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1、 钢结构 课程设计报告 题 目： 单层工业厂房设计 院 （系）： 城市建设学院 专业班级： 土木1304班 学生姓名： 学 号： 20133101170 指导教师： 邹思敏 2016 年 5 月 8 日至2016 年 5 月 14 日武昌首义学院制1目 录一、 设计资料8二、 结构平面柱网及支撑8三、荷载计算81.计算模型82.荷载取值83.各部分作用荷载94.内力计算135.荷载组合136.内力组合13四、 梁柱截面设计151.截面尺寸确定152. 截面几何特性153. 构件宽厚比验算15四、 刚架斜梁验算15 1. 抗剪验算16 2.有效宽度计算及在M、N、V共同作用下的验算163. 斜梁
2、的整体稳定验算17五、 刚架柱验算17 1.抗剪验算18 2.有效宽度计算及在M、N、V共同作用下的验算183.斜梁的整体稳定验算19六、 节点设计201.构造要求212.节点验算22 钢结构 课程设计任务书一、 设计题目1、 单层工业厂房设计一、 设计资料 单层厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m（a）、15m（b） 、18m（c），柱顶高度5.1m（a、b）、6.3m（c），共有8榀刚架。柱距6.3m（a）6m（b、c），屋面坡度1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m，尺寸为1.5x3m，每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个（居中），尺寸为3.3x4.5m。 取中间跨刚架(
3、GJ-1)进行计算，刚架构件截面采用变截面焊接工字形。屋面及墙面均为带100mm厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条（墙梁）采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。钢材采用Q235B，焊条E43型。抗震设防烈度为6度。二、 荷载1、 屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：a 0.35kN/ b 0.4kN/ c 0.5kN/2、 屋面可变荷载标准值（按水平投影面）： a 0.5kN/ b 0.4kN/ c 0.3kN/3、 雪荷载（基本雪压）： a 0.3kN/ b 0.35kN/ c 0.5kN/4、 风荷载（基本风压）： a 0.35kN/ （地面粗糙度系数按C类） b 0.45kN/ c 0.35
4、kN/三、 课程设计要求1、 根据设计资料进行结构布置（含屋面支撑和柱间支撑）。并绘制结构平面布置图（1:100）参考图：2、 绘制屋面和墙面支撑系统的布置图（1:100）提示：布置屋面檩条、拉条、隅撑；布置墙面墙梁、拉条、隅撑。布置墙面檩条时，注意预留门窗洞口的空间。3、 根据题目给定的荷载，进行荷载组合。找出各构件的控制截面及内力值，并根据内力值对刚架梁和刚架柱以及一个梁柱刚性节点进行设计。出具相关计算书。（门式刚架内力分析可借助分析软件）4、 绘制GJ-1的施工图。要求对每一个单元板件均编号并列入材料表并计算重量由此统计单榀刚架总重量。参考图：5、 绘制不少于两个节点详图；绘制3个零件大
5、样。（比例自定）参考图：6、要求刚架柱和刚架梁均按变截面设计。七、 参考资料推荐1、门式刚架轻型房屋钢结构(无吊车)（02SG518-1）2、钢结构课程设计指导与设计范例 王静峰 主编 武汉理工大学出版社3、其它与钢结构设计实际例子的书籍均可参考。指导教师（签名）： 20 年 月 日课程设计成绩评定表成绩评定项 目比例得 分平时成绩（百分制记分）30%业务考核成绩（百分制记分）70%总评成绩（百分制记分）100%评定等级优 良 中 及格 不及格指导教师（签名）： 20 年 月 日门式钢架设计一、 设计资料 单层厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m，柱顶高度5.1m，共有8榀刚架。柱距6
6、.3m，屋面坡度1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m，尺寸为1.5x3m，每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个（居中），尺寸为3.3x4.5m。取中间跨刚架(GJ-1)进行计算，刚架构件截面采用变截面焊接工字形。屋面及墙面均为带100mm厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条（墙梁）采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。钢材采用Q235B，焊条E43型。抗震设防烈度为6度。 二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度44.1m，跨度12m，柱距6.3m，共有8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，因此不需在厂房第一开间和中部设置屋盖横
7、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，因此柱间支撑不需用分层布置。三、荷载的计算1、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5.1m；屋面坡度为1：10。2、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）44.16.3125.10.350.350.35（1）、 屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）： 0.35kN/ 屋面可变荷载标准值（按水平投影面）： 0.3kN/（2）、雪荷载（基
8、本雪压）： 0.35kN/ （3）、轻质墙面自重标准值0.25 （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=0.35，地面粗糙度类别为c类；风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范(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=074。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)。3、各部分作用荷载：（1）屋面荷载：标准值： 柱身恒载：（2）屋面活载 屋面雪荷载大于屋面活荷载，取活荷载（3）风荷载根据公式计算风
9、压高度变化系数应根据建筑物离地面或海平面的高度以及地面的粗糙程度进行确定，按荷载规范中表7.2.1取值为=0.74。风荷载体型系数按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程中附录A.0.2取值。风荷载体型系数如下： 风载体形系数示意图迎风面 侧面：； 屋顶：；背风面 侧面 :; 屋顶 ：；风荷载如下图： （4）水平地震作用由于单层门式刚架轻型房屋钢结构的自重小，当抗震设防烈度为7度及7度以下时，一般不需进行抗震验算。 4、内力计算：根据各个计算简图，利用结构力学求解器计算内力，得结构在各种荷载作用下的内力图。(1)在不可变荷载作用下内力图： M图（KN.m） N图（KN） V图（KN）（2） 在雪荷载作用下内力图 M图（KN.m） N图（KN） V图（KN）（3） 在风荷载作用下的内力图： M图（KN.m） N图（KN） V图（KN）5、荷载组合该结构值考虑屋面不可变荷载、雪荷载、风荷载。所以进行刚架内力分析时，所需考虑荷载效应组合主要有：（1）1.2x永久荷载+1.4x屋面活荷载，雪荷载max +1.4x0.7x风荷载（2）1.2x永久荷载+1.4x0.7x屋面活荷载，雪荷载max +1.4x风荷载（3）1.0x永久荷载+1.4x风荷载6、内力组合 根
