鋼結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書.docx

土木工程（建筑結(jié)構(gòu)工程）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄第一章 工程概況11.1 設(shè)計(jì)資料11.2 設(shè)計(jì)依據(jù)11.3 初設(shè)方案21.3.1 鋼架柱與抗風(fēng)柱21.3.2屋面、墻面布置21.3.3 伸縮縫2第2章 荷 載32.1 永久荷載32.2 可變荷載32.3 風(fēng)荷載3第三章 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)33.1 山墻布置33.2 荷載計(jì)算43.3 內(nèi)力分析43.3.1、截面選擇53.3.2、截面驗(yàn)算5繞強(qiáng)軸長細(xì)比為8550/128.64=66，繞弱軸考慮墻面檁條隅撐的支承作用，計(jì)算長度取3000mm,那么繞弱軸長細(xì)比為3000/23.1=129.9，滿足抗風(fēng)柱的控制長細(xì)比限值=180的要求。5第4章 主剛架設(shè)計(jì)54.1、計(jì)算簡圖54.2、工況荷載84.3 工況內(nèi)力104.3.1鋼架PKPM計(jì)算信息104.3.2 PKPM內(nèi)力計(jì)算結(jié)果124.3.3、組合內(nèi)力:144.4 構(gòu)件截面驗(yàn)算154.4.1 H形變截面鋼柱截面驗(yàn)算15組合內(nèi)力值：19強(qiáng)度計(jì)算控制組合號(hào): 8194.4.2224.4.3 H形等截面鋼梁28第5章 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)325.1、梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)325.2 主梁次梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)355.3 屋脊梁節(jié)點(diǎn)365.4 柱腳節(jié)點(diǎn)38第6章 檁條設(shè)計(jì)406.1設(shè)計(jì)依據(jù)406.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)406.21 檁條選型406.2.2 檁條荷載406.2.3截面及材料特性416.3檁條截面驗(yàn)算416.3.1內(nèi)力計(jì)算：416.3.2整體穩(wěn)定驗(yàn)算426.3.3 檁條撓度驗(yàn)算43第7章 墻梁設(shè)計(jì)437.1設(shè)計(jì)依據(jù)437.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)447.2.1 墻梁布置447.2.2 墻梁荷載447.2.3 墻梁內(nèi)力計(jì)算447.2.4 截面選擇與驗(yàn)算45第8章 設(shè)計(jì)總結(jié)468.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明468.1.1 總則468.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)468.1.3 設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)值468.1.4 材料468.1.5 技術(shù)要求478.2 材料使用說明478.2.1 構(gòu)件制作要求478.2.2 結(jié)構(gòu)安裝要求478.2.3 防腐及防火要求488.2.4 其他48附 錄48致 謝56參考文獻(xiàn)57前 言80年代以來，國外的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑逐步進(jìn)入了國內(nèi)市場。由于其靈活面廣，用鋼量小，工廠化生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)能力強(qiáng)，現(xiàn)場安裝簡便迅速，施工周期短，因而在國內(nèi)市場中應(yīng)用越來越廣泛，受到廣大用戶的認(rèn)可及好評(píng)。特別是門式剛架，由于其造型簡潔美觀，在各類民用與工業(yè)建筑中適應(yīng)性較強(qiáng)，跨度靈活，單跨多跨可不同結(jié)合，因而廣泛應(yīng)用于大面積的廠房、倉庫和各類公共建設(shè)。門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)今輕型化建筑結(jié)構(gòu)的主要形式，它能有效利用材料，構(gòu)件尺寸小，可以在工廠批量生產(chǎn)，保證質(zhì)量，而且可循環(huán)利用而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房和公共建筑中，其優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)效益是不言而喻的，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)構(gòu)造簡單，材料單一。容易做到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、定型化以及構(gòu)件加工制作工業(yè)化，銷售、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)可以全部采用計(jì)算機(jī)控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。(2)抗震性能好。由于剛架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)、自重輕，因而能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度，極有利于抗震。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。(3)施工周期短。門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是:所有構(gòu)件均可以由工廠制作，現(xiàn)場拼接安裝，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)定型裝配化程度高，所以現(xiàn)場安裝簡單快速，現(xiàn)場只要用螺栓、鉚釘鎖緊或焊接，即可完成組裝工作，可縮短工期，資金回收快。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。(4)可以滿足多種生產(chǎn)工藝和使用功能的要求。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系在建筑造型、色彩以及結(jié)構(gòu)跨度、柱距等方面的選擇上靈活多樣，給設(shè)計(jì)者提供了充分展示才能的條件。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。(5)宜于拆卸搬遷。一旦業(yè)主對(duì)所建廠址不滿意或外界環(huán)境發(fā)生意想不到的變化，則整個(gè)建筑可在很短時(shí)間內(nèi)拆遷，損失極小，而所有這些特點(diǎn)是鋼筋混凝土建筑所無法具備的。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。(6)符合環(huán)保要求。鋼材是一種理想的生態(tài)型建筑材料，它強(qiáng)度高、耐久性好、端板連接的半鋼性對(duì)門式剛架結(jié)構(gòu)性能影響的研究易于回收，具有良好的重復(fù)利用性；與傳統(tǒng)的建筑形式相比，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的環(huán)保性、節(jié)能性；它可拆除回收，對(duì)環(huán)境的二次破壞小，材料可以回收利用，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。(7)空間利用率高。在同樣荷載狀態(tài)下，構(gòu)件斷面小，可以大大提高有效利用面積。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)可增加有效利用面積3-6%左右。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。(8)價(jià)格便宜。近幾年來，隨著我國鋼產(chǎn)量的增加，鋼材價(jià)格的下調(diào)，競爭的激烈，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑與同類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，造價(jià)持平或略低，當(dāng)廠房的跨度越大時(shí)，其優(yōu)勢(shì)更為明顯，這也是它賴以競爭的一大優(yōu)勢(shì)。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。(9)綜合經(jīng)濟(jì)效益好。由于施工周期短，可以提前投入使用，提前獲取投資效益；更由于采用色彩鮮艷的彩色壓型鋼板，美觀華麗，改善了周邊環(huán)境的動(dòng)態(tài)感；因?yàn)榻ㄖ锉旧淼淖灾剌p，一般情況下不需要做樁基，可以節(jié)省投資；由于采用了聚苯乙烯泡沫夾心板或單板加保溫棉等措施后，使保溫、隔熱效果良好。彩色鋼板是以鍍鋅為基板，硅酮作為表面，耐久性也較好。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。輕鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力是以彎矩為主，柱雖是壓彎構(gòu)件，也是彎矩的效應(yīng)大于壓力。如果變化的構(gòu)件截面適應(yīng)彎矩力形，即構(gòu)件接近滿應(yīng)力設(shè)計(jì)截面：明顯可以大大節(jié)省鋼材。然而，輕型鋼結(jié)構(gòu)是近幾年在國內(nèi)才發(fā)展起來的新型結(jié)構(gòu)形式，由于宣傳力度不夠，未得到廣泛認(rèn)同，工程應(yīng)用多集中在東南沿海地區(qū)，且主要用于中小型工業(yè)建筑，公共建筑和商業(yè)建筑中應(yīng)用較少，設(shè)計(jì)人員也沒有充分認(rèn)識(shí)到輕型鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。在設(shè)計(jì)輕型鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員鋼結(jié)構(gòu)知識(shí)和概念陳舊，缺乏相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)，對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不熟悉，且受傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想束縛，導(dǎo)致設(shè)計(jì)用鋼量比國外同類結(jié)構(gòu)高。此外我國對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)的理論和試驗(yàn)研究 尚不夠深人，例如如何考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、空間作用、蒙皮效應(yīng)等，國外已有成熟的規(guī)范，國內(nèi)尚無可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。一些工程的制作和安裝技術(shù)還停留在手工操作階段，從而制約了輕型鋼結(jié)構(gòu)的推廣和應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)還處于初級(jí)階段，國內(nèi)尚無公認(rèn)的成熟專業(yè)化輕鋼設(shè)計(jì)軟件，國外已實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)三維建模分析、設(shè)計(jì)、繪圖和輔助集成制造一體化，在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、構(gòu)件詳圖標(biāo)準(zhǔn)化、信息系統(tǒng)管理、工程量、造價(jià)自動(dòng)計(jì)算、材料表生成等方面已全部計(jì)算機(jī)化。計(jì)算機(jī)成圖自動(dòng)化，減少了尺寸計(jì)算錯(cuò)誤設(shè)計(jì)與制作加工集成，實(shí)現(xiàn)無圖紙下料加工，在制作和加工方面國內(nèi)外有相當(dāng)大的差距?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。 綜上所述，為進(jìn)一步促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用范圍，降低建筑成本，全面提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)門式剛架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。本文就重慶市某區(qū)某家具城2472m單層單跨雙坡變截面輕型輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)為例，通過一個(gè)完整的門式剛架輕鋼廠房中檁條、墻梁、抗風(fēng)柱、剛架梁柱和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房做優(yōu)化設(shè)計(jì)可行性研究。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。摘 要輕型鋼結(jié)構(gòu)門式剛架由于其具有重量輕、造價(jià)低、安裝方便、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，近幾年在我國發(fā)展較快，尤其在工業(yè)廠房中已得到廣泛的應(yīng)用。本文即為一個(gè)典型的無吊車單層單跨雙坡門式剛架輕型廠房的設(shè)計(jì)書。本設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑所給的工程設(shè)計(jì)條件，并依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程等規(guī)范規(guī)程進(jìn)行的。內(nèi)容主要包括工程工況介紹，荷載計(jì)算，荷載組合，內(nèi)力計(jì)算，以及屋面檁條、墻梁、剛架、抗風(fēng)柱、支撐、節(jié)點(diǎn)、基礎(chǔ)等部分的設(shè)計(jì)計(jì)算。其中，剛架的設(shè)計(jì)首先是通過建筑科學(xué)研究院 PKPM鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件STS進(jìn)行荷載內(nèi)力計(jì)算和截面優(yōu)選，然后根據(jù)相關(guān)的規(guī)范公式通過手算對(duì)其結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算，其余內(nèi)容主要通過手算完成。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。關(guān)鍵詞：門式鋼架，強(qiáng)度，穩(wěn)定性，撓度ABSTRACT Because of its light weight, low cost, convenient installation, short construction period, in recent years light steel portal frame in our country is developing rapidly and has been widely used, especially in the industrial plant. This paper is a typical light plant design book, which is a single floor light steel portal frame that without crane. This design is based on the construction of the engineering design, and according to code for the design of building structures, code for design of steel structures and technical specification for light-weight buildings with gabled frames, with those rules of steel structure, the design be successfully completed. The content of this design mainly includes the engineering condition, load calculation, load combination, internal force calculation as well as the design calculation of the roof purlins, wall beam, frame, wind resistant pillars, supporting, node, and foundation. Among them, load internal force calculation and section optimization of the frame design is first used by the PKPM steel structure design software STS which is designed by Architectural Institute of science and technology, then according to the formula of the relevant standard rules to count the results and checked it by hand, the rest of the content is complete by hand .鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。KEYWORDS: Light steel portal frame, Intensity, Stability, Deflectio擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。第一章 工程概況1.1 設(shè)計(jì)資料 1、總建筑面積2700m2左右；2、建筑層數(shù)：輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，一層（廠房橫向跨度30m,縱向跨長90m）；3、建筑高度：廠房檐口高7.8m；4、墻體：1.2米以下用磚砌墻體，1.2米以上采用壓型鋼板，墻體外觀注意協(xié)調(diào)；5、屋面：屋面采用壓型鋼板+保溫棉；6、其他：室內(nèi)外高差為150mm；7、結(jié)構(gòu)形式：廠房為門式剛架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)；8、抗震設(shè)計(jì)：建筑物重要性類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為7度，建筑場地類別為類；9、建筑物使用年限類別：三級(jí)，建筑耐久年限50年；10、主鋼架鋼材采用Q345鋼，檁條、墻梁等采用Q345鋼； 11、縱向柱距6m，抗風(fēng)柱柱距7.5m；12、屋面坡度1：10；13、地形條件：場地地勢(shì)平坦開闊。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102：2002）2、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205-2001）3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）4、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）5、建筑結(jié)構(gòu)制圖規(guī)范(GB5009-2001)6、建筑結(jié)構(gòu)可靠度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-2001)7、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)(冶金工業(yè)出版社2002版)8、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)9、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)1.3 初設(shè)方案1.3.1 鋼架柱與抗風(fēng)柱廠房縱向長度90m,設(shè)縱向柱距6m，共設(shè)16榀框架，第1軸線鋼架與第16軸線鋼架設(shè)置抗風(fēng)柱。廠房橫向跨度30m，邊跨設(shè)橫向抗風(fēng)柱柱距7.5m，共設(shè)3根抗風(fēng)柱，柱底鉸接。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。1.3.2屋面、墻面布置屋面采用壓型鋼板加保溫棉，采用C型冷彎薄壁性檁條，檁條隅撐隔跨布置，屋脊、屋檐處設(shè)置斜拉條，在第1軸線鋼架與第2軸線鋼架、第8軸線鋼架與第9軸線鋼架、第15軸線鋼架與第16軸線鋼架處設(shè)置水平支撐和豎向支撐，水平支撐與豎向支撐在同一空間內(nèi)，從而提高屋面結(jié)構(gòu)的整體空間性能。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。1.3.3 伸縮縫縱橫向長度均在溫度區(qū)段以內(nèi)，不設(shè)置伸縮縫。 圖1-1 柱網(wǎng)及平面布置圖室內(nèi)標(biāo)高為0.00m，室內(nèi)外高差為150mm，室外標(biāo)高為-0.15m。在45軸線、1011軸線與D軸線、A軸線相交處設(shè)有卷簾門，BD 軸線與14軸線相交處設(shè)有一道門，門窗詳細(xì)尺寸如圖1-2所示。室內(nèi)標(biāo)高為0.00m，室內(nèi)外高差為150mm，室外標(biāo)高為-0.15m。在23軸線、1415軸線設(shè)有卷簾門。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。第2章 荷 載2.1 永久荷載永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（按照水平投影面）計(jì)算屋面橫載 涂層壓型鋼板+保溫棉 0.25 KN/ m2 冷彎C型卷邊型鋼檁條 0.05 KN/ m2 0.30 KN/ m22.2 可變荷載 屋面活荷載0.5 KN/ m2，但是鋼架的受荷載面積大于60m2，主鋼架活荷載可按照0.3 KN/m2,活荷載與雪荷載中取較大值 0.3 KN/ m2。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。2.3 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓為0.4 KN/ m2，地面粗糙度為B類取值，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)值建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001）的規(guī)定，當(dāng)高度小于10m時(shí)，按照10m綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。處的高度處作用取值 UE = 1.0 ，風(fēng)荷載體型系數(shù)按照門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102:2002）取值。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。第三章 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)3.1 山墻布置橫向跨度30m，一端山墻封閉的單層廠房，檐口標(biāo)高7.8m，每側(cè)山墻設(shè)置3根抗風(fēng)柱，形式為等截面實(shí)腹工字鋼。用于承受作用于山墻水平方向的風(fēng)荷載，不承擔(dān)豎向力。山墻墻面板采用壓型鋼板加保溫棉，墻梁采用C型冷彎薄壁型鋼，墻面結(jié)構(gòu)自重為0.30kN/，基本風(fēng)壓為0.4kN/。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。3.2 荷載計(jì)算 墻面恒載標(biāo)準(zhǔn)值 =0.30kN/ 風(fēng)壓高度變化系數(shù)=1.0，風(fēng)壓體型系數(shù)=1.1。 風(fēng)壓設(shè)計(jì)值 =1.4=1.41.11.00.40.616（kN/） 單根抗風(fēng)柱承受的均布荷載設(shè)計(jì)值為： 恒載 =1.47.51.40.307.53.15（kN/） 風(fēng)荷載 =1.47.51.40.6167.56.468（kN/）3.3 內(nèi)力分析抗風(fēng)柱的柱腳和柱頂分別由基礎(chǔ)和屋面支撐提供豎向及水平支撐，兩端為鉸支。計(jì)算簡圖如下： 圖3-1 抗風(fēng)柱計(jì)算模型3.3.1、截面選擇選擇工字型截面300250810。截面特性：截面面積為A=7240mm2,取鋼材密度為7.85g/cm3則構(gòu)件的重度為（7240/100）7.851009.8/1000/10000.56 kN/m可得到構(gòu)件的最大軸壓力為N=(3.15+0.56)8.55033.72kN最大彎矩為M=6.4688.552/8=59.10 KNm 3.3.2、截面驗(yàn)算 繞強(qiáng)軸長細(xì)比為8550/128.64=66，繞弱軸考慮墻面檁條隅撐的支承作用，計(jì)算長度取3000mm,那么繞弱軸長細(xì)比為3000/23.1=129.9，滿足抗風(fēng)柱的控制長細(xì)比限值=180的要求。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。 A、強(qiáng)度校核： B、穩(wěn)定驗(yàn)算： = C、撓度驗(yàn)算： 在橫向風(fēng)荷載作用下，抗風(fēng)柱水平最大撓度為5.002mmL/400=21.375 mm 抗風(fēng)柱驗(yàn)算滿足要求。第4章 主剛架設(shè)計(jì) 4.1、計(jì)算簡圖鋼架是門式鋼架輕鋼廠房的主要承重結(jié)構(gòu)，它承受由次結(jié)構(gòu)（檁條、抗風(fēng)柱、墻梁）傳遞過來的荷載，并將這些荷載傳遞到基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)共有16榀鋼架，采用中間榀（無抗風(fēng)柱）鋼架作為設(shè)計(jì)實(shí)例。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。中間榀是單坡雙跨門式鋼架，橫向跨度為30m，屋面檐口標(biāo)高為7.8m，屋面坡度設(shè)置為0.1.則鋼架屋脊高度為輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。 H = 7800 + 300000.1/2 =9300 mm 同時(shí)為了更加充分的利用鋼材的性能，使設(shè)計(jì)更加美觀、合理經(jīng)濟(jì)，采用變截面柱，變截面梁與等截面梁相結(jié)合的組合方式。堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。根據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102：2002）規(guī)定，對(duì)于單跨無吊車變截面工字型行柱截面尺寸要求如下：識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。柱大頭寬度 h = L/(3035) = 30000/(3035)=(8501000)則取柱大頭寬度 h = 850 mm梁大頭寬度 h = L/(3035) = 30000/(3035)=(8501000)則取梁大頭寬度 h = 900 mm等截面梁寬度 h = L/50 = 30000/50=600 mm根據(jù)工字行截面高寬比的要求，可以得出梁柱的寬度 則 b = 柱截面寬度 b = 取 b = 250梁大頭截面寬度 b = 取 b = 200梁等截面截面寬度 b = 取 b = 200為了施工方便，梁的大頭截面寬度取與小頭截面寬度一樣。綜上所述，梁柱尺寸以及其截面特性，如下下表4-1所示：表4-1 梁柱截面尺寸及特性表梁柱截面名稱變截面梁H(600900）*200*6*8等截面梁H600*200*6*8變截面柱H(400850)*250*8*10小頭截面特性大頭截面特性截面特性小頭截面特性大頭截面特性A（）6704 8504 6704 804011640Ix（）37998981953799822675126323Iy（）10681068106826062608Wx（）12672182126711342972Wy（）107107107208209ix（）23.8033.9823.8016.7932.94iy（）3.993.543.995.694.73Hw/Ht97.33147.3397.3347.50103.75中間榀計(jì)算模型：如圖4-1所示。圖4-1 中間跨標(biāo)準(zhǔn)榀4.2、工況荷載 鋼架恒載：0.3kN/m2 鋼架活載： 0.3 kN/m2 基本風(fēng)壓值：0.40 kN/m2 基本雪壓值：0.00 kN/m2縱向鋼架柱距為6m,鋼架橫載為q = 0.3 6 = 1.8 KN/m 活載為p = 0.3 6 = 1.8 KN/m基本風(fēng)壓為0.40 KN/ m2，地面粗糙度為B類取值，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)值建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001）的規(guī)定，當(dāng)高度小于10m時(shí)，按照10m的高度處作用取值 UE = 1.0 ，風(fēng)荷載體型系數(shù)按照門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102:2002）取值。凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。 鋼架荷載布置如下圖4-2、4-3、4-4、4-5所示。 圖 4-2 主鋼架恒載簡圖（KN） 圖4-3 主鋼架活荷載簡(KN) 圖4-4 主框架左風(fēng)簡圖(KN) 圖4-5 主框架右風(fēng)荷載簡圖(KN)4.3 工況內(nèi)力 4.3.1鋼架PKPM計(jì)算信息 結(jié)構(gòu)類型: 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)規(guī)范: 按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程計(jì)算 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù): 1.00 節(jié)點(diǎn)總數(shù): 7 柱數(shù): 2 梁數(shù): 4 支座約束數(shù): 2 標(biāo)準(zhǔn)截面總數(shù): 4 活荷載計(jì)算信息: 考慮活荷載不利布置 風(fēng)荷載計(jì)算信息: 計(jì)算風(fēng)荷載 鋼材: Q345 梁柱自重計(jì)算信息: 柱梁自重都計(jì)算 恒載作用下柱的軸向變形: 考慮 梁柱自重計(jì)算增大系數(shù): 1.20 基礎(chǔ)計(jì)算信息: 不計(jì)算基礎(chǔ) 梁剛度增大系數(shù): 1.00 鋼結(jié)構(gòu)凈截面面積與毛截面面積比: 0.85 門式剛架梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性: 不驗(yàn)算 鋼結(jié)構(gòu)受拉柱容許長細(xì)比: 400 鋼結(jié)構(gòu)受壓柱容許長細(xì)比: 180 鋼梁(恒+活)容許撓跨比: l / 180 柱頂容許水平位移/柱高: l / 60 地震作用計(jì)算: 計(jì)算水平地震作用 計(jì)算震型數(shù)： 3 地震烈度： 7.00 場地土類別：類 附加重量節(jié)點(diǎn)數(shù)： 0 設(shè)計(jì)地震分組：第一組 周期折減系數(shù):0.80 地震力計(jì)算方法：振型分解法 結(jié)構(gòu)阻尼比：0.035 按GB50011-2010 地震效應(yīng)增大系數(shù) 1.000窄行輸出全部內(nèi)容4.3.2 PKPM內(nèi)力計(jì)算結(jié)果根據(jù)pkpm計(jì)算而得各截面內(nèi)力包絡(luò)圖如圖4-6至圖4-8所示。 圖4-6 主鋼架彎矩包絡(luò)圖(KN.M) 圖4-7 主鋼架軸力包絡(luò)圖(KN) 圖4-8 主鋼架剪力包絡(luò)圖(KN)圖4-9 配筋包絡(luò)和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力比圖 鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力比圖說明：（1）柱左：作用彎矩與考慮屈曲后強(qiáng)度抗彎承載力比值 （2）梁上：作用彎矩與考慮屈曲后強(qiáng)度抗彎承載力比值圖4-10橫載+活載 節(jié)點(diǎn)位移圖（mm）圖4-11鋼梁絕對(duì)撓度圖（橫載+活載） （mm）4.3.3、組合內(nèi)力:如表4-2內(nèi)力組合表所示。表4-2 內(nèi)力組合表柱小頭柱大頭梁大頭梁小頭等截面梁屋脊剪（KN）-49.849.877.343.940.5-7.2軸力(KN)91-8257-5151-49彎(KN.M)0-388.4388.4-60.760.7153.84.4 構(gòu)件截面驗(yàn)算4.4.1 H形變截面鋼柱截面驗(yàn)算 (H1H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(400850)*250*250*8*10*104.4.1.1設(shè)計(jì)信息 鋼材等級(jí)：345 柱高(m)：7.800 柱平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù)：1.000 柱平面外計(jì)算長度：6.000 強(qiáng)度計(jì)算凈截面系數(shù)：1.000 截面塑性發(fā)展：不考慮 構(gòu)件所屬結(jié)構(gòu)類別：輕型門式剛架 是否進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)：進(jìn)行抗震設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)力是否地震作用組合：是 抗震設(shè)防烈度：7度(0.10g) 承載力抗震調(diào)整系數(shù)：re=0.75截面類型=27; 布置角度= 0; 計(jì)算長度：Lx= 13.40, Ly=7.80; 長細(xì)比x= 79.8,y= 137.0，構(gòu)件長度= 7.80; 計(jì)算長度系數(shù): Ux= 1.72，Uy= 1.00，變截面 H 形截面 H: B1= 250, B2= 250, H1= 400, H2= 850，T1= 8，T2=10 ，T3=10恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。 軸壓截面分類:X軸:b類, Y軸:c類 4.4.1.2設(shè)計(jì)內(nèi)力 柱下端彎矩設(shè)計(jì)值 Mx (kN.m)：0.00 柱下端軸力設(shè)計(jì)值 N (kN)：91.30 柱下端剪力設(shè)計(jì)值 V (kN)：-49.79 柱上端彎矩設(shè)計(jì)值 Mx (kN.m)：-388.37 柱上端軸力設(shè)計(jì)值 N (kN)：-82.63 柱上端剪力設(shè)計(jì)值 V (kN)：49.794.4.1.3柱構(gòu)件設(shè)計(jì) 表 4-3 變截面柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)組合柱 下 端 柱 上 端組合號(hào) M N V M N V鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。1 0.00 18.39 10.53 -3.72 -9.71 11.48碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。2 0.00 9.50 15.00 31.14 -2.27 7.02閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。3 0.00 30.03 -24.71 -139.09 -21.35 10.95氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。4 0.00 21.14 -20.24 -104.23 -13.91 6.48釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。5 0.00 53.31 -26.81 -209.14 -44.64 26.81慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。6 0.00 44.43 -22.34 -174.28 -37.20 22.34諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類。7 0.00 59.98 -30.16 -235.28 -50.22 30.16嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。8 0.00 91.30 -49.79 -388.37 -82.63 49.79熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫。9 0.00 82.42 -45.32 -353.51 -75.19 45.32鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。10 0.00 86.57 -46.25 -360.74 -76.81 46.25紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。11 0.00 91.30 -49.79 -388.37 -82.63 49.79穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。12 0.00 82.42 -45.32 -353.51 -75.19 45.32濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。13 0.00 86.57 -46.25 -360.74 -76.81 46.25銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。14 0.00 53.31 -26.81 -209.14 -44.64 26.81擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。15 0.00 44.43 -22.34 -174.28 -37.20 22.34賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。16 0.00 59.98 -30.16 -235.28 -50.22 30.16塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫。17 0.00 32.36 -4.41 -85.88 -23.68 17.62裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。18 0.00 23.47 0.06 -51.03 -16.24 13.15倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。19 0.00 39.34 -25.55 -167.11 -30.67 17.30綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。20 0.00 30.46 -21.08 -132.25 -23.23 12.83驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。21 0.00 70.35 -27.38 -265.12 -61.67 40.59瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。22 0.00 61.46 -22.92 -230.26 -54.23 36.13鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。23 0.00 77.33 -48.53 -346.34 -68.66 40.27櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。24 0.00 68.45 -44.06 -311.48 -61.22 35.81轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。25 0.00 70.35 -27.38 -265.12 -61.67 40.59峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。26 0.00 61.46 -22.92 -230.26 -54.23 36.13詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。27 0.00 77.33 -48.53 -346.34 -68.66 40.27則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。28 0.00 68.45 -44.06 -311.48 -61.22 35.81脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。29 0.00 32.36 -4.41 -85.88 -23.68 17.62鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。30 0.00 23.47 0.06 -51.03 -16.24 13.15稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。31 0.00 39.34 -25.55 -167.11 -30.67 17.30陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。32 0.00 30.46 -21.08 -132.25 -23.23 12.83溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。33 0.00 18.39 10.53 -3.72 -9.71 11.48鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。34 0.00 9.50 15.00 31.14 -2.27 7.02懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。35 0.00 30.03 -24.71 -139.09 -21.35 10.95謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。36 0.00 21.14 -20.24 -104.23 -13.91 6.48咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。37 0.00 44.98 -5.55 -129.18 -36.30 27.57瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。38 0.00 36.09 -1.09 -94.32 -28.86 23.10麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。39 0.00 56.62 -40.80 -264.55 -47.95 27.04納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。40 0.00 47.74 -36.33 -229.69 -40.51 22.57風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。41 0.00 44.98 -5.55 -129.18 -36.30 27.57滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。42 0.00 36.09 -1.09 -94.32 -28.86 23.10鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。43 0.00 56.62 -40.80 -264.55 -47.95 27.04攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。44 0.00 47.74 -36.33 -229.69 -40.51 22.57趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。45 0.00 18.39 10.53 -3.72 -9.71 11.48夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。46 0.00 9.50 15.00 31.14 -2.27 7.02視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。47 0.00 30.03 -24.71 -139.09 -21.35 10.95偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。48 0.00 21.14 -20.24 -104.23 -13.91 6.48緦徑銚膾齲轎級(jí)鏜撟廟。49 0.00 51.48 -23.52 -183.44 -42.80 23.52騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。50 0.00 42.59 -19.05 -148.58 -35.36 19.05癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。51 0.00 71.43 -39.96 -311.65 -62.75 39.96鏃鋝過潤啟婭澗駱讕瀘。52 0.00 59.83 -33.85 -263.99 -52.60 33.85榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。53 0.00 71.43 -39.96 -311.65 -62.75 39.96邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。54 0.00 59.83 -33.85 -263.99 -52.60 33.85嶁硤貪塒廩袞憫倉華糲。55 0.00 51.48 -23.52 -183.44 -42.80 23.52該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。56 0.00 42.59 -19.05 -148.58 -35.36 19.05劇妝諢貰攖蘋塒呂侖廟。4.4.1.4 抗剪驗(yàn)算根據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102:2002第6.1.1條進(jìn)行板件最大寬厚比驗(yàn)算。翼緣部分 腹板部分 大頭部分 小頭部分 構(gòu)件寬厚比滿足要求柱截面小頭剪力設(shè)計(jì)值為 小頭柱腹板平均切應(yīng)力 腹板可不設(shè)中間橫向加勁肋，此時(shí)=5.34,則0.67,0.8由于V1.4由于V ，故抗剪強(qiáng)度滿足要求。4.4.1.5彎剪壓共同作用下的驗(yàn)算 組合內(nèi)力值：強(qiáng)度計(jì)算控制組合號(hào): 8 a、小頭節(jié)點(diǎn)端：M12=0.0kNm,N12=91.30kN,V12=-49.79kN。b、大頭節(jié)點(diǎn)端：M21=-388.37kNm, N21=-82.63kN, V21=49.79kN。臠龍訛驄椏業(yè)變墊羅蘄。強(qiáng)度驗(yàn)算：因?yàn)閂0.5，故按MMeN計(jì)算。a.小頭端： =N/A=91.30103/8040=11.36（N/2）f=310 N/2彎矩為0，故截面邊緣正應(yīng)力比值=1.0用代替公式=中的：=1.111.36=12.496（N/2）根據(jù)公式=4從而得到=0.190.8因此有效寬度系數(shù)=1，即此時(shí)小頭節(jié)點(diǎn)端截面全部有效。 =N/A=5.07（N/2）f=310 N/2Q12=23.8kN=(300-210)6180=194.4(kN)小頭節(jié)點(diǎn)端截面強(qiáng)度滿足要求。b.大頭節(jié)點(diǎn)端：因?yàn)閂0.5，故按MMeN計(jì)算1=NA+MhwWxh=8263011640+388.371068302972103850=134.7N/mm2鰻順褸悅漚縫囅屜鴨騫。2=NA-MhwWxh=8263011640-388.371068302972103850=-120.5N/mm2穡釓虛綹滟鰻絲懷紓濼。=21=-120.5134.7=-0.90=21.5=0.63M=388.37kNm, 大頭節(jié)點(diǎn)端截面強(qiáng)度滿足要求。4.4.1.6整體穩(wěn)定驗(yàn)算小頭大頭全截面有效，小頭截面軸向力N= 91.30kN,大頭彎矩M=388.37kNm。平面內(nèi)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。剛架柱高H=7800mm,梁斜長L=15075mm。根據(jù)查表法求剛架柱計(jì)算長度系數(shù)：鈀燭罰櫝箋礱颼畢韞糲。鋼架梁楔率 1=d1d0-1=900600-1=0.5，1=d2d0-1=600600-1=0鋼架梁楔形段的長度比 =861715000=0.57查門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程附錄D，=0.5時(shí)，=0.63；=0.75時(shí)，=0.78線性插值法 =0.672柱的線剛度 K1=Ic1h=12.6323104780=161.952cm4/cm梁的線剛度 K2=Ib02s=3.799810420.6721507.5=18.75