单层钢结构厂房结构计算.pdf

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1、单层钢结构厂房结构计算 一、设计资料 河南省某加工厂一厂房，该厂房为单层，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)。屋面及墙面板均为聚氨酯复合保温板;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。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）YX51-380760 型彩色压型钢板 0。15

2、 KN/m2 50mm 厚保温玻璃棉板 0。05 KN/m2 PVC 铝箔及不锈钢丝网 0。02 KN/m2 檩条及支撑 0。10 KN/m2 刚架斜梁自重 0。15 KN/m2 悬挂设备 0.20 KN/m2 合计 0.67 KN/m2 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。50 KN/m2。雪荷载:基本雪压 S0=0。45 KN/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=0.45 KN/m2。取屋面活荷载与雪荷载中的较大值 0.50 KN/m2,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/m

3、2 4风荷载标准值 按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002 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(GB50009-2001）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

4、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 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

5、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。15 k=h/s=6/9.0449=0.6634=3+k+（3+)=3+0。6634+0.15（3+0.15)=4.1359 HA=HE=ql/8=4。021830.5289/8=14.35KN MC=ql21(1+)/8=4。02x1821(1+0.15）0.5289=63。78KNm MB=MD=ql2/8=4.021820.5289/8=

6、86。11KNm 刚架在恒荷载作用下的内力如图。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.2在活荷载作用下 VA=VE=27。00KN HA=HE=3.001830。5289/8=10.71KN MC=3.001821(1+0。15）0。5289/8=47.60KNm MB=MD=3.001820。5289/8=64。26KNm 刚架在活荷载作用下的内力如图.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分力 qw

7、2y 作用下 VA=2。8296.35=19.03KN HA=HE=ql/4=2。821830.1322/4=5.03KN MB=MD=5。036=30.18KNm MC=ql22(1+）/4=2。821820。521。150.1322/4=22。38KNm 刚架在 qw2y 作用下的内力如图 (2）在背风面横梁上风荷载竖向分力 qw4y 作用下 VA=1.8394。12=12.35KN HA=HE=ql/4=1。831830.1322/4=3。27KN MB=MD=3.276=19.62KNm MC=ql22(1+）/4=1。831820。521.150.1322/4=14。52KNm 刚架

8、在 qw4y 作用下的内力如图。（3)在迎风面柱上风荷载 qw1 作用下=1，VA=VB=qh12/2L=0。7162/（218)=0.71KN 刚架在 qw1 作用下的内力如图。(4)在背风面柱上风荷载 qw3 作用下 VA=VB=qh12/2L=1。5562/(218)=1。55KN HA=1.5567.02=2.28KN MD=7.0261。5562/2=14。22KNm MB=2。286=13。68KNm 刚架在 qw3 作用下的内力如图。（5)在迎风面横梁上风荷载水平分力 qw2x 作用下=1,=0 刚架在 qw2x 作用下的内力如图.(6）在背风面横梁上风荷载水平分力 qw4x 作用下 刚架在 qw4x 作用下的内力如图。(7)用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合内力。