单层工业厂房设计说明文档格式.docx
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3.斜梁的整体稳定验算19
六、节点设计20
1.构造要求21
2.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（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。
1、屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：
a0.35kN/m2
b0.4kN/m
c0.5kN/m2
2、屋面可变荷载标准值（按水平投影面）：
a0.5kN/m
b
0.4kN/m2
c
0.3kN/m
3、雪荷载（基本雪压）：
a
0.35kN/m
0.5kN/m
4、风荷载（基本风压）：
（地面粗糙度系数按C类）
0.45kN/m
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：
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5、绘制不少于两个节点详图；
绘制3个零件大样。
（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
绩评疋
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
20年月曰
该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度18m，柱顶高度6.3m，共8榀刚架，柱距6m，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。
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。
荷载取值：
屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）0.4kN/卅；
屋面可变荷载标准值（按水平投影面）0.4kN/卅；
基本雪压0.35kN/卅；
基本风压0.45kN/川，地面粗糙度系数按C类，柱与墙自重0.5kN/卅。
二、结构平面柱网及支撑
该厂房跨度18m，柱距6m,共8榀刚架，所以厂房纵向长度6x（8-1）
=42m,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。
柱间支撑宜布置在温度区段的中部，以减小纵向温度应力的影响。
并在屋盖相应部位设置檩条、拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向水平支撑。
由于无吊车，且柱高＜柱距，因此柱间支撑不用分层布置。
三、荷载计算
1、计算模型
选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用变截面设计。
跨
度18m，柱高6.3m，屋面坡度1:
10。
计算模型为：
-——1140
A—i
LJ
2、荷载取值
（1）屋面不可变荷载标准值：
0.5kN/m2x6m=3.0kN/m
柱及墙自重标准值：
0.5kN/m2x6m=3.0kN/m
3KN/n
（2）屋面可变荷载标准值：
0.3kN/m2x6m=1.8kN/m
雪荷载不与屋面可变荷载同时考虑，应取两者较大值3.0kN/m
3.0KN/n
（3）风荷载以风左吹为例计算，
根据公式Wk1.05szo计算风压高度变化系数z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
z=0.74。
风荷载体型系数s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:
迎风面:
背风面:
荷载简图如下所示:
一三三兰三
风荷载作用下
（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。
3、截面内力
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：
15
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）
（3）在风荷载作用下的内力图:
-0.67
4.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
5.内力组合
根据不同荷载组合下的内力分析结果，找到控制截面的内力组合。
控制截面
的位置一般在柱底、柱顶、梁端、梁跨中等截面，控制截面内力组合主要有：
最大轴压力Nmax和同时出现的M及V较大值
最大弯矩Mmax和同时出现的N及V较大值
最小轴压力Nmin和同时出现的M及V较大值其内力组合如下表所示
截面
内力
永久荷载
雪荷载
风荷载
1.2x永
久荷载
+1.4x雪
荷载+1.4x0.
7x风荷
载
1.0x永
+1.4x风
荷载
柱小头
M
N
-27.00
14.40
-56.09
-6.84
V
-9.93
7.40
-18.57
0.43
柱大头
-62.57
38.49
-125.00
-8.68
4.82
-21.09
-3.18
梁大头
-12.57
6.23
-26.58
-3.85
25.88
-13.85
53.72
6.49
梁小头
49.99
-20.11
110.27
21.84
-9.88
-19.58
-1.158
-0.99
0.89
-1.70
0.256
由上表可知，各截面的内力为:
柱顶截面：
M=-125.00KN.m,N=-56.09KN,V=-21.09N
梁端截面：
M=-125.00KN.m,N=-26.58KN,V=53.72KN
梁跨中截面：
M=110.27KN.m,N=-19.58KN,V=-1.70KN
四、梁柱截面设计
1.截面尺寸确定
（1）焊接工字型截面尺寸：
截面高度h以10mm为模数；
截面宽度b以5mm为模数，但工程中经常以10mm为模数；
腹板厚度tw可取4mm、5mm、6mm，大于6mm以2mm为模数；
翼缘厚度t>
6mm，以2mm为模数，且大于腹板厚度。
（2
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