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1、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
2、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；同时应该在和屋盖横向水平支撑 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 / m
3、2檩条支撑：0.15 KN / m2横梁自重：0.15KN/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 (和雪荷载不同时考虑)柱自重：0.35KN/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 xx 9 = 4.30 KN / Mcos 0柱身恒载：0.35x9 二 3.15KN/M:kn/m1111 .1 1kn/m：i、kn/mr*-b(2) 屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载0.50 XL x 9 = 4.50 KN / M cos 0i. kn/m门门丨门门丨1 I
4、I门I(3) 风荷载 以风左吹为例计算，风右吹同理计算： 根据公式=卩卩计算：k /s 0(地面粗糙度B类)卩根据查表h 10m，取1.0,卩根据门式刚架的设计规范，z取下图：-J.G5m cj _5 +风载体形系数示意图迎风面侧面=1.0 x 0.25 x 0.5 = 0.125kN / m 2,kq = 0.125 x 9 = 1.125kN / m1背风面荷载如下图:屋顶k侧面k屋顶kq = -0.50 x 9 = -4.5kN / m2=-1.0 x 0.55 x 0.5 = -0.275kN / m2, q = -0.275 x 9 = -2.475kN / m 3=-1.0 x 0
5、.65 x 0.5 = -0.325kN / m2, q = -0.325 x 9 = -2.925kN / m=-1.0 x1.0 x 0.5 = -0.50kN / m 2,-1. kn/m_ kn/m-.kn/mkn/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 口 1/45)1,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
6、 300 x 6 x 8720094725201733624234H600 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 1012 = 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
7、）活荷载作用活荷载（标准值）弯矩图弯矩图活荷载作用风荷活荷载（标准值）剪力图活荷载（标准值）轴力图风荷载（标准值）弯矩图剪力图“ + ”轴力图（拉为正，压为负）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: 1.2 *恒载效应+1.4 *活载效应 1.2 *恒载效应+1.4 *风载效应 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：1-1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）-120.5811.30
8、-54.85-48.4511.19-15.45-335.3353.22-132.4011-11-120.5811.3054.79Q-48.4511.19-25.09Ill-IllM-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： +M 和相应的N, V（以最大正弯矩控制）max Mmax和相应的N, V（以最大负弯矩控制） Nmax和相应的M, V（以最大轴力控制） N：和相应的M, V（以最小轴力控
9、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 x
10、1.46 = 2.66, 0I H 7.20RH = 7.2 x 2.66 = 19.1M0 x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 = 3600mm0Y,191003600.九=81.6,九=58.4x 234y 61.6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b _(15(- 4ty=12. 1 73 5_唁苗（满足要求）柱腹板60(-y-214 幺252_ 523 5 2满足要求）amaxamin9472（2）柱有效截面特征M
11、=335.33KN M, N = 120.58KN, Q = -48.45KNN、M120.58 x 103 335.33 x 106_ + _+A_W 9472- 173 x104X=12.73 土 193.83 =206.56N / mm 2-181.10206.56h0 _ tw_a -a _ 206.56 +181.10_1 QQ_ maxmin _ _ 1.88amax584_ 97 70,故可以考虑屈曲后强度。由于考虑屈曲后强度：.P 二匕= -181.1 = -0.88 a 206.561=206.56 x206.56 +181.116=311.2mmka则p=1,截面全部有效。(3)抗剪强度验算：584= =21.28 (1+ P )2 + 0.112(1- P)20.5 + 1 +P辿 0.8, 28.1x21.28柱截面的最大剪力为V = 48.45kNmax九-上匕 =58空=0.85 w 37 址 x：235/ f37 x p5.34 x10.8九 V，满足要求。d w w vmax弯剪压共同作用下的验算：因为V 0.5V，按公式M 335.33kN - m,满足要求。(4)稳定性验
