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1、门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m，檐高H=7.5m，屋面坡度B=1/10，跨度L=15m，柱距S=7.5m。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。根本风压 ，地面粗糙度B类。二、构造平面柱网及支撑布置该厂房长度150m，跨度12m，柱距7.5m，共有21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。厂房长度60m，因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向程度支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩
2、条间距为1.5m；同时应该在与屋盖横向程度支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高柱距，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。三、荷载的计算一计算模型的选取取一榀刚架进展分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高7.5m，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m；屋面坡度为1：10。因此得到刚架计算模型：二荷载取值计算长度m柱距m跨度m檐高m恒载kN/m2活载kN/m2根本风压kN/m21507.5127.50.60.50.351屋盖永久荷载标准值 屋面板 刚架斜梁自重先估算自重 合计 0.752屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50，不考虑积灰荷载
3、。3轻质墙面及柱自重标准值 0.254风荷载标准值按?门式刚架轻型房屋钢构造技术规程?CECS102：2002附录A的规定计算。根本风压0=1.050.45 kN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按?建筑构造荷载标准?(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，z=1.0。风荷载体型系数s：迎风面柱及屋面分别为0.25和1.0，背风面柱及屋面分别为0.55和0.65(CECS102：2002中间区)。三各局部作用荷载：1屋面恒载：标准值： 柱身恒载：2屋面活载 屋面活荷载3风荷载地面粗糙度类 0.6 0.5风载体形系数示意图风荷载如以以下
4、图：四内力计算：1截面形式及尺寸初选梁、柱都采用热轧中翼缘H型钢截面截面名称长度面积mmmmm柱HM72.27388.9590.0960.07247.1569.37梁HM68.27388.9590.0960.07247.1569.372截面内力根据各个计算简图，用?构造力学求解器V2.0?计算，得构造在各种荷载作用下的内力图如下：注：剪力图：“+表示方向“；轴力图：拉为正，压为负。 A 恒载作用(标准值)下，计算简图及内力值考虑根底埋深0.8m： 恒载作用下轴力图 恒载作用下剪力图恒载作用下弯矩图 B 活载作用(标准值)下，计算简图及内力值考虑根底埋深0.8m：活荷载作用下轴力图 活荷载作用下
5、剪力图活荷载作用下弯矩图C风荷载作用(标准值) 下，计算简图及内力值不考虑根底埋深： 风荷载作用下轴力图 风荷载作用下剪力图风荷载作用下弯矩图3内力组合由于恒载和活载关于构造竖向对称，因此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。刚架构造构件按承载才能极限状态设计，根据?建筑构造荷载标准?(GB500092001)的规定，采用荷载效应的根本组合：0SR。本工程构造构件平安等级为二级，0=1.0按承载才能极限状态进展内力分析，需要进展以下3种组合：A：1.2永久荷载+1.4max屋面均布活荷载 +1.40.7风荷载B：1.2永久荷载+1.40.7max屋面均布活荷载+
6、1.4风荷载C：1.0永久荷载+1.4风荷载组合A、B -用于截面强度和构件稳定性计算，组合C -用于锚栓抗拉计算。本工程不进展抗震验算。最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面，取四个控制截面：如以以下图： 控制截面示意图各情况作用下的截面内力及内力组合见下表：各情况作用下的控制截面内力截面内力恒载活载左风11-48.64-22.5619.59-5.79-3.899.1700022-9.10-22.5619.59-5.793.894.20-46.31-31.0948.1133-33.60-6.116.1332.8622.06-19.08-46.31-31.09-48.114
7、4-5.76-3.876.130.580.39-2.4351.0234.25-16.74控制截面内力组合截面内力1.2永久荷载+1.4max屋面均布活荷载 +1.40.7风荷载1.2永久荷载+1.40.7max屋面均布活荷载+1.4风荷载1.0永久荷载+1.4风荷载11-70.75 -53.05 -21.214-3.412.087.050 0022-23.31-5.6018.332.612.740.09-51.95 -18.6921.0433-42.87-37.73-25.0251.6234.346.15-146.25-135.39-113.6644-6.32-2.122.82-1.14-2.
8、32-2.8292.77 71.3527.58五截面验算控制内力组合工程有： Mmax与相应的N，V (以最大正弯矩控制) Mmax与相应的N，V (以最大负弯矩控制) Nmax与相应的M，V (以最大轴力控制) Nmin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1刚架柱验算：取2-2截面内力 平面内长度计算系数：， 平面外长度计算系数：A 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柱有效截面特征C抗剪强度验算：D稳定性
9、验算： 刚架柱平面内稳定性验算： 刚架柱平面外稳定性验算2刚架梁验算：取3-3截面内力；A 局部稳定验算 梁翼缘 满足要求 梁腹板 满足要求B梁有效截面特征C强度计算 抗剪强度验算： 弯矩作用下的验算：D稳定性验算 刚架梁平面内稳定验算： 刚架梁平面外稳定验算： 四、位移验算一柱顶程度位移验算：刚架柱顶等效程度力按下式计算：柱底刚接，均布风荷载：F=0.45W=0.4516.62=7.48KN其中W=(1+4)h=(0.86+1.91)8.0=16.62KN二横梁扰度验算：，位移图如下：五、节点设计一梁柱节点设计：梁柱节点形式见以以下图：连接处选用如下组合内力值：二梁梁节点设计：梁梁节点形式见以以下图：连接处选用如下组合内力值：3柱脚设计：柱脚节点见以以下图：设计内力采用：A柱脚底板面积确实定b=b0+2t+2c=300+28+2(2050)=364416mm，取b=400mm；h=h0+2t+2c=600+28+2(2050)=664714mm，取h=700mm；验算底板下混凝土的轴心抗压强度设计值：根底采用C25混凝土，fc=11.9N/mm2，锚栓采用4M20。B底板厚度计算：C抗剪连接件计算六、施工图设计详见图纸
