轻型门式钢架课程设计计算书汇总

轻型门式钢架课程设计计算书1/16一、设计资料某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m，长度48m，柱距6m，檐口标高11m，屋面坡度1/10。屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，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，钢材采用Q345钢，2/310mmNf，2/180mmNfv，基础混凝土标号C30，2/3.14mmNfc，焊条采用E50型。刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布置草图，钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。刚架平面布置图屋面檩条布置图轻型门式钢架课程设计计算书2/16柱间支撑布置草图计算模型及风荷载体形系数二、荷载计算2.1计算模型的选取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。2.2荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值彩色钢板0.402kNm保温层0.602kNm檩条0.082kNm钢架梁自重0.152kNm合计1.232kNm（2）屋面活载和雪载0.302/KNm。（3）轻质墙面及柱自重标准值0.502/KNm轻型门式钢架课程设计计算书3/16（4）风荷载标准值基本风压：mkN/525.050.005.10。根据地面粗糙度类别为B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=1.0。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。2.3各部分作用的荷载标准值计算（1）屋面荷载：标准值：mkN/42.7cos1623.1柱身恒载：mkN/00.3650.0（2）屋面活载屋面活载雪载mkN/81.1cos1630.0（3）风荷载以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0szk计算，z查表mh10，取1.0，s取值如图1.2所示。（地面粗糙度B类）迎风面侧面2/131.050.005.10.125.0mkNk，mkNq/79.06131.01屋顶2/525.050.005.10.100.1mkNk，mkNq/15.36525.02轻型门式钢架课程设计计算书4/16背风面侧面2/289.050.005.10.155.0mkNk，mkNq/73.16289.03屋顶2/341.050.005.10.165.0mkNk，mkNq/05.26341.04三、内力计算根据各个计算简图，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“→”；轴力图：拉为正，压为负。3.1恒载作用(标准值)下，计算简图及内力值：恒载作用下轴力图恒载作用下剪力图轻型门式钢架课程设计计算书5/16恒载作用下弯矩图3.2活载作用(标准值)下，计算简图及内力值：活荷载作用下轴力图活荷载作用下剪力图轻型门式钢架课程设计计算书6/16活荷载作用下弯矩图3.3风荷载作用(标准值)下，计算简图及内力值：风荷载作用下轴力图风荷载作用下剪力图轻型门式钢架课程设计计算书7/16风荷载作用下弯矩图由对称性可知，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。四、内力组合选取荷载组合（1.2x恒载+1.4x活载+1.4x0.6x风载）对构件内力值进行验算，如下表所示截面内力恒载活载左风组合值柱端AM0000N-122.04-21.7240.21-143.08Q-24.27-5.9219.15-21.33柱端BM-266.98-65.12162.86-274.74N-89.04-21.7240.21-103.48Q-24.27-5.9210.46-25.63梁端BM-266.98-65.1214.41-399.44N-33.01-8.05-38.97-83.62Q86.1821.02162.86269.65梁端CM232.8056.79-78.09293.27N-33.01-8.0514.41-38.78Q-3.30-0.81-0.99-5.93轻型门式钢架课程设计计算书8/16五、刚架设计5.1截面形式及尺寸初选梁柱都采用焊接的工字型钢，梁截面高度h一般取（1/30—1/45）L，故取梁截面高度为800mm；暂取梁截面尺寸为H800x300x10x14，如下图所示，柱的截面采用与梁相同。截面截面名称面积（mm2）IX106mm4WX104mm3IY106mm4WY104mm3iXmmiYmm柱H800×300×10×14161201681420634232363梁H800×300×10×141612016814206342323632512686681046.3101016811006.21032.310161201006.2mkNEIkNEAx5.2构件验算：（1）构件宽厚比验算206/2352502.7710142800h4.12/2351536.10142/)10300(0ywyfftftb腹板部分：翼缘部分：(2)平面内计算长度mHHIlIKKKxRRc66.1215.11115.1110.15.7410.15.7,10.11106.12,15.745.7000其中平面外长度计算系数：考虑压型钢板墙面与强梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的强梁可作为柱平面外的支撑点，但为了安全起见计算长度按两个强梁间距考虑，即mmHY55002/1100003.87635500,2.3932312660yx轻型门式钢架课程设计计算书9/16（3）刚架柱的验算A．柱有效截面特征，截面全部有效。则由于考虑屈曲后强度18.017.015.18/23563.191.2810/772/2351.28/63.191)1(112.0)1(1617.42499.5883.7177283.71h82.083.7199.5882.183.7199.5883.71/99.5883.7141.6542.6104201074.274161201048.10363.25,48.103,74.2742212maxminmax02463minmaxywwpcXfkthkmmmmNWMANkNQkNNmkNMB.抗剪验算柱截面的最大剪力是maxV=25.63kN，考虑到仅有支座加劲肋，08.123534.537/ywosfth，4.108.18.0s，所以8208.0)]8.0(64.01['vsvff，梁的抗剪承载力设计值max58.1140180107728208.08208.0VkNfthVvwwu，满足要求。弯剪压共同作用下的验算：因为uVV5.0，按公式eeeNeANWMMM/进行验算，其中mkNfWMee903102151042064，满足要求。mkNmkNANWMMeeeNe74.2742.89716120/90348.103903/C.整体稳定验算构件的最大内力：N=143.08kN，M=274.74kN·ma.刚架柱平面内的整体稳定性验算刚架柱高H=11000mm，柱的计算长度系数05.10。刚架柱的计算长度/xoxxli39.2[]=150，b类截面，查表得0.901x。轻型门式钢架课程设计计算书10/16kNkNEANxEx5.193892.391.1161202061.12222'0,1.0mx236'01/38.289)5.1938908.143901.01(104201074.2740.116120901.0143080)1(mmNNNWMANExxxxmxx2/310mmNf，满足要求。b.刚架柱作用平面外的整体稳定性验算计算长度mmloy5500。对等截面构件，3.8710yws，，，b类截面，查表得y=0.643。)345235(7724.41487.3110420772*1612087.343202354.443202422000400020yywsxybyfhtWhA=1.730.6，满足要求取22246310200y/310/4.112/73.1104201074.274975.016120643.01008.143975.075.00.10.1906.0282.007.1mmNfmmNmmNWMANNNNNbyEteYeXeXtbyd．验算刚架在风荷载作用下的侧移bcII，18.211000/24000/hIlIbct刚架柱顶等效水平力：kNhqqHww57.1811)73.179.0(67.0)(67.031mmhmmEIHhtc18360/][86.24)18.22(101681001020612110001057.18)2(1243333轻型门式钢架课程设计计算书11/16（4）刚架梁的验算A．梁有效截面特征，截面全部有效。则由于考虑屈曲后强度18.016.015.18/2355.211.2810/772/2351.28/51.211)1(112.0)1(1632.40690.1772h90.029.10091.8990.129.10091.8929.100/91.8929.10010.9519.5104201044.399161201062.8365.269,62.83,44.3992212maxminmax02463minmaxywwpcXfkthkmmmmNWMANkNQkNNmkNMB.抗剪验算梁截面的最大剪力是maxV=83.62kN，考虑到仅有支座加劲肋，由于是等截面，同理得max58.1140180107728208.08208.0VkNfthVvwwu，满足要求。弯剪压共同作用下的验算：因为uVV5.0，按公式eeeNeANWMMM/进行验算，其中mkNfWMee903102151042064，满足要求。mkNmkNANWMMeeeNe44.3992.89716120/90348.103903/C.整体稳定验算构件的最大内力：N=-83.62kN，M=-399.44kN·ma.刚架梁平面内的整体稳定性验算梁平面内的整体稳定性验算：计算长度取横梁长度xl0=12060mm，/xoxxli37.34[]=150，b类截面，查表得908.0x。kNkNEANxEx3.2136934.371.1161202061.12222'0,1.0mx轻型门式钢架课程设计计算书12/16236'01/64.297)3.2136962.83908.01(104201044.3990.116120908.083620)1(mmNNNWMANExxxxmxx2/310mmNf，满足要求。b.刚架梁作用平面外的整体稳定性验算计算长度mmloy5500。对等截面构件，3.8710yws，，，b类截面，查表得y=0.643。)345235(7724.41487.3110420772*1612087.343202354.443202422000400020