轻型门式钢架结构课程设计

轻型门式钢架结构设计计算书PAGEPAGEPAGE36课程设计设计题目:轻型门式刚架结结结构设计计姓名XX学号2200120002202专业土木木工工程学院土建建与与水利学学院指导教师衣振华2015.0777.099目录录HYPERLINK一、设设计目的2二、基本本要要求2HYPERLINK三、设设计资料2HYPERLINK四、设计内容容容2五、参考文献献献.HYPERLINK二、结结构布置3HYPERLINK2、荷荷载与内内力计计算4HYPERLINK3、初初选截面6HYPERLINK4、截截面验算6HYPERLINK四、墙墙梁设计计71、设设计材料料HYPERLINK2、荷荷载与内内力计计算7HYPERLINK3、初初选截面8HYPERLINK1、柱支撑撑设设计22HYPERLINK2、梁梁节节点点设计24八、柱脚HYPERLINK\l"_Toc328700439"设设计计25HYPERLINK\l"_Toc328700440"1、底板尺寸确确确定25HYPERLINK\l"_Toc328700440"2、靴梁设计2226第一部分轻型型型门式刚刚架结结构课程程设计计任务书书一、设计目的1、复习钢结构构构课程内容容，综综合运用用所学学知识，学学习习钢结构构设计计过程2、学习钢结构构构方案设计计、详详细设计计和施施工图设设计3、学习编制结结结构计算书书4、为毕业设计计计做必要的的准准备二、基本要求1、掌握门式刚刚刚架结构设设计计的内容容、方方法和步步骤，认认真考虑虑影响响设计的的各项项因素2、了解和掌握握握与设计有有关关的设计计规范范和规定定，并并能在设设计中中正确应应用3、根据建筑设设设计要求，正正确选择结构构形式，合理理布置结构4、掌握门式刚刚刚架结构的的计计算方法法和构构造要求求5、认真绘制施施施工图和编编写写说明书书、计计算书三、设计资料1、结构形式：：：门式刚架架，见见附件1，具体尺尺寸寸见分配配表格格2、屋面板和墙墙墙面板：彩彩色色压型钢钢板3、构件形式：：：梁柱为等等截截面实腹腹式焊焊接H型截面，檩檩檩条为冷冷弯薄薄壁C型截面4、节点形式：：：梁柱刚接接节节点；梁梁连接接（端端板刚接接）；；柱脚（刚刚接接或者铰铰接）5、基础：柱下下下独立基础础；；混凝土：C30；钢筋二级级筋筋；基础础埋深深1.5m，地基承承载载力标准准值：：6、荷载种类：：：恒载，活活载载和风荷荷载（见见分组单单），不不考虑其其它荷荷载四、设计内容1、刚架设计：：：结构立面面图图、结构构平面面布置图图、剖剖面图及及节点点索引图图、梁梁、柱设设计及及其详图图2、檩条支撑等等等构件设计计：：檩条，墙墙梁梁，支撑撑，抗抗风柱，拉拉条条详图，檩檩条条、支撑撑布置置图等3、节点及构造造造详图：梁梁柱柱连接、梁梁梁梁连接及及柱脚脚详图4、设计说明书书书及计算书书1份五、参考文献1、《钢结构设设设计规范》GB5000017--20003.北京：中中国国计划出出版社社.2000332、《门式刚架架架轻型房屋屋钢钢结构技技术规规程》CECCSS102：2002，北京：：中中国计划划出版版社.2000223、《冷弯薄壁壁壁型钢结构构技技术规范范》GB5000018--20002.北京：中中国国计划出出版社社.2000224、轻型钢结构构构设计计算算与与实例，本本书书编委会会编人民交通通出出版社2000885、李星荣.钢结构连连接接节点设设计手手册.北京：中中国国建筑工工业出出版社.2000556、陈绍蕃.钢钢钢结构房屋屋设设计.北京：中中国国建筑工工业出出版社.2000337、轻型钢结构构构设计数据据资资料一本本全，本本书编委委会编编中国建建材工工业出版版社2000778、舒赣平,王恒华,范圣刚编编著.轻型钢结结构构民用与与工业业建筑设设计，中中国电力力出版版社2000669、周绪红.钢结构设设计计指导与与实例例精选.北京：中中国国建筑工工业出出版社.20008810.朱海宁宁宁，王东东，赵赵瑜编著.轻型钢结结构构建筑构构造设设计.东南大学学出出版社200033.111第二部分钢结结结构设计计说明明1.本工程结构构体体系为单层层层轻型刚刚架结结构2.设计依据：：《钢结构设计规规规范》（GB5000017--20003）；《建筑结构荷载载载规范》（GB5000009--20001）；《门式钢架轻型型型房屋钢钢结构构技术规规程》（CECSS102::20022）;《冷弯薄壁型钢钢钢钢结构构技术术规范》（GB5000018--20002）;3.《轻型钢结结构构设计规程程程》（DBJ0088-688-997）4.设计荷载标标准准值：恒载载载（结构构自重重，包括括屋面面板、檩檩条、钢钢架自重重等），活活活载0.5，风风荷荷载5.焊条材料：：QQ235钢，用E43焊条自动动或或半自动动焊6.钢结构刚架架采采用Q2355B钢，檩条条采采用冷弯弯薄壁壁C型钢，材材料料为Q2355B钢，其机机械械性能即即抗拉拉强度、伸伸长长率、屈屈服强强度、冷冷弯性性能和化化学成成分均符符合规规范规定定，且且具备钢钢材出出厂证明明和合合格保证证7.本设计中的的焊焊缝均为满满满焊，且且符合合规范要要求，焊焊缝等级级不低低于2级，未注注明明的焊角角尺寸寸均为6mm，未注明明的的螺栓均均为C级，且为M168.加劲肋在翼翼缘缘两侧均为为为对称布布置9.本工程具体体选选用材料如如如下：檩条：冷弯弯薄薄壁型钢Q2355b，C2000xx700x20xx22.5刚架梁梁梁：H型钢Q2355b，HN40000x2000xx8x113刚架柱柱柱：H型钢Q2355bb，HW30000×3000××10××155螺栓：：：10.9级10.本工程的的的柱脚为为：外外露式柱柱脚，所所用锚栓栓为M1211.本工程的的的梁柱连连接采采用斜接接的方方式，梁梁梁采采用顶端端对接接方式，具具体体见图纸纸第三部分设计计计计算书书设计概况结构尺寸：跨度度度，檐口标标高高，坡度，开开间间，长度；荷载：屋面和墙墙墙面恒载载，屋屋面活荷荷载，基基本风压压；材料：钢材（），焊条，级高高强强摩擦型型螺栓栓。二、结构布置根据结构尺寸要要要求绘制制结构构平面布布置图图，立面面布置置图和侧侧立面面布置图图，并并根据结结构构构造要求求进行行檩条布布置。檩檩条尽可可能沿沿斜梁等等间距距均匀对对称布布置，除除每侧侧斜梁两两端的的两根檩檩条外外，檩条条间距距水平距距离为为1.688m，两侧两两根根檩条距距柱轴轴线距离离为0.3m，每侧斜斜梁梁布置6根，共布布置12根。具体体布布置见结结构布布置附图图。檩条设计按照上述结构布布布置进行行檩条条设计计计算，为为使所有有檩条条选用截截面一一致，单单根檩檩条设计计按水水平间距1.688m，坡向间间距1.68888m。单根檩檩条条承受荷荷载大大小为作作用在在檩条两两侧间间距之和和一半半（即水水平距距离1.688m，竖直距距离0.3m，坡向距距离1.68888m）屋面板板上上的分布布荷载载值，据据此进进行一下下步计计算。1、荷载与内力力力计算标准值（屋屋屋面恒载载）00.3檩条自重活载基本风压风荷载恒载与活载组合合合：标准值设计值设计值分解弯矩设计值（2）恒载与风风荷荷载组合：：：标准值（恒载作作作用）风载作用设计值（恒载）设计值（风载）设计值分解弯矩设计值恒载、活载及风风风载组合合：因此种组合不用用用于计算算挠度度，可直直接将将设计值值分解解，无需需计算算标准值值。设计值：弯矩设计值根据以上荷载组组组合可得得檩条条的计算算见图图如下：：。。。2、初选截面檩条选用C型钢钢钢，根据C型钢截面面几几何特性性，取取=4进行截面面初初选，在在上述述荷载作作用下下所需截截面模模量：所以初步选用其其其，自重。3、截面验算（1）强度验算算通过以上荷载组组组合分析析可知知，恒载载，风风载作用用下的的均小于恒恒载载与活载载组合合及恒载载，活活载，风风载组组合下的的，只只需要验验算恒恒载，活活载组组合和风风载，恒恒载活载载组合合下的的的强度度。在恒载，活载组组组合情况况下：：在恒载，活载，风风载组合情况况下：刚度验算荷载标准值①挠度②长细比檩条设计完成。墙梁设计1、设计材料：：墙面板跟屋面板板板一样采采用彩彩色压型型钢板板。柱距6m，屋檐标标高6.9mm,取墙梁间间距距为1.6mm,底下墙梁梁距距地面300mmm，顶墙梁梁距距离屋檐200mmmm,中间位置置设设置一道道拉条条墙梁采采用薄薄壁C型钢，钢钢材材为Q2355B，，抗剪强强度度设计值值，焊焊条采用E43，墙板采采用用单侧挂挂板.结构布置置见见下图：：2、荷载与内力力力计算标准值（屋屋屋面恒载载）0..3基本风压风荷载中间部分的墙梁梁梁所受横横向风风荷载大大于顶顶部和底底部墙墙梁所受受的横横向风荷荷载，所所以计算算时以以中间部部分墙墙梁所受受风荷荷载为准准。竖向荷载标准值值值：横向荷载标准值值值:竖向荷载设计值值值：横向荷载设计值值值：3、初选截面：：：初选截面,自重重重为。截面参数：4、截面验算：：：强度验算：刚度验算：荷载标准值:①挠度：②长细比：剪力验算：墙梁在竖向荷载载载与水平平荷载载作用下下产生生剪力。五、钢架设计根据工作经验，刚刚架选用H型钢，其中中斜梁为窄翼翼缘型，柱为为宽翼缘型。根根据工程经验验和构造要求求，按照结构构轮廓尺寸初初选钢架截面面，斜梁选为为HN3000x150xx6.5x99窄翼缘H型钢，柱选选为宽翼缘H型钢。钢架荷载布置所有钢架选用相相相同截面面，故故在进行行刚架架设计时时取中中间部分分的刚刚架进行行内力力分析，每每个个刚架所所承受受荷载大大小为为相邻两两刚架架间通过过屋面面板、墙墙面及及檩条所所传递递到刚架架上的的荷载。恒载：屋面自重及檩条条条自重等等恒载载是通过过檩条条作用于于钢架架上的，故故为为集中力力。按按照檩条条承受受屋面板板荷载载并传力力，每每侧斜梁梁两端端的两根根檩条条所传递递荷载载为该檩檩条两两侧间距距之和和一半屋屋面板板上的分分布荷荷载值，而而中中间部分分檩条条所传递递的荷荷载大小小为两两檩条间间屋面面板上作作用的的荷载大大小值值。故恒恒载所所产生的的荷载载布置如如下：：对于屋面：屋檐处集中力大大大小：屋脊处集中力大大大小：中间部分集中力力力大小对于墙面：离地面300mmmm处：离屋檐200mmmm处：中间区域：恒载布置如下：：：活载屋檐处集中荷载载载：屋脊处集中荷载载载：中间部分集中荷荷荷载：荷载布置如下：：：（3）风载风载为水平方向向向，根据据不同同作用面面上的的风载系系数计计算各个个作用用面上的的风载载大小，刚刚架架两个竖竖直柱柱上为分分布力力，大小小为相相邻两刚刚架间间竖直面面上的的风载，两两个个斜梁上上为通通过檩条条传递递的集中中力，传传递原则则同恒恒载。迎风面分布力：：：墙面柱：①离地面30000mm处：②离屋檐20000mm处：③中间区域：背风面分布力：：：墙面柱：①离地面30000mm处：②离屋檐20000mm处：③中间区域：屋面板屋檐处：：：屋面板屋脊处：：：屋面板中间部分分分：风荷载布置如下下下：2.刚架内力力力分析并并选取取最不利利截面面根据初选截面及及及荷载布布置，不不计刚架架自重重用结构构力学学求解器器进行行各种荷荷载单单独作用用下内内力计算算，计计算结果果见下下图。然然后考考虑荷载载分项项系数进进行3种荷载组组合合作用并并计刚刚架自重重情况况下的内内力计计算，由由结构构力学求求解器器求得计计算结结果（见见附图图），选选出组组合荷载载作用用下的最最不利利截面内内力。所所选结果果见下下表。恒载作用下内力力力及荷载布布置置内力计算杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩1-3330776.336007--61222..626653300.00000000000--1877511.366077-661222.6626553--4222466.1123002-799588.07712231800499.077722-4422446..12330--59997..9955300-5599..799953303666677.2258773-599977.99953305999.7799553003366667..25887--79558..0711233-1180449..07772--4222466.1123004-1887551.33600761222..6266533-4422446..12330--3300766.366077661222.66265530..00000000000构件轴力图：结构剪力图：结构弯矩图：(2)风荷载作作作用下内力力及及荷载布布置：：内力计算杆端端端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩11444002.0011181388077.59957700.000000000001444022.011188222155.55957715553222.0010442366377.6553887--1411100.0777445553222..0100436337..6533877-227100.0077440--2007466.1198333300288.9772113--33776..7400011-2207446..1988330228..9722133661033.2259998--84415..66643004633744.3664666--24006..6422855-884155.666433063774..3644666448388.33571140..00000000000结构轴力图:结构剪力图：结构弯矩图：(3)活荷载作作作用下内力力：：内力计算杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩1-2669664.997778--88555..961180000.00000000000--2699644.977788-888555.9961880--6111066.1136442-1114995.1126692599499.955466-6611006..13664--86772..8588422-9902..133648845224833.3318663-866799.75595548333.1125331225524883..31886--1155022.022800-2260118..96558--6111066.1136444-2770334.33333288555..9611800-6611006..13664--2700344.333322888555.99618800..00000000000结构剪力图：结构轴力图：结构弯矩图;(4)三种内力力力组合（外外加加钢架自自重）的的内力：：内力计算杆端端端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩1-6772114.991772--77330..470039900.00000000000--5288899.911722-1193222..47003--9332900.6645772-2444889.3320015077044.777699-9932990..64557--1977066.977566-661966.119100010083009..04223-2005443.770770--21771..1222733110833099.0442--2533266.055144-5571552..09006--15596664..77114-5993888.4492201955133.511755-115966644.7771--7377133.4992002267558..517750..00000000000结构剪力图：结构轴力图：结构弯矩图：三种内力组合：：：注：①：1.44活载++1.2恒载，②1.2恒载+1.4风载，③1.2恒载+1.44**0.9（活载+风载）单单位位（N，m）控制截面内力恒载活载风载①②③AM0.0000.0000.0000.0000.0000V-6122.666-8855.9997248.1-19745...32800.2222-9372.99948N-33076...3-26964...9-7173.555-77442...4-49734...46-82705...9444BM-42246...1-61106...110061.666-13624333-36609...08-11501111.399V-6122.666-8855.999-4343.888-19745...3-13428...44-23978...7422N-18751...3-26964...9-7173.555-60252...4-32544...46-65515...9444CM-7958.000-61106...110061.666-95098...14536.6444-73865...67V18049.00025949.9996705.757988.666631046.777862804.88856N-7958.000-11495...1-5036.111-25642...7-16600...14-30378...9122DM0.0000.0004780.60.0006692.84446023.55556V8724.612523.999-8410.00028002.9998-1304.444815653.00034N-6978.000-10083...93637.6-22491-3280.9996-16495...9388EM36667.22252483.33319158.444117477...270822.444134269...1822V-599.79999-902.1-4694.222-1982.6669-7291.66638-7771.0009688N-5997.999-8672.888-5036.111-19339...4-14248...02-24470...6944FM36667.22252483.33319158.444117477...270822.444134269...1822V599.79999833.1-3604.0001886.09998-4325.88841-2771.5557522N-5997.999-8679.777-5865.999-19349-15409...74-25524...9366GM0.0000.000-24975...30.000-34965...42-31468...8788V8724.6-12592...91363.2-7160.555412378-3679.99902N-6978.000-10090...83028.9-22500...7-4133.1114-17271...5944HM-42246...1-61106...1-56312...5-13624444-12953222.8-19864222.755V-18049...0-26018...9-13084...0-58085...2-39976...4-70928...4544N-7958.00011502.000-5865.9996553.2-17761...86-2448.11114IM-42246...1-61106...1-56312...5-13624444-12953222.8-19864222.755V6122.68855.94534.919745.333813695.999824219.55528N-18751...3-27034...3-13602...7-60349...5-41545...34-73704...18JM0.0000.0000.0000.0000.0000.000V6122.68855.911779.99919745.333823838.999833348.22228N-33076...3-27034...3-13960333-77539...5-23513555.3-24965444.1三种内力组合作作作用下的的最不不利截面面：构件组合①组合②组合③M(KN·m)))N(KN)V(KN)M(KN·m)))N(KN)V(KN)M(KN·m)))N(KN)V(KN)梁-136.2-25.64-58.08129.53-17.76-39.97-198.6-30.37-70.9柱136.2-77.519.7-36.6-235.123.83-198.6-24933.33、梁柱截面验验验算（1）梁的验算算梁选用：H型钢钢钢Q2355b，HN40000x2000xx8x113，截面参参数数：。荷载组合作用下下下最大内内力：：强度验算：抗弯强度验算：：：抗剪强度验算：：：2）刚度验算：：：仅需验算算X-X方向长细细比比，梁两两端刚刚接，其其计算算长度。故3）整稳验算：：：单向弯曲曲。①弯矩作用平面面面内：查表得取代入计算：②弯矩作用平面面面外：故查表得代入计算：综上所述，斜梁梁梁强度、刚刚度度及