门式钢架工业厂房设计.docx
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门式钢架工业厂房设计
四川大学网络教育学院
专业课课程设计
题目建筑结构设计课程设计
（2）
门式刚架工业厂房设计
办学学院四川大学网络教育学院
学习中心烟台市芝罘区教师进修学院
专业层次专升本
（一）门式刚架工业厂房设计
设计任务书
（一）设计目的
通过门式刚架结构的设计实践，全面掌握门式刚架轻型房屋钢结构的选型、柱网布置、
荷载计算、结构分析、构件和节点设计、绘制门式刚架钢结构施工图等专门知识，从而加深
对钢结构设计原理的认识，提高对所学知识的综合运用能力。
（二）设计要求
1.熟悉国家现行相关规范的相关条文；
2.运用结构力学方法分析和求解结构；
3.掌握钢结构设计的施工图表达方法；
4.掌握计算书的书写格式和制图标准；
5.计算书应计算正确，条理清楚，施工图绘制应规范准确。
（二）设计内容
1.方案设计（包括厂房平面布置、剖面设计和结构构件选型）与材料（包括连接材料）选择；
2.刚架设计（截面估算、刚度计算、荷载计算、内力及变形分析、荷载及内力组合、构件及连接节点设计），包括梁柱截面、节点、柱脚节点（考虑抗震）。
3.柱下独立基础设计
4.柱间支撑设计
5.檩条设计
6.绘制施工图。
（四）设计资料
车间长度90m,两等跨，柱距、跨度和檐高见下表。
屋面坡度1:
10。
梁柱采用Q345-B
钢材；屋面采用单层彩色钢板或夹芯板（自选）；墙面单层彩色钢板或夹芯板（自选）；天沟采用彩板天沟或钢板天沟（自选）。
控制指标：
柱顶水平位移H/60;横梁挠度L/240。
厂房所在地为成都，基本风压w）=0.30kN/m2,地面粗糙度为B类，组合值系数蕊=0.6；
基本雪压S0=0.1kN/m，组合值系数^=0.6。
厂房柱距和跨度（柱距和跨度、檐口高度可以根据学生序号或学号选择）
跨度
柱距
15m
18m
21m
24m
27m
30m
6m
7.5m
9m
注：
檐口高度为6m或8m。
（五）进度安排（12天）
1下达设计任务及结构布置0.5天
2•设计计算及整理计算书9.5天
3.绘制施工图2天
（六）设计成果
1结构设计计算书；
2•结构设计说明；
2•设计图纸：
包括结构平、立面布置图，结构详图。
（七）参考资料
1《建筑结构设计》（第一册）一一基础教程，邱洪兴主编，高等教育出版社，2007.6
2.《建筑结构设计》（第二册）一一设计示例，邱洪兴主编，高等教育出版社，2008.4
3.《结构设计原理》，熊峰、李章政、贾正甫、李碧雄编著，科学出版社，2002。
4.《钢结构设计规范》GB50017—2003
5.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:
2002
6.《建筑荷载设计规范》GB50009-2001（2006年版）
7.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）
&《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
荷载取值
（一）恒载（沿水平投影面的标准值）
压型钢板及玻璃丝棉
钢架斜梁自重
檩条及支撑
（二）活荷载（标准值）
活荷载（不上人屋面）或雪荷载
（三）积灰荷载（标准值）
积灰荷载
（四）风荷载（标准值）
基本风压
计算中不考虑风压高度变化系数，只取基本风压。
0.25kN.m2
0.2kN.m2
0.15kNm2
0.6kNm2
0.1kNm2
0.30kNm2
0.3kNm2
（五）施工及检修荷载
荷载组合
（一）荷载计算
下图为设计计算简图
风载体型系数k值，按建筑结构荷载规范GBJ9—87,屋面上的迎风面与背风面近
似取相同数值，见下图
1恒载qi=0.66=3.6kNm
2活载q2=0.9（2+0.3）6=12.42kN：
m
3风荷载
左柱
1=1.05
0.25
0.86=1.26kNm
左屋面
2=1.05
10.86=5.04kN'm
右柱
3=1.05
0.65
0.86=3.28kNm
右屋面
4=1.05
0.55
0.86=2.77kNm
（二）荷载组合（设计值）
根据建筑结构荷载规范GBJ9—87的要求，永久荷载的分项系数取1.2，可变荷载
的分项系数取1.4。
1.恒载+活载
q=1.23.6+1.412.42=21.71kNm
2.恒载+风载
q1=13.6-1.45.04=-3.46kNm
q2=1.23.6+1.41..26=6.1kNm
3.恒载+0.85（活载+风荷载）
qi=1.23.6+0.85（1.412.42-1.45.04）=13.1kN.'m
q2=1.23.6+0.85（1.412.42+1.41.26）=20.6kNm
内力计算
工程名：
钢结构
************PK111XI*****************
日期:
5/6/2010日寸「可：
20：
37：
53
设计主要依据：
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）;
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）;
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）;
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:
2002）;
结果输出
----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：
7
柱数：
2
梁数：
4
支座约束数：
2
标准截面总数：
5
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:
Q235
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：
不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：
0.85门式刚架梁平面内的整体稳定性：
不验算钢结构受拉柱容许长细比：
400钢结构受压柱容许长细比：
500
钢梁（恒+活）容许挠跨比：
I/180
柱顶容许水平位移/柱高：
l/60
抗震等级:
3（钢结构为考虑地震作用）计算震型数：
3地震烈度：
7.00场地土类别：
U类附加重量节点数：
0设计地震分组：
第一组周期折减系数:
0.80地震力计算方法：
振型分解法结构阻尼比：
0.035
按GB50011-2001地震效应增大系数1.000窄行输出全部内容
--标准截面特性
截面号
Xc
Yc
Ix
Iy
A
1
0.25000
0.36250
0.27536E-02
0.41672E-03
0.26850E-01
2
0.25000
0.36250
0.28072E-02
0.41677E-03
0.28220E-01
3
0.17500
0.35000
0.11486E-02
0.85762E-04
0.12456E-01
4
0.25000
0.36250
0.28072E-02
0.41677E-03
0.28220E-01
5
0.17500
0.35000
0.11486E-02
0.85762E-04
0.12456E-01
截面号
ix
iy
W1x
W2x
W1y
W2y
1
0.32024E+00
0.12458E+00
0.75963E-02
0.75963E-02
0.16669E-02
0.16669E-02
2
0.31540E+00
0.12153E+00
0.77440E-02
0.77440E-02
0.16671E-02
0.16671E-02
3
0.30366E+00
0.82977E-01
0.32817E-02
0.32817E-02
0.49007E-03
0.49007E-03
4
0.31540E+00
0.12153E+00
0.77440E-02
0.77440E-02
0.16671E-02
0.16671E-02
5
0.30366E+00
0.82977E-01
0.32817E-02
0.32817E-02
0.49007E-03
0.49007E-03
---柱内力---
柱号
M
N
V
M
N
1
0.00
103.38
-49.03
-392.23
-83.15
49.03
2
0.00
103.38
49.03
392.23
-83.15
-49.03
---梁内力---
梁号
M
N
V
M
N
1
392.23
57.06
77.86
17.73
-52.37
-30.92
2
-17.73
52.37
30.92
115.88
-48.79
4.88
3
-17.73
52.37
-30.92
-392.23
-57.06
77.86
---恒荷载作用下的节点位移（mm）---
节点号.
X向位移
Y向位移
1
-2.5
0.1
2
2.5
0.1
3
-0.9
16.5
4
0.9
16.5
5
0.0
26.9
荷载计算...
节
4*4
点荷载:
」f:
十卜
节点号
0
丄*口
水平力
二h」+【、，”vrrr
柱
荷载:
柱号
荷载类型
1
1
2
1
0
梁荷载:
连续数
荷载个数
荷载类型
荷载值
1荷载参数1荷载值2
荷载参数2
1
1
1
12.42
0.00
1
1
1
12.42
0.00
1
1
1
12.42
0.00
1
1
1
12.42
0.00
柱荷载:
柱号荷载类型荷载值0
Jr+[>AJr+[>-*[//-c
荷载参数1荷载参数2
---活荷载标准值作用下的节点位移（mm）---
节点号.
X向位移
Y向位移
1
-6.0
0.3
2
6.0
0.3
3
-2.3
42.9
42.342.9
50.065.9
垂直力
荷载值荷载参数1荷载参数2
1.260.00
2.770.00
梁荷载：
连续数
荷载个数
荷载类型
荷载值
1荷载参数1荷载值2
荷载参数2
1
1
1
-5.07
0.00
1
1
1
-5.07
0.00
1
1
1
-3.29
0.00
1
1
1
-3.29
0.00
垂直力
节点荷载：
节点号水平力
0
---柱内力---
柱号
M
N
V
M
N
V
1
0.00
-72.51
50.21
361.39
72.51
-40.13
2
0.00
-52.23
-20.60
-253.53
52.23
42.78
—梁内力—
梁号
M
N
V
M
N
V
1
-361.39
-47.15
-68.16
-9.20
47.15
30.17
2
9.20
-47.15
-30.17
-93.46
47.15
-7.82
3
13.02
-47.76
23.02
253.53
47.76
-47.71
4
93.46
-47.76
-1.68
-13.02
47.76
-23.02
——右风荷载标准值作用——
连续数
荷载个数
荷载类型
荷载值
1荷载参数1荷载值2
1
1
1
-3.29
0.00
1
1
1
-3.29
0.00
1
1
1
-5.07
0.00
1
1
1
-5.07
0.00
梁荷载:
荷载参数2
---节点侧向（水平向）位移（mm）---
节点号
Sx
节点号
Sx
节点号Sx
节点号
Sx
（1）
-1.7
（2）
-5.5（
3）
-2.9（4）
-4.3
（5）
-3.6
（6）
0.0（
7）
0.0
---柱内力
柱号
M
N
V
M
N
1
0.00
-52.23
20.60
253.53
52.23
-42.78
2
0.00
-72.51
-50.21
-361.39
72.51
40.13
---梁内力---
梁号
M
N
V
M
N
1
-253.53
-47.76
-47.71
-13.02
47.76
23.02
2
13.02
-47.76
-23.02
-93.46
47.76
-1.68
3
9.20
-47.15
30.17
361.39
47.15
-68.16
4
93.46
-47.15
-7.82
-9.20
47.15
-30.17
地震计算...
左震动标准值作用计算结果
地震力计算质量集中信息
质量集中节点号:
1
质点重量:
373.764
水平地震标准值作用底层剪力：
18.265
底层最小地震剪力（抗震规范5.2.5条）:
5.980
各质点地震力调整系数:
1.000
0.049
地震力调整后剪重比：
***第1振型
结构自振周期（已乘周期折减系数，单位：
秒）:
0.679特征向量：
1.000
各质点的水平地震力（kN）：
18.265
---节点侧向（水平向）位移（mm）---
---柱内力---
柱号
M
N
V
M
N
V
1
0.00
-5.24
9.13
73.06
5.24
-9.13
2
0.00
5.24
9.13
73.06
-5.24
-9.13
---梁内力---
梁号
M
N
V
M
N
1
-73.06
-5.97
-4.66
37.90
5.97
4.66
2
-37.90
-2.34
-5.03
0.00
2.34
5.03
3
37.90
5.97
-4.66
-73.06
-5.97
4.66
4
0.00
2.34
-5.03
-37.90
-2.34
5.03
振型参与质量系数:
100.00%
右震动标准值作用计算结果
地震力计算质量集中信息
质量集中节点号:
2
质点重量:
373.764
水平地震标准值作用底层剪力：
18.265
底层最小地震剪力（抗震规范5.2.5条）:
5.980
各质点地震力调整系数:
1.000
0.049
地震力调整后剪重比：
第1振型
结构自振周期（已乘周期折减系数，单位：
秒）:
0.679
特征向量：
1.000
各质点的水平地震力（kN）：
18.265
---节点侧向（水平向）位移（mm）---
节点号
Sx
节点号
Sx
节点号Sx
节点号
Sx
（1）
-8.8
（2）
-8.8（
3）
-9.2（4）
-9.2
（5）
-8.8
（6）
0.0（
7）
0.0
---柱内力---
柱号
M
N
V
M
N
1
0.00
5.24
-9.13
-73.06
-5.24
9.13
2
0.00
-5.24
-9.13
-73.06
5.24
9.13
---梁内力
---
梁号
M
N
V
M
N
1
73.06
5.97
4.66
-37.90
-5.97
-4.66
2
37.90
2.34
5.03
0.00
-2.34
-5.03
3
-37.90
-5.97
4.66
73.06
5.97
-4.66
4
0.00
-2.34
5.03
37.90
2.34
-5.03
振型参与质量系数:
100.00%
荷载效应组合计算...
荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算
钢柱1
截面类型=27;布置角度=0;计算长度：
Lx=16.14,Ly=8.00;长细比：
入x=72.1,入y=61.5
构件长度=8.00;计算长度系数:
Ux=2.02Uy=1.00
变截面H形截面H:
B仁500,B2=500,H仁500,H2=950T1=10T2=20T3=20
轴压截面分类:
X轴:
b类,丫轴:
c类
验算规范：
门规CECS102:
2002
V
1
0.00
22.54
2
0.00
1.86
3
0.00
50.95
4
0.00
30.27
5
0.00
124.06
6
0.00
103.38
7
0.00
139.57
8
0.00
386.18
9
0.00
365.51
10
0.00
323.05
11
0.00
386.18
12
0.00
365.51
13
0.00
323.05
14
0.00
124.06
15
0.00
103.38
16
0.00
139.57
17
0.00
63.15
18
0.00
42.47
19
0.00
80.19
20
0.00
59.51
21
0.00
325.27
22
0.00
304.59
23
0.00
342.31
24
0.00
321.64
25
0.00
325.27
26
0.00
304.59
27
0.00
342.31
28
0.00
321.64
29
0.00
63.15
30
0.00
42.47
31
0.00
80.19
32
0.00
59.51
33
0.00
22.54
34
0.00
1.86
35
0.00
50.95
组合号M
N
V
M
N
11.46
35.26
1.74
2.65
21.27
113.71
18.37
-7.16
-29.99
-115.74
-26.66
-1.06
-20.18
-37.29
-10.03
-10.86
-58.83
-470.68
-99.78
58.83
-49.03
-392.23
-83.15
49.03
-66.19
-529.51
-112.25
66.19
-222.20
-1777.61
-361.90
222.20
-212.39-1699.16
-345.27
212.39
-180.55
-1444.36
-295.74
180.55
-222.20
-1777.61
-361.90
222.20
-212.39-1699.16
-345.27
212.39
-180.55
-1444.36
-295.74
180.55
-58.83
-470.68
-99.78
58.83
-49.03
-392.23
-83.15
49.03
-66.19
-529.51
-112.25
66.19
-16.66
-167.11
-38.87
25.12
-6.85
-88.67
-22.24
15.32
-41.53
-257.72
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-41.53
-257.72
-55.91
22.90
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-1.06
柱下端柱上端
36
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