门式刚架厂房计算书#培训学习

1、钢结构现场的计算书1 .设计资料哈尔滨市某单层工业厂房，采用单跨度门式刚架，门式刚架跨度为18m，柱间距离为6m，柱高为5.6m，屋顶坡度为1/10，地震震度为6度。 机架的平面配置如图1.1所示，机架的形式和几何尺寸如图1.2所示。 屋顶和墙板是彩压钢板，内部填充玻璃板保温，考虑到经济、制造和安装的便利性，檩条都采用冷弯薄壁卷曲c型钢，间隔为1.5米，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。图1.1门架平面布局图图1.2门架形式和几何尺寸2 .负荷计算2.1负荷值的计算：(1)屋顶永久负荷基准值(相对于水平投影面)YX51380760型彩压钢板0.1550厚保温玻璃板0.05PVC铝箔和不锈钢

2、丝网0.02檩条和支撑0.10刚架斜梁自重0.15悬挂0.20合计0.67(2)面可变负荷基准值屋顶的活负荷： 0.30雪负荷：基本雪压=0.45。 悬臂双层坡屋顶时，屋顶的坡角=，=1.0雪载荷基准值：=1.00.45=0.45。屋顶的活负荷和雪负荷中，取较大的值0.45，不考虑灰积负荷。(3)轻量壁面及柱自重基准值(包括柱、壁骨架等)0.5(4)风荷载基准值基本风压： 将地面粗糙度的列作为b级，调查了风荷载的高度的变化系数：高度小于10m时，为10m高度时的数值，=1.0。 风荷载体型系数：上风柱和屋顶分别为0.25和-1.0，下风柱和屋顶分别为-0.55和-0.65。(5)地震作用哈尔滨

3、地区抗震强度为6度，根据全国民用建筑工程设计技术措施-结构第18.8.1条的建议，不考虑地震的作用。2.2作用于各部分的负荷基准值的计算：(1)屋顶额定负荷基准值： 0.676=4.02活性负荷基准值： 0.456=2.70(2)柱负荷额定负荷基准值： (0.565.6 4.029)=52.98活性负荷基准值： 2.709=24.3(3)风荷载基准值逆风：在柱子上梁上背风面：柱子上梁上3 .内力分析3.1在恒定负荷下这项工程使用了等断梁和柱子。 柱子用铰链支撑着设计。 用弹性分析法确定刚架柱内力。 用结构力学求解器求解结构内力。图3.1定负荷下的m图图3.2定负荷下的n图图3.3恒定载荷下的v

4、线图3.2在活性负荷的作用下图3.4活负荷下的m图图3.5活负荷下的n图图3.6活负荷下的v图3.3在风荷载下图3.7左风向风荷载作用下的m图图3.8左风向风荷载作用下的n图图3.9左风向风荷载作用下的v图4 .内力组合刚架结构构件是在承载能力的极限状态下设计的，根据建筑结构荷载规范 (GB500092001 )的规定，采用载荷效应的基本组合。 本工程结构构件安全等级为二级。 刚架内力组合(左半跨度)如表4.1所示。表4.1内力组合表断面内力组的组合项目负荷组合方式负荷组合项目M/KNm毫米N/KNV/KN钢结构柱柱头b对应的n、v(1)1.2恒1.4活179.1077.4431.98对应的n

5、、v(2)1.0恒1.4风29.627.091.88与之对应的v(1)1.2恒1.4活179.1077.4431.98与之对应的v(2)1.0恒1.4风29.627.091.88柱底a对应的n、v对应的n、v与之对应的v(1)1.2恒1.4活097.6031.98与Nmin对应的Mmax、v(2)1.0恒1.4风09.718.71刚架梁安装bMmax和对应的n、v(1)1.2恒1.4活179.1039.5273.86Mmin及其对应的n、v(2)1.0恒1.4风29.622.576.87中央cMmax和对应的n、v(2)1.0恒1.4风140.5731.823.18Mmin及其对应的n、v(1

6、)1.2恒1.4活1.451.920.275 .门架设计5.1截面设计：最初选择的梁柱的截面是焊接工字钢，截面特性：等等。5.2部件管理：(1)部件的宽幅比管理法兰部分：=96/12=8网页部分：=426/8=53.25(2)架梁的管理a .抗剪管理梁截面的最大剪力=73.86kN，只考虑台座加强筋，满足要求。b .通过弯曲、剪切、压共作用进行管理取梁端截面进行管理，N=39.52kN，V=73.86kN，M=179.10。V0.5以门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 (CECS102:2002 )进行管理。，即，网的全断面是有效的。满足要求。c .整体稳定性管理N=39.52kN，M=179.1

7、0梁平面内的整体稳定性管理：计算长度，梁的长度=18090mm，=/=97.63=150，取类b截面，查看附录d得到0.570。，满足要求。梁平面外的整体稳定管理：考虑到屋顶冲压钢板和主梁紧密接触，主梁可以作为梁平面外的支撑点，但为了安全起见，计算长度应按主梁的距离或角的间隔来考虑。 关于等截面部件，我们来调查一下b级截面。去取，满足要求。在d.钢结构设计规范(gb50017-2003 )中验证该梁腹板的允许高厚度比。梁端截面：所以，要满足要求。光束跨度截面：所以，要满足要求。(3)钢结构柱的管理a .抗剪管理柱截面的最大剪切力=31.98kN，考虑到只有支架的力，b .通过弯曲、剪切、压共作

8、用进行管理取柱端截面管理N=77.44kN、V=31.98kN、M=179.10。V0.5以门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 (CECS102:2002 )进行管理。，即，网的全断面是有效的。，满足要求。c .整体稳定管理构件的最大内力： N=97.60kN，M=197.10a .刚架柱平面内的整体稳定性管理刚架柱的高度H=5600mm，梁的长度L=18090mm，从柱的线刚性和梁的线刚性的比调查了柱的计算长度系数。 钢结构柱的计算长度。 请查一下b级断面，附录d。，满足要求。b .刚架柱作用平面外的整体稳定性管理柱平面外的整体稳定管理：考虑到冲压型壁板和壁梁的紧贴，有表皮作用，壁梁可以作为梁平

9、面外的支撑点，为了安全起见，计算长度考虑两个壁梁或角支撑间隔，即。 关于等截面部件，我们来调查一下b级截面。去取用d.钢结构设计规范(gb50017-2003 )检查该柱腹板的容许高厚比。柱顶截面：所以，要满足要求。柱底截面：满足要求。(4)管理风荷载引起的侧滑，刚架柱顶等效水平力：5.3节点管理：(1)梁柱连接节点a .螺栓强度管理梁柱节点用10.9级m2高强度摩擦型螺栓连接，构件截面采用喷砂，摩擦面的滑动阻力系数=0.45，每个高强度螺栓的拉力为190kN，连接处的传递内力设计值： N=39.52kN，V=78.86kN，M=179.10。(a) (b )。图5.1刚架柱和刚架梁的连接节点

10、螺栓拉伸承载力管理：螺栓剪切承载力管理：满足。最外侧螺栓的抗剪、拉伸承载力管理：满足要求。b .端板厚度管理端板的厚度为t=20mm，用两边支撑系端板计算了：c .梁柱节点区域的剪应力管理满足要求。d .用螺栓进行腹板强度管理满足要求。(2)波束跨越中间节点a .螺栓强度管理横梁越过中间点用10.9级M20的高强度摩擦型螺栓紧固，构件接触面采用喷砂，摩擦面的滑动阻力系数=0.45，每高强度螺栓的拉力为155kN，紧固部位传递内力设计值： N=31.82kN，V=3.18kN，M=140.57螺栓拉伸承载力管理：螺栓剪切承载力管理：满足最外列螺栓的剪切阻力、拉伸承载力管理满足要求。b .端板厚度

11、管理端板的厚度为t=18mm，用两边支撑系端板计算c .用螺栓进行腹板强度管理满足要求。(a) (b )。图5.2刚架梁跨度中间节点(3)柱脚设计刚架柱和基础铰链采用平面型铰链柱脚。a柱脚内力设计值：因为b柱脚的剪断力很小，所以不需要考虑剪断力键，但是，计算出在设置柱之间支撑的打开期间必须设置剪断力键。 另外，即使考虑柱间支撑的垂直提升力，锚也不会受到拉伸力，因此，如果考虑柱的安装过程中的稳定，在结构上设置锚，则采用4M24。计算c柱脚底板的面积和厚度。a .柱足底板面积的确定取。的双曲正切值。底板配置如图，基础采用C20混凝土，=9.6，管理底板下混凝土轴心抗压强度设计值，满足要求。图5.3

12、刚架柱铰链b .底板厚度的确定根据柱底板被柱腹板和法兰分割的段分别计算底板受到的最大力矩。三边支撑板： b2/b1=96/426=0.2250.3用悬臂板计算：悬臂板部分时：基板厚度：t=20mm。6 .其他部件设计6.1檩条的设计：檩条选用冷弯薄壁卷槽型钢，跨简单支撑件设计。 屋顶坡度为1/10，檩条的跨度为6m，跨度中设置一条股线，水平檩条的距离为1.5m，材质为钢材Q235。(一)载荷及内力考虑永久负荷和屋顶活负荷的组合是控制效果主屋线负荷基准值：檩条负荷设计值：，的双曲正切值。图6.1冷弯薄壁卷槽形钢截面力矩设计值：(2)截面选择及截面特性a.c180700202.2 :在毛截面中首先计算出的截面应力(压力)(压力)(拉)b .受压板部件的稳定系数网络：21.743上翼缘板：上翼缘板是最大压力应力作用于一部分加劲板部件的支承边0.863c .受压板部件的有效宽度网络：1.1板组约束系数：=0.367因为0，所以设定为=93.99mm。=81.82，截面的有效宽度如下，上翼缘板：1.1板集约束系数：因为0取。=31.82，截面的有效宽度如下的双曲正切值。下翼缘板：下翼缘板的全断面被拉伸，全部有效。d .有效净截面弹性模量上翼缘板的扣除面积宽度，腹板的扣除面积宽度，腹