门刚

钢结构单层厂房结构设计1轻型门式钢架钢结构设计计算书目录一、设计资料………………………………………………………2二、结构平面柱网及支撑布置……………………………………2三、荷载计算………………………………………………………3四、内力计算………………………………………………………6五、内力组合………………………………………………………10六、截面验算………………………………………………………11七、位移计算………………………………………………………20八、节点设计………………………………………………………22九、檩条设计………………………………………………………28十、柱间支撑设计…………………………………………………29十一、铰接柱脚设计………………………………………………31钢结构单层厂房结构设计2一．设计资料1、该厂房采用单跨双坡门式刚架，共12榀2、厂房跨度：m18，柱距m8，檐高m63、屋面坡度：1014、屋面、墙面材料：彩色压型钢板，内填充mm50厚保温玻璃棉板，PVC铝箔及不锈钢丝网；檩条及墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距m5.1。5、荷载（1）屋盖永久荷载标准值：彩色压型钢板：2/15.0mkNmm50厚保温玻璃棉板:2/05.0mkNPVC铝箔及不锈钢丝网:2/02.0mkN檩条及支撑：2/10.0mkN刚架斜梁自重：2/15.0mkN悬挂设备：2/20.0mkN（2）屋面活载标准值：计算刚架时为2/48.0mkN，计算檩条时为2/8.0mkN（3）风载：台州市基本风压2/75.0mkN，地面粗糙度为B类。（4）轻质墙面及柱自重：2/50.0mkN6、材料：钢材：BQ235，345Q焊材：自动焊或43E型焊条的手工焊高强度螺栓9.10级摩擦型高强度螺栓，摩擦面采用喷砂后涂无机富锌漆处理二．结构平面柱网及支撑布置该厂房长度m66，跨度m18，柱距m6，共有12榀刚架，由于纵向温度区段不大于m300、横向温度区段不大于m150，因此不用设置伸缩缝。檩条间距为m5.1。厂房长度m60，因此在厂房第二开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高柱距，因此柱间支撑不用分层布置。钢结构单层厂房结构设计3三．荷载计算3.1计算模型选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用变截面设计。厂房檐高m6，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为m7.5；屋面坡度为101。因此得到刚架计算模型：3.2荷载取值3.2.1屋面自重：型彩色压型钢板0.15KN/m250mm厚保温玻璃棉板0.05KN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网0.02KN/m2檩条及支撑0.10KN/m2刚架斜梁自重0.15KN/m2悬挂设备0.20KN/m2合计0.67KN/m23.2.2屋面活荷载：2/48.0mkN3.2.3轻质墙面及柱自重：2/50.0mkN3.2.4风载：基本风压20/75.0mkNw3.3各部分作用荷载3.3.1屋面荷载标准值：mkN/04.46cos167.0柱身恒载：mkN/0.3650.0钢结构单层厂房结构设计44.005.405.405.405.404.003.3.2屋面活载活载标准值：mkN/88.26cos148.03.803.803.803.803.3.3风荷载以左风为例计算根据公式0wwszkz根据查表mh10，取0.1，s根据门式钢架的设计规范，取下图风载体形系数示意图迎风面：侧面2/1875.075.025.00.1mkNwk钢结构单层厂房结构设计5mkNq/125.161875.01屋顶2/75.075.00.10.1mkNwkmkNq/5.4675.01背风面：侧面2/4125.075.055.00.1mkNwkmkNq/475.264125.01屋顶2/4875.075.065.00.1mkNwkmkNq/925.264875.016.304.106.304.103.501.60四.内力计算4.1截面形式及尺寸初选钢结构单层厂房结构设计6截面截面尺寸（mmmmmmmm）截面特性1-1截面8620030041.7968cmIx28.64cmA374.656cmWx64.1xEIkNEA61001.12-2截面8620060047.37997cmIx204.67cmA36.1266cmWx828.7xEIkNEA61038.14-4截面8618050041.23099cmIx284.57cmA30.924cmWx758.4xEIkNEA61019.15-5截面8618030049.7285cmIx284.45cmA37.485cmWx5.1xEIkNEA610944.0柱：195.12/)38.101.1(EA734.42/)828.764.1(xEI梁：067.12/)944.019.1(EA129.32/)5.1758.4(xEI4.2截面内力根据各个计算简图，用结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内力图如下：计算项目计算简图及内力值(M、N、Q)备注钢结构单层厂房结构设计7恒载作用恒载下弯矩恒载下轴力（忽略柱自重）弯矩图剪力图“+”→轴力图(拉为正，压为负)钢结构单层厂房结构设计8活荷载作用弯矩图剪力图“+”→轴力图(拉为正，压为负)钢结构单层厂房结构设计9风荷载作用风荷载作用弯矩图剪力图“+”→轴力图(拉为正，压为负)各情况作用下的截面内力钢结构单层厂房结构设计10截面内力恒载活载左风11M000N-47.88-25.9238.98V-12.65-10.6720.5522M-72.19-60.898.88N-30.72-25.9238.98V-12.65-10.6714.1433M-72.19-60.8098.88N-15.67-13.1917.94V29.3724.37-37.3855M54.9246.25-55.10N-12.60-10.6117.94V-1.20-1.06-0.29五．内力组合值：截面内力1.2恒+1.4风1.2恒+1.4活1.2恒+1.40.85（风+活）11M000N-93.744-2.884-41.9146V-30.11813.59-3.422822M-171.748N-72.432V30.11833M-171.748N-37.27V69.86655M130.654N-29.974V-2.924钢结构单层厂房结构设计11六．截面验算各截面的控制内力11截面的控制内力为kNVkNNM118.30,744.93,022截面的控制内力为kNVkNNmkNM118.30,432.72,748.17133截面的控制内力为kNVkNNmkNM866.69,27.37,748.17144截面的控制内力为kNVkNNmkNM924.2,97.29,654.13055截面的控制内力为kNVkNNmkNM622.33,422.33,834.616.1钢架柱验算钢材选用BQ235，2/215mmNf，2/125mmNfv组合内力M（mkN）N（kN）V（kN）大头748.171432.72118.30小头0744.93118.306.1.1验算宽厚比翼缘外伸宽厚比15125.1282/)8220(，满足规程的限值要求。腹板宽厚比2503.47616300，2503.97616600，满足规程的限值要求。腹板高度变化率mmm/6.527.52845846.1.2大头端截面强度验算钢结构单层厂房结构设计12（1）计算腹板抗剪承载力设计值dV1'计算参数ww=mmm/14.134.5376/5842'计算屈曲后抗剪强度vdf。（0.8w1.4)vdf=[1-0.64(1.14-0.8)]125=97.8mmN/3'计算dVkNrfthVvwwd67.2548.9762584284/（2）腹板有效截面计算1）计算腹板的23623max/4.146106.126610748.1711004.6710432.72mmNWMANx23623in/8.124106.126610748.1711004.6710432.72mmNWMANxm852.0maxmin2）计算K受压板件稳定系数1)1(112.0)1(1622K376.20852.01)852.01(112.0)852.01(16223）计算P计算参数767.0376.201.286/584)/235(1.28/ywwPfKth4）计算eh8.0767.0P，取有效宽度系数1，全截面有效腹板受压区有效宽度：钢结构单层厂房结构设计130852.0，mmhhwc3.315852.015841mmhhce3.3153.3151确定腹板有效宽度的分布:mmhhee1.1263.3154.04.01mmhhee2.1893536.06.02（3）强度验算由于kNVkNVd34.1775.0118.30，则工字型截面压弯构件在剪力V、弯距M和轴力N共同作用下的截面强度须满足eeeNeANWfWMmkNM/748.171mkN6.258)670410432.72215(106.126633故大头端截面强度是安全的。6.1.3小头端截面强度验算223/11.191004.4910744.93mmNAN，弯矩为0故0.1maxmin受压板件稳定系数0.41)1(112.0)1(1622K计算参数因为2.1842.00.41.286/284)/235(1.28/8.0ywwPfKth所以9622.0)8.0(9.01p腹板受压区有效宽度：由于0，所以受压区mmhhhhcewc3.2732849622.0,28425.45663.2735820022mmhttbAewffe钢结构单层厂房结构设计14223e/215/5.205.456610744.93mmNfmmNAN由于小头端2/125,8.055.034.5376/284)/235(37/mmNfffKthvvdykNVkNfthVvwwd118.305.32512562584284故小头端截面强度满足要求。6.1.4平面内稳定计算（1）计算柱的线刚度344111067.65700107.37997mmhIKC（2）计算梁的线刚度首先需求楔形梁在钢架平面内的换算长度系数mmddmmd28482300,48482500021屋脊一侧两楔形梁段的楔率为：70.0128448410121dd最小截面高度两侧的楔形段长度比为5.095.4根据门式钢架轻型房屋钢结构技术规程有.6050.0时，半跨斜梁长度为m45.09梁的线刚度3334021071.610045.96.02109.72852mmsIKb梁柱线刚度比101.01067.61071.64312KK柱小头大头截面惯性矩比21.07.379971.796810ccII根据附表334，柱的计算长度系数745.1r柱钢架平面内的计算长度mHHr95.9745.17.50（3）求构件轴压稳定系数钢结构单层厂房结构设计15小头回转半径06.7847.