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
河南省某加工厂一厂房，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，设计基本地震加速度值。
刚架平面布置见图1（a），刚架形式及几何尺寸见图1（b）。
屋面及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，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KN/m2
50mm厚保温玻璃棉板KN/m2
—
PVC铝箔及不锈钢丝网KN/m2
檩条及支撑KN/m2
刚架斜梁自重KN/m2
悬挂设备KN/m2
合计KN/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KN/m2。
雪荷载：
基本雪压S0=KN/m2。
对于单跨双坡屋面，屋面坡角
α=5°42′38″，μr=，雪荷载标准值Sk=μrS0=KN/m2。
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值KN/m2，不考虑积灰荷载。
>
3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）KN/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。
基本风压ω0=×KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》（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=。
风荷载体型系数μs：
迎风面柱及屋面分别为＋和－，背风面柱及屋面分别为＋和－（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度的地区可不进行抗震计算。
故本工程结构设计不考虑地震作用。
（二）各部分作用的荷载标准值计算
屋面：
恒荷载标准值：
×6=m
活荷载标准值：
×6=m
；
柱荷载：
恒荷载标准值：
×6×6+×9=
活荷载标准值：
×9=
风荷载标准值：
迎风面：
柱上qw1=×6×=m
横梁上qw2=－×6×=－m
背风面：
柱上qw3=－×6×=－m
横梁上qw4=－×6×=－m
三、内力分析
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，梁柱选用相同截面。
柱脚按铰接支承设计。
采用弹性分析方法确定刚架内力。
引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编著，机械工业出版社）中表2－29（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。
|
1．在恒荷载作用下
λ=l/h=18/6=3
ψ=f/h=6=
k=h/s=6/=
μ=3+k+ψ（3+ψ）=3++×（3+=
HA=HE=qlλΦ/8=×18×3×8=
MC=ql2[1－（1+ψ）Φ]/8=[1－（1+×]=·m
MB=MD=－ql2Φ/8=－×182×8=－·m
刚架在恒荷载作用下的内力如图。
（
内力计算的“+、－”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
VA=VE=
HA=HE=×18×3×8=
MC=×182[1－（1+×]/8=·m
MB=MD=－×182×8=－·m
[
刚架在活荷载作用下的内力如图。
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
·
VA=×9－=
HA=HE=qlλΦ/4=×18×3×4=
MB=MD=×6=·m
MC=ql2[α2－（1+ψ）Φ]/4=×182×[－×]/4=·m
刚架在qw2y作用下的内力如图
（2）在背风面横梁上风荷载竖向分力qw4y作用下
VA=×9－=
HA=HE=qlλΦ/4=×18×3×4=
#
MB=MD=×6=·m
MC=ql2[α2－（1+ψ）Φ]/4=×182×[－×]/4=·m
刚架在qw4y作用下的内力如图。
（3）在迎风面柱上风荷载qw1作用下
α=1，
VA=－VB=－qh12/2L=－×62/（2×18）=－
刚架在qw1作用下的内力如图。
~
（4）在背风面柱上风荷载qw3作用下
VA=－VB=－qh12/2L=－×62/（2×18）=－
HA=×6－=
MD=×6－×62/2=·m
MB=×6=·m
刚架在qw3作用下的内力如图。
（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作用下的内力如图。
（6）在背风面横梁上风荷载水平分力qw4x作用下
刚架在qw4x作用下的内力如图。
（7）用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合内力。
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