钢结构厂房计算书.docx

1、钢结构厂房计算书一、设计资料1.1厂房信息该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度 12m柱顶高度5.1m，共8榀刚架，柱距6.3m,屋面坡度1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m,尺寸为1.5x3m, 每个柱距间居中设置一个。 两端山墙上各设门一个 (居中)，尺寸为 3.3x4.5m。1.2材料刚架构件截面采用等截面焊接工字形。钢材采用 Q235B焊条E43型。1.3屋面及墙面材料屋面及墙面均为带100mm?岩棉夹层的双层压型钢板；檩条(墙梁)采用薄 壁卷边C型钢，间距为1.5m。1.4自然条件抗震设防烈度为6度(不考虑地震作用)。地面粗糙度系数按 C类。二、结构布置该厂房跨度12m,柱距6

2、m,共8榀刚架，所以厂房纵向长度6.3 x( 8-1 )=44.1m, 由于纵向温度区段不大于300m横向温度区段不大于150m因此不用设置伸缩 缝。柱间支撑宜布置在温度区段的中部， 以减小纵向温度应力的影响。 并在屋盖 相应部位设置檩条、 拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向 水平支撑。由于无吊车，且柱高 6mm以2mn为模数，且大于腹板厚度。(2)工字型截面的高厚比(h/b ):通常取h/b=25;梁与柱采取端板竖 放连接时，该梁端h/b 6.5。(3)等截面梁的截面高度一般取跨度的 1/401/30，即 300mm400mm。综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面 H型钢3

3、00X300x 10X 152.2截面几何特性构 件 名 称截 面A( mr2)lxX 10?lyX 10?WxX 10?i x mmi y mmWyX 10?梁11850202006750135013175.5450柱11850202006750135013175.5450三、荷载计算3.1荷载取值计算(1) 屋面不可变荷载标准值(按水平投影面)：0.5kN/ m2(包括构件自重)；(2) 屋面可变荷载标准值(按水平投影面)：0.4kN/ m；(3) 基本雪压 So=O.35kN/ m；对于单跨双坡屋面，屋面坡度a =5.71卩z=1.0雪荷载标准值Sk=SoX卩z=0.35kN/ m20.

4、4kN/ m2,取屋面活荷载和雪荷载 中的较大值为0.4kN/ m?,不考虑积灰荷载。(4)基本风压：0.35kN/卅。按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定计算，基本风压3 0=1.0 X 0.35=0.3675kN/川，地面粗糙度系数按 C类。风荷 载高度变化系数按建筑结构荷载规范的规定采用，当高度小于 10m时，按10m高度处的数值采用，卩z =0.74。风荷载体型系数卩s，迎风面柱及屋面分别 为+0.80和-0.60，背风面柱及屋面分别为-0.50和-0.50。3.2荷载标准值计算(1) 屋面恒荷载标准值：0.5 X 6.3=3.15kN/m(2) 屋面活荷载标准值：0.4 X 6.3

5、=2.52 kN/m(3) 风荷载标准值：qk=1.05卩s卩z 3 0 X柱距迎风面：柱上 5=1.05 X 0.8 X 0.74 X 0.3675 X 6.3=1.44 kN/m横梁上 q2=-1.05 X 0.6 X 0.74 X 0.3675 X 6.3=-1.08 kN/m背风面：柱上 qa=-1.05 X 0.5 X 0.74 X 0.3675 X 6.3=-0.90 kN/m横梁上 q4=-1.05 X 0.5 X 0.74 X 0.3675 X 6.3=-0.90 kN/m荷载简图如下所示：四、内力计算及组合4.1刚架内力计算注：剪力图：“+”表示方向“-”;轴力图：拉为正，压

6、为负。(1)在不可变荷载作用下内力图M 图（单位kN mN 图(单位kN)(2)在可变荷载作用下内力图M 图（单位kNmV 图（单位kN）（3）在风荷载作用下内力图（左风）1 5M 图（单位kNm）N 图（单位kN）（4）在风荷载作用下内力图（右风）M 图（单位kN m）V 图（单位kN）4.2荷载组合该结构只考虑承受屋面不可变荷载、屋面可变荷载、风荷载，所以进行刚架 内力分析时，所需考虑的荷载效应组合主要有：（1） 1.2 X不可变荷载+1.4 x max可变荷载，雪荷载;（2） 1.2 X不可变荷载+1.4 X风荷载；（3） 1.2 X不可变荷载+0.85 X 1.4 X（不可变荷载+风荷

7、载）4.3内力组合根据不同荷载组合下的内力分析结果， 找出控制截面的内力组合，控制截面 的位置一般在柱底（1-1 ）、柱顶（2-2 ）、梁支座（3-3 ）、梁跨中（4-4 ）等截面。 控制截面的内力组合主要有：1最大轴压力NU和同时出现的M及V较大值。2最大弯矩MU和同时出现的N及V较大值。鉴于轻型门式刚架自重较轻，锚栓在强风下可能受到拔起力，需考虑组合。3最小轴压力NU和同时出现的M及V较大值，出现在不可变荷载和风荷载截面内恒荷载活何载风何载1.2不可变+1.4 可1.2不可变+1.4 风1.2 不可变+1.4*0.力变荷载荷载85 （可变 +风荷 载）1-1M000000N-18.90-1

8、5.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.538.37-13.362.21-3.352-2M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-39.42N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.531.03-13.36-6.69-10.963-3M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-35.67N-7.52-6.011.89-17.74-8.26-13.93V18.2414.59-8.5543.04-35.8029.084-4M24.4219.53-7.9857.62-43.7643.05

9、N-5.64-4.511.89-13.31-10.16-9.89V-0.56-0.45-2.04-1.32-3.23-3.64各情况下的截面内力值及组合值由上表可知，各控制截面的内力为：柱底截面： M=0， N=-44.60kN, V=-13.36kN柱顶截面： M=-68.16kN m N=-44.60kN V=-13.36kN梁支座截面： M=-68.16kN m N=-17.74kN V=43.04kN梁跨中截面： M=57.62kN m N=-13.31kN V=-3.64kN五、刚架梁、柱的截面及稳定验算5.1构件的宽厚比验算翼缘部分：b/t=145/15=9.67 15235/?=

10、15，满足；腹板部分：h/t 4270/10=2740.04kN , 满足。故 Vd hwtwfv 270X10X 125=337.5kN3.64kN , 满足。综上所述：梁的抗剪强度满足要求。(2)有效宽度验算梁支座处：M=-68.16kN m N=-17.74kN V=43.04kN5.3刚架柱的验算(1)抗剪验算?=37 5/235/?=270/1037 v5.3/ 235/235=0.32 13.36kN ,满足。柱底腹板的平均切应力:?13360270 X 10=4.95N/mm? =37 V?/235/?=270/1037 V5.34 / 235/235=0.32 13.36kN

11、,满足。所以柱的抗剪强度满足要求。(2)有效宽度验算柱顶 M=-68.16kN m N=-44.60kN V=-13.36kN? ? 44.60 X 10 68.16 X 1$X 135 ,? 土？厂11850 一20200 XU3.764555所以 G=49.31N/mm 107.8kN,满足要求。(2)抗剪靠c处两个螺栓，每个承载力为12.03/2=6.02kN每个螺栓的抗剪能力？二 学x?= 3.14X21.18 X310 = 109.2kN29.1kN,4 4满足要求。(3)端板厚度确定36 50 56 124 10,56 200 4 50 50 56 215又端板厚度不应小于螺栓直径 因此取端板厚度t=20mm图2柱脚节点设计