3跨钢架计算书.docx

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3跨钢架计算书

目录

目录I

1计算依据1

2刚架计算荷载1

2.1屋面恒荷载标准值：

1

2.2屋面活荷载标准值：

1

2.3风荷载：

1

2.4雪压：

2

2.5墙皮荷载：

2

2.6天沟荷载：

2

2.7吊车荷载：

2

2.8积灰荷载。

2

3平面外计算长度2

4计算模型2

4.1刚架立面图及构件编号3

4.2刚架荷载简图3

4.3刚架内力简图4

4.4刚架挠度及应力比简图6

4.5计算总信息7

4.6构件控制荷载组合及计算结果8

4.6.1钢柱18

4.6.2钢柱28

4.6.3钢柱39

4.6.4钢柱410

4.6.5钢柱511

4.6.6钢柱611

4.6.7钢柱712

4.6.8钢柱813

4.6.9钢柱913

4.6.10钢梁114

4.6.11钢梁215

4.6.12钢梁316

4.6.13钢梁417

4.6.14钢梁518

4.6.15钢梁619

4.6.16钢梁720

4.6.17钢梁820

4.6.18钢梁921

4.7位移计算22

5基础承载力计算23

5.1节点16处基础23

5.1.1荷载标准组合23

5.1.2荷载基本组合24

5.1.3柱下基础设计24

5.2节点17处基础25

5.2.1荷载标准组合25

5.2.2荷载基本组合25

5.2.3柱下基础设计26

5.3节点18处基础27

5.3.1荷载标准组合27

5.3.2荷载基本组合27

5.3.3柱下基础设计28

5.4节点19处基础29

5.3.1荷载标准组合29

5.3.2荷载基本组合29

5.3.3柱下基础设计29

1计算依据

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：

2002）（2012年版）

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）

2刚架计算荷载

2.1屋面恒荷载标准值：

双板夹玻璃丝棉：

0.21KN/m2

屋面支撑：

折合0.16KN/m2

屋面系杆：

折合0.015KN/m2

檩条及拉条：

折合0.095KN/m2

灯饰等吊挂：

0.1KN/m2

屋面恒荷载合计：

0.58KN/m2

按照6m的受荷,转化为线性荷载：

6mX0.58KN/m2=3.5KN/m

2.2屋面活荷载标准值：

0.3KN/m2（用于计算刚架）

计算刚架时，按照6m的受荷,转化为线性荷载：

6mX0.3KN/m2=1.8KN/m

2.3风荷载：

基本风压：

0.4KN/m2

地面粗糙度类别：

B，取风压高度变化系数1.0。

体型系数：

受风面：

0.8

被风面：

0.5

受风面坡屋顶：

-0.6

被风面坡屋顶：

-0.5

按照6m的受荷,转化为线性荷载。

2.4雪压：

基本雪压：

0.35KN/m2。

2.5墙皮荷载：

双板夹玻璃丝棉：

0.21KN/m2

檩条及拉条：

折合0.05KN/m2

屋面恒荷载合计：

0.26KN/m2

根据受荷载：

6m墙皮宽来计算，此为墙皮重量按照恒载施加到柱顶。

2.6天沟荷载：

计算天沟重量及满水时最不利情况的重量，并将其值施加到柱顶。

2.7吊车荷载：

根据天车组合的结果加载。

计算吊车梁的时候，注意施加钢轨重量和电缆及电缆桥架重量引起的跨中弯矩值。

吊车梁重量需根据具体的吊车梁重量计算，按照恒荷载施加到牛腿位置，并注意偏心。

2.8积灰荷载。

不考虑积灰荷载。

3平面外计算长度

屋面梁平面外计算长度按隅撑的间距确定。

上柱平面外计算长度1.0。

由于下柱柱脚是刚接，所以下柱平面外计算长度做一定的折减，取为0.9。

4计算模型

计算程序选用PKPM2010中门式刚架二维设计模块，编制单位为中国建筑科学研究院。

刚架材质为Q345B。

4.1刚架立面图及构件编号

图4.1刚架立面图及构件编号

注：

圆圈中数字为刚架节点编号。

梁柱构件分别进行了编号。

4.2刚架荷载简图

参与刚架计算的荷载分别有恒载、活载、左风载、右风载、吊车荷载，具体荷载值参见下图。

图4.2.1恒载图（KN、KN/m）

图4.2.2活载图（KN/m）

图4.2.3左风载图（KN/m）

图4.2.4右风载图（KN/m）

图4.2.5吊车荷载图（KN）

4.3刚架内力简图

刚架内力图有弯矩包络图、轴力包络图、剪力包络图、左地震弯矩图、右地震弯矩图。

参见下图。

图4.3.1弯矩包络图（KN*m）

图4.3.2轴力包络图（KN）

图4.3.3剪力包络图（KN）

图4.3.4左震弯矩图（KN*m）

图4.3.5右震弯矩图（KN*m）

4.4刚架挠度及应力比简图

挠度输出值说明：

梁下为刚架最大挠度值，梁中为挠跨比=挠度/跨度。

图4.4.1刚架挠度图（mm）

图4.4.2刚架应力比图

注：

柱左为作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；右上为平面内稳定应力比（对应长细比）；右下为平面外稳定应力比（对应长细比）；梁上为作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值；左下为平面内稳定应力比；右下为平面外稳定应力比。

4.5计算总信息

结构类型:

门式刚架轻型房屋钢结构

设计规范:

按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算

结构重要性系数:

1.00

节点总数:

19

柱数:

9

梁数:

9

支座约束数:

4

标准截面总数:

8

活荷载计算信息:

考虑活荷载不利布置

风荷载计算信息:

计算风荷载

钢材:

Q345

梁柱自重计算信息:

柱梁自重都计算

恒载作用下柱的轴向变形:

考虑

梁柱自重计算增大系数:

1.20

基础计算信息:

计算基础

梁刚度增大系数:

1.00

钢结构净截面面积与毛截面面积比:

0.90

门式刚架梁平面内的整体稳定性:

按压弯构件验算

钢结构受拉柱容许长细比:

300

钢结构受压柱容许长细比:

180

钢梁（恒+活）容许挠跨比:

l/240

柱顶容许水平位移/柱高:

l/400

地震作用计算:

计算水平地震作用

计算振型数：

6

地震烈度：

7.50

场地土类别：

Ⅱ类

附加重量节点数：

0

设计地震分组：

第二组

周期折减系数:

0.80

地震力计算方法：

振型分解法

结构阻尼比：

0.035

按GB50011-2010地震效应增大系数1.000

4.6构件控制荷载组合及计算结果

4.6.1钢柱1

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

87,M=-259.13,N=498.21,M=-324.62,N=-458.24

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.532

抗剪强度计算控制组合号:

135,V=-74.87

抗剪强度计算应力比=0.105

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

77,M=-256.58,N=528.51,M=-313.43,N=-488.50

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=212.79

平面内稳定计算最大应力比=0.686

3）平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=252.16

平面外稳定计算最大应力比=0.813

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.532<1.0

抗剪强度计算应力比=0.105<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=72.00<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=84.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=93.≤[λ]=180

4.6.2钢柱2

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

121,M=166.64,N=472.68,M=155.38,N=-411.57

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.346

抗剪强度计算控制组合号:

121,V=44.55

抗剪强度计算应力比=0.067

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

73,M=162.05,N=520.33,M=149.54,N=-459.22

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=158.24

平面内稳定计算最大应力比=0.510

3）平面外稳定计算最大应力对应组合号:

77,M=78.43,N=744.60,M=47.96,N=-686.32

平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=240.89

平面外稳定计算最大应力比=0.777

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.346<1.0

抗剪强度计算应力比=0.067<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=59.50<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=68.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=104.≤[λ]=180

4.6.3钢柱3

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

75,M=-169.42,N=356.99,M=-134.46,N=-304.70

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.339

抗剪强度计算控制组合号:

87,V=-42.47

抗剪强度计算应力比=0.064

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

87,M=-166.98,N=389.61,M=-146.46,N=-337.32

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=146.62

平面内稳定计算最大应力比=0.473

3）平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=207.24

平面外稳定计算最大应力比=0.669

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.339<1.0

抗剪强度计算应力比=0.064<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=59.50<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=75.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=104.≤[λ]=180

4.6.4钢柱4

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

105,M=279.16,N=315.21,M=210.28,N=-284.80

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.438

抗剪强度计算控制组合号:

169,V=74.66

抗剪强度计算应力比=0.105

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

77,M=252.88,N=396.19,M=239.42,N=-366.04

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=183.64

平面内稳定计算最大应力比=0.592

3）平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=232.25

平面外稳定计算最大应力比=0.749

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.438<1.0

抗剪强度计算应力比=0.105<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=72.00<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=97.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=108.≤[λ]=180

4.6.5钢柱5

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

133,M=-160.03,N=415.50,M=260.49,N=-410.54

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.530

抗剪强度计算控制组合号:

187,V=31.22

抗剪强度计算应力比=0.047

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

85,M=-154.19,N=463.15,M=253.08,N=-458.19

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=197.82

平面内稳定计算最大应力比=0.638

3）平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=169.31

平面外稳定计算最大应力比=0.546

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.530<1.0

抗剪强度计算应力比=0.047<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=59.50<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=68.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=16.≤[λ]=180

4.6.6钢柱6

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

93,M=-157.34,N=208.90,M=387.12,N=-204.50

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.588

抗剪强度计算控制组合号:

89,V=-69.92

抗剪强度计算应力比=0.098

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

93,M=-157.34,N=208.90,M=387.12,N=-204.50

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=199.49

平面内稳定计算最大应力比=0.644

3）平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=179.12

平面外稳定计算最大应力比=0.578

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.588<1.0

抗剪强度计算应力比=0.098<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=72.00<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=97.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=49.≤[λ]=180

4.6.7钢柱7

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

93,M=175.68,N=208.75,M=-383.59,N=-204.48

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.583

抗剪强度计算控制组合号:

75,V=69.56

抗剪强度计算应力比=0.098

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

93,M=175.68,N=208.75,M=-383.59,N=-204.48

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=190.84

平面内稳定计算最大应力比=0.616

3）平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=177.31

平面外稳定计算最大应力比=0.572

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.583<1.0

抗剪强度计算应力比=0.098<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=72.00<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=84.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=47.≤[λ]=180

4.6.8钢柱8

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

103,M=-84.77,N=173.63,M=-206.22,N=-161.88

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.387

抗剪强度计算控制组合号:

103,V=37.98

抗剪强度计算应力比=0.057

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

103,M=-84.77,N=173.63,M=-206.22,N=-161.88

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=129.71

平面内稳定计算最大应力比=0.418

3）平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=131.31

平面外稳定计算最大应力比=0.424

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.387<1.0

抗剪强度计算应力比=0.057<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=59.50<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=75.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=61.≤[λ]=180

4.6.9钢柱9

1）考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:

197,M=83.85,N=121.99,M=204.23,N=-112.08

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.378

抗剪强度计算控制组合号:

121,V=-41.65

抗剪强度计算应力比=0.062

2）平面内稳定计算最大应力对应组合号:

101,M=91.26,N=169.63,M=190.68,N=-159.73

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=119.19

平面内稳定计算最大应力比=0.384

3）平面外稳定计算最大应力对应组合号:

197,M=83.85,N=121.99,M=204.23,N=-112.08

平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=122.91

平面外稳定计算最大应力比=0.396

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206.33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12.38

4）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.378<1.0

抗剪强度计算应力比=0.062<1.0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=59.50<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=12.17<[B/T]=12.38

压杆,平面内长细比λ=68.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=61.≤[λ]=180

4.6.10钢梁1

1）梁下部受拉:

截面1234567

弯矩-77.57-59.25-38.90-39.68-38.25-34.41-56.16

2）梁上部受拉:

截面1234567

弯矩25.1859.69102.69153.81215.22280.65390.11

3）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.621

抗剪强度计算应力比=0.145

平面内稳定最大应力（N/mm*mm）=200.08

平面内稳定计算最大应力比=0.645

平面外稳定最大应力（N/mm*mm）=193.63

平面外稳定计算最大应力比=0.625

4）考虑屈曲后强度计算应力比=0.621<1.0

抗剪强度计算应力比=0.145<1.0

平面内稳定最大应力

平面外稳定最大应力

腹板高厚比H0/TW=66.25<[H0/TW]=206.33（CECS102:

2002）

翼缘宽厚比B/T=12.10<[B/T]=12.38

5）梁的相对挠度（mm）

截面1234567

挠度值46.0438.2430.1622.0914.256.840.00

最大挠度值=46.04最大挠度/梁跨度=1/457.

斜梁坡度初始值:

1/21.00

变形后斜梁坡度最小值:

1/26.07

变形后斜梁坡度改变率=0.195<1/3

4.6.11钢梁2

1）梁下部受拉:

截面1234567

弯矩-32.41-95.61-143.18-163.27-154.74-116.50-77.57

2）梁上部受拉:

截面1234567

弯矩57.9224.8819.2915.4813.079.9125.18

3）考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.528

抗剪强度计算应力比=0.101

平面内稳定最大应力（N/mm*mm）=168.99

平面内稳定计算最大应力比=0.545

平面外稳定最大应力（N/mm*mm）=162.82

平面外稳定计算最大应力比=0.525

4）考虑屈曲后强度计算应力比=