輕型門(mén)式鋼架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、 輕型門(mén)式鋼架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、設(shè)計(jì)資料某單層工業(yè)廠(chǎng)房，采用單跨雙坡門(mén)式剛架，剛架跨度24m，長(zhǎng)度48m，柱距6m，檐口標(biāo)高11m，屋面坡度1/10。屋面及墻面板均為彩色鋼板，內(nèi)填充保溫層，考慮經(jīng)濟(jì)、制造和安裝方便，檁條和墻梁均采用冷彎薄壁卷邊C型鋼，鋼材采用Q345鋼，基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào)C30，焊條采用E50型。剛架平面布置圖，屋面檁條布置圖，柱間支撐布置草圖，鋼架計(jì)算模型及風(fēng)荷載體形系數(shù)如下圖所示。 剛架平面布置圖屋面檁條布置圖柱間支撐布置草圖 計(jì)算模型及風(fēng)荷載體形系數(shù)二、荷載計(jì)算2.1 計(jì)算模型的選取取一榀剛架進(jìn)行分析，柱腳采用鉸接，剛架梁和柱采用等截面設(shè)計(jì)。2.2 荷載取值計(jì)算：（1） 屋

2、蓋永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值彩色鋼板 0.40 保溫層 0.60 檁條 0.08 鋼架梁自重 0.15 合計(jì) 1.23 （2） 屋面活載和雪載 0.30 。（3） 輕質(zhì)墻面及柱自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.50 （4） 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓：。根據(jù)地面粗糙度類(lèi)別為B類(lèi)，查得風(fēng)荷載高度變化系數(shù)：當(dāng)高度小于10時(shí)，按10高度處的數(shù)值采用，=1.0。風(fēng)荷載體型系數(shù)：迎風(fēng)柱及屋面分別為0.25和1.0，背風(fēng)面柱及屋面分別為0.55和0.65。2.3 各部分作用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（1） 屋面荷載：標(biāo) 準(zhǔn) 值： 柱身恒載： （2） 屋面活載 屋面活載雪載（3） 風(fēng)荷載以左吹風(fēng)為例計(jì)算，右吹風(fēng)同理計(jì)算，根據(jù)公式計(jì)算，查表，取1.0，取

3、值如圖1.2所示。（地面粗糙度B類(lèi)）迎風(fēng)面 側(cè)面， 屋頂，背風(fēng)面 側(cè)面， 屋頂，三、內(nèi)力計(jì)算根據(jù)各個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖，用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算，得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力圖如下：注：剪力圖：“+”表示方向“”；軸力圖：拉為正，壓為負(fù)。3.1 恒載作用(標(biāo)準(zhǔn)值)下，計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力值： 恒載作用下軸力圖恒載作用下剪力圖恒載作用下彎矩圖3.2 活載作用(標(biāo)準(zhǔn)值)下，計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力值：活荷載作用下軸力圖活荷載作用下剪力圖活荷載作用下彎矩圖3.3 風(fēng)荷載作用(標(biāo)準(zhǔn)值) 下，計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力值：風(fēng)荷載作用下軸力圖風(fēng)荷載作用下剪力圖風(fēng)荷載作用下彎矩圖由對(duì)稱(chēng)性可知，右風(fēng)作用下，鋼架的內(nèi)力圖與上述各圖分別對(duì)稱(chēng)，可不做分析。

4、四、內(nèi)力組合選取荷載組合（1.2x恒載+1.4x活載+1.4x0.6x風(fēng)載）對(duì)構(gòu)件內(nèi)力值進(jìn)行驗(yàn)算，如下表所示截面內(nèi)力恒載活載左風(fēng)組合值柱端AM0000N-122.04-21.7240.21-143.08Q-24.27-5.9219.15-21.33柱端BM-266.98-65.12162.86-274.74N-89.04-21.7240.21-103.48Q-24.27-5.9210.46-25.63梁端BM-266.98-65.1214.41-399.44N-33.01-8.05-38.97-83.62Q86.1821.02162.86269.65梁端CM232.8056.79-78.092

5、93.27N-33.01-8.0514.41-38.78Q-3.30-0.81-0.99-5.93五、剛架設(shè)計(jì)5.1 截面形式及尺寸初選梁柱都采用焊接的工字型鋼，梁截面高度h一般取（1/301/45）L，故取梁截面高度為800mm；暫取梁截面尺寸為H800x300x10x14，如下圖所示，柱的截面采用與梁相同。截面截面名稱(chēng)面積（mm2）IX106mm4WX104mm3IY106mm4WY104mm3iXmmiYmm柱H800×300×10×14161201681420634232363梁H800×300×10×141612016814

6、206342323635.2構(gòu)件驗(yàn)算：（1）構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算(2) 平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度平面外長(zhǎng)度計(jì)算系數(shù)：考慮壓型鋼板墻面與強(qiáng)梁緊密連接，起到應(yīng)力蒙皮作用，與柱連接的強(qiáng)梁可作為柱平面外的支撐點(diǎn)，但為了安全起見(jiàn)計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)強(qiáng)梁間距考慮，即（3）剛架柱的驗(yàn)算A柱有效截面特征B.抗剪驗(yàn)算 柱截面的最大剪力是=25.63kN，考慮到僅有支座加勁肋，所以，梁的抗剪承載力設(shè)計(jì)值，滿(mǎn)足要求。 彎剪壓共同作用下的驗(yàn)算： 因?yàn)椋垂竭M(jìn)行驗(yàn)算，其中C.整體穩(wěn)定驗(yàn)算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=143.08kN，M=274.74kN·ma.剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算剛架柱高H=11000mm，柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。剛架

7、柱的計(jì)算長(zhǎng)度39.2 <=150，b類(lèi)截面，查表得。, ，滿(mǎn)足要求。b.剛架柱作用平面外的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 計(jì)算長(zhǎng)度。對(duì)等截面構(gòu)件，b類(lèi)截面，查表得=0.643。=1.73>0.6d驗(yàn)算剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移 ， 剛架柱頂?shù)刃搅Γ海?）剛架梁的驗(yàn)算A梁有效截面特征B.抗剪驗(yàn)算 梁截面的最大剪力是=83.62kN，考慮到僅有支座加勁肋，由于是等截面，同理得，滿(mǎn)足要求。 彎剪壓共同作用下的驗(yàn)算： 因?yàn)?，按公式進(jìn)行驗(yàn)算，其中C.整體穩(wěn)定驗(yàn)算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=-83.62kN，M=-399.44kN·ma.剛架梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：計(jì)算長(zhǎng)度取橫梁

8、長(zhǎng)度=12060mm，37.34<=150，b類(lèi)截面，查表得。, ，滿(mǎn)足要求。b.剛架梁作用平面外的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 計(jì)算長(zhǎng)度。對(duì)等截面構(gòu)件，b類(lèi)截面，查表得=0.643。=1.73>0.6六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：（1）梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)A.螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算梁柱節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M30高強(qiáng)摩擦型螺栓連接，如下圖所示。構(gòu)件截面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)=0.50，每個(gè)高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力是355kN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值：N=-83.62kN，V=269.65kN，M=399.44kN·m。 （a） （b）剛架柱與剛架梁的連接節(jié)點(diǎn)螺栓抗拉承載力驗(yàn)算：螺栓抗剪承載力驗(yàn)算：>，滿(mǎn)足要求。最外排

9、一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉承載力驗(yàn)算：B.端板厚度驗(yàn)算端板厚度取，按二邊支撐端板外伸計(jì)算: C.梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算D.螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算翼緣內(nèi)第二排第一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值：取 （2）梁梁連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)A.螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算梁梁連接節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M30高強(qiáng)摩擦型螺栓連接，如下圖所示。構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)=0.50，每個(gè)高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力是355kN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下：N=-38.78kN，V=-5.93kN，M=293.27kN·m（a） （b）梁梁連接節(jié)點(diǎn)螺栓抗拉承載力驗(yàn)算：螺栓抗剪承載力驗(yàn)算： >，滿(mǎn)足要求。最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉承載力驗(yàn)算：B.端板厚度驗(yàn)算端板厚度取，按二邊支撐端板外伸計(jì)算: C.梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算D.螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算翼緣內(nèi)第二排第一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值：取 （3）柱腳設(shè)計(jì)剛架柱與基礎(chǔ)鉸接，采用平板式鉸接柱腳?；A(chǔ)采用C20混凝土，=9.6.a.柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下