《钢结构单层厂房结构计算书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构单层厂房结构计算书（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-钢构造课程设计-王子涵. z.-一、设计资料该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计根本地震加速度值0.05g。刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。屋面及墙面板均为彩色压型钢板,填充以保温玻璃棉板，详细做法见建筑专业设计文件；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。二、荷载计算一荷载取值计算1屋盖永久荷载标准值对水平投影面Y*51-380-760型彩色压型钢板0.15 KN/m
2、250mm厚保温玻璃棉板0.05 KN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网0.02 KN/m2檩条及支撑0.10 KN/m2刚架斜梁自重0.15 KN/m2悬挂设备0.20 KN/m2合计0.67 KN/m22屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50KN/m2。雪荷载：根本雪压S0=0.45KN/m2。对于单跨双坡屋面，屋面坡角=54238，r=1.0，雪荷载标准值Sk=rS0=0.45KN/m2。取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50KN/m2，不考虑积灰荷载。3轻质墙面及柱自重标准值包括柱、墙骨架等0.50 KN/m24风荷载标准值按门式刚架轻型房屋钢构造技术规程CECS102
3、：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)。5地震作用据全国民用建筑工程设计技术措施构造中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢构造一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进展抗震计算。故本工程构造设计不考虑地震作用。二各局部作用的荷载标准值计算屋面：恒荷载标准值：0.676=4.0
4、2KN/m活荷载标准值：0.506=3.00KN/m柱荷载：恒荷载标准值：0.566+4.029=54.18KN活荷载标准值：3.009=27.00KN风荷载标准值：迎风面：柱上qw1=0.4760.25=0.71KN/m横梁上qw2=0.4761.0=2.82KN/m背风面：柱上qw3=0.4760.55=1.55KN/m横梁上qw4=0.4760.65=1.83KN/m三、力分析考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用一样截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架力。引用钢构造设计与计算钢铁设计研究院编著，机械工业中表229铰接柱脚
5、门式刚架计算公式计算刚架力。1在恒荷载作用下=l/h=18/6=3=f/h=0.9/6=0.15k=h/s=6/9.0449=0.6634=3+k+(3+)=3+0.6634+0.15(3+0.15)=4.1359HA=HE=ql/8=4.021830.5289/8=14.35KNMC=ql21(1+) /8=4.02*1821(1+0.15)0.5289=63.78KNmMB=MD=ql2/8=4.021820.5289/8=86.11KNm刚架在恒荷载作用下的力如图。力计算的“+、号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。2
6、在活荷载作用下VA=VE=27.00KNHA=HE=3.001830.5289/8=10.71KNMC=3.001821(1+0.15)0.5289/8=47.60KNmMB=MD=3.001820.5289/8=64.26KNm刚架在活荷载作用下的力如图。3在风荷载作用下对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力q*和竖向的分力qy。现分别计算，然后再叠加。(1)在迎风面横梁上风荷载竖向分力qw2y作用下VA=2.8296.35=19.03KNHA=HE=ql/4=2.821830.1322/4=5.03KNMB=MD=5.036=30.18KNmMC= ql22(1+) /4=2.821
7、820.521.150.1322/4=22.38KNm刚架在qw2y作用下的力如图(2)在背风面横梁上风荷载竖向分力qw4y作用下VA=1.8394.12=12.35KNHA=HE=ql/4=1.831830.1322/4=3.27KNMB=MD=3.276=19.62KNmMC= ql22(1+) /4=1.831820.521.150.1322/4=14.52KNm刚架在qw4y作用下的力如图。(3)在迎风面柱上风荷载qw1作用下=1，VA=VB=qh12/2L=0.7162/(218)=0.71KNHE=0.7163.22=1.04KNMD=1.046=6.24KNm刚架在qw1作用下的
8、力如图。(4)在背风面柱上风荷载qw3作用下VA=VB=qh12/2L=1.5562/(218)=1.55KNHA=1.5567.02=2.28KNMD=7.0261.5562/2=14.22KNmMB=2.286=13.68KNm刚架在qw3作用下的力如图。(5) 在迎风面横梁上风荷载水平分力qw2*作用下=1，=0HA=2.820.9(1+0.0202)/2=1.29KNHE=2.820.91.29=1.25KNMB=1.296=7.74KNmMD=1.256=7.50KNm刚架在qw2*作用下的力如图。(6) 在背风面横梁上风荷载水平分力qw4*作用下HA=1.830.9(1+0.020
9、2)/2=0.84KNHE=1.830.90.84=0.81KNMB=0.816=4.86KNmMD=0.846=5.04KNm刚架在qw4*作用下的力如图。(7)用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合力。四、力组合刚架构造构件按承载能力极限状态设计，根据建筑构造荷载规(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。对于根本组合，荷载效应组合的设计值S从以下组合值中取最不利值确定：A1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4活荷载标准值计算的荷载效应B1.0恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷载效应C1.2恒荷载标准值计算
10、的荷载效应+1.4活荷载标准值计算的荷载效应+0.61.4风荷载标准值计算的荷载效应D1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷载效应+0.71.4活荷载标准值计算的荷载效应E1.35恒荷载标准值计算的荷载效应+0.71.4活荷载标准值计算的荷载效应本工程不进展抗震验算。最不利力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面，对于刚架梁，截面可能的最不利力组合有：梁端截面：(1)Mma*及相应的N、V；(2)Mmin及相应的N、V梁跨中截面：(1)Mma*及相应的N、V；(2)Mmin及相应的N、V对于刚架柱，截面可能的最不利力组合有：(1)Mma*及相应的N、V；(2)M
11、min及相应的N、V(3)Nma*及相应的Mma*、V；(4)Nmin及相应的Mma*、V力组合见表1。. z.-刚架力组合表以左半跨为例表1截面力组组合工程荷载组合方式荷载组合工程MKNmNKNVKN刚架柱柱顶B点Mma*及相应的N、VA1.2恒+1.4活193.3081.2232.21Mmin及相应的N、VB1.0恒+1.4风7.891.051.67Nma*及相应的Mma*、VA1.2恒+1.4活193.3081.2232.21Nmin及相应的Mma*、VB1.0恒+1.4风7.891.051.67柱底A点Mma*及相应的N、VMmin及相应的N、VNma*及相应的Mma*、VA1.2恒+
12、1.4活0102.8232.21Nmin及相应的Mma*、VB1.0恒+1.4风019.054.30刚架梁支座B点Mma*及相应的N、VA1.2恒+1.4活193.3039.8977.60Mmini及相应的N、VB1.0恒+1.4风7.891.570.89跨中C点Mma*及相应的N、VB1.0恒+1.4风9.402.030.60Mmin及相应的N、VA1.2恒+1.4活143.1831.813.21注：力计算的“+、号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。. z.-五、刚架设计一截面设计参考类似工程及相关资料，梁柱截面均选用焊接工字钢4502008
13、12，截面特性：B=200mm，H=450mm，tw=8.0mm，tf=12.0mm，A=82.1cm2I*=28181cm4，W*=1252cm3，i*=18.53cmIy=1602cm4，W*=160.2cm3，i*=4.42cm二构件验算1构件宽厚比的验算翼缘局部： 腹板局部： 2刚架梁的验算(1)抗剪验算梁截面的最大剪力为Vma*=77.60KN考虑仅有支座加劲肋，fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=4268125=426000N=426.0KNVma*=77.60KNVu，满足要求。(2)弯、剪、压共同作用下的验算取梁端截面进展验算N=39.89KN，V=77.60KN，M=193.30KNN因VM=193.30KNm，取M=Mf故，满足要求。(3)整体稳定验算N=39.89KN，M=193.30KNmA梁平面的整体稳定性验算。计算长度取横梁长度l*=18090mm，*=l*/i*=18090/185.3=97.63=150，b
