轻型门式钢架课程设计.doc
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1轻型门式钢架大作业设计姓名班级：
学号：
指导老师21.1结构体系本设计结构体系为横向单跨双坡门式刚架承重体系，跨度18米，门式刚架斜梁坡度为1:
11。
纵向为檩条支撑体系，24跨，柱距5.1米。
屋面板和墙面板采用75mm厚岩棉夹芯彩板，在其纵横向搭接处均应设置连续密封胶条。
1.2结构布置1.柱网布置综合考虑工艺、结构及经济三个方面的要求，确定厂房柱网布置为：
纵向24跨，跨度5.1米，横向单跨，跨度18米。
2.横向框架结构的主要尺寸、框架柱及横梁
（1）横向框架的结构尺寸采用单跨双坡门架，门架横梁与门架柱刚性连接，刚架柱与地基础的连接为锚栓刚性连接。
结构示意图如下：
图1结构示意图框架主要尺寸为：
（1）跨度：
18m
（2）柱高：
6.0m（3）柱距：
5.1m横梁坡度为1:
11
（2）框架柱及横梁框架柱采用等截面H型钢柱，钢材采用Q235钢，横梁采用分段变截面焊接工字形截面，钢材采用Q235钢。
3.墙架及柱间支撑布置墙架系由横梁（墙梁）及拉条、窗镶边构件、墙架柱、抗风柱等构件组成。
其作用是支撑墙体，保证墙体的稳定，并将墙体承受的风荷载传递到厂房骨架和基础上。
柱间支撑为交叉腹杆体系，交叉腹杆体系最为经济且刚度较大。
4.屋盖支撑布置门式刚架的屋盖支撑体系由纵向水平支撑、横向水平支撑和系杆构成。
5.温度缝的设置341.3静力计算简图选取轴刚架为典型单元进行静力计算，计算单元如图所示：
图2计算单元1.4荷载计算1.荷载取值计算永久荷载：
恒载（坡向）：
结构自重（包括屋面板、檩条、保温层及刚架自重）0.8mm厚压型钢板0.15kN/m2刚架及支撑0.10kN/m2刚架斜梁自重0.15kN/m2轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）0.5kN/m2可变荷载：
活载：
计算刚架取0.3kN/m2计算檩条取0.5kN/m2雪载：
0.2kN/m2风荷载：
基本风压按荷载规范GB50009-2001取，地面粗糙等级B级，基本风压：
20/4.0mkN=由于柱高小于10m，不考虑高度变化系数，故取：
201/4.0mmkN=风载体形系数按表A.0.2-1选取：
图3风载体形系数51.5檩条设计1）截面选型按111=i，檩条跨度m1.5,檩条高度mmmmlh1027.145501351=，从而初选C形檩条5.22050140，檩距为m5.1，檩条跨度大于m4，故在檩条间跨设置拉条，在檐中处设置斜拉条和刚性撑杆。
如图1234图4檩条计算简图2）荷载标准值永久荷载：
压型钢板（含保温）2/15.0mkN檩条（包括拉条）2/05.0mkN合计2/2.0mkN可变荷载：
屋面均布活荷载和雪荷载的最大值为2/50.0mkN。
3）内力计算
（1）永久荷载与屋面活荷载组合檩条线荷载mkNpk/05.15.1）5.02.0（=+=mkNp/41.15.1）5.04.12.02.1（=+=mkNppox/140.071.5sin=mkNppoy/40.171.5cos=弯矩设计值mkNlpMyx=6.481.540.1822mkNlpMxy=11.0321.514.03222
（2）永久荷载与风荷载吸力组合按建筑结构荷载规范GB500092001,房屋高度小于10米，风荷载高度变化系数取10米高度处的数值，0.1=z。
按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:
2002附录A，风荷载体型6m拉条斜拉条xxyy6系数为407.1-9.2log5.1=A（边缘带），265.71.55.1mA=。
垂直屋面的风荷载标准值：
20/517.0）35.005.1（0.1407.1mkNwwzsk=檩条线荷载mkNpoky/477.05.1）71.5cos2.0517.0（=mkNpox/030.071.5sin5.12.0=mkNpoy/08.171.5cos5.12.05.1517.04.1=弯矩设计值（采用受压下翼缘设拉条的方案）mkNlpMyx=51.381.508.1822mkNlpMxy=24.0321.53.032224）截面选择及截面特性
（1）选用5.22050140C478.183cmIx=，368.26cmWx=，411.22cmIy=，3max96.13cmWy=，3min47.6cmWy=，cmix39.5=，cmiy85.1=，cmx580.40=先按毛截面计算的截面应力为：
23636max1/75.1481096.131024.01068.261051.3mmNWMWMyyxx=+=+=（压）23636min2/46.941047.61024.01068.261051.3-mmNWMWMyyxx=（压）23636max3/38.114-1096.131024.01068.261051.3-mmNWMWMyyxx=+=+=（拉）
（2）受压板件的稳定系数腹板腹板为加劲板件，1769.075.14838.114-maxmin=，由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）22.6.5（42.18）769.0（78.9）769.0（29.68.778.929.68.722=+=+=k上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲件的支承边，71635.075.14846.94maxmin=，由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）32.6.5（223.1635.068.6635.059.1189.568.659.1189.522=+=+=k（3）受压板件的有效宽度腹板42.18=k，223.1=ck，mmb140=，mmc50=，mmmt5.2=，21/75.148mmN=，由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）33.6.5（1.1386.1223.142.1814050=ckkbc按冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）23.6.5（计算的板组约束系数为631.0）05.0386.1（93.011.0）05.0（93.011.0221=+=+=k00.475.14842.18631.020520511=kk由于0，则15.1=，mmbbc14.79）769.01（140）1（=+=,645.2160=tb,55.6307.315.11818=16.13407.315.13838=,所以3818tb，按冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）21.6.5（计算的截面有效宽度为mmbtbbce98.9714.791.05600.415.18.211.08.21=由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）25.6.5（，mmbbee19.3998.974.04.01=，mmbbee78.5898.976.06.02=上翼缘板21/48.751,041,05,223。
1,18.42mmNmmcmmbkkc=，1.10.72118.421.22350041=ckkbc按冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）13.6.5（计算的板组约束系数为8177.1721.0111=k408.148.751223。
1177.120520511=kk由0，则,540.1635.015.015.115.015.1=mmbbc05=,025.205=tb,6.712408.1540.11818=56.39408.1540.13838=,所以3818tb，按冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）21.6.5（计算的截面有效宽度为mmbtbbce48.59051.002408。
1054.18.211.08.21=由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）35.6.5（，mmbbee19.4348.594.04.01=，mmbbee29.1548.596.06.02=下翼缘板下翼缘板全截面受拉，全部有效。
有效净截面模量上翼缘板的扣除面积宽度为：
mm1.4148.5905=；同时在腹板的计算截面有两个12拉条连接孔（一个距上翼缘边缘mm35，一个距下翼缘边缘mm35），孔位置与扣除面积位置基本相同，所以腹板的扣除面积宽度按mm24计算。
有效净截面模量为34102.43mmWenx=34101.253maxmmWeny=34101.389minmmWeny=5）强度计算屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）11.1.8（2246461/205/161.7101.3891024.0102.43103.51maxmmNmmNWMWMenyyenxx=+=+=6）稳定计算
（1）有效截面模量永久荷载与风吸力组合下的弯矩小于永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩，根据前面的计算结果，可以取34102.43mmWenx=34101.253maxmmWeny=3410938.1minmmWeny=
（2）受弯构件的整体稳定系数bx按冷弯薄壁型钢结构技术规范附录A中A.2的规定计算9查表，跨中设一道侧向支承，5.0=b，35.11=，14.02=cmbxeea4.71251.593.80200=+=+=（取正值）820.0164.7114.02/22=hea0.769160515.022.110929.0156.022.1116852.54）（156.042222=+=+=hlIIIhIbytyw100.7953.2255=y（）+=yxybxfWAh2354320212（）7.02.14820.00.769820.035.126.6800.7911648.6432022=+=641.02.14274.0091.1274.00.769=bxbx（3）风吸力作用使檩条下翼缘受压，按冷弯薄壁型钢结构技术规范公式）21.1.8（计算的稳定性为223636/205/5.681101.25310024.01024.3641.0103.51mmNmmNWMWMeyyexbxx=+=+=计算表明永久荷载与风荷载组合不起控制作用7）挠度计算mmlmmEIlpvoxkyy25.520024.0410186.7810206005171.5cos05.1384538454344=8）构造要求20081.0892.6051=x20000.79153.2255=y故此檩条在平面内、外均满足要求。
1.6墙梁设计1）截面选型初选C形墙梁5.22070200，间距为m2，墙梁跨度大于m4，故在墙梁间跨设置拉条一道。
如图10图5墙梁布置2）荷载标准值永久荷载：
压型钢板（含保温）2/15.0mkN墙梁（包括拉条）2/08.0mkN合计2/23.0mkN3）内力计算墙梁所受荷载设计值竖向：
mkNqx/36.02.1215.0=mkNqx/192.02.1208.0=mkNqqqxxx/552.0=+=水平：
176.14.1242.0=yq（压力）294.14.12462.0=yq（拉力）墙梁所受荷载标准值竖向：
mkNqkx/46.02）08.015.0（=+=水平：
mkNqky/84.0242.0=（压力）mkNqky/924.02462.0=（拉力）荷载组合考虑两种情况：
yxqq+；yxqq+
（1）竖向荷载xq产生的弯矩yM。
由于墙梁跨中竖向设有一道拉条，可视为墙梁支承点，弯矩图如图示。
11mkNlqMMxBy=448.05.1552.032132122max
（2）水平荷载yq、yq产生的弯矩xM、xM。
墙梁承担水平方向荷载作用下，按单跨简支梁设计内力，则迎风：
mkNlqMyx=3.8235.1176.1818122背风：
mkNlqMyx=4.2075.1294.1818122（3）剪力：
在竖向荷载xq作用下，两跨连续梁的最大剪力为kNlqVx1.7595.1552.0625.0625.0max=在水平方向的剪力按单跨简支梁计算迎风kNlqVyy2.9995.1176.15.05.0max=背风kNlqVyy3.2995.1294.15.05.0max=（4）双弯扭力矩：
0=B4）截面验算由初
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