单层厂房门式刚架结构计算书.docx

上传人:b****5 文档编号:6362289 上传时间:2023-01-05 格式:DOCX 页数:20 大小:168.62KB
下载 相关 举报
单层厂房门式刚架结构计算书.docx_第1页
第1页 / 共20页
单层厂房门式刚架结构计算书.docx_第2页
第2页 / 共20页
单层厂房门式刚架结构计算书.docx_第3页
第3页 / 共20页
单层厂房门式刚架结构计算书.docx_第4页
第4页 / 共20页
单层厂房门式刚架结构计算书.docx_第5页
第5页 / 共20页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

单层厂房门式刚架结构计算书.docx

《单层厂房门式刚架结构计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单层厂房门式刚架结构计算书.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

单层厂房门式刚架结构计算书.docx

单层厂房门式刚架结构计算书

单层厂房门式轻钢结构计算书

一、设计资料

现地区某村委计划建设某单层门式轻钢厂房,无吊车荷载,占地面积20x50m2,地址条件很好,0.8m厚覆土,下部是强风化岩,地耐力450KPa,无地下水。

请给其做建筑施工图和结构施工图,应能达到施工深度。

要求:

1.给出设计过程简介和设计注意事项。

2.给出主要构件设计计算过程。

3.提供施工图。

该厂房为单层,采用单跨双坡轻型门式刚架结构,厂房跨度18m,总长度50m,檐口高度8.6m,牛腿标高为5.50m,屋面坡度为0.10;共有9榀刚架,两侧柱距7m,其他柱距6m;刚架平面布置见图,刚架形式及几何尺寸见图。

刚架梁、柱除,另有注明外,均采用Q345钢。

高强螺栓除另有注明外,均采用10.9级摩擦型连接高强度螺栓。

锚栓除另有注明外,均采用Q345钢。

 

 

刚架形式及几何尺寸图

二、设计荷载

1.屋面恒载:

0.30kN/m2

计算刚架活载:

0.30kN/m2

计算檩条活载:

0.50kN/m2

雪荷载:

0.20kN/m2

基本风压:

0.6kN/m2风压调整系数:

1.05

2.由于地区地震设防烈度为6度,故本工程结构设计不考虑地震作用

三、力分析

考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便,刚架采用等截面,梁柱选用变截面。

柱脚按铰接支承设计。

采用弹性分析方法确定刚架力。

1.在恒载作用下

 

2.在活载作用下

3.在风荷载作用下

四、截面设计

该门式轻钢厂房的柱截面采用焊接工字钢450*250*10*12,梁截面采用两种焊接工字钢:

变截面焊接工字钢(H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(600~450)*250*250*6*10*10

不变截面焊接工字钢(H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(450~450)*250*250*8*10*10

柱的截面特性A=121.8cm2Xc=12.5cm;Yc=22.5cm;Ix=43774cm4;Iy=41702cm4

高厚比、宽厚比

腹板计算高厚比H0/Tw=41.8,满足要求;翼缘宽厚比B/T=7.50,满足要求

梁的截面属性

截面:

H形变截面:

(H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(600~450)*250*250*6*10*10

小头截面特性:

A=75.80cm2;Xc=12.5cm;Yc=22.5cm;Ix=28180cm4;Iy=2.6049cm4;

大头截面特性:

A=84.8cm2;Xc=12.5cm;Yc=30cm;Ix=53272cm4;Iy=26052cm4;

高厚比、宽厚比

大头截面腹板计算高厚比H/Tw=96.67,满足要求;

小头截面腹板计算高厚比H/Tw=71.67,满足要求

翼缘宽厚比B/T=12.20,满足要求

H形截面:

(H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(450~450)*250*250*8*10*10

截面特性:

A=84.4cm2;Xc=12.5cm;Yc=22.5cm;Ix=29505cm4;Iy=26060cm4;

高厚比、宽厚比

大头截面腹板计算高厚比H/Tw=53.75,满足要求;

小头截面腹板计算高厚比H/Tw=53.75,满足要求

翼缘宽厚比B/T=12.10,满足要求

五、刚架梁设计

本刚架梁柱是从中间7榀中选出

钢梁1

截面类型=27;布置角度=0;计算长度:

Lx=18.09,Ly=3.00

构件长度=3.01;计算长度系数:

Ux=6.00Uy=1.00

变截面H形截面H:

B1=250,B2=250,H1=600,H2=450T1=6T2=10T3=10

轴压截面分类:

X轴:

b类,Y轴:

c类;构件钢号:

Q345

梁的弯矩包络

梁下部受拉:

截面1234567

弯矩-41.69-35.71-33.61-31.22-28.54-25.57-23.70

梁上部受拉:

截面1234567

弯矩140.50112.8391.9371.8552.5837.9428.51

考虑屈曲后强度计算应力比=0.304

抗剪强度计算应力比=0.130

平面稳定最大应力(N/mm*mm)=88.55

平面稳定计算最大应力比=0.286

平面外稳定最大应力(N/mm*mm)=85.93

平面外稳定计算最大应力比=0.277

考虑屈曲后强度计算应力比=0.304<1.0

抗剪强度计算应力比=0.130<1.0

平面稳定最大应力

平面外稳定最大应力

腹板高厚比H0/TW=84.17<[H0/TW]=206.33(CECS102:

2002)

翼缘宽厚比B/T=12.20<[B/T]=12.38

(恒+活)梁的相对挠度(mm

)截面1234567

挠度值0.00-0.020.110.340.671.071.51

最大挠度值=1.51最大挠度/梁跨度=1/5995.

斜梁坡度初始值:

1/10.00

变形后斜梁坡度最小值:

1/10.40

变形后斜梁坡度改变率=0.038<1/3

六、刚架柱设计

本刚架梁柱是从中间7榀中选出

钢柱3

截面类型=16;布置角度=0;计算长度:

Lx=14.24,Ly=3.10;长细比:

λx=75.1,λy=53.0

构件长度=3.10;计算长度系数:

Ux=4.59Uy=1.00

截面参数:

B1=250,B2=250,H=450,Tw=10,T1=16,T2=16

轴压截面分类:

X轴:

b类,Y轴:

b类;构件钢号:

Q345验算规:

门规CECS102:

2002

考虑腹板屈曲后强度,强度计算控制M=-140.50,N=-54.44

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.278

抗剪强度计算控制,V=-25.77

抗剪强度计算应力比=0.034

平面稳定计算最大应力(N/mm*mm)=80.10

平面稳定计算最大应力比=0.258

平面外稳定计算最大应力(N/mm*mm)=78.53

平面外稳定计算最大应力比=0.253

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

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0.278<1.0

抗剪强度计算应力比=0.034<1.0

平面稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=41.80<[H0/TW]=206.33

翼缘宽厚比B/T=7.50<[B/T]=12.38

压杆,平面长细比λ=75.≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=53.≤[λ]=180

验算刚架在风荷载作用下的侧移

风荷载作用下柱顶最大水平(X向)位移:

节点(4),水平位移dx=11.630(mm)=H/739.

梁的(恒+活)最大挠度:

梁(4),挠跨比=1/2161.

风载作用下柱顶最大水平位移:

H/739<柱顶位移容许值:

H/180

梁的(恒+活)最大挠跨比:

1/2161<梁的容许挠跨比:

1/180

七、隅撑的设计

隅撑计算

轴力N=A*f/60/cosθ*sqrt(fy/235);应力=N/φ/A

梁下翼缘截面面积A=0.0025m*m;横梁钢材型号Q345钢

翼缘钢板厚度10mm;横梁钢材屈服强度值fy=345N/mm2

横梁钢材强度设计值f=310N/mm2;角钢计算长度=733.249mm

角钢截面=L50x4角钢回转半径=0.99cm;角钢截面面积=0.00039m*m

长细比λ=74.0656<=220;折减系数=0.6+0.0015*λ=0.711098

稳定系数φ=0.628263;轴力N=11.0665kN;应力=45.1653N/mm2<220.44N/mm2

螺栓计算

角钢钢材钢号Q235钢;檩条的板件厚度2mm;螺栓直径14mm

螺栓有效截面面积115.4mm*mm;螺栓孔径15mm

螺栓连接抗剪强度设计值140N/mm2;螺栓连接抗压强度设计值305N/mm2

螺栓连接抗剪承载力设计值16.156kN;螺栓连接抗压承载力设计值8.54kN

螺栓连接承载力设计值<轴力N=11.0665kN

八、檩条的设计

冷弯薄壁型钢檩条设计

屋面坡度(度):

5.711

檩条跨度(m):

6.000

檩条间距(m):

0.750

设计规:

门式刚架规程CECS102:

2002

风吸力下翼缘受压稳定验算:

按附录E验算

檩条形式:

斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2.0

钢材钢号:

Q235钢

拉条设置:

设置一道拉条

拉条作用:

能约束檩条上翼缘

净截面系数:

1.000

檩条仅支承压型钢板屋面(承受活荷载或雪荷载),挠度限值为1/150

屋面板为两跨或两跨以上面板

屋面板能阻止檩条侧向失稳

构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性

每米宽度屋面板的惯性矩(m4):

0.200000E-06

建筑类型:

封闭式建筑

分区:

中间区

基本风压:

0.630

风荷载高度变化系数:

1.000

风荷载体型系数:

-1.200

风荷载标准值(kN/m2):

-0.756

屋面自重标准值(kN/m2):

0.300

活荷载标准值(kN/m2):

0.500

雪荷载标准值(kN/m2):

0.300

积灰荷载标准值(kN/m2):

0.000

检修荷载标准值(kN):

1.000

截面及材料特性

檩条形式:

斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2.0

b=50.000h=140.000c=20.000t=2.000

A=0.5392E-03Ix=0.1860E-05Iy=0.1547E-06

It=0.7190E-09Iw=0.1299E-08

Ix1=0.1621E-05Iy1=0.3936E-06θ=0.2199E+02

Wx1=0.3038E-04Wx2=0.2247E-04Wy1=0.6107E-05Wy2=0.8067E-05

钢材钢号:

Q235钢

屈服强度fy=235.000

强度设计值f=205.000

考虑冷弯效应强度f'=215.220

截面验算

|1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰)组合|

弯矩设计值(kN.m):

Mx=3.653

弯矩设计值(kN.m):

My=0.268

有效截面计算结果:

Ae=0.5364E-03θe=0.2204E+02Iex=0.1845E-05Iey=0.1545E-06

Wex1=0.2868E-04Wex2=0.2221E-04Wex3=0.2902E-04Wex4=0.2241E-04

Wey1=0.5871E-05Wey2=0.7711E-05Wey3=0.5890E-05Wey4=0.7678E-05

截面强度(N/mm2):

σmax=199.182<=205.000

|1.0恒载+1.4风载(吸力)组合|

弯矩设计值(kN.m):

Mxw=-2.158

弯矩设计值(kN.m):

Myw=-0.250

有效截面计算结果:

全截面有效。

截面强度(N/mm2):

σmaxw=127.016<=215.220

按门式刚架规程CECS102:

2002附录E计算:

下翼缘压弯屈曲承载力降低系数:

χ=0.712

垂直荷载引起的下翼缘侧向弯矩:

My'=-0.029

下翼缘的稳定性(N/mm2):

fstabw=143.271<=205.000

荷载标准值作用下,挠度计算

垂直于屋面的挠度(mm):

v=32.306<=40.000

计算满足

檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):

N=2.000

九、墙梁的设计

冷弯薄壁型钢墙梁设计

墙梁跨度(m):

6.000

墙梁间距(m):

1.500

设计规:

门式刚架规程CECS102:

2002

风吸力下翼缘受压稳定验算:

按附录E验算

墙梁形式:

斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2.0

墙梁布置方式:

口朝下

钢材钢号:

Q345钢

拉条设置:

设置一道拉条

拉条作用:

能约束墙梁外翼缘

净截面系数:

1.000

墙梁支承压型钢板墙,水平挠度限值为1/100

墙板能阻止墙梁侧向失稳

构造不能保证风吸力作用墙梁翼缘受压的稳定性

墙梁支撑墙板重量

单侧挂墙板

墙梁上方一侧板重(kN/m):

0.300

每米宽度墙板的惯性矩(m4):

0.200000E-06

建筑类型:

封闭式建筑

分区:

边缘带

基本风压:

0.525

风荷载高度变化系数:

1.000

迎风风荷载体型系数:

1.100

背风风荷载体型系数:

-1.500

迎风风荷载标准值(kN/m2):

0.577

背风风荷载标准值(kN/m2):

-0.787

截面及材料特性

墙梁形式:

斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2.0

b=50.000h=140.000c=20.000t=2.000

A=0.5392E-03Ix=0.1860E-05Iy=0.1547E-06

Ix1=0.1621E-05Iy1=0.3936E-06 θ=0.2199E+02

Wx1=0.3038E-04Wx2=0.2247E-04Wy1=0.6107E-05Wy2=0.8067E-05

Ww1=0.1183E-05Ww2=0.5918E-06k=0.4601E+00Uy=0.0000E+00

钢材钢号:

Q345钢

屈服强度fy=345.000

强度设计值f=300.000

考虑冷弯效应强度f'=312.953

设计力

|1.2恒载+1.4风压力组合|

绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m):

Mx=4.484

绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m):

My=-0.868

水平剪力设计值(kN):

Vx=3.638

竖向剪力设计值(kN):

Vy=0.770

|1.35恒载|

绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m):

Mx1=-0.779

绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m):

My1=-0.482

水平剪力设计值(kN):

Vx1=0.000

竖向剪力设计值(kN):

Vy1=0.867

|1.2恒载+1.4风吸力组合|

绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m):

Mx2=-6.901

绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m):

My2=-0.090

水平剪力设计值(kN):

Vxw=4.961

竖向剪力设计值(kN):

Vyw=0.770

风压力作用验算

抗弯控制组合:

1.2恒载+1.4风压力组合

有效截面特性计算结果:

全截面有效。

截面强度(N/mm2):

σmax=289.719<=312.953

抗剪控制组合:

1.2恒载+1.4风压力组合

截面最大剪应力(N/mm2):

τ=20.064<=175.000

风吸力作用验算

组合:

1.2恒载+1.4风吸力

有效截面特性计算结果:

Ae=0.5026E-03θe=0.2278E+02Iex=0.1727E-05Iey=0.1488E-06

Wex1=0.2900E-04Wex2=0.2189E-04Wex3=0.2552E-04Wex4=0.1985E-04

Wey1=0.5669E-05Wey2=0.7490E-05Wey3=0.5318E-05Wey4=0.8206E-05

截面强度(N/mm2):

σmaxw=349.939>300.000

翼缘受压稳定性验算:

按门式刚架规程CECS102:

2002附录E计算:

翼缘压弯屈曲承载力降低系数:

0.576

翼缘的稳定性(N/mm2):

fstab574.278>300.000

截面最大剪应力(N/mm2):

τw=27.360<=175.000

荷载标准值作用下,挠度验算

竖向挠度(mm):

fy=1.782

水平挠度(mm):

fx=43.786<=60.000

十、山墙抗风柱设计

钢材等级:

Q345

柱距(m):

3.000;柱高(m):

9.050

柱截面:

焊接组合H形截面:

H*B1*B2*Tw*T1*T2=450*300*300*10*12*12

铰接信息:

两端铰接

柱平面计算长度系数:

1.000

柱平面外计算长度:

9.050

强度计算净截面系数:

1.000

设计规:

《钢结构设计规》

容许挠度限值[υ]:

l/400=22.625(mm)

风载信息:

基本风压W0(kN/m2):

0.300

风压力体形系数μs1:

1.000

风吸力体形系数μs2:

-1.000

风压高度变化系数μz:

1.380

柱顶恒载(kN):

0.000

柱顶活载(kN):

0.000

墙板自承重

风载作用起始高度y0(m):

0.000

抗风柱设计

1、截面特性计算

A=1.1460e-002;Xc=1.5000e-001;Yc=2.2500e-001;Ix=4.0983e-004;Iy=5.4036e-005;

ix=1.8911e-001;iy=6.8667e-002;W1x=1.8215e-003;W2x=1.8215e-003;

W1y=3.6024e-004;W2y=3.6024e-004;

2、风载计算

抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m):

1.242

抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m):

-1.242

3、柱上各断面力计算结果

△ 组合号1:

1.35恒+0.7*1.4活

断面号:

1234567

弯矩(kN.m):

0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000

轴力(kN):

10.92110.0119.1018.1917.2816.3715.460

断面号:

8910111213

弯矩(kN.m):

0.0000.0000.0000.0000.0000.000

轴力(kN):

4.5503.6402.7301.8200.9100.000

△ 组合号2:

1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活

断面号:

1234567

弯矩(kN.m):

0.000-5.439-9.890-13.351-15.824-17.307-17.802

轴力(kN):

9.7088.8998.0907.2816.4725.6634.854

断面号:

8910111213

弯矩(kN.m):

-17.307-15.824-13.351-9.890-5.4390.000

轴力(kN):

4.0453.2362.4271.6180.8090.000

△ 组合号3:

1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活

断面号:

1234567

弯矩(kN.m):

0.000-3.264-5.934-8.011-9.494-10.384-10.681

轴力(kN):

9.7088.8998.0907.2816.4725.6634.854

断面号:

8910111213

弯矩(kN.m):

-10.384-9.494-8.011-5.934-3.2640.000

轴力(kN):

4.0453.2362.4271.6180.8090.000

△ 组合号4:

1.2恒+1.4风吸+0.7*1.4活

断面号:

1234567

弯矩(kN.m):

0.0005.4399.89013.35115.82417.30717.802

轴力(kN):

9.7088.8998.0907.2816.4725.6634.854

断面号:

8910111213

弯矩(kN.m):

17.30715.82413.3519.8905.4390.000

轴力(kN):

4.0453.2362.4271.6180.8090.000

△ 组合号5:

1.2恒+0.6*1.4风吸+1.4活

断面号:

1234567

弯矩(kN.m):

0.0003.2645.9348.0119.49410.38410.681

轴力(kN):

9.7088.8998.0907.2816.4725.6634.854

断面号:

8910111213

弯矩(kN.m):

10.3849.4948.0115.9343.2640.000

轴力(kN):

4.0453.2362.4271.6180.8090.000

柱底剪力设计值:

风压力作用(kN):

7.868

风吸力作用(kN):

-7.868

4、抗风柱强度验算结果

控制组合:

2

设计力:

弯矩(kN.m):

-17.802;轴力(kN):

9.708

抗风柱强度计算最大应力(N/mm2):

10.620

抗风柱强度验算满足。

5、抗风柱平面稳定验算结果

控制组合:

2

设计力:

弯矩(kN.m):

-17.802;轴力(kN):

9.708

平面计算长度(m):

9.050

抗风柱平面长细比λx:

48

轴心受压稳定系数φx:

0.818

抗风柱平面稳定计算最大应力(N/mm2):

10.817

抗风柱平面稳定应力验算满足。

抗风柱平面长细比λx:

48<[λ]=150

6、抗风柱平面外稳定验算结果

控制组合:

2

设计力:

弯矩(kN.m):

-17.802;轴力(kN):

9.708

平面外计算长度(m):

9.050

抗风柱平面外长细比λy:

132

轴心受压稳定系数φy:

0.254

受弯整体稳定系数φb:

0.611

抗风柱平面外稳定计算最大应力(

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > PPT模板 > 中国风

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1