单层钢结构厂房结构计算.docx
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单层钢结构厂房结构计算
单层钢结构厂房结构计算
一、设计资料
省某加工厂一厂房，该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:
10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计根本地震加速度值0.05g。
刚架平面布置见图1（a），刚架形式与几何尺寸见图1（b）。
屋面与墙面板均为聚氨酯复合保温板；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
二、荷载计算〔一〕荷载取值计算
1．屋盖永久荷载标准值〔对水平投影面〕
YX51-380-760型彩色压型钢板0.15KN/m2
50mm厚保温玻璃棉板0.05KN/m2
PVC铝箔与不锈钢丝网0.02KN/m2
檩条与支撑0.10KN/m2
刚架斜梁自重0.15KN/m2
悬挂设备0.20KN/m2
合计0.67KN/m2
2．屋面可变荷载标准值
屋面活荷载：
按不上人屋面考虑，取为0.50KN/m2。
雪荷载：
根本雪压S0=0.45KN/m2。
对于单跨双坡屋面，屋面坡角
α=5°42′38″，μr=1.0，雪荷载标准值Sk=μrS0=0.45KN/m2。
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50KN/m2，不考虑积灰荷载。
3．轻质墙面与柱自重标准值〔包括柱、墙骨架等〕0.50KN/m2
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。
根本风压ω×0.45KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规》（GB50009-2001）的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。
风荷载体型系数μs：
迎风面柱与屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱与屋面分别为＋0.55和－0.65（CECS102：
2002中间区）。
5．地震作用
据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中第18.8.1条建议：
单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进展抗震计算。
故本工程结构设计不考虑地震作用。
〔二〕各局部作用的荷载标准值计算
屋面：
×
×
柱荷载：
×6××
×
风荷载标准值：
×6×
×6×
×6×
×6×
三、力分析
考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况与刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用一样截面。
柱脚按铰接支承设计。
采用弹性分析方法确定刚架力。
引用《钢结构设计与计算》〔钢铁设计研究院编著，机械工业〕中表2－29〔铰接柱脚门式刚架计算公式〕计算刚架力。
1．在恒荷载作用下
λ=l/h=18/6=3
ψ
μ=3+k+ψ（3+ψ×
HA=HE=qlλΦ×18×3×
MC=ql2[1－（1+ψ）Φ]/8=4.02x182[1－（1+0.15）×·m
MB=MD=－ql2Φ×182×·m
刚架在恒荷载作用下的力如图。
力计算的“+、－〞号规定：
弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。
2．在活荷载作用下
×18×3×
×182[1－（1+0.15）×·m
×182×·m
刚架在活荷载作用下的力如图。
3．在风荷载作用下
对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力qx和竖向的分力qy。
现分别计算，然后再叠加。
（1）在迎风面横梁上风荷载竖向分力qw2y作用下
×
HA=HE=qlλΦ×18×3×
×·m
MC=ql2[α2－（1+ψ）Φ×182××·m
刚架在qw2y作用下的力如图
（2）在背风面横梁上风荷载竖向分力qw4y作用下
×
HA=HE=qlλΦ×18×3×
×·m
MC=ql2[α2－（1+ψ）Φ×182××·m
刚架在qw4y作用下的力如图。
（3）在迎风面柱上风荷载qw1作用下
α=1，
×62/（2×
刚架在qw1作用下的力如图。
（4）在背风面柱上风荷载qw3作用下
×62/（2×
×
××·m
×·m
刚架在qw3作用下的力如图。
（5）在迎风面横梁上风荷载水平分力qw2x作用下
α=1，β=0
刚架在qw2x作用下的力如图。
（6）在背风面横梁上风荷载水平分力qw4x作用下
刚架在qw4x作用下的力如图。
（7）用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合力。
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