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1、word门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距6m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。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。基本风压 ，基本雪压 ，地面粗糙度B类。二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m，跨度24m，柱距6m，共有1613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水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为
2、1.5m；同时应该在与屋盖横向水平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。刚架平面布置见图1，刚架形式及几何尺寸见图2。图1 刚架平面布置图图2 刚架形式及几何尺寸三、荷载的计算（一）计算模型的选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用刚接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高8m；屋面坡度为1：10。（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）基本风压（kN/m2）90308902481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 2屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为。取屋面
3、活荷载与雪荷载中的较大值0.50 ，不考虑积灰荷载。3轻质墙面自重标准值4风荷载标准值按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002附录A的规定计算。基本风压0=，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规(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）各部分作用荷载：（1）屋面荷载：标准值：柱身恒载：（2）屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载（3）风荷载（地面粗糙度类）风载体形系
4、数示意图风荷载如下图：（四）力计算：（1）截面形式及尺寸初选梁柱都采用焊接的H型钢截面截面名称长度面积mmmm柱234梁234（2）截面力根据各个计算简图，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，计算简图及力值：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，计算简图及力值：活荷载作用下轴力图活荷载作用下剪力图活荷载作用下弯矩图（C）风荷载作用(标准值) 下，计算简图及力值：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）力组合由于恒载和活载关于
5、结构竖向对称，因而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。刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据建筑结构荷载规(GB500092001)的规定，采用荷载效应的基本组合：0SR。本工程取0=1.0。按承载能力极限状态进行力分析，需要进行以下3种组合：组合1：1.2永久荷载+1.4max屋面均布活荷载、雪荷载风荷载组合2：1.2永久荷载+1.40.7max屋面均布活荷载、雪荷载+1.4风荷载组合3：1.0永久荷载+1.4风荷载组合1、2用于截面强度和构件稳定性计算，组合3 用于锚栓抗拉计算。本工程不进行抗震验算。最不利力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截
6、面，取四个控制截面：如下图：控制截面示意图各情况作用下的截面力及力组合见下表：各情况作用下的控制截面力截面力恒载活载左风11223344控制截面力组合截面力风荷载风荷载11-66.96 -35.84 -104.12 -30.80 -8.97 -58.59 -97.73 -31.60 -180.66 22-42.77 -11.65 -79.93 37.54 18.60 58.59 -175.65 -78.67 -288.10 33-52.38 -30.43 -77.03 48.57 19.49 83.45 175.65 78.67 288.10 44-33.67 -13.23 -58.32 -0
7、.29 -3.90 5.83 119.00 62.42 179.92 （五）截面验算控制力组合项目有：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)所以以上力组合值，各截面的控制力为：1-1截面的控制力为2-2截面的控制力为3-3截面的控制力为4-4截面的控制力为（1）刚架柱验算：取2-2截面力 平面长度计算系数：，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
8、剪强度验算：（D）稳定性验算： 刚架柱平面稳定性验算： 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 刚架梁平面稳定验算： 刚架梁平面外稳定验算：四、位移验算（一）柱顶水平位移验算：刚架柱顶等效水平力按下式计算：其中W=(1+4)h=(0.86+1.91)（二）横梁扰度验算：，位移图如下：五、节点设计（一）梁柱节点设计：梁柱节点形式见下图：连接处选用如下组合力值：（二）梁梁节点设计：梁梁节点形式见下图：连接处选用如下组合力值：（3）柱脚设计：柱脚节点见下图：设计力采用：（A）柱脚底板面积的确定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：基础采用C25混凝土，fc2，锚栓采用4M20。（B）底板厚度计算：（C）抗剪连接件计算。 /
