门式刚架厂房设计计算书、设计资料该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房跨度21m，长度90m,柱距9m,檐高 7.5m，屋面坡度1/10刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接材料采用Q235钢材，焊条采用E43型屋面和墙面采用75mm厚EPS夹芯板，底面和外面二层采用0.6mm厚镀锌彩板, 锌板厚度为275/gm2；檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z形钢檩条，屈服强度 f > 450N / mm2，镀锌厚度为160g / mm2不考虑墙面自重）y自然条件：基本风压：W二0.5KN / m2，基本雪压0.3KN / m2O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21m，柱距9m,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，因此不用设置伸缩缝檩条间距为1.5m厂房长度〉60m，因此在厂房第二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；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，因此柱间支撑不用分层布置布置图详见施工图）三、 荷载的计算1、计算模型选取取一榀刚架进行分析，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：2. 荷载取值 屋面自重：屋面板：0.18 KN /m2檩条支撑：0.15 KN /m2横梁自重：0.15 KN /m2总计：0.48 KN /m2屋面雪荷载：0.3 KN / m2屋面活荷载：0.5 KN / m2 （与雪荷载不同时考虑）柱自重：0.35 KN /m2风载：基本风压W二0.5kN / m203. 各部分作用荷载：（1）屋面荷载：标准值：0.48 x x 9 = 4.30 KN / Mcos 0柱身恒载：0.35x9 二 3.15KN/M:.kn/mukn/m i5 kn/m（2）屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载0.50 X^L x 9 = 4.50 KN / Mcos0i. kn/m3）风荷载以风左吹为例计算，风右吹同理计算根据公式①=卩卩①计算： k z s 0卩根据查表h< 10m,取1.0,卩根据门式刚架的设计规范, zs取下图：（地面粗糙度B类）风载体形系数示意图迎风面 侧面①=1.0 x 0.25 x 0.5 = 0.125kN/ m2, q = 0.125 x 9 = 1.125kN/ mk1屋顶①=-1.0 x1.0 x 0.5 = -0.50kN / m2， q = -0.50 x 9 = -4.5kN / m k2背风面 侧面①=-1.0x 0.55 x 0.5 = -0.275kN/ m2，q = -0.275 x 9 = -2.475kN/ m k3屋顶①=-1.0 x 0.65 x 0.5 = -0.325kN / m2， q = -0.325 x 9 = -2.925kN / mk4荷载如下图：kn/m-1. kn/m-..kn/m4. 内力计算：（1）截面形式及尺寸初选：梁柱都采用焊接的 H 型钢梁的截面高度h—般取（1/30〜l/45）l,故取梁截面高度为600mm； 暂取H600 x 300 x 6 x 8截面尺寸见图所示柱的截面采用与梁相同截面名称长度(mm)面积（mm2）Ix(x106 mm 4Wx)(xl04 mm3Iy1(x106 mm 4Wy)(x104 mm3ix)mmH600 x 300 x 6 x 8720094725201733624234H 600 x 300 x 6 x 81055294725201733624234截面Mm柱61.661.6梁yEA = 2.06 x 108 x 9472 x 10-6 = 1.95 x 106 kn, EI = 2.06 x 108 x 520 x 106 x 10—12 = 1.07 x 105 kn • m2x（2）截面内力：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内力图如下：算目计算简图及内力值（M、N、Q）备注恒载作用弯矩图恒载下剪力剪力图“ + ”轴力图 （拉为 正，压为 负）恒载下轴力（忽略柱自重）弯矩图活荷载（标准值）弯矩图活荷载作用活荷载作用剪力图“ + ”活荷载（标准值）轴力图轴力图（拉为正，压为负）风荷风荷载（标准值）弯矩图弯矩图向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用） 按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合:① 1.2 *恒载效应+1.4 *活载效应② 1.2 *恒载效应+1.4 *风载效应③ 1.2 *恒载效应+1.4 *0.85 *｛活载效应+风载效应｝取四个控制截面：如下图：各情况作用下的截面内力内力组合值截面内力1.2 恒 +1.4 活1.2 恒+1.4 风1.2 恒+1.4 x 0.85 班风+活）I-I-120.5811.30-54.85-48.4511.19-15.45n-n-335.3353.22-132.40-120.5811.3054.79Q-48.4511.19-25.09m-mM-335.3353.22-132.40N-64.303.36-28.03Q115.40-11.0251.93IV-IVM246.782.79134.16N-57.82-3.36-28.03Q5.790.083.164.截面验算控制内力组合项目有：① +Mmax与相应的N, V（以最大正弯矩控制）max② 一Mmax与相应的N, V（以最大负弯矩控制）③ Nmax与相应的M, V（以最大轴力控制）max④ 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M = 0, N = —120.58KN, Q = —48.45KN2- 2 截面的控制内力为 M =—335.33 KN • M, N = —120.58KN, Q = —48.45KN3- 3 截面的控制内力为M = —335.33KN • M, N = —64.30KN, Q = 115.40KN4- 4 截面的控制内力为M = 246.78KN • M, N = —57.82KN, Q = 5.79KNA：刚架柱验算：取2-2截面内力平面内长度计算系数：卩=2 + 0.45K，其中 K二XL = 105 = 1.46,・••卩=2 + 0.45 x1.46 = 2.66,0 I H 7.2 0RH =7.2x2.66=19.1M0x平面外计算长度：考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁 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墙梁间距考虑即 H = 7200/2 = 3600mm0Y19100 3600.•.九= =81.6,九= =58.4x 234 y 61.6⑴ 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。
① 柱翼缘b A4）2 = 12.17 < 15 ty235=15235 = 15 （满足要求）J② 柱腹板y235 = 250235 = 250 （满足要求）Jh 600 —16十= =146 < 250t 4w2）柱有效截面特征M =—335.33KN• M, N = —120.58KN, Q = —48.45KNc I N t M 120.58 X103 , 335.33 x 106c J A _W 9472 — 173x104min X9472=12.73土 193.83 = J 6 n/mm21—181.10c —c _ 206.56 +181.10 _[——max min = = 1.88cmax584=97 < 48a + 0.5九—26.2 = 105.286 0 x206.56h—0-tw因97>70,故可以考虑屈曲后强度由于考虑屈曲后强度：邛=12 =昭 一°881584=206.56 x206.56 +181.116=311.2mm-[（1+ 卩）2 + 0.112（1—卩）2]0.5 + 1 + 卩-21.28584/8则p=l,截面全部有效3）抗剪强度验算：ka28.lx.'21.28 -柱截面的最大剪力为V = 48.45kNmax584/8 = 0.8537 x\534x10.8 V，满足要求。
d w w v max弯剪压共同作用下的验算:因为V < 0.5V，按公式M < Mn = M — NW / A进行验算，d e e e e其中M = W f = 173x104 x215x10-6 = 371.95kN -meeMN = M — NW / A = 371.95 —120.58x371.95/ 9472e e e e=371.95 — 22.59 = 367.2kN - m > 335.33kN - m,满足要求4）稳定性验算刚架柱平面内稳定性验算九=81.6 <[l] = 180,―打 /235 = 81.6x x yb类截面，由《钢结构设计规范》附表C-2查得，甲=0.681xN =半=3・142 x 2.°6 x1°5 x 9472 = 2388kN, P = 1.0,则Ex （1.1 九2） （1.1x 81.62） mxxN P M _ 120.58x 103 1.0x335.33x 106®xA 丫 x[1—。