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1、设计资料荆州某单层厂房采用单跨双坡轻型门式刚架,钢架跨度为27m,高度为9m,共11榀钢架,柱距9m,屋面坡度取1/10。刚架为等截面的梁、柱。屋面及墙面均采用彩色压型钢板,檩条及墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢,间距为1.5m ,材料采用Q235钢材,焊条采用E43型。荷载: 恒载:彩色压型钢板 0.35KN/m2檩条 0.06KN/m2活载 层面活载和雪载 0.3KN/m2风荷载 0.35KN/m2地震:地震设防6度,设计地震分组为一组,设计基本地震加速度值0.05g一、 钢架布置简图该厂房长度60m,跨度27m,共有11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
2、不用设置伸缩缝,檩条间距为1.5m。CBA1200055001:10刚架立面二、 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:三、 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
3、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)四、 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25.73KN,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,N86.79K
4、N V25.73KN M204.80KNm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83.80KN,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,N34.23KN V83.80KN M204.8KNm因V0.5Vu,取V0.5Vu,按钢结构设计规范(GB50017
5、2003)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:Nma86.79KN,相应的V19.77由于柱底剪力较小,Vmax19.77KN0,考虑柱间支撑竖向拔力后,锚栓仍不承受拉力,故仅考虑柱在安装过程中的稳定,按构造要求设置锚栓即可,采用4M24。2) 柱脚底板面积和厚度的计算a) 柱脚底板面积确定b) 底板厚度确定14