钢结构单层厂房结构计算书【范本模板】.pdf

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1、钢结构课程设计-王子涵一、设计资料该设计为单层厂房设计，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 Q235 钢，焊条采用 E43 型。BA112图1(a).刚架平面布置图600090018000图1(b).刚架形式及几何尺寸

2、-1-二、荷载计算（一）荷载取值计算1屋盖永久荷载标准值(对水平投影面)YX51380760 型彩色压型钢板50mm 厚保温玻璃棉板PVC 铝箔及不锈钢丝网檩条及支撑刚架斜梁自重悬挂设备合计2屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为 0.50KN/m2。雪荷载：基本雪压 S0=0。45KN/m2。对于单跨双坡屋面,屋面坡角=54238，r=1。0，雪荷载标准值 Sk=rS0=0.45KN/m2。取屋面活荷载与雪荷载中的较大值 0.50KN/m,不考虑积灰荷载。3轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m24风荷载标准值按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102

3、：2002 附录 A 的规定计算。基本风压0=1.050.45 KN/m2，地面粗糙度类别为 B 类；风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范(GB500092001）的规定采用，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：迎风面柱及屋面分别为0.25 和1.0，背风面柱及屋面分别为0。55 和0。65(CECS102：2002 中间区）。5地震作用据全国民用建筑工程设计技术措施-结构中第 18。8。1 条建议:单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于 7 度的地区可不进行抗震计算。故本工程结构设计不考虑地震作用.(二）各部分作用的荷载标准值计算-

4、2-20。15 KN/m20.05 KN/m20.02 KN/m20。10 KN/m20.15 KN/m20。20 KN/m20.67 KN/m2屋面:恒荷载标准值：0.676=4。02KN/m活荷载标准值：0。506=3。00KN/m柱荷载：恒荷载标准值：0。566+4.029=54.18KN活荷载标准值：3.009=27。00KN风荷载标准值:迎风面：柱上 qw1=0.4760。25=0。71KN/m横梁上 qw2=0。4761。0=2。82KN/m背风面:柱上 qw3=0.4760。55=1。55KN/m横梁上 qw4=0。4760。65=1.83KN/m三、内力分析考虑本工程刚架跨度较

5、小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面,梁柱选用相同截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架内力。引用钢结构设计与计算（包头钢铁设计研究院编著，机械工业出版社）中表 229（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。1在恒荷载作用下=l/h=18/6=3=f/h=0。9/6=0.15k=h/s=6/9.0449=0.6634=3+k+(3+)=3+0.6634+0.15(3+0。15）=4。1359 85850.15 0.5289444.1359HA=HE=ql/8=4.021830.5289/8=14。35KNMC=ql21(1+)/8=4.02x1821(1+

6、0.15）0.5289=63。78KNmMB=MD=ql2/8=4。021820。5289/8=86.11KNm刚架在恒荷载作用下的内力如图。-3-内力计算的“+、”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。g=4.02KN/m-86.11KNmB36.18KNC63.78KNmD36.18KN-86.11KNm600014.35KN54.18KN18.00KNA18.00KNE14.35KN54.18KN18000图2.刚架在恒荷载作用下的M图17.68KN36.18KNB+14.08KNC+17.68KN36.18KND+6

7、000+54.18KNAE54.18KN18000图3.刚架在恒荷载作用下的N图-4-14.35KNB+34.57KN1.43KN-C+1.43KN34.57KN-14.35KND+6000-14.35KNAE14.35KN18000图4.刚架在恒荷载作用下的V图2在活荷载作用下VA=VE=27。00KNHA=HE=3.001830。5289/8=10.71KNMC=3。001821(1+0.15）0.5289/8=47。60KNmMB=MD=3.001820.5289/8=64.26KNm刚架在活荷载作用下的内力如图。q=3.00KN/m-64.26KNmBC47.60KNmD-64.26K

8、Nm600010.71KN27.00KNAE10.71KN27.00KN18000图5.刚架在活荷载作用下的M图-5-13.34KN27.00KNB+10.65KNC+13.34KN27.00KND+6000+27.00KNAE27.00KN18000图6.刚架在活荷载作用下的N图10.71KNB+25.80KN1.07KN-C+1.07KN25.80KN10.71KN-D+6000-10.71KNAE10.71KN18000图7.刚架在活荷载作用下的V图3在风荷载作用下对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力 qx和竖向的分力 qy。现分别计算，然后再叠加.（1)在迎风面横梁上风荷载竖向

9、分力 qw2y作用下 11(85)(850.15)0.132216164.1359-6-qa22.8292VE 6.35KN2l218VA=2.8296。35=19。03KNHA=HE=ql/4=2。821830.1322/4=5。03KNMB=MD=5。036=30。18KNmMC=ql22（1+)/4=2.821820。521。150。1322/4=22.38KNm刚架在 qw2y作用下的内力如图qw2y=2.82KN/m22.38KNmB30.18KNmC30.18KNmD60005.03KN19.03KNAE5.03KN6.35KN18000图8.刚架在风荷载qw2y作用下的M图(2)

10、在背风面横梁上风荷载竖向分力 qw4y作用下qa21.8392VE 4.12KN2l218VA=1.8394。12=12.35KNHA=HE=ql/4=1.831830。1322/4=3.27KNMB=MD=3。276=19。62KNmMC=ql22（1+）/4=1。831820。521.150。1322/4=14。52KNm刚架在 qw4y作用下的内力如图。-7-qw4y=1.83KN/m14.52KNmB19.62KNmC19.62KNmD60003.27KN4.12KNAE3.27KN12.35KN18000图9.刚架在风荷载qw4y作用下的M图（3)在迎风面柱上风荷载 qw1作用下=1

11、，116(2 K)K2 6(2 0.15 0.6634)0.663412 0.9803444.1359VA=VB=qh12/2L=0.7162/（218）=0.71KNHA qh0.71611(2)(20.9803)3.22KN2222HE=0.7163。qh220.716212MB(2 )(2 0.9803)6.52KN m22=1。04KN44MD=1.046=6.24KNmqh220.716212MC1(1)1(1 0.15)0.9803)0.81KN m44刚架在 qw1作用下的内力如图。-8-0.81KNmqw1=0.71KNm/6.24KNmB6.54KNmCD6000A0.71K

12、N3.22KNE1.04KN0.71KN18000图10.刚架在风荷载qw1作用下的M图（4）在背风面柱上风荷载 qw3作用下VA=VB=qh12/2L=1。5562/（218）=1。55KNHE qh1.55611(2)(20.9803)7.02KN2222HA=1。5567。02=2.28KNMD=7。0261.5562/2=14.22KNmMB=2。286=13.68KNmqh221.556212MC1(1)1(1 0.15)0.9803)1.78KN m44刚架在 qw3作用下的内力如图。1.78KNmB13.68KNmC14.22KNmDqw3=1.55KN/m6000A1.55KN

13、图11.刚架在风荷载qw3作用下的M图2.28KNE7.02KN1.55KN18000-9-(5)在迎风面横梁上风荷载水平分力 qw2x作用下=1，=00.15(4310.15)0.020284.13592.820.9VA VE(26 0.9)0.91KN218 HA=2。820.9(1+0.0202）/2=1。29KNHE=2.820。91.29=1。25KNMC2.820.960.150.51.150.0202 0.39KN m2MB=1。296=7.74KNmMD=1。256=7.50KNm刚架在 qw2x作用下的内力如图。qw2x=2.82KNm/7.74KNmBCD0.39KNm7.

14、50KNm60001.29KN0.91KNAE1.25KN0.91KN18000图12.刚架在风荷载qw2x作用下的M图(6）在背风面横梁上风荷载水平分力 qw4x作用下VA VE 1.830.9(26 0.9)0.59KN218HA=1。830。9（1+0。0202)/2=0.84KNHE=1.830。90.84=0。81KNMC1.830.960.150.51.150.0202 0.26KN m2MB=0.816=4。86KNmMD=0。846=5.04KNm-10-刚架在 qw4x作用下的内力如图。CB0.26KNm5.04KNmDqw4x=1.83KN/m60004.86KNmA0.5

15、9KN0.81KNE0.84KN0.59KN18000图13.刚架在风荷载qw4x作用下的M图（7）用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合内力。qw2y=2.82KN/m左风qw2x=2.82KNm/qw4y=1.83KN/m38.84KNmB67.14KNmC31.80KNm8.93KNmDqw4x=1.83KN/m600036.77KNmAqw1=0.71KN/m25.09KN13.32KN0.65KNE18000图14.刚架在左风向风荷载qw作用下的M图qw3=1.55KN/m16.76KN-11-qw4y=1.83KN/mqw2y=2.82KN/mqw4x=1.83KN/mB31.80KN

16、m38.84KNmC67.14KNm36.77KNmDqw2x=2.82KN/m右风60008.93KNmAqw3=1.55KN/m16.76KN0.65KN13.32KNE18000图15.刚架在右风向风荷载qw作用下的M图qw1=0.71KN/m25.09KN11.51KN25.09KNB-11.51KNC11.57KN-11.57KND-16.76KN6000-AE16.76KN25.09KN18000图16.刚架在左风向风荷载qw作用下的N图24.06KNB-9.06KN0.86KN-+C1.45KND+15.69KN-9.95KN6000+A13.32KNE0.65KN18000图1

17、7.刚架在左风向风荷载qw作用下的V图-12-四、内力组合刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据 建筑结构荷载规范(GB500092001）的规定，采用荷载效应的基本组合：0SR。本工程结构构件安全等级为二级,0=1。0。对于基本组合，荷载效应组合的设计值 S 从下列组合值中取最不利值确定：A1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1。4活荷载标准值计算的荷载效应B1.0恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷载效应C1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4活荷载标准值计算的荷载效应+0.61.4风荷载标准值计算的荷载效应D1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷

18、载效应+0.71.4活荷载标准值计算的荷载效应E1。35恒荷载标准值计算的荷载效应+0。71.4活荷载标准值计算的荷载效应本工程不进行抗震验算。最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面,对于刚架梁,截面可能的最不利内力组合有：梁端截面：(1）Mmax及相应的 N、V；（2)Mmin及相应的 N、V梁跨中截面：（1)Mmax及相应的 N、V；（2）Mmin及相应的 N、V对于刚架柱，截面可能的最不利内力组合有:(1）Mmax及相应的 N、V；（2）Mmin及相应的 N、V（3)Nmax及相应的Mmax、V；（4）Nmin及相应的Mmax、V内力组合见表 1。-13-刚架内力组合

19、表（以左半跨为例）表 1截面内力组组合项目Mmax及相应的 N、VMmin及相应的 N、V柱顶（B 点）刚架柱柱底（A 点）Nmax及相应的Mmax、VNmin及相应的Mmax、V刚架梁Mmax及相应的 N、V支座(B 点）Mmini及相应的 N、VMmax及相应的 N、V跨中（C 点）Mmin及相应的 N、VA1。2恒+1.4活143。1831.813。21（）BB1。0恒+1。4风1.0恒+1.4风7。899。401。572。030。89（）0.60(）ABA1.2恒+1.4活1。0恒+1。4风1.2恒+1.4活00193。30102.8219.0539。8932.21（)4.30（）77

20、。60(）Nmax及相应的Mmax、VNmin及相应的Mmax、VMmax及相应的 N、VMmin及相应的 N、VAB1.2恒+1。4活1.0恒+1。4风193。307.8981.221。0532。21（）1.67（）荷载组合方式AB荷载组合项目1。2恒+1.4活1。0恒+1.4风M（KNm)193。307。89N（KN）81。221.05V（KN）32。21（)1.67（）注:内力计算的“+、”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正.-14-五、刚架设计（一）截面设计参考类似工程及相关资料，梁柱截面均选用焊接工字钢 450200812，截面特性:

21、B=200mm，H=450mm，tw=8.0mm,tf=12.0mm，A=82。1cm2Ix=28181cm4，Wx=1252cm3,ix=18。53cmIy=1602cm,Wx=160。2cm，ix=4。42cm(二）构件验算1构件宽厚比的验算翼缘部分：b/t 96/12 8 15 235/fy15腹板部分:h0/tw 426/8 53.25 250 235/fy 2502刚架梁的验算（1)抗剪验算梁截面的最大剪力为 Vmax=77.60KN考虑仅有支座加劲肋，43sh0/tw41 5.34fy/235 0.562 0.8fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=4268125=426000

22、N=426。0KNVmax=77。60KNVu，满足要求。(2）弯、剪、压共同作用下的验算取梁端截面进行验算N=39。89KN，V=77。60KN，M=193.30KNN因 V0。5Vu，取 V=0。5Vu，按规范 GB70017 式 4。4。11 验算,h12NMf(Af1 Af 2h2)(f)h2A-15-219239890 20012219)(215)(200122198210=220.90KNmM=193。30KNm，取 M=Mf故(M MfV1)2 0 1，满足要求.0.5VuMeu Mf(3)整体稳定验算N=39。89KN，M=193。30KNmA梁平面内的整体稳定性验算。计算长度

23、取横梁长度 lx=18090mm，x=lx/ix=18090/185.3=97.63=150，b 类截面，查表得x=0.570NEX 02EAe0220610382101592.0KN，mx=1.0221.11.197.63NxAe0mxMxNWe1(1x)NEX 0398900.57082101.0193.3010639.891252103(10.570)1592=165。15N/mm2M=193.30KNm,取 M=Mf故(M MfV21)0 1，满足要求.0.5VuMeu Mf(3)整体稳定验算构件的最大内力：N=102.82KN，M=193。30KNmA刚架柱平面内的整体稳定性验算。刚

24、架柱高 H=6000mm，梁长 L=18090mm。柱的线刚度 K1=Ic1/h=28181104/6000=46968.3mm3梁线刚度 K2=Ib0/(2S）=28181104/(29045)=15578。2mm3K2/K1=0.332,查表得柱的计算长度系数=2.934。刚架柱的计算长度 lx=h=17604mm.x=lx/ix=17604/185。3=95。0=150,b 类截面，查表得x=0.588NEX 02EAe0220610382101681.4KN,mx=1.01.121.195.02-18-NxAe0mxMxWe1(1xN)NEX 0102.821030.58882101.

25、0193.30106102.821252103(10.588)1681.4=181.45N/mm2f=215 N/mm2，满足要求。B刚架柱平面外的整体稳定验算考虑屋面压型钢板墙面与墙梁紧密连接,起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点,但为安全起见，计算长度按两个墙梁距离或隅撑间距考虑，即 ly=3000mm。对于等截面构件=0，s=w=1y=sl/iy0=3000/44。2=67。9,b 类截面，查表得y=0。764by4320821042667.9122()1.138 0.6234.442667.9125210取b=1.070。282/by=0。822t1.0-NN2 0.

26、75()0.942NEX0NEX0tMN102.821030.942193.30106193.32N/mm2 f 215N/mm23yAe0We1br0.76482100.822125210(4）按钢结构设计规范(GB500172003)校核刚架柱腹板容许高厚比柱顶截面：maxmin155.9981.22103193.30103213 9.89146.10 N/mm26136.21821028181100maxmin1.87maxh0235111.0，满足要求.故 53.25 (480 0.5 26.2)twfy柱底截面:0 0故h0235 53.25 (160 0.5 25)72.5,满足要

27、求。twfy-19-4验算刚架在风荷载作用下的侧移Ic=Ib=28181cm4，t=Ic l/hIb=18000/6000=3.0刚架柱顶等效水平力按下式计算：H=0.67W=0.6713。56=9。09KN其中 W=（1+4）h=（0。71+1。55）6.0=13.56KNHh39.0910360003(2t)(23)14.1mm h/150 40mm12EIc1220610328181104（三）节点验算1梁柱连接节点(1)螺栓强度验算梁柱节点采用 10。9 级 M22 高强度摩擦型螺栓连接，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数=0.45,每个高强度螺栓的预拉力为 190KN，连接处传递内

28、力设计值：N=39.89KN，V=77。60KN，M=193.30KNm.每个螺栓的拉力：N1My1N193.300.26539.89128.65KN 0.8190 152KN222n8y4(0.265 0.16)iMy2N193.300.1639.89 75.70KN 0.8190 152KN222yin4(0.265 0.16)8N2螺栓群的抗剪力：bNV 0.9nfp 0.910.451908 615.6KN V 77.60KN,满足要求。最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力：NVNt77.60/8128.65b 0.97 1，满足要求。b615.6/8152NVNt(2)端板厚度验算端板厚度取

29、为 t=21mm。按二边支承类端板计算:64046128.65103t 20.9mmewb 2ef(ef ew)f46200 240(40 46)2056efewNt（3)梁柱节点域的剪应力验算-20-M193.30106106.52N/mm2 fv125N/mm2，满足要求。dbdctc42642610（4）螺栓处腹板强度验算Nt2=75.70KN0。4P=0.4190=76.0KN0.4P0.4190103 206.52N/mm2 f 215N/mm2，满足要求.ewtw468图18.刚架柱与刚架梁的连接节点2横梁跨中节点横梁跨中节点采用 10.9 级 M20 高强度摩擦型螺栓连接，构件接

30、触面采用喷砂,摩擦面抗滑移系数=0。45，每个高强度螺栓的预拉力为 155KN，连接处传递内力设计值:N=31.81KN，V=3。21KN，M=143.18KNm。每个螺栓的拉力:N1My1N143.180.26531.81 95.01KN 0.8155 124KN222yin4(0.265 0.16)8My2N143.180.1631.81 55.79KN 0.8155 124KN222n84(0.265 0.16)yi-21-N2螺栓群的抗剪力:bNV 0.9nfp 0.910.451558 502.2KN V 3.21KN，满足要求。最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力:NVNt3.21/895

31、.01 0.77 1bb502.2/8124NVNt,满足要求。(2）端板厚度验算端板厚度取为 t=18mm。按二边支承类端板计算：6404695.01103t 17.8mmewb 2ef(ef ew)f46200 240(40 46)2056efewNt(3)螺栓处腹板强度验算Nt2=55.79KN0。4P=0.4155=62。0KN0.4P0.4155103168.48N/mm2 f 215N/mm2ewtw468，满足要求.图19.刚架梁跨中节点柱脚设计刚架柱与基础铰接，采用平板式铰接柱脚.(1)柱脚内力设计值-22-Nmax=102.82KN,相应的 V=32。21KN；Nmin=19

32、。05KN，相应的 V=4。30KN。（2)由于柱底剪力较小，max=32.21KN0。4Nmax=41.13KN，故一般跨间不需剪力键；但经计算在设置柱间支撑的开间必须设置剪力键.另Nmin0，考虑柱间支撑竖向上拔力后,锚栓仍不承受拉力，故仅考虑柱在安装过程中的稳定，按构造要求设置锚栓即可，采用 4M24。图20.刚架柱脚节点(3）柱脚底板面积和厚度的计算A柱脚底板面积的确定b=b0+2t+2c=200+212+2（2050)=264324mm，取 b=300mm;h=h0+2t+2c=450+212+2(2050)=514574mm，取 h=550mm;底板布置如图。验算底板下混凝土的轴心

33、抗压强度设计值：基础采用 C20 混凝土，fc=9。6N/mm2N102.82103 0.62N/mm2cfc 9.6N/mm2bh300550,满足要求。B底板厚度的确定根据柱底板被柱腹板和翼缘所分割的区段分别计算底板所承受的最大弯距：对于三边支承板部分：b2/b1=96/426=0。2250。3，按悬伸长度为 b2 的悬壁板计算：121M a40.621462 6608N m22121M a40.62502 775N m22对于悬壁板部分：底板厚度t 6Mmax/f 66608/215 13.6mm,取 t=20mm。-23-六、其它构件设计（一）隅撑的设计隅撑按轴心受压构件设计。轴心力

34、N 按下式计算：N Af60cosfy23520012215312.0910 N 12.16KN60cos44.68连接螺栓采用普通 C 级螺栓 M12。隅撑的计算长度取两端连接螺栓中心的距离:l0=633mm。选用 L504，截面特性:A=3。90cm2,Iu=14。69cm4,Wu=4。16cm3,iu=1。94cm,iv=0。99cmu=l0/iu=633/19。4=32.61，k=7。86.29+9.782=21。743B上翼缘板上翼缘板为最大压力作用于部分加劲板件的支承边，=min/max=148.18/172.48=0。8591，-25-kc=5.8911。59+6。682=0.8

35、63（3)受压板件的有效宽度A腹板k=21。743，kc=0。863,b=180mm，c=70mm，t=2.2mm,1=172。48N/mm2ck7021.7431.952 1.1bkc1800.863板组约束系数 k1=0。11+0。93/（0。05)2=0。367205k1k/12050.36721.743/172.48 3.080由于=min/max0，取=1.5，bc=b/（1)=180/(1+0.915)=93。99mmb/t=180/2.2=81.8218=181。153.080=63。76，38=381。153.080=134.60所以 18b/t38则截面有效宽度be(21.8

36、21.81.153.0600.1)bc0.1)93.99 81.62mmb/t81.82be1=0。4be=0.481.62=32。65mm，be2=0.6be=0。681。62=48.97mmB上翼缘板k=0。863，kc=21.743,b=70mm，c=180mm，1=172。48N/mm2ck1800.863 0.512 1.1bkc7021.743板组约束系数k11/1/0.512 1.398205k1k/12051.3980.863/172.48 1.197由于=min/max0，则=1.150.15=1.150.150。859=1。021，bc=b=70mm，b/t=70/2。2=

37、31.8218=181.0211.197=22.00，38=381。0211。197=46.44所以 18b/t38则截面有效宽度-26-be(21.821.81.0211.1970.1)bc0.1)70 57.05mmb/t31.82be1=0。4be=0。457。05=22。82mm，be2=0.6be=0.657.05=34。23mmC下翼缘板下翼缘板全截面受拉，全部有效。（4)有效净截面模量上翼缘板的扣除面积宽度为：7057.05=12。95mm；腹板的扣除面积宽度为：93。9981。62=12。37mm，同时在腹板的计算截面有一13 拉条连接孔(距上翼缘板边缘 35mm），孔位置与扣

38、除面积位置基本相同。所以腹板的扣除面积按13 计算，见图。有效净截面模量为：Wenx374.9010412.952.2902132.2(9035)2 3.813104mm39048.9710412.952.2(12.95/2 22.82 21.1)2132.2(21.1 2.2/2)221.1图22.檩条上翼缘及腹板的有效净截面12.9522.8234.2335Wenymax 2.257104mm3Wenymax48.9710412.952.2(12.95/2 22.82 21.1)2132.2(21.1 2.2/2)270 21.1 0.974104mm3Wenx/Wx=0。915,Weny

39、max/Wymax=0.973，Wenymin/Wymin=0。972-27-134强度计算按屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转考虑:MyMx6.881060.17106221187.97N/mm f 205N/mmWenxWenymax3.8131042.257104MyMx6.881060.17106222162.99N/mm f 205N/mmWenxWenymin3.8131040.9741045挠度计算51.155cos5 423860004y 25.11mm l/200 30mm3438420610 374.910，满足要求。6构造要求x=600/7.06=85。0=200，满足要求y=

40、300/2.55=117.6=200,满足要求(三）墙梁设计1基本资料本工程为单层厂房，刚架柱距为 6m;外墙高 7.35m，标高 1。200m 以上采用彩色压型钢板。墙梁间距 1。5m，跨中设一道拉条，钢材为 Q235。2荷载计算墙梁采用冷弯薄壁卷边 C 型钢 16060202.5，自重 g=7kg/m；墙重 0.22KN/m2；风荷载基本风压0=1。050。45=0。473KN/m2，风荷载标准值按 CECS102:2002 中的围护结构计算：k=sz0,s=1.1（+1。0）本工程外墙为落地墙，计算墙梁时不计墙重,另因墙梁先安装故不计拉条作用。qx=1。20。07=0。084KN/m,q

41、y=1。10.4731。51。4=1.093KN/m3内力计算Mx=0。08462/8=0.378KNm，My=1。09362/8=4.919KNm4强度计算墙梁 C16060202.5,平放,开口朝上Wxmax=19。47cm3，Wmin=8.66cm3，Wy=36.02cm3，Iy=288。13cm4参考屋面檩条的计算结果及工程实践经验，-28-取 Wenx=0.9 Wx，Weny=0。9 WyMyMx0.3781064.919106 200.2N/mm2 f 205N/mm233WenxWeny0.98.66100.936.0210在风吸力下拉条位置设在墙梁内侧,并在柱底设斜拉条.此时压

42、型钢板与墙梁外侧牢固相连，可不验算墙梁的整体稳定性。5挠度计算51.10.4731.560004 22.3mm l/200 30mm3438420610 288.1310，满足要求。（四）山墙抗风柱设计基本资料本工程山墙墙板为自承重墙；抗风柱 6274mm，间距采用 6m，承受的荷载有自重、墙梁重量及山墙风荷载.抗风柱与基础铰接，按压弯构件设计。抗风柱视为支承于刚架横梁和基础的简支构件.该地区基本风压0=0。45KN/m2，地面粗糙度类别为 B 类,隅撑间距 3。0m.抗风柱采用 Q235 钢。荷载计算抗风柱选用焊接工字钢 300200610,自重 g1=44。6kg/m墙梁及其支撑构件重量取

43、 g2=7kg/m风荷载：按 CECS102:2002 中的围护结构计算。k=sz0，s=1。0（+1.0)，0=1.050。45=0.473KN/m2qz=1.2(0。0763+44。66.274102)=4.87KNqy=1.41.01。00。4736=3.97KN/m墙梁自重对抗风柱的偏心力矩为 1。20.07630.23=0。35KNm内力计算N=4。87KN，M=1/83.976.2742+0。35=19。88KNm验算构件的局部稳定性翼缘宽厚比 b/t=96/10=9.613 235/fy-29-maxmin32.21NMx4.8710319.881062N/mmAWx568006

44、34.110330.490maxmin1.947max，因 1。602。0,l0=6274mm,x=l0/ix=48。5=150(480 0.5 26.2)h235280 91.5 0 46.7fytw6故强度验算，满足要求。截面特性：A=56.8cm2,Ix=9511cm4，Wx=634。1cm3,ix=12。94cm,Iy=1334cm4，Wy=133。4cm3,iy=4。85cmMxN4.8710319.88106 30.7N/mm2 f 215N/mm23AnxWnx568001.05634.110验算弯矩作用平面内的稳定性=48.5，b 类截面，查表得x=0.863NEX2EA220

45、61035680 4463.1KN1.121.148.52，mx=1.0NxAmxMxxW1x(10.8N)NEX4.871030.863568001.019.881061.05634.1103(10.84.87)4463.1=30.85N/mm2f=215 N/mm2，满足要求。验算弯矩作用平面外的稳定性考虑隅撑为抗风柱平面外的侧向支撑点l0y=3000mm，y=l0y/iy=3000/48。5=61.9=150，b 类截面，查表得y=0.797b1.07 0.98344000 235，=1。0,tx=1.02yfytxMxN4.871031.01.019.88106yAbW1x0.7975

46、68000.983634.1103=32。97N/mm2f=215 N/mm2，满足要求。挠度验算-30-抗风柱在水平风荷载作用下，可视为单跨简支梁按下式计算其水平挠度：5kl453.9762744 4.1mm l/400 15.7mm384EIx384 2061039511104柱脚设计因抗风柱承受的竖向荷载很小，故垫板尺寸按构造要求确定。采用40030020；锚栓采用 2M20，平面布置如图。（五）柱间支撑的设计柱间支撑的布置如图柱间支撑为斜杆，采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑.直杆用檩条兼用,因檩条留有一定的应力裕量，根据经验及类似工程，不再作压弯杆件的刚度及承载力验算。柱间支撑荷载及内

47、力支撑计算简图如图.作用于两侧山墙顶部节点的风荷载为（山墙高度取 7.2m）：取s=0。8+0。5=1。3，1=1.31。00。45187.35/2=38.70KN图23.抗风柱柱脚节点5200600540060006000660006000540060016712图24.柱间支撑布置图按一半山墙面作用风载的 1/3 考虑节点荷载标准值为：Fwk=1/31/238。70=6。45KNFW-31-52005400图25.柱间支撑计算简图节点荷载设计值 Fw=1。46。45=9.03KN斜杆拉力设计值 N=9.03/cos43。9191=12。54KN斜杆截面设计及强度验算斜杆选用12 圆钢，A=

48、113。0mm2强度验算：N/A=12。54103/113.0=111.0N/mm2pkmax，pkmin0，(pkmax+pkmin）/2fa,故基础底面尺寸满足要求。本工程地基基础设计等级按丙级考虑,按规范规定，地基可不作变形验算。验算基础变阶处的受冲切承载力按荷载效应基本组合求得的基础底面净反力为：N=102。82KN，M=32。211。0=32。21KNm,e=M/N=0。313mN 合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离 a=1。5/20.313=0.437mpnmax=2N/(3la）=2102.82/(31。00.437）=156。86KN/m2则柱与基础交接处截面:pn=100

49、.03KN/m2，h0=40045=355mm，at=300mm,-35-ab=300+3552=1010mmL，取 ab=1000mm，am=(at+ab）/2=650mmFu=0。7hpftamh0=0。71。01。1650355=177.7103N=177.7KNFl=pjAl=156。86（1。5/20.55/20。355）1。0=74。5KNFu，满足要求。基础底面配筋计算M122Ga1(2l a)(pmax p)(pmax p)l12A10.4752(21.0 0.3)(156.86 100.03)(156.86 100.03)1.012=12.18KNmM12.16106As18

50、1.5mm20.9fyh00.9210355选配 610200，As=471mm2.M12G(l a)2(2b b)(pmax pmin)48A1(1.00.3)2(21.5 0.55)156.8648=5。68KNmM5.68106As 87.1mm20.9fyh00.9210(35510)选配 810200，As=628mm2。基底配筋情况见图。基础短柱按构造配筋.山墙抗风柱下独立基础设计考虑抗风柱所承受的荷载及工程地质、水文地质条件等，参考刚架柱基础的设计结果，抗风柱基础埋深取 d=1。0m，基底尺寸 BL=1。01.0m，基础底板配筋按构造选用 610200。经验算均满足设计要求。墙下