钢结构单层厂房结构计算书(DOC39)9164.doc
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.钢结构课程程设计-王子子涵一、设计资资料该设计为单单层厂房房设计,采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度18m,柱高6m;共有12榀刚架,柱距6m,屋面坡度1:10;地震设防列度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值0.05g。刚架平面布置见图1(a),刚架形式及几何尺寸见图1(b)。屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板,详细做法见建筑专业设计文件;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,间距为1.5m,钢材采用Q23
2、5钢,焊条采用E43型。二、荷载计计算(一)荷载载取值计计算1屋盖永永久荷载载标准值值(对水水平投影影面)YX51-3800-7660型彩色色压型钢钢板0.15 KN/m250mm厚厚保温玻玻璃棉板板0.05 KN/m2PVC铝箔箔及不锈锈钢丝网网0.02 KN/m2檩条及支撑撑0.10 KN/m2刚架斜梁自自重0.15 KN/m2悬挂设备0.20 KN/m2合计0.67 KN/m22屋面可可变荷载载标准值值屋面活荷载载:按不不上人屋屋面考虑虑,取为为0.550KNN/m22。雪荷载:基基本雪压压S0=0.45KKN/mm2。对于于单跨双双坡屋面面,屋面面坡角=544238,r=1.0,雪荷荷
3、载标准准值Sk=rS0=0.45KKN/mm2。取屋面活荷荷载与雪雪荷载中中的较大大值0.550KNN/m22,不考考虑积灰灰荷载。3轻质墙墙面及柱柱自重标标准值(包包括柱、墙墙骨架等等)0.550 KKN/mm24风荷载载标准值值按门式刚刚架轻型型房屋钢钢结构技技术规程程CECCS1002:20002附录A的规定定计算。基本风压0=1.050.445 KKN/mm2,地面面粗糙度度类别为为B类;风风荷载高高度变化化系数按按建筑筑结构荷荷载规范范(GBB500009-20001)的规定定采用,当当高度小小于10m时,按10m高度处处的数值值采用,z=1.0。风荷荷载体型型系数s:迎风风面柱及及
4、屋面分分别为0.225和1.0,背风风面柱及及屋面分分别为0.555和0.665(CCECSS1022:20002中间区)。5地震作作用据全国民民用建筑筑工程设设计技术术措施结构中中第18.8.11条建议议:单层层门式刚刚架轻型型房屋钢钢结构一一般在抗抗震设防防烈度小小于等于于7度的地地区可不不进行抗抗震计算算。故本本工程结结构设计计不考虑虑地震作作用。(二)各部部分作用用的荷载载标准值值计算屋面:恒荷载标准准值:0.66766=4.02KKN/mm活荷载标准准值:0.55066=3.00KKN/mm柱荷载:恒荷载标准准值:0.5566+44.0229=54.18KKN活荷载标准准值:3.00
5、099=277.000KN风荷载标准准值:迎风面:柱柱上qw1=00.47760.225=00.711KN/m横梁上上qw2=0.447661.0=2.882KNN/m背风面:柱柱上qw3=0.447660.55=1.555KNN/m横梁上上qw4=0.447660.65=1.883KNN/m三、内力分分析考虑本工程程刚架跨跨度较小小、厂房房高度较较低、荷荷载情况况及刚架架加工制制造方便便,刚架架采用等等截面,梁梁柱选用用相同截截面。柱柱脚按铰铰接支承承设计。采采用弹性性分析方方法确定定刚架内内力。引引用钢钢结构设设计与计计算(包包头钢铁铁设计研研究院编编著,机机械工业业出版社社)中表表229
6、(铰接接柱脚门门式刚架架计算公公式)计计算刚架架内力。1在恒荷荷载作用用下=l/hh=188/6=3=f/hh=0.9/66=0.15k=h/ss=6/9.004499=0.66334=3+kk+(3+)=33+0.66334+00.155(3+00.155)=44.13359HA=HEE=ql/8=4.0021830.552899/8=14.35KKNMC=qll21(1+) /88=4.02xx18221(1+00.155)0.552899=663.778KNNmMB=MDD=ql2/8=4.0021820.552899/8=86.11KKNmm刚架在恒荷荷载作用用下的内内力如图图。内力计
7、算的的“+、”号规定定:弯矩矩图以刚刚架外侧侧受拉为为正,在在弯矩图图中画在在受拉侧侧;轴力力以杆件件受压为为正,剪剪力以绕绕杆端顺顺时针方方向旋转转为正。2在活荷荷载作用用下VA=VEE=277.000KNHA=HEE=3.001830.552899/8=10.71KKNMC=3.001821(1+00.155)0.552899/88=477.600KNmMB=MDD=3.0001820.552899/8=64.26KKNmm刚架在活荷荷载作用用下的内内力如图图。3在风荷荷载作用用下对于作用于于屋面的的风荷载载可分解解为水平平方向的的分力qx和竖向向的分力力qy。现分分别计算算,然后后再叠加
8、加。(1)在迎迎风面横横梁上风风荷载竖竖向分力力qw2yy作用下下VA=2.8296.335=119.003KNNHA=HEE=ql/4=2.8821830.113222/4=5.003KNNMB=MDD=5.036=330.118KNNmMC= qql22(1+) /44=2.821820.521.1150.113222/44=222.388KNm刚架在qww2y作作用下的的内力如如图(2)在背背风面横横梁上风风荷载竖竖向分力力qw4yy作用下下VA=1.8394.112=112.335KNNHA=HEE=ql/4=1.8831830.113222/4=3.227KNNMB=MDD=3.27
9、6=119.662KNNmMC= qql22(1+) /44=1.831820.521.1150.113222/44=144.522KNm刚架在qww4y作作用下的的内力如如图。(3)在迎迎风面柱柱上风荷荷载qw1作用用下=1,VA=VVB=qh12/2LL=0.77162/(2218)=0.771KNNHE=0.7163.222=11.044KNMD=11.0446=66.244KNm刚架在qww1作用用下的内内力如图图。(4)在背背风面柱柱上风荷荷载qw3作用用下VA=VVB=qh12/2LL=1.55562/(2218)=1.555KNNHA=1.5567.002=22.288KNMD=
10、7.0261.55562/2=14.22KKNmmMB=2.286=113.668KNNm刚架在qww3作用用下的内内力如图图。(5) 在在迎风面面横梁上上风荷载载水平分分力qw2xx作用下下=1,=0HA=2.820.99(1+0.002022)/22=1.29KKNHE=2.820.91.229=11.255KNMB=1.296=77.744KNmMD=1.256=77.500KNm刚架在qww2x作作用下的的内力如如图。(6) 在在背风面面横梁上上风荷载载水平分分力qw4xx作用下下HA=1.830.99(1+0.002022)/22=0.84KKNHE=1.830.90.884=00.
11、811KNMB=0.816=44.866KNmMD=0.846=55.044KNm刚架在qww4x作作用下的的内力如如图。(7)用叠叠加绘制制在风荷荷载作用用下刚架架的组合合内力。四、内力组组合刚架结构构构件按承承载能力力极限状状态设计计,根据据建筑筑结构荷荷载规范范(GBB50000920001)的规定定,采用用荷载效效应的基基本组合合:0SR。本工工程结构构构件安安全等级级为二级级,0=1.0。对于基本组组合,荷荷载效应应组合的的设计值值S从下列列组合值值中取最最不利值值确定:A1.22恒荷载载标准值值计算的的荷载效效应+1.4活荷载载标准值值计算的的荷载效效应B1.00恒荷载载标准值值计
12、算的的荷载效效应+1.4风荷载载标准值值计算的的荷载效效应C1.22恒荷载载标准值值计算的的荷载效效应+1.4活荷载载标准值值计算的的荷载效效应+0.61.44风荷载载标准值值计算的的荷载效效应D1.22恒荷载载标准值值计算的的荷载效效应+1.4风荷载载标准值值计算的的荷载效效应+0.71.44活荷载载标准值值计算的的荷载效效应E1.335恒荷载载标准值值计算的的荷载效效应+0.71.44活荷载载标准值值计算的的荷载效效应本工程不进进行抗震震验算。最最不利内内力组合合的计算算控制截截面取柱柱底、柱柱顶、梁梁端及梁梁跨中截截面,对对于刚架架梁,截截面可能能的最不不利内力力组合有有:梁端截面:(1
13、)MMmaxx及相应应的N、V;(2)MMminn及相应应的N、V梁跨中截面面:(1)MMmaxx及相应应的N、V;(2)MMminn及相应应的N、V对于刚架柱柱,截面面可能的的最不利利内力组组合有:(1)Mmmax及及相应的的N、V;(2)MMminn及相应应的N、V(3)Nmmax及及相应的的Mmaax、V;(4)NNminn及相应应的Mmaax、V内力组合见见表1。- 51 -刚架内力组组合表(以以左半跨跨为例)表1截面内力组组合合项目荷载组合方方式荷载组合项项目M(KNmm)N(KN)V(KN)刚架柱柱顶(B点点)Mmax及及相应的的N、VA1.2恒恒+1.4活193.33081.22
14、232.221()Mmin及及相应的的N、VB1.0恒恒+1.4风7.8991.051.677()Nmax及及相应的的Mmaax、VA1.2恒恒+1.4活193.33081.22232.221()Nmin及及相应的的Mmaax、VB1.0恒恒+1.4风7.8991.051.677()柱底(A点点)Mmax及及相应的的N、VMmin及及相应的的N、VNmax及及相应的的Mmaax、VA1.2恒恒+1.4活0102.88232.221()Nmin及及相应的的Mmaax、VB1.0恒恒+1.4风019.0554.30()刚架梁支座(B点点)Mmax及及相应的的N、VA1.2恒恒+1.4活193.33
15、039.89977.600()Mminii及相应应的N、VB1.0恒恒+1.4风7.8991.570.89()跨中(C点点)Mmax及及相应的的N、VB1.0恒恒+1.4风9.4002.0330.60()Mmin及及相应的的N、VA1.2恒恒+1.4活143.1831.8113.211()注:内力计计算的“+、”号规定定:弯矩矩图以刚刚架外侧侧受拉为为正,轴轴力以杆杆件受压压为正,剪剪力以绕绕杆端顺顺时针方方向旋转转为正。五、刚架设设计(一)截面面设计参考类似工工程及相相关资料料,梁柱柱截面均均选用焊焊接工字字钢45002000812,截面面特性:B=2000mm,H=4450mmm,tw=8
16、.0mmm,tf=122.0mmm,A=882.11cm22Ix=2881811cm44,Wx=12252ccm3,ix=188.533cmIy=16602ccm4,Wx=1660.22cm33,ix=4.42ccm(二)构件件验算1构件宽宽厚比的的验算翼缘部分: 腹板部分: 2刚架梁梁的验算算(1)抗剪剪验算梁截面的最最大剪力力为Vmaxx=777.600KN考虑仅有支支座加劲劲肋,fv=1225N/mm22Vu=hwwtwfv=422681255=42260000N=4266.0KKNVmax=77.60KKNVVu,满足足要求。(2)弯、剪剪、压共共同作用用下的验验算取梁端截面面进行验验
17、算N=39.89KKN,V=777.660KNN,M=1193.30KKNNN因VMM=1993.330KNNm,取M=MMf故,满足要要求。(3)整体体稳定验验算N=39.89KKN,M=1193.30KKNmmA梁平面面内的整整体稳定定性验算算。计算长度取取横梁长长度lx=1880900mm,x=lxx/ix=1880900/1885.33=977.633=1150,b类截面面,查表表得x=0.5700,mx=1.00=1665.115N/mm22f=2155 N/mm22,满足足要求。B横梁平平面外的的整体稳稳定验算算考虑屋面压压型钢板板与檩条条紧密连连接,有有蒙皮作作用,檩檩条可作作为
18、横梁梁平面外外的支承承点,但但为安全全起见,计计算长度度按两个个檩距或或隅撑间间距考虑虑,即ly=30015mmm。对于等截面面构件=0,s=w=1y=ssl/iiy0=330155/444.2=68.2,b类截面面,查表表得y=0.7622取b=1.0070.2282/by=00.8221故,满足要要求。梁跨中截面面:故,满足要要求。(5)验算算檩条集集中荷载载下的局局部受压压承载力力檩条传给横横梁上翼翼缘的集集中荷载载:F=(1.20.2276+11.43.000)3=118.443KNNLz=a+5hyy+2hhR=700+512+0=1130mmm验算腹板上上边缘处处的折算算应力:取梁
19、端截面面处的内内力:M=1193.30KKNmm,N=339.889KNN,V=777.660KNNc=177.722N/mmm2=1330.665 NN/mmm21.2f=2588 N/mm22,满足足要求。3刚架柱柱的验算算(1)抗剪剪验算柱截面的最最大剪力力为Vmaxx=322.211KN考虑仅有支支座加劲劲肋,fv=1225N/mm22Vu=hwwtwfv=422681255=42260000N=4266.0KKNVmax=32.21KKNVVu,满足足要求。(2)弯、剪剪、压共共同作用用下的验验算取梁端截面面进行验验算N=81.22KKN,V=332.221KNN,M=1193.30
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