钢结构厂房计算书.pdf

《钢结构厂房计算书.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构厂房计算书.pdf（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、一、设计资料1.11.1 厂房信息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。1.21.2 材料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。1.31.3 屋面及墙面材料屋面及墙面材料屋面及墙面均为带 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。1.41.4 自然条件自然条件抗震设防烈度为

2、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 6m,共 8 榀刚架， 所以厂房纵向长度 6.3 （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 柱距，因此柱间支撑不用分层布置。结构布置图见附录结构布置图见附录2.12.1 截面尺寸确定截面尺寸确定（1）焊接工字型截面尺寸：截面高度 h 以 10mm 为模数；截面宽度 b 以

3、 5mm 为模数，但工程中经常以10mm 为模数；腹板厚度tw可取 4mm、5mm、6mm，大于6mm以 2mm 为模数；翼缘厚度 t6mm，以 2mm 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/b6.5。（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 300 300101512.22.2 截面几何特性截面几何特性构件名称梁柱IxIyWxix截A （mm） mm面iymmWy118501185020200202006750675013

4、50135013175.513175.5450450三、荷载计算荷载计算简图3.13.1 荷载取值计算荷载取值计算（1） 屋面不可变荷载标准值 （按水平投影面） ： 0.5kN/ （包括构件自重） ；（2）屋面可变荷载标准值（按水平投影面）：0.4kN/；（3）基本雪压 S0=0.35kN/；对于单跨双坡屋面，屋面坡度 =5.71, z=1.0雪荷载标准值SK=S0 z=0.35kN/ 0.4kN/,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为 0.4kN/，不考虑积灰荷载。（4）基本风压：0.35kN/。按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规2定计算，基本风压0=1.00.35=0.3675kN/，地面粗

5、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, z=0.74。风荷载体型系数 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。3.23.2 荷载标准值计算荷载标准值计算（1）屋面恒荷载标准值：0.56.3=3.15kN/m（2）屋面活荷载标准值：0.46.3=2.52 kN/m（3）风荷载标准值：qk=1.05 s z0柱距迎风面：柱上 q1=1.050.80.740.36756.3=1.44 kN/m横梁上 q2=-1.050.60.740.36756.3=-1.08 k

6、N/m背风面：柱上 q3=-1.050.50.740.36756.3=-0.90kN/m横梁上 q4=-1.050.50.740.36756.3=-0.90kN/m荷载简图如下所示：1.08kN/m0.90kN/m1.44kN/m0.90kN/m四、内力计算及组合4.14.1 刚架内力计算刚架内力计算注：剪力图： “+”表示方向“” ；轴力图：拉为正，压为负。(1)在不可变荷载作用下内力图3-28.88324.4224.42( 1 )-28.88-28.882( 2 )( 3 )4-28.88( 4 )15M 图（单位 kNm）18.242( 2 )0.56-0.563( 3 )4-18.24

7、( 1 )-5.661( 4 )5.665V 图（单位 kN)4-7.5223( 2 )-5.64-5.64( 3 )4-7.52( 1 )-18.901-18.90( 4 )5N 图（单位 kN）(2)在可变荷载作用下内力图-23.11-23.112( 2 )319.5319.53( 3 )-23.114-23.11( 4 )( 1 )155M 图（单位 kNm）14.592( 2 )0.45-0.453( 3 )4-14.59( 1 )-4.531( 4 )4.535V 图（单位 kN）-6.0123( 2 )-4.51-4.51( 3 )4-6.01( 1 )-15.121-15.12(

8、 4 )5N 图（单位 kN）(3)在风荷载作用下内力图（左风）6223.96( 2 )-7.98-7.983( 3 )-11.08-5.93-5.934-6.61( 4 )23.96( 1 )15M 图（单位 kNm）1.032-8.55( 1 )( 2 )3-2.04-2.37( 3 )3.05-1.134( 4 )8.37153.46V 图（单位 kN）72( 2 )1.893( 3 )1.4448.70( 1 )( 4 )3.1815N 图（单位 kN）(4)在风荷载作用下内力图（右风）-5.89-5.892-10.60-8.06( 1 )( 2 )-7.12-7.123( 3 )23

9、.99423.99( 4 )158M 图（单位 kNm）2.522-2.92( 1 )( 2 )2.511.9038.41( 3 )-2.414( 4 )1-4.83-7.005V 图（单位 kN）2( 2 )2.823( 3 )3.2643.18 ( 1 )( 4 )8.7015N 图（单位 kN）9 4.2 4.2 荷载组合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不可变荷载+1.4max可变荷载，雪荷载；（2）1.2不可变荷载+1.4风荷载；（3）1.2不可变荷载+0.851.4（不可变荷载+风荷载）

10、4.3 4.3 内力组合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：最大轴压力 Nmax和同时出现的 M 及 V 较大值。最大弯矩 Mmax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。最小轴压力 Nmin和同时出现的 M 及 V 较大值，出现在不可变荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时 M=0。控制截面示意图恒荷载活荷载1.2 不可变1.2 不可变+1.4 风荷载1.2 不可变+1

11、.4*0.85（可变+风荷载）截面内力风荷载+1.4 可变荷载101-1MNV0-18.90-5.66-28.88-18.90-5.66-28.88-7.5218.2424.42-5.64-0.560-15.12-4.53-23.11-15.12-4.53-23.11-6.0114.5919.53-4.51-0.4508.70 8.3723.968.701.0323.961.89-8.55-7.981.89-2.04000-30.32-3.35-39.42-30.32-10.96-35.67-13.9329.0843.05-9.89-3.64-44.60-16.02-13.362.212-2M

12、-68.16-11.68-44.60-16.02-13.36-6.69NV3-3M-68.16-11.68-17.7443.0457.62-8.26-35.80-43.76NV4-4MNV-13.31-10.16-1.32-3.23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=-68.16kNm N=-44.60kN V=-13.36kN梁支座截面： M=-68.16kNm N=-17.74kN V=43.04kN梁跨中截面： M=57.62kNm N=-13.31kN V=-3.64kN五、刚架梁

13、、柱的截面及稳定验算 5.1 5.1 构件的宽厚比验算构件的宽厚比验算翼缘部分：b/t=145/15=9.6715=15，满足；腹板部分：h0/tw=270/10=27250=250，满足。 5.2 5.2 刚架梁的验算刚架梁的验算11（1）梁的抗剪验算梁支座 V=43.04kN查书可知k 5.34梁支座处腹板的平均切应力：所以=15.94N/mm2，满足；故Vd hwtwfv27010125=337.5kN40.04kN ,满足。梁跨中 V=-3.64kN查表可知k 5.34梁跨中腹板的平均切应力：所以1.35N/mm2，满足故Vd hwtwfv27010125=337.5kN3.64kN

14、,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=-68.16kNm N=-17.74kN V=43.04kN2=1.5045.55所以1=47.05N/mm 68.16kN m，满足。（3）整体性验算当斜梁不超过 1:5 时，因为轴力很小可以把构件当做压弯构件计算，由于该厂房的坡度为 1:10，因此可以不进行稳定性验算。5.35.3 刚架柱的验算刚架柱的验算（1）抗剪验算柱顶：柱的内力 V=13.36kN 查书可知k 5.34柱顶腹板的平均切应力：=4.95N/mm212，满足；Vd hwtwfv27010125=337.5kN13.36kN ,满足。柱底：柱的内力 V

15、=13.36kN查书可知k 5.34柱底腹板的平均切应力：=4.95N/mm2，满足；Vd hwtwfv27010125=337.5kN13.36kN ,满足。所以柱的抗剪强度满足要求。（2）有效宽度验算柱顶 M=-68.16kNm N=-44.60kN V=-13.36kN=3.7645.55所以1=49.31N/mm268.16kN m，满足。（3）整体性验算平面内稳定性验算：柱的计算长度一端铰接一端固定计算长度系数=0.7所以，柱的计算长度l0 51000.7 3570mm b 类截面查表得x 0.94222N/mm 107.8kN,满足要求。另一端承压N/mm2（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kN29.1kN,满足要求。（3）端板厚度确定6efewNtt ewb 4efew eff6505612410317.29mm56200 4505056215又端板厚度不应小于螺栓直径因此取端板厚度 t=20mm。14图 1 梁柱节点设计图 2 柱脚节点设计15