钢结构厂房计算书Word下载.docx
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梁与柱采取端板竖放连接时，该梁端h/b≤6.5。
（3）等截面梁的截面高度一般取跨度的1/40～1/30，即300mm～400mm。
综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面H型钢300×
300×
10×
15
2.2截面几何特性
构件名称
截面
A（mm²
）
Ix
×
Iy
Wx
ix
mm
iy
Wy
梁
11850
20200
6750
1350
131
75.5
450
柱
三、荷载计算
荷载计算简图
3.1荷载取值计算
（1）屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：
0.5kN/㎡（包括构件自重）；
（2）屋面可变荷载标准值（按水平投影面）：
0.4kN/㎡；
（3）基本雪压S0=0.35kN/㎡；
对于单跨双坡屋面，屋面坡度α=5.71,μz=1.0雪荷载标准值SK=S0×
μz=0.35kN/㎡0.4kN/㎡,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为0.4kN/㎡，不考虑积灰荷载。
（4）基本风压：
0.35kN/㎡。
按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的规定计算，基本风压ω0=1.0×
0.35=0.3675kN/㎡，地面粗糙度系数按C类。
风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用,μz=0.74。
风荷载体型系数μs，迎风面柱及屋面分别为+0.80和-0.60，背风面柱及屋面分别为-0.50和-0.50。
3.2荷载标准值计算
（1）屋面恒荷载标准值：
0.5×
6.3=3.15kN/m
（2）屋面活荷载标准值：
0.4×
6.3=2.52kN/m
（3）风荷载标准值：
qk=1.05μsμzω0×
柱距
迎风面：
柱上q1=1.05×
0.8×
0.74×
0.3675×
6.3=1.44kN/m
横梁上q2=-1.05×
0.6×
6.3=-1.08kN/m
背风面：
柱上q3=-1.05×
6.3=-0.90kN/m
横梁上q4=-1.05×
荷载简图如下所示：
四、内力计算及组合
4.1刚架内力计算
注：
剪力图：
“+”表示方向“→”；
轴力图：
拉为正，压为负。
（1）在不可变荷载作用下内力图
M图（单位kN·
m）
V图（单位kN）
N图（单位kN）
（2）在可变荷载作用下内力图
（3）在风荷载作用下内力图（左风）
（4）在风荷载作用下内力图（右风）
N图（单位kN）
4.2荷载组合
该结构只考虑承受屋面不可变荷载、屋面可变荷载、风荷载，所以进行刚架内力分析时，所需考虑的荷载效应组合主要有：
（1）1.2×
不可变荷载+1.4×
max{可变荷载，雪荷载}；
（2）1.2×
风荷载；
（3）1.2×
不可变荷载+0.85×
1.4×
（不可变荷载+风荷载）
4.3内力组合
根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底（1-1）、柱顶（2-2）、梁支座（3-3）、梁跨中（4-4）等截面。
控制截面的内力组合主要有：
①最大轴压力Nmax和同时出现的M及V较大值。
②最大弯矩Mmax和同时出现的N及V较大值。
鉴于轻型门式刚架自重较轻，锚栓在强风下可能受到拔起力，需考虑③组合。
③最小轴压力Nmin和同时出现的M及V较大值，出现在不可变荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。
控制截面示意图
截面
内力
恒荷载
活荷载
风荷载
1.2不可变+1.4可变荷载
1.2不可变+1.4风荷载
1.2不可变+1.4*0.85（可变+风荷载）
1-1
M
N
-18.90
-15.12
8.70
-44.60
-16.02
-30.32
V
-5.66
-4.53
8.37
-13.36
2.21
-3.35
2-2
-28.88
-23.11
23.96
-68.16
-11.68
-39.42
1.03
-6.69
-10.96
3-3
-35.67
-7.52
-6.01
1.89
-17.74
-8.26
-13.93
18.24
14.59
-8.55
43.04
-35.80
29.08
4-4
24.42
19.53
-7.98
57.62
-43.76
43.05
-5.64
-4.51
-13.31
-10.16
-9.89
-0.56
-0.45
-2.04
-1.32
-3.23
-3.64
各情况下的截面内力值及组合值
由上表可知，各控制截面的内力为：
柱底截面：
M=0，N=-44.60kN,V=-13.36kN
柱顶截面：
M=-68.16kN·
mN=-44.60kNV=-13.36kN
梁支座截面：
mN=-17.74kNV=43.04kN
梁跨中截面：
M=57.62kN·
mN=-13.31kNV=-3.64kN
五、刚架梁、柱的截面及稳定验算
5.1构件的宽厚比验算
翼缘部分：
b/t=145/15=9.67≤15=15，满足；
腹板部分：
h0/tw=270/10=27≤250=250，满足。
5.2刚架梁的验算
（1）梁的抗剪验算
梁支座V=43.04kN查书可知
梁支座处腹板的平均切应力：
=15.94N/mm2
所以满足；
故270×
125=337.5kN>
40.04kN,满足。
梁跨中V=-3.64kN查表可知
梁跨中腹板的平均切应力：
1.35N/mm2
所以满足
3.64kN,满足。
综上所述：
梁的抗剪强度满足要求。
（2）有效宽度验算
梁支座处：
M=-68.16kN·
=1.50±
45.55
所以σ1=47.05N/mm2<
fσ2=-44.05N/mm2
β=
=
，满足
所以腹板全截面有效
M=WXf=1350×
103×
215×
10-6=290.25kN∙m
kN∙m>
68.16kN∙m，满足。
（3）整体性验算
当斜梁不超过1:
5时，因为轴力很小可以把构件当做压弯构件计算，由于该厂房的坡度为1:
10，因此可以不进行稳定性验算。
5.3刚架柱的验算
（1）抗剪验算
柱顶：
柱的内力V=13.36kN查书可知
柱顶腹板的平均切应力：
=4.95N/mm2
满足；
270×
13.36kN,满足。
柱底：
柱底腹板的平均切应力：
所以柱的抗剪强度满足要求。
柱顶M=-68.16kN·
=3.76±
所以σ1=49.31N/mm2<
fσ2=-41.79N/mm2
，满足。
故腹板全截面有效
平面内稳定性验算：
柱的计算长度一端铰接一端固定
计算长度系数=0.7
所以，柱的计算长度
b类截面查表得
N/mm2<
f=235N/mm2
所以柱的平面内整体稳定性验算满足要求
六、节点设计
6.1梁柱节点设计
（1）构造要求
1）螺栓排列应符合构造要求，采用端板平放。
2）应满足扣紧螺栓的净空要求，通常不小于35mm，此节点处=56mm，=50mm。
3）螺栓排列端距不应小于两倍螺栓孔径，选取10.9级M20高强螺栓，两排螺栓之间最小距离为三倍直径，最大距离不应超过400mm，因此可确定端板长L=880mm，宽b=400mm。
6.2节点验算
（1）每个受拉螺栓的最大拉力kN
其抗拉承载力kN>
107.8kN,满足要求。
另一端承压N/mm2
（2）抗剪靠c处两个螺栓，每个承载力为12.03/2=6.02kN
每个螺栓的抗剪能力kN>
29.1kN,满足要求。
（3）端板厚度确定
又端板厚度不应小于螺栓直径
因此取端板厚度t=20mm。
图1梁柱节点设计
图2柱脚节点设计
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