法，摩擦系数u=0.45,螺栓承受拉力为：（2）梁梁节点设计：梁梁节点形式见下图：1. 节点说明梁柱截面为刚性连接，梁端焊端板。采用8:8级M24摩擦高强罗算连接，。摩擦面喷砂处理。预拉力；节点处内力：说明2. 验算（1） 抗剪验算:节点剪力很小，不做抗剪验算（2） 抗压验算：满足要求（3） 板端厚度板端厚度按支架条件如图根据门市刚架轻型防御钢结构技术规程，取端板平齐（3）柱脚设计：由于变截面，柱脚节点见下图：柱脚节点（1） 底板计算假定底板宽度为已知混凝土抗压强度设计值，锚栓用M24，即螺栓面积，则按构造