2022年钢结构工业厂房设计计算书 .pdf
钢结构工业厂房设计计算书名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 单层工业厂房设计计算书一、设计概况单层工业厂房，长60 米，宽 30 米，梁与柱均为桁架结构，屋面只有雪荷载和活荷载。二、设计条件1. 设计使用年限： 50 年2. 自然条件1地理位置：兰州市某郊区2环境条件：除雪荷载外不考虑其他环境条件3. 荷载条件结构自重 Q235 10-5N/mm3静力荷载雪荷载 ：50 年一遇最大雪荷载 /m2动力荷载吊车 ：起重最大量10 吨4. 材料1Q235碳素结构钢2热轧普通槽钢格构式柱冷弯薄壁方钢管横梁、檩条热轧普通工字钢吊车梁热轧普通 H型钢吊车轨道钢板缀板压型钢板屋面：梁与柱铰接，柱与基础固定连接，其他连接部分焊接。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 二、结构尺寸模型透视图俯视图长宽 AB=60m 30m左视图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 柱高 H=5.5m 单跨宽度 b=30m/3=10m 吊车梁高度h=5m 桁架屋盖高 h=2m 正视图单跨长度 a=60mm 吊车轨道支柱距离a=60m/12=5m 三、内力计算及构件设计1. 格构式轴心受压柱设计由软件模拟分析得柱的轴心受压最大设计值为N=50000N=50kN 对实轴计算，选择截面尺寸假定y=50, 按 Q235钢 b 类截面查表得：=，f=215N/mm2所需截面面积： A=N/( f)=50000 215)N/cm2=cm2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 回转半径： iy=loy/ y=500cm/50=10cm 查表试选： 225a A=2=cm2，iy=cm ，i1=cm,Z0=cm,I1=cm4验算绕实轴稳定：y=loy/iy=500cm/9.81cm=50.97 =150, 满足要求查表得： =(b 类截面 ) N/( A)=50000N/(69.82 102)cm2=2100mm,满足构造要求验算绕虚轴稳定： Ix=2(422cm2)=8692.84cm4 ix=(Ix/A)1/2=(42)1/2x=lox/ixox= ( x2+12)1/22+252)1/2=51.30 =150 查表得： =(b 类截面 ) N/( A)=2102mm226, 满足缀板的刚度要求2. 吊车梁设计初选截面未计自重梁跨中最大弯矩： Mmax=1/4 Fl=1/4 50kN10m=125kNm所需净截面抵弯矩 : Wnx=Mmax/( xf)=(125 106215)mm3=3梁的高度在净空方面限制500cm,根据刚度要求，梁的容许挠度为 l/800 ，查表可得其容许最小高度为： hmin=l/8=125cm 按经验公式可得梁的经济高度为： he=7(Wnx)1/3-30cm=73)1/3-30cm=考虑刚度要求，初选梁为“工45a”,hw=450mm 腹板厚度按负担支点处最大剪力需要，由经验公式可得：tw=1.5V/(hwfv)=( 50000N)/(450mm125N/mm2)=mm 依剪力要求所需腹板很小名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 腹板厚度按局部稳定性需要，由经验公式可得： tw=(hw)1/2/11=(45cm)1/2选用“工 45a”, 腹板厚度为 tw= 按近似公式计算所需翼缘板面积：bt=Wnx/hw-(twhw/6)=345cm/6) 2试选“工 45a”, 翼缘板宽度为150mm 则所需厚度为 t=368mm2/150mm 选用“工 45a”, 翼缘宽度 t=18mm 验算截面截面的实际几何性质：A=102cm2 Ix=32241cm4 Wx=32241cm4/22.5cm=1432.8cm3单位长度梁的自重：g=(10200mm210000mm 10-5N/mm3/10m = 梁自重产生的最大弯矩：Mg=1/8 N/m(10m)2Nm =m 1.2 为考虑腹板加劲肋等附加构造使自重增大的系数跨中最大总弯矩为：Mx=125kN m kNm正应力为：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - =( 106 Nmm)/( 103) 2215N/mm2支座处的最大剪力按梁的支座反力计算，其值为： V=50000N+(9422.4N1/2)=55653.44N=KN切应力为 =(150mm 11.5mm)2125N/mm2切应力很小，跨中弯矩最大处的截面切应力不再进行计算跨中截面腹板边缘折算应力：=( 106Nmm 225mm)/(32241104mm4)2 跨中截面剪力 :V=50kN 切应力为：=(5000015 103)/(32241 104) =/mm2( 2+32)1/2=(2+32)1/2N/mm2=2 N/mm2五、其他构件校核轴力图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 剪力图弯矩图位移图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 1. 横梁hbt=140mm 90mm 5mm 轴力 Nmax2, 弯矩 Mmax2 f=215N/mm2剪力 Vmax=23.8N/mm2 f=125N/mm2挠度 = = 2. 檩条hbt=120mm 80mm 6mm 轴力 Nmax2，弯矩 Mmax2 f=215N/mm2剪力 Vmax=3.9N/mm2 f=125N/mm2挠度 = = l/250=7500/250=30mm HW250 250，t1=9mm,t2=14mm,r=16mm 轴力 Nmax2，弯矩 Mmax=N/mm2 f=215N/mm2剪力 Vmax=N/mm2 f=125N/mm2挠度 = = 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - hbt=120mm 80mm 5mm 轴力 Nmax=N/mm2，弯矩 Mmax=82.1N/mm2 f=215N/mm2剪力 Vmax=N/mm2 f=125N/mm2挠度 = = l/400=10000/400=25mm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -
