钢结构课设

1门式刚架厂房设计计算书一、设计资料单层单跨双坡门式刚架厂房，厂房横向跨度15m，柱顶高度6.3m，共有8榀刚架。柱距6m，屋面坡度1/10，柱底铰接。取中间跨刚架(GJ-1)进行计算，刚架梁柱截面均采用等截面焊接工字形。屋面及墙面均为带100mm厚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。钢材采用Q235B，焊条E43型。抗震设防烈度为6度。二、荷载1、屋面恒载标准值（按水平投影面）：a0.35kN/㎡b0.4kN/㎡c0.5kN/㎡2、屋面活载标准值（按水平投影面）：a0.5kN/㎡b0.4kN/㎡c0.3kN/㎡3、屋面雪荷载：a0.3kN/㎡b0.35kN/㎡c0.5kN/㎡4、风荷载（基本风压）：a0.35kN/㎡（地面粗糙度系数按C类）b0.45kN/㎡c0.35kN/㎡三、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度42m，跨度15m，柱距6m，共有8榀刚架，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。檩条间距为1.5m。厂房长度＜60m，因此在厂房两端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，因此柱间支撑需要分层布置。（布置图详见施工图）四、荷载的计算1、计算模型选取2取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房柱高为6.3m；屋面坡度为1：10。因此得到刚架计算模型：2、荷载计算2.1荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）0.352kNm（2）屋面可变荷载标准值①屋面活荷载：0.52kNm。②屋面雪荷载：0.32kNm。③本工程不考虑积灰荷载。所以屋面可变荷载取Max活荷载,雪荷载0.52kNm。（3）轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）：0.352kNm（4）风荷载标准值基本风压：0=0.352kNm；根据地面粗糙度类别为C类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，z=0.74。风荷载体型系数s：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。（5）地震作用已知该地抗震设防烈度为6度，根据《全国民用建筑工程设计技术措施——结构》中第18.8.1条的建议，所以不考虑地震作用。2.2各部分作用的荷载标准值计算（1）屋面恒荷载标准值：0.35×6=2.1kNm活荷载标准值：0.5×6=3kNm坡度1:1015000630012345(1)(2)(3)(4)3（2）柱荷载标准值恒荷载标准值：0.35×6=2.1kNm（3）风荷载标准值01.0510kzszshm以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式计算:地面粗糙度为C类，根据查表，取0.74，根据门式刚架的设计规范，取下图：风载体形系数示意图21222331.050.740.250.350.0680/0.068060.408/1.050.741.00.350.2720/0.272061.632/1.050.740.550.350.1496/0.14966kkNmqkNmkNmqkNmkNmq1k2k迎风面柱上，横梁上，背风面柱上，240.898/1.050.740.650.350.1768/0.176861.061/kNmkNmqkNm4k横梁上，2.3各部分作用的荷载简图（标准值）恒载作用简图活载作用简图风荷载作用简图（→）风荷载作用简图（←）12345(1)(2)(3)(4)q=0.408kN/mq=0.898kN/m12345(1)(2)(3)(4)q=0.408kN/mq=0.898kN/m12345(1)(2)(3)(4)q=-1.632kN/mq=-1.061kN/mq=-1.632kN/mq=-1.061kN/mq=3kN/mq=2.1kN/mq=2.1kN/m12345(1)(2)(3)(4)q=2.1kN/m43、内力计算3.1截面形式及尺寸初选：梁柱都采用等截面焊接工字型钢。268梁的截面高度h一般取(1/301/45)L,故取梁截面高度为400mm；暂取40000，截面尺寸见图所示:柱的截面采用与梁相同截面截面名称长度()mm面积2()mmxI64(10)mmxW43(10)mmyI64(10)mmyW43(10)mmximmyimm柱400200686300550415175.510.710.7156.644.1梁400200687537550415175.510.710.7156.644.18668612522.06105504101.13102.061015110103.1110xEAkNEIkNm3.2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：注：剪力图：“+”表示方向“→”；钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架轴力图：拉为正，压为负。钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计20038486xy5（A）恒载作用(标准值)下，计算简图及内力值：钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂恒载作用下弯矩图钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂恒载作用下剪力图钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂恒载作用下轴力图钢门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房12345(1)(2)(3)(4)-30.13-30.1325.2325.23-30.13-30.1312345(1)(2)(3)(4)-4.7815.18-0.490.49-15.184.7812345(1)(2)(3)(4)-28.98-15.75-4.76-6.38-6.38-4.76-15.75-28.986（B）活载作用(标准值)下，计算简图及内力值：钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂活荷载作用下弯矩图结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂活荷载作用下剪力图钢钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂活荷载作用下轴力图钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂12345(1)(2)(3)(4)-43.04-43.0436.0436.04-43.04-43.0412345(1)(2)(3)(4)-6.8321.68-0.700.70-21.686.8312345(1)(2)(3)(4)-22.50-6.80-9.11-9.11-6.80-22.507（C）风荷载作用(标准值)下，计算简图及内力值：钢结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂左风向风荷载作用下弯矩图结构课程设计(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂左风向风荷载作用下剪力图(门式钢架)4门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m，长度90m，柱距67.5m，檐高8m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条妇演眉跑夕贺猾置邢齐讳捍拘郑豪呢益淋陀允盘膛将茂遏励卤诵草稽叫臼裴陀司然片诡绑曳绊夷兆掂摈签郭搐澈艳岿嘛涵玖镇牟膝盅升柠痞描鸵臂左风向风荷载作用下轴力图由对称性可知，右风作用下，钢架的内力图与上述各图分别对称，可不做分析。12345(1)(2)(3)(4)30.7930.79-15.28-15.287.66-15.707.66-1.4512345(1)(2)(3)(4)6.173.60-12.260.04-0.967.04-4.041.6112345(1)(2)(3)(4)12.704.894.797.5083.3内力组合由于恒载和活载关于结构竖向对称，因而风荷载只要考虑一个方向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据《建筑结构