房屋钢结构设计计算书.pdf
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1、房屋钢结构设计运算书专业:土木工程学 号:11541131姓名:于长江目录(1)设计资料(2)结构平面、立面布置图 门 式钢架运算简图及几何长度(4)荷载运算 构件截面尺寸初算(6)钢架内力及支座反力系数在各个工况的运算 内力组合(8)节点运算一、设计资料及参考文献1、结构形式某厂房跨度为2 4 m,采用单跨双坡门式刚架结构。屋盖结构体系和墙面体系均为有楝体系,采用压型钢板夹心泡沫保温层作屋面板和墙面板。要求梁柱均变截面,基础混凝土强度等级为C 3 0;钢材采用Q 3 4 5 B,E 4 3 型焊条。设计使用年限5 0 年,结构安全等级、抗震设防类别等根据规范确定。屋架及楝条、拉条等自重:按体
2、会公式q =0.1 2+0.0 1 也运算k N/n?,屋面活荷载标准值:0.5 k N/m2o跨度2 4 米,坡度1/1 0,柱高6米,长度6 0 米,柱距7.5 米。2、主要参考文献1)陈绍蕃.钢结构(上、下册).北京:中国建筑工业出版社,2 0 0 52)王国周等.钢结构原理与设计.北京:清华大学出版社,2 0 0 53)钢结构设计规范(G B 5 0 0 1 7-2 0 0 3).北京:中国计划出版社,2 0 0 34)房屋建筑制图统一标准(G B/T 5 0 0 0 1 2 0 0 1).北京:中国计划出2 0 0 2.5)建筑结构制图标准(G B/T 5 0 1 0 5-2 0 0
3、 1).北京:中国计划出版社,2 0 0 2.6)钢结构设计手册(上册)(第三版).北京:中国建筑工业出版社,2 0 0 4二、结构平面、立面布置图、附属体系简图1)结构平面图2)立面布置图正立面图50050Q5 0050、L5005 0 0,500,3 0年500,5 0 050那500,L5Q0,5 0 050、?架布置?侧立面图三、门式钢架运算简图及几何长度I-7.5m-1-7.5m-四、荷载运算结构类型:门式刚架轻型房屋钢结构设计规范:按 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程运算结构重要性系数:1.00节点总数:10柱数:5梁数:4支座约束数:5标准截面总数:3活荷载运算信息:考虑活荷载不利
4、布置风荷载运算信息:运算风荷载钢材:Q235梁柱自重运算信息:柱梁自重都运算恒载作用下柱的轴向变形:考虑梁柱自重运算增大系数:1.20基础运算信息:不运算基础梁刚度增大系数:1.00钢结构净截面面积与毛截面面积比:0.85门式刚架梁平面内的整体稳固性:不验算钢结构受拉柱容许长细比:400钢结构受压柱容许长细比:180钢梁(恒+活)容许挠跨比:1/180柱顶容许水平位移/柱高:1/60地震作用运算:运算水平地震作用运算震型数:3地震烈度:7.00场地土类别:II类附加重量节点数:0设计地震分组:第一组周期折减系数080地震力运算方法:振型分解法结构阻尼比:0.035按GB50011-2010地震
5、效应增大系数1.000恒荷载运算节 点 荷 载:节点号 弯矩 垂直力0柱 荷 载:水平力柱号 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数20梁 荷 载:连续数荷载个数荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载值2荷载参数21111.120.001111.120.001111.120.001111.120.00-恒荷载标准值作用运算结果-一 柱内力一0.00柱号MNVMNV10.0027.06-3.50-21.03-13.383.5020.003.040.000.000.000.0030.0045.100.000.00-28.6840.003.040.000.000.000.00-3.5050.0027.0
6、63.5021.03-13.38 梁内力一V梁号MNVMN0.83121.034.8212.9715.57-3.4414.622-15.573.44-0.83-30.99-2.0612.973-15.573.440.83-21.03-4.82-0.83430.992.0614.6215.57-3.44-恒荷载作用下的节点位移(mm)节点号.X向位移Y向位移10.00.020.00.030.11.24-0.11.250.00.1110.00.0120.00.0活荷载运算节 点 荷 载:节点号 弯矩0垂直力 水平力柱 荷 载:参 数 2柱号 荷载类型 荷载值荷载参数1 荷载0梁 荷 载:2荷载参数
7、2连续数荷载个数荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载值1111.120.001111.120.001111.120.001.1210.00-活荷载标准值作用下的节点位移(mm)一节点号.X 向位移Y 向位移10.00.020.00.030.10.74-0.10.750.00.0110.00.0120.00.0风荷载运算左风荷载标准值作用节 点 荷 载:节点号 水平力 垂直力0柱荷载:柱号 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2111.080.00213.460.00413.460.00511.520.000梁 荷 载:2荷载参数2连续数荷载个数荷载类型荷载值1荷载参数1荷载值111-3.030
8、.00111-3.030.00111-1.730.00111-1.730.00 节点侧向(水平向)位移(mm)-1.0节点号6 x节点号5 x节点号 8x节点号8 x(1)0.9(2)1.0(3)0.8(4)V(5)1.0(6)0.0(7)0.0(8)0.00.0(9)0.0(10)0.0(11)0.0(12)一柱内力-V柱号MNVMN-2.5710.00-18.919.0634.8818.910.0020.000.000.000.000.00-1.97312.87-29.131.971.2929.130.0040.000.000.000.000.006.0950.00-9.143.00-9.
9、269.14 梁内力一梁号MNVMN0.271-34.88-4.43-18.56-21.894.43-18.01221.89-4.43-0.2731.574.43-8.49310.44-6.97-1.969.266.971.964-32.85-6.97-12.40-10.446.97-右风荷载标准值作用.一节 点 荷 载:节点号0水平力垂直力柱 荷 载:柱号荷载类型荷载值 荷载参数1 荷载参数211-1.52 0.0021-3.46 0.0041-3.46 0.0051-1.08 0.000梁 荷 载:连续数 荷载个数荷载类型 荷载值1荷载参数1荷载值2荷载参数2111-1.730.00111
10、-1.730.00111-3.030.00111-3.030.00 节点侧向(水平向)位移(mm)节点号 6x节点号 6x 节点号 8x 节点号 6x(1)-1.0(2)-0.9(3)-1.0(4)-0.8(5)-1.0(6)0,0(7)0.0(8)0.0(9)0.0(10)0,0(11)0,0(12)0.0一 柱内力一柱号MNVMNV10.00-9.14-3.009.269.14-6.0920.000.000.000.000.000.003-12.87-29.13-1.97-1.2929.131.9740.000.000.000.000.000.0050.00-18.91-9.06-34.8
11、818.912.57-梁内力-梁号MNVMNV1-9.26-6.97-8.49-10.446.97-1.96210.44-6.971.9632.856.97-12.40321.89-4.430.2734.884.43-18.564-31.57-4.43-18.01-21.894.43-0.27五、构件截面尺寸初算冷弯薄壁型钢墙梁设计=设计依据=建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)设计数据墙梁跨度(m):6.000墙梁间距(m):1.052设计规范:门式刚架规程CECS102
12、2002风吸力下翼缘受压稳固验算:按附录E 验算墙梁形式:斜卷边Z 形冷弯型钢XZ250X75X20X2.0墙梁布置方式:口朝下钢材钢号:Q235钢拉条设置:设置一道拉条拉条作用:能约束墙梁外翼缘净截面系数:1.000墙梁支承压型钢板墙,水平挠度限值为V100墙板能阻止墙梁侧向失稳构造不能保证风吸力作用墙梁内翼缘受压的稳固性墙梁支撑墙板重量单侧挂墙板墙梁上方一侧板重(kN/m):0.300每米宽度墙板的惯性矩(m4):0.200000E-06建筑类型:封闭式建筑分区:中间区基本风压:0.630风荷载高度变化系数:1.000迎风风荷载体型系数:1.000背风风荷载体型系数:-1.100迎风风荷载
13、标准值(kN/m2):0.630背风风荷载标准值(kN/m2):-0.693=截面及材料特性=墙梁形式:斜卷边Z 形冷弯型钢XZ250X75X20X2.0b=75.0002.000A=0.8592E-03Ixl=0.7996E-05Wxl=0.7198E-040.1209E-04Wwl=0.4859E-050.0000E+00钢材钢号:Q235钢h=250,000lx=0.8567E-05lyl=0.1036E-05Wx2=0.6184E-04Ww2=0.1700E-05c=20.000 t=|y=0.4653E-060=0.1539E+02Wyl=0.1455E-04 Wy2=k=0.200
14、1E+00 Uy=屈 服 强 度 fy=235.000强度设计值f=205.000考虑冷弯效应强度f=211.413=设计内力=|1.2恒载+1.4风压力组合|绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m):Mx=3.587绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m):My=-0.676水平剪力设计值(kN):Vx=2.784竖向剪力设计值(kN):Vy=0.827I 1.35恒载|绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m):Mxl=-0.592绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m):Myl=-0.538水平剪力设计值(kN):Vxl=0.000竖向剪力设计值(kN):Vyl=0.930|1.2恒载+1.4风吸力组合|
15、绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m):Mx2=-4.428绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m):My2=-0.067水平剪力设计值(kN):Vx=3.062竖向剪力设计值(kN):Vy=0.827=风压力作用验算=抗弯控制组合:1.2恒载+1.4风压力组合有效截面特性运算结果:全截面有效。截面强度(N/mm2):o max=96.255=211,413抗剪控制组合:1.2恒载+L4 风压力组合截面最大剪应力(N/mm2):T=8.487=120.000风吸力作用验算组合:1.2恒载+1.4风吸力有效截面特性运算结果:Ae=0.8450E-030 e=0.1545E+02 lex=0.8333E
16、-05 ley=0.4650E-06Wexl=0.7099E-04Wex2=0.6066E-04 Wex3=0.6849E-04 Wex4=0.5883E-04Weyl=0.1400E-04Wey2=0.1190E-04 Wey3=0.1394E-04 Wey4=0.1194E-04截面强度(N/mm2):。max=98.749=205,000内翼缘受压稳固性验算:按门式刚架规程CECS102:2002附 录 E 运算:内翼缘压弯屈曲承载力降低系数:0.695内翼缘的稳固性(N/mm2):117.758=205.000截面最大剪应力(N/mm2):T w=9.335=120.000荷载标准值作
17、用下,挠度验算竖向挠度(mm):fy=0.727水平挠度(mm):fx=6,790=运算满足=抗风柱设计钢材等级:Q345柱距(m):6.000柱高(m):7.200柱截面:焊接组合H 形截面:H*Bl*B2*Tw*Tl*T2=400*240*240*8*12*校接信息:两端钱接柱平面内运算长度系数:1.000柱平面外运算长度:7.200强度运算净截面系数:1.000设计规范:钢结构设计规范容许挠度限值 u:1/400=18.000(mm)风载信息:60.000基本风压 W0(kN/m2):0.300风压力体形系数口 s i:1.000风吸力体形系数口 s2:-1.000风压高度变化系数uz:
18、1.380柱顶恒载(kN):0.000柱顶活载(kN):0.000墙板自承重风载作用起始高度y0(m):0.000-设计依据-1、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)2、钢结构设计规范(GB 50017-2003)-抗风柱设计-1、截面特性运算A=8.7680e-003;Xc=1.2000e-001;Yc=2.0000e-001;lx=2.5229e-004;ly=2.7664e-005;ix=1.6963e-001;iy=5.6170e-002;Wlx=1.2615e-003;W2x=1.2615e-003;Wly=2.3053e-004;W2y=2.3053e-004;2、风载运
19、算抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m):2.484抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m):24843、柱上各断面内力运算结果 组合号1:1.35恒+0.7*L4活60.0003.878130.000断面号:123457弯矩(kN.m):0.0000.0000.0000.0000.0000.000轴力(k N):6.6486.0945.5404.9864.4323.324断面号:89101112弯矩(kN.m):0.0000.0000.0000.0000.0007轴力(kN)2.7702.2161.662 组合号2:1.2恒+L 4风压+0.7*1.4活断面号231.10840.5
20、5450.0006弯矩(kN.m):0.000-6.886-12.519-16.901-20.031-21.909-22.535轴力(kN)5.9095.4174.9244.4323.9393.4472.954断面号89101112137弯矩(kN.m):轴力(kN)组合号3:断面号弯矩(kN.m):-13.521轴力(kN)2.954断面号-21.909-20.031-16.901-12.519-6.8860.0002.4621.9701.4770.9850.4920.0001.2恒+0.6*14风压+1.4活1234560.0005.9098-4.131-7.512-10.141-12.0
21、19-13.1455.4174.9244.4323.9393.4479101112132.954弯矩(kN.m):-13.145-12.019-10.141-7.512-4.1310.000轴力(k N):2.4621.9701.4770.9850.4920.000组合号4:断面号:1.2恒+1.4风吸+0.7*1.4活12 34567弯矩(kN.m):0.0006.88612.51916.90120.03121.90922.535轴力(k N):5.9095.4174.9244.4323.9393.4472.954断面号:8910111213弯矩(kN.m):21.90920.03116.9
22、0112.5196.8860.000轴力(k N):2.4621.9701.4770.9850.4920.000组合号5:断面号:1.2 恒+061*1.4风吸+L4 活2 34567弯矩(kN.m):0.0004.1317.51210.14112.01913.14513.521轴力(k N):5.9095.4174.9244.4323.9393.447断面号:8910111213弯矩(kN.m):13.14512.01910.1417.5124.1310.000轴力(k N):2.4621.9701.4770.9850.4920.000柱底剪力设计值:风压力作用(kN):12.519风吸力作
23、用(kN):-12.5194、抗风柱强度验算结果控制组合:2设计内力:弯矩(kN.m):-22.535;轴力(kN):5.909抗风柱强度运算最大应力(N/mm2):17,687 f=310.000抗风柱强度验算满足。5、抗风柱平面内稳固验算结果控制组合:2设计内力:弯矩(kN.m):-22.535;轴力(kN):5.909平面内运算长度(m):7.200抗风柱平面内长细比入x:42轴心受压稳固系数Cx:0.850抗风柱平面内稳固运算最大应力(N/mm2):17.816 f=310.000抗风柱平面内稳固应力验算满足。抗风柱平面内长细比入x:42 X=1506、抗风柱平面外稳固验算结果控制组合
24、:2设计内力:弯矩(kN.m):-22.535;轴力伙N):5.909平面外运算长度(m):7.200抗风柱平面外长细比入y:128轴心受压稳固系数4 y:0.290受弯整体稳固系数6 b:0.644抗风柱平面外稳固运算最大应力(N/mm2):30.079 f=310.000抗风柱平面外稳固应力验算满足。抗风柱平面外长细比入y:128 入 =1507、局部稳固验算控制组合:1腹板运算高厚比H0/Tw=47,00 容许高厚比 H0/Tw=61,9翼缘宽厚比 B/T=9,67 容许宽厚比 B/T=12.48、挠度验算 标准组合:1.0恒+1.0风断面号:1 27风压弯矩(kN.m):0.000-4
25、.918-16.096风吸弯矩(kN.m):0.000 4.91816,0963 4 5 6-8.942-12.072-14.308-15.6498.942 12.072 14.308 15.649断面号89 10 1112 13风压弯矩(kN.m):-15.649-14.308-12.072-8.942-4.9180.000风吸弯矩(kN.m):15.64914.30812.0728.9424.9180.000抗风柱挠度运算结果:断面号:7123456风压挠度值(mm):1.6630.0000.4370.8411.1851.4451.608风吸挠度值(mm):-1.6630.000-0.43
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