轻型门式刚架体系钢结构厂房工程施工组织设计.doc

武汉科技大学本科毕业设计轻型门式刚架体系钢结构厂房工程施工组织设计1绪论结构体系是指“结构构件采用较薄板件，设计时考 虑板件局部失稳后的后继强度的钢结构体系。门式刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。门式刚架属于平面结构，它们在纵向构件、支撑和围护结构的联系下形成空间的稳定体系，结构只有组成空间稳定整体，才能承担各种荷载和其他外在效应。所以在考虑建筑功能和经济条件下后本设计选用单层轻型门式刚架结构。本厂房建筑面积近2700，为单层钢结构建筑。单层厂房为四坡双跨门式刚架,跨度为24m+21m，长度60m，宽度45m，檐高9.00m，刚架柱距6m，屋面坡度10%，屋面板为压型钢板,檩条采用薄壁卷边C型， 檩条间距1.5m，墙梁间距2.0m。门式刚架采用Q345钢，屋面檩条、墙架檩条采用Q235-B钢，焊条采用E43型，外墙墙面为彩色压型钢板， 24米跨设置一台15T吊车，轨顶标高7米。 安全等级为二级，结构设计使用年限50年。 地基基础设计等级为丙类。 防火等级为三级。2 结构选型及布置 2.1 结构选型 经分析，由于本厂房荷载较小，故选用质量较轻、工业化程度较高、施工周期短、结构形式较简单的轻型门式刚架结构。梁、柱节点为刚性连接的门式钢架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点，并便于工业化，商品化的制品生产，与轻型维护材料想配套的轻型钢结构框架体系已广泛应用于建筑结构中。单层门式钢架适用于一般工业于民用建筑及公用建筑、商业建筑，也可用于吊车起重量不大（Q15t）且跨度不大的工业厂房。 2.2 材料的选择 材料选择根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中的相关规定选取，本厂房是轻型门式刚架结构，厂房柱、梁、吊车梁构件选用Q345钢。檩条、压型钢板柱间支撑等结构构件均选用Q235钢材。 焊条选用：Q235钢与Q235钢，Q235钢与Q345钢之间的焊接连接采用E43型焊条；Q345钢与Q345钢之间的焊接采用E50型焊条。 2.3 柱网布置本厂房建筑面积2700m，其中柱距6m，对于跨度的选择，应尽量选择较大的跨度。跨度较大可以扩大柱网，这样可以底稿厂房的通用性，扩大生产面积，节约用地，加快建设速度，提高吊车的服务范围，因此本厂房采用18m的跨度。并根据工艺要求设为双跨。柱网布置图如图2.1所示。 图 2.1 2.4 屋面布置根据屋面压型钢板的规格，檩条沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中6.3.1之规定，由于檩条跨度为6m9m，故采用实腹式檩条。根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中6.3.5和6.3.6之规定，应在檩条中间处设置一道拉条，拉条采用8圆钢，圆钢拉条设在距檩条上翼缘1/2腹板高度范围内，屋脊拉条为刚性。如图2.2所示。 图 2.2 2.5 柱间支撑及布置根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中4.5.2之规定应在厂房两端第一柱间设置柱间支撑，并应在中间一个柱间设置柱间支撑，柱间支撑分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑布置。两端气第二跨设上下柱支撑，中间设上下柱支撑。在设置柱间支撑的开间，宜同时设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系。当有起重量不小于5t的吊车时，柱间宜采用型钢支撑，形式为十字交叉。如图2.3所示。 图 2.3 2.6 屋盖支撑及布置由于本厂房长60米，宽45m，根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中4.5.2之规定，将整个厂房可划分为一个温度区段。因此在厂房两端第一个柱间支撑设置横向水平支撑。此外，还应在厂房中间柱间内设置屋盖横向水平支撑，并应在上述相应位置设置刚性系杆。 2.7 墙面结构布置 根据墙板的板型和规格，墙梁的布置沿高度方向间距每隔2.0m布置一道，根据冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002中8.4.2之规定，本厂房跨度6m，应在跨中中间处设置一道拉条，拉条承担的墙体自重通过斜拉条传至承重柱和墙架柱，且应每隔5道拉条设置一对斜拉条，以分段传递墙体自重，拉条为8圆钢。 根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中6.4.2节，应设置门柱窗柱，且由于门柱、窗柱需承受墙板重及自重，所以应考虑为双向受弯构件。3 荷载计算 3.1 永久荷载统计结构自重（包括屋面板、檩条、支撑、斜梁、墙架等），初步计算时，此折算荷重按（标准值）近似采用。 3.2 活荷载统计屋面活载 雪荷载 取两者较大值 3.3 风荷载标准值 风荷载：，基本风压值为，地面粗糙度类别为B类，风振系数,风压高度变化,根据建筑结构荷载规范GB 50009-2012，知封闭式双跨双坡屋面风荷载体型系如图3.1所示： 图3.1基本风压按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009的规定值乘以1.05采用。 图3.1 左风作用下风荷载体形系数 3.4 吊车荷载24m跨采用吊A5级15t电动桥式吊车，最大轮压Pmax=185KN，最小轮压Pmin=58KN，吊车梁影响线如图3.2所示： 图3.2 吊车梁支座反力影响线 吊车竖向荷载：（标注值/设计值）吊车横向荷载： 3.5 整个厂房各部分作用的荷载（标准值与设计值）18米跨 屋面 恒荷载 标准值： 设计值： 活荷载 标准值： 设计值： 风荷载 （设计值）：左风时 右风时 4 吊车梁的设计 4.1 设计资料 吊车梁跨度 L=6m，无制动结构，钢材采用Q345，焊条采用E50 系列，吊车梁资料如下：吊车采A5级15t电动桥式吊车，查知:宽度B=5550mm，轨道中心至吊车外端距离B1=260，跨度L=24m。轨顶以上高度H=2140mm，轮距K=4400m，小车重=3.8t，吊车总重=31.6t，最大轮压Pmax=185KN,最小轮压Pmin=58KN。吊车尺寸图如图4.1所示： 图4.1 吊车尺寸 4.2 内力分析4.2.1 吊车梁的最大竖向弯矩 当吊车轮位置如图4.2所示时，吊车梁的竖向弯矩最大。 图4.2 最不利轮位布置及内力 吊车竖向荷载动力系数 ，考虑吊车梁自重对内力的影响，近似轮压乘荷载增大系数，吊车荷载分项系数，软钩吊车取，则： 竖向计算轮压： 在处剪力：4.2.2 吊车梁的最大剪力 求最不利轮位布置如4.3所示 图4.3 最不利轮位布置如图所示4.2.3 吊车梁的最大水平弯矩 由建筑结构荷载规范GB 50205-2012 6.1.2之规定知，每个轮上的横向荷载设计值为： 4.2.4 吊车梁在竖向荷载标准值作用下的最大弯矩（求竖向挠度用）4.3 截面选型 钢材为Q345,其强度设计值为：抗弯 （） 抗剪 （）4.3.1 梁高h 需要的截面模量：按经济条件确定：最小高度建筑净空无要求，故初选腹板高度。4.3.2 腹板厚度 按经验公式：按抗剪要求：取。4.3.3 翼缘板尺寸 需要的翼缘板面积约为：翼缘宽度 翼缘厚度 考虑到竖向弯矩比较大，适当扩大翼缘宽度，取翼缘板外伸宽度 翼缘板外伸宽度与厚度之比 满足局部稳定要求4.4 截面验算4.4.1 截面几何特性 吊车梁断面尺寸如图4.4所示 图4.44.4.2 强度验算 (1)上翼缘正应力(2) 剪应力 4.4.3 整体稳定验算用 计算由于截面对称，则则 4.4.4 局部稳定验算 应按计算配置横向加劲肋。加劲肋间距计算：有约束时时，取 当时， 当01.2时， 当时，当0.9时，则局部稳定公式有： 满足要求。4.5 加劲肋计算4.5.1 横向加劲肋在腹板两侧成对出现外伸宽度：厚度：，取 采用。4.5.2支座加劲肋采用 则稳定性验算：按承受最大支座反力的轴心压杆，验算在腹板平面外的稳定。端部承压力计算： 此截面属b类，由，查表得，整体稳定：验算断面承压应力： 支承加劲肋与腹板的连接焊缝计算： 需要的焊脚尺寸为： 最小焊脚尺寸：，取。4.6 疲劳强度验算 因本厂房吊车为中级工作制，故吊车梁可不进行疲劳强度验算。4.7 挠度验算4.8 焊缝连接计算4.8.1 上翼缘与腹板连接焊缝 上翼缘对中和轴面积距： 取，则 4.8.2 下翼缘与腹板连接焊缝 因截面对称，故和上翼缘与腹板的连接焊缝相同。4.8.3 支座加劲肋与腹板连接焊缝满足要求。5 抗风柱设计5.1 荷载计算5.1.1 永久荷载 山墙墙面板及墙梁 自重为： 。 抗风柱自重 ： 5.1.2 风荷载 基本风压，厂房跨中不设置抗风柱，柱高9.0m。地面类别为B类，根据建筑结构荷载规范GB 50009-2001表7.2.1 得：； 风压体型系数由门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002附录A表A.0.2-4查出,， 则风压标准值： 5.1.3 单根抗风柱承受的均布线荷载设计值永久荷载设计值： 风荷载设计值： 风荷载标准值： 5.2 内力分析 抗风柱的柱脚和柱顶分别由基础和屋面支撑提供竖向及水平支撑，计算简图如图5.1所示。图5.1 抗风柱计算简图构件最大轴压力： 构件最大弯矩： 5.3 截面选择 选用 型柱，则柱截面特性：；。5.4 强度验算 根据钢结构设计规范GB 50017-2003公式（5.2.1）： 满足要求。5.5 稳定性验算5.5.1 弯矩作用平面内的稳定 根据钢结构设计规范GB 50017-2003公式（5.2.2-1）,绕强轴的长细比： 因为，所以对轴属a类，对轴属b类。查钢结构设计规范GB 50017-2003附录C的类截面得：，则 所计算段无端弯矩但有横向荷载，故5.5.2 弯矩作用平面外的稳定 绕弱轴的长细比的计算考虑墙面墙梁隅撑的支持作用,计算长度取为墙梁的间1.4m 根据钢结构设计规范GB 50017-2003公式(5.2.2-3),绕弱轴的长细比： 因为，所以对轴属a类，对轴属b类。查钢结构设计规范GB 50017-2003附录C的b类截面得： 计算段有端弯矩和横向荷载作用，并使构件段产生同向曲率，故取，则： 满足要求。5.6 挠度验算 根据钢结构设计规范GB 50017-2003附录A续表A.1.1,在横向风荷载作用下,抗风柱水平挠度为：满足要求。6 屋面檩条设计6.1 荷载屋面板为 YX56-186-720 型压型钢板加50mm 厚带铝铂玻璃纤维棉保温层，屋面排水坡度为，采用直卷边C形槽钢檩条，长度=6，檩距为1.5m，檩条中间设置拉条一道，檩条及拉条钢材均为Q235。檩条跨度大于4m，故在檩条跨间设置拉条，在檐口处设置拉条和刚性撑杆。6.1.1 永久荷载压型钢板+保温层： 檩条（包括拉条）： 合计 6.1.2 可变荷载（1） 屋面均布活荷载标准值根据建筑结构荷载规范GB 50009-2012，本厂房采用的压型钢板为轻型屋面板，屋面为不上人屋面，其水平投影面上的屋面均不活荷载按表5.3.1采用，标准值取。根据建筑结构荷载规范GB 50009-2012中5.5.1之规定：施工或检修集中荷载标准值为 。（2） 屋面雪荷载标准值基本雪压 （3） 屋面风荷载标准值 由3.2知垂直屋面的风荷载标准值6.2 荷载组合6.2.1 1.2恒载+1.4屋面均布荷载线荷载标准值： 线荷载设计值： 6.2.2 1.0恒载+1.4风吸力荷载线荷载设计值： 6.2.3 1.2恒载+1.4检修及施工集中荷载线荷载设计值： 作用在一根檩条上的集中荷载标准值：，设计值：6.3 内力分析由第一种荷载组合的内力起控制作用，所以取：,屋面檩条计算简图如图6.1所示。图6.1 屋面檩条计算简图对 X 轴，跨中拉条支点最大弯矩： 对 Y 轴，跨中拉条支点最大负弯矩： 对于平坡屋面（坡度为1/81/20），当风荷载较大时，应验算在风吸力作用下，永久荷载与风荷载组合下截面应力反号的情况。 6.4 截面选择和截面特性6.4.1 檩条选型按檩条高度，从而选型檩条C形槽，屋面坡度，即 。檩条截面如图6.2所示 图6.2 檩条截面示意图6.4.2 有效截面特征查表知 C 形檩条的各项截面特性为：6.4.3 有效截面的验算（1） 上翼缘 假定由My引起的应力影响不予考虑，近似的可将上翼缘视为一均匀受压的一边支撑一边卷边的构件。 上翼缘板件宽厚比b/t=60/3=20，查表知截面全部有效。（2） 下翼缘 下翼缘为受拉构件，板件截面全部有效。（3） 腹板 腹板是二边支撑的非均匀受拉板，=2.0，b/t=140/3=46.7，查表知腹板截面全部有效。 由于截面全部有效，有效截面特征即为毛截面特征。（由于拉条孔较小且位于腹板，故未计及拉条孔引起的截面削弱影响）6.4.4 净截面特征 考虑由于设置拉条，在檩条跨中开有10的孔，近似计算其净截面特性：An=890-30=860mm2设x1,y1为净截面的主轴,见图6.3。 =78.66mm=80.0-78.66=1.34mm=336.96104+8901.342-30(40+1.34)2=332104 mm4 图6.3 弯曲应力符号图（压正拉负）=40.82103mm3=42.21103mm3y1=38.22mm=38.9-38.22=0.68mm =41.99104+8900.682-30(18.1+0.68)2=40.97104mm4=20.36103mm3=10.36103mm36.5 强度验算=+=+ 檩条满足强度要求。6.6 稳定性计算 截面全部有效，同时不记孔洞削弱，则，受弯构件的整体稳定性系数：跨中无侧向支撑构件。查冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002表A.1.2得： ； ； O 风吸力作用下檩条下翼缘受压区：满足要求。6.7 刚度验算檩条满足刚度要求。6.8 拉条验算拉条所受力即为檩条跨中侧向支点的支座反力，则 按构造取8拉条(A=50.8mm2) 7 墙梁设计 本工程墙梁采用卷边C形槽钢，跨度l=6m，间距，在1/2处设一根拉条，墙梁采用16Mn钢、拉条采用Q235钢。墙梁荷载标准值0.372kN/m，墙梁自重0.073kN/m。 迎风风荷载标准值： 背风风荷载标准值：7.1 荷载计算7.1.1 荷载计算如图7.1所示： 图7.1墙梁所受荷载设计值：竖向 水平 墙梁所受荷载标准值：竖向 水平 7.1.2 两种组合 （1） （2） 7.2 内力分析7.2.1 竖向荷载产生的弯矩由于墙梁跨中设有一道拉条，可视为墙梁支撑点，弯矩如图7.2所示： 30003000 MBM2M1 图7.27.2.2 水平荷载，产生的弯矩墙梁承担水平方向荷载作用下，按单跨简支梁计算内力，则：迎风 背风 7.2.3 剪力 在竖向荷载作用下,两跨连续梁的最大剪力为： 在水平方向的剪力按单跨简支梁计算：迎风 背风 7.2.4 双弯矩力矩 初选墙梁截面为C形冷弯槽钢，查表得查表得，弯扭特性系数：，(1) 迎风时荷载对弯曲中心的合扭矩 由曲线查的，故得跨中最大双扭力矩： (2) 背风时荷载对弯曲中心的合扭矩 由曲线查的，故得跨中最大双扭力矩： 7.3 截面选型及验算7.3.1 截面选型 由初选墙梁截面C型槽钢，查表可知其截面特性:；。由弯矩 、和双弯扭矩B 引起的截面各角点应力符号如图7.3所示图7.3 个角点应力符号7.3.2 各板件端部的应力值 迎风： 背风： 7.3.3 各组成板件有效截面A 承当竖向荷载和迎风荷载时(1) 1-4板 板件14为非均匀受压的两边支承板件， 取=2.0，查表知，板件截面全部有效。(2) 1-2板 板件12为非均匀受压的一边支承、一边卷边板件，作用在卷边处， ， 查表得，容许宽厚比为 此板件截面全部有效。(3) 3-4板 板件34为非均匀受压的一边支承，一边卷边板件，作用在支承处， ， 查表得，容许宽厚比为 此板件截面全部有效。B 承当竖向荷载和背风荷载时(1) 1-4板 板件14为非均匀受压的两边支承板件， 取=2.0，查表知，板件截面全部有效。(2) 1-2板 板件12为非均匀受压的一边支承、一边卷边板件，作用在支承处， 查表得，容许宽厚比为 此板件截面全部有效。(3) 3-4板 板件34为非均匀受压的一边支承，一边卷边板件，作用在卷边处， 查表得，容许宽厚比为 此板件截面全部有效。7.3.4 强度验算A 正应力 由于截面全部有效，故墙梁截面可近似按毛截面计算，且可采用考虑冷弯效应的强度设计值，查表得B 剪应力竖向剪应力 水平向剪应力：故墙梁的弯曲正应力，剪应力强度均满足要求。7.3.5 强度验算背风时，墙梁的主受压翼缘（板件14）无约束，需按下式验算稳定性： ， ， 拉条不能作为侧向支撑,查表知 墙梁采用的C形卷边槽钢为一单轴对称截面，则：由于荷载位于弯心下侧，故a=52.5mm， 7.3.6 挠度验算A 竖向：按两跨连续梁计算B 水平方向：按单跨简支梁计算刚度满足要求。7.4 拉条计算 当跨中拉条承担一根墙梁的竖向支撑作用时，拉条所受拉力：拉条所需截面面积：An=按构造选用拉条，截面面积50.3mm2,它可以承担6根墙梁的竖向支撑作用。8 门式刚架设计8.1 荷载分析8.1.1 永久荷载 结构自重（包括屋面板、檩条、支撑、斜梁、墙架等），初步计算时，此折算荷重按（标准值）近似采用。8.1.2 可变荷载 活载： 计算刚架取 雪载: 8.1.3 风载 基本风压, 基本风压建筑结构荷载规范GB 50009-2001取，地面粗糙等级为B级，以柱顶为准，风压高度变化系数。8.1.4 吊车荷载 吊车每个大车轮子传递的吊车横向水平荷载标准值： 吊车竖向荷载设计值： 横向水平荷载：8.2 作用在刚架上的线荷载标准值8.2.1 作用于柱上的线荷载 考虑刚柱自重柱上线荷载为：边柱为 中柱为 8.2.2 屋面与檩条引起的线荷载考虑刚架梁自重，屋面与檩条引起的线荷载： 8.2.3 屋面活荷载引起的线荷载由于屋面活荷载小于雪荷载，取雪荷载，则由雪荷载引起的线荷载： 8.2.4 风荷载引起的线荷载 由3.5知风荷载引起的线荷载为 左风：左边柱上的线荷载设计值： 右边柱上的线荷载设计值：左边迎风坡面上的线荷载设计值： 左边背风坡面上的线荷载设计值： 右边迎风坡面上的线荷载设计值： 右边背风坡面上的线荷载设计值： 右风：右边柱上的线荷载设计值： 左边柱上的线荷载设计值： 右边迎风坡面上的线荷载设计值： 右边背风坡面上的线荷载设计值： 左边迎风坡面上的线荷载设计值： 左边背风坡面上的线荷载设计值： 8.2.5 吊车引起的线荷载（1） 最大轮压作用于边柱列 边柱列所受竖向力及弯矩： 中柱列所受竖向力及弯矩： （2） 最大轮压作用于中柱列 中柱列所受竖向力及弯矩： 边柱列所受竖向力及弯矩： （3） 横向荷载作用 8.3 钢架计算简图对钢架进行节点、单元编号，计算简图如图8.1所示 图8.1 钢架计算简图8.4 截面选择初选梁柱截面及截面特性如表8.2所示。边柱和中柱截面； ； ； ； ； ； 。 刚架斜梁大头处断面； ； ； ； ； ； 。 刚架斜梁小头处断面； ； ； ； ； 。 表8.2 梁柱截面及截面特性8.5 内力计算 由力学求解器分别求出不同荷载作用下的轴力、剪力和弯矩图，以及各个单元、节点的数值，如表8.1所示。 表8.1 各种荷载作用下的内力图及数值1 永久荷载计算简图（） 轴力图（） 剪力图（） 弯矩图（）2 可变荷载计算简图（） 轴力图（） 剪力图（） 弯矩图（）3 左风计算简图（） 轴力图（） 剪力图（） 弯矩图（）4 右风计算简图（） 轴力图（） 剪力图 （） 弯矩图（） 5 吊车工况一计算简图（） 轴力图（） 剪力图 （） 弯矩图（） 6 吊车工况二计算简图（） 轴力图（） 剪力图 （） 弯矩图（）8.6 荷载组合8.6.1 荷载组合种类（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吊车荷载 （4） 1.2恒载 +0.85(1.4活载+1.4风载+1.4吊车荷载)8.6.2 荷载组合计算 不考虑地震作用，荷载组合计算得到最不利组合值，见附表A；8.7 截面验算 8.7.1 最大宽厚比验算 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002第（6.1.1）条进行板件最大宽厚比验算。（1） 翼缘板自由外伸宽厚比中柱和边柱截面： 斜梁变截面大头处： 斜梁变截面小头处： 均满足技术规程的限值要求。（2） 腹板宽厚比中柱和边柱截面： 斜梁变截面大头处： 斜梁变截面小头处： 均满足技术规程的限值要求。8.7.2 左边柱验算（1） 最不利内力组合值第一组：；。第二组：；。（2） 强度验算截面特性：； 取第一组内力计算； 。 截面边缘正应力比值： 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-4）因，计算可用代替式（6.1.1-3）中的 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-2），有效宽度系数为 同时。根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承载力设计值为：。 ，满足要求。在剪力V，弯矩M，轴压力N共同作用下：因为：； 所以：。 强度满足要求。 取第二组内力计算； 。 截面边缘正应力比值： 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-4）因，计算可用代替式（6.1.1-3）中的 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-2），有效宽度系数为 ，即此时截面全部有效，同时。根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承载力设计值为：。 ， 满足要求。在剪力V，弯矩M，轴压力N共同作用下：因为：； 所以：。 强度满足要求。（3） 稳定验算 上段柱稳定性验算内力组合取 a 上段柱平面内稳定性验算根据钢结构设计规范(GB50017-2003)求单阶柱平面内计算长度系数。柱线刚度： 计算柱上端可移动但不转动的单阶柱下端的计算长度系数：由，试值法得查钢结构设计规范（GB 50017-20030）表5.3.4得折减系数为0.8。上段柱平面内计算长度系数为： 下段柱平面内计算长度系数为： 上段柱平面内计算长度为： 上段柱平面内稳定性验算： ，对x轴属a类；对y轴属b类。查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C-1得，杆件轴心受压稳定系数为：。 等效弯矩系数 满足要求。b 上段柱平面外的稳定性验算已知在边柱平面外柱高6.0m处设置柱间支撑，即平面外计算长度：； ，对x轴属a类；对y轴属b类。查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C-2得，杆件轴心受压稳定系数为：。 取， 满足要求。 下段柱稳定性验算内力组合取最不利内力组合为第一组和第二组。a 下段柱平面内稳定性验算下段柱平面内计算长度为： 下段柱平面内稳定性验算： ，对x轴属a类；对y轴属b类。查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C-1得，杆件轴心受压稳定系数为：。 等效弯矩系数 满足要求。b 下段柱平面外的稳定性验算已知在边柱平面外柱高6.5m处设置柱间支撑，即平面外计算长度：； ，对x轴属a类；对y轴属b类。查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C-2得，杆件轴心受压稳定系数为：。 取， 满足要求。8.7.3 右边柱验算最不利内力组合值如下：第一组：；。第二组：；。因右边柱同左边柱截面选型相同，且不利内力值比左边相对较小，故同理，右边柱强度及稳定性均满足要求。8.7.4 中柱验算（1） 最不利内力组合值第一组：；。第二组：；。（2） 强度验算截面特性：； 取第一组内力计算； 截面边缘正应力比值： 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-4） 因，计算可用代替式（6.1.1-3）中的 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-2），有效宽度系数为 ，即此时截面全部有效，同时。根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承载力设计值为：。 ，满足要求。在剪力V，弯矩M，轴压力N共同作用下：因为：； 所以： 强度满足要求。 取第二组内力计算； 截面边缘正应力比值： 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-4）因，计算可用代替式（6.1.1-3）中的 根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-2），有效宽度系数为 ，即此时截面全部有效，同时。根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承载力设计值为：。 ，满足要求。在剪力V，弯矩M，轴压力N共同作用下：因为：； 所以：。 强度满足要求。（3） 稳定验算 牛腿上部稳定性验算内力组合取 a 牛腿上部平面内稳定性验算根据钢结构设计规范(GB50017-2003)求单阶柱平面内计算长度系数。柱线刚度： 计算柱上端可移动但不转动的单阶柱下端的计算长度系数：由，试值法得查钢结构设计规范(GB50017-2003)表5.3.4得折减系数为0.8。上段柱平面内计算长度系数为： 下段柱平面内计算长度系数为： 上段柱平面内计算长度为： 上段柱平面内稳定性验算： ，对x轴属a类；对y轴属b类。查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C-1得，杆件轴心受压稳定系数为：。 等效弯矩系数 满足要求。b 牛腿上部平面外的稳定性验算已知在边柱平面外柱高6.0m处设置柱间支撑，即平面外计算长度：； ，对x轴属a类；对y轴属b类。查钢结构设计规范(GB50017-2003)附录C-2得，