輕型門式鋼架課程設計計算書

1、某單層工業(yè)廠房,采用單跨雙坡門式剛架,剛架跨度24m,長度48m,柱距6m,檐口標高11m,屋面坡度1/10o屋面及墻面板均為彩色鋼板,內填充保溫層,考慮經濟、制造和安裝方便,樽條和墻梁均采用冷彎薄壁卷邊C型鋼,鋼材采用Q345鋼,f310N/mm合計1.23kNm2(2)屋面活載和雪載0.30KN/m2(3)輕質墻面及柱自重標準值0.50KN/m2(4)風荷載標準值根本風壓：01.050.500.525kN/m.根據(jù)地面粗糙度類別為B類,查得風荷載高度變化系數(shù)：當高度小于10m時,按10m高度處的數(shù)值采用,z=1.0.風荷載體型系數(shù)s：迎風柱及屋面分別為+0.25和1.0,背風面柱及屋面分別

2、為0.55和0.65.2.3各局部作用的荷載標準值計算(1)屋面荷載：,一1_標準值：1.2367.42kN/mcos柱身恒載：0.5063.00kN/m(2)屋面活載一1屋面活載雪載0.3061.81kN/mcos(3)風荷載,fv180N/mm2,根底混凝土標號C30,fc14.3N/mm2,焊條采用E50型.剛架平面布置圖,屋面樽條布置圖,柱間支撐布置草圖,鋼架計算模型及風荷載體形系數(shù)如下列圖所示.剛架平面布置圖屋面楝條布置圖柱間支撐布置草圖計算模型及風荷載體形系數(shù)二、荷載計算2.1 計算模型的選取取一根剛架進行分析,柱腳采用錢接,剛架梁和柱采用等截面設計.2.2 荷載取值計算：(1)屋

3、蓋永久荷載標準值彩色鋼板0.40kN.m2保溫層0.60kN.m2樽條0.08kN.m2鋼架梁自重0.15kN.m2以左吹風為例計算,右吹風同理計算,根據(jù)公式zs0計算,z查表h10m,取1.0,s取值如圖1.2所示.地面粗糙度B類迎風面?zhèn)让鎘0.251.01.050.500.131kN/m2,q10.1316屋頂1.001.01.050.500.525kN/m2,5q20.525背風面?zhèn)让?.551.01.050.500.289kN/m2,q30.289屋頂0.651.01.050.500.341kN/m2,q40.3410.79kN/m63.15kN/m61.73kN/m62.05kN/m

4、三、內力計算根據(jù)各個計算簡圖,用結構力學求解器計算,得結構在各種荷載作用下的內力圖如下:注：剪力圖：“+表示方向“f；軸力圖：拉為正,壓為負.3.1 恒載作用標準值下,計算簡圖及內力值：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 活載作用標準值下,計算簡圖及內力值：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 風荷載作用標準值下,計算簡圖及內力值：風荷載作用下軸力圖風荷載作用下剪力圖風荷載作用下彎矩圖由對稱性可知,右風作用下,鋼架的內力圖與上述各圖分別對稱,可不做分析四、內力組合截面內力話載左風組合值柱端APM0Q0P0N-122.04-21.7240.21-143

5、.08Q-24.27-5.9219.15-21.33柱端BPM-266.98P-65.12162.86:-274.74N-89.04-21.7240.21-103.48Q-24.27-5.9210.46-25.63梁端Brm-266.98:-65.1214.41-399.441N-33.01-8.05-38.97-83.62Q86.1821.02162.86269.65梁端CM232.8056.79-78.09293.27N-33.01-8.0514.41-38.78Q-3.30-0.81-0.99-5.93五、剛架設計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/

6、301/45)L,故取梁截面高度為800mm暫取梁截面尺寸為H800x300x10x14,如下列圖所示,柱的截面采用與梁相同.截面截面名稱面積(mmIX10ho工f1.080.8s1.081.4,所以375.34,235fV10.64(s0.8)fv0.8208,梁的抗剪承載力設計值0.8208772101801140.58kNVmax,滿足要求.mmW104mmIY106mmW104mmixmmiymm柱H800X300X10X14161201681420634232363梁H800X300X10X141612016814206342323635.2構件驗算:(1)構件寬厚比驗算(2)平面內

7、計算長度平面外長度計算系數(shù)：考慮壓型鋼板墻面與強梁緊密連接,起到應力蒙皮作用,與柱連接的強梁可作為柱平面外的支撐點,但為了平安起見計算長度按兩個強梁間距考慮,即H0Y11000/25500mm(3)剛架柱的驗算A.柱有效截面特征B.抗剪驗算Vu0.8208hwtwfv柱截面的最大剪力是Vmax=25.63kN,考慮到僅有支座加勁肋,彎剪壓共同作用下的驗算:由于V0.5Vu,按公式MM；MeNWe/Ae進行驗算,其中MeWef420104215106903kNmC.整體穩(wěn)定驗算構件的最大內力：N=143.08kN,M=274.74kNma.剛架柱平面內的整體穩(wěn)定性驗算剛架柱高H=11000mm柱

8、的計算長度系數(shù)01.05.剛架柱的計算長度xlox/ix39.20.6d.驗算剛架在風荷載作用下的側移Ic1btIcl/1bh24000/110002.18剛架柱頂?shù)刃搅Γ篐0.67(qw1qw3)h0.67(0.791.73)1118.57kN(4)剛架梁的驗算A.梁有效截面特征B.抗剪驗算梁截面的最大剪力是Vmax=83.62kN,考慮到僅有支座加勁肋,由于是等截面,同理得Vu0.8208hwtwfv0.8208772101801140.58kNVmax,滿足要求.彎剪壓共同作用下的驗算:由于V0.5Vu,按公式MMeMeNWe/Ae進行驗算,其中MeWef42010421510690

9、3kNmC.整體穩(wěn)定驗算構件的最大內力：N=-83.62kN,M=-399.44kNma.剛架梁平面內的整體穩(wěn)定性驗算梁平面內的整體穩(wěn)定性驗算：計算長度取橫梁長度10x=12060mmxlox/ix37.340.6六、節(jié)點設計:(1)梁柱連接節(jié)點設計A.螺栓強度驗算梁柱節(jié)點采用10.9級M30高強摩擦型螺栓連接,如下列圖所示.構件截面采用噴連接處傳遞內力設砂,摩擦面抗滑移系數(shù)=0.50,每個高強螺栓的預拉力是355kN,計值：N=-83.62kN,V=269.65kN,M=399.44kN-m=螺栓抗拉;螺栓抗剪H80OX300X10X14284kN+70180f80M7第因片0.8Ptn14

10、+N14-M30住與剛架梁的連接節(jié)點算?；?XI力赤載載2承O0OH800X300X10X14QQCON：0.9nfP0.910.50355159.75kNNV5.97kN,滿足要求.14最外排一個螺栓的抗剪、抗拉承載力驗算：B.端板厚度驗算端板厚度取t20mm,按二邊支撐端板外伸計算：t/6fWN/6607384.04103Rewb2ef(efew)f73300260(6073)310C.梁柱節(jié)點域的剪應力驗算D.螺栓處腹板強度驗算翼緣內第二排第一個螺栓的軸向拉力設計值：13.71mm,滿足要求.取Nt2142kN(2)梁梁連接節(jié)點設計A.螺栓強度驗算梁梁連接節(jié)點采用10.9級M30高強摩擦

11、型螺栓連接,如下列圖所示.構件接觸面采用噴砂,摩擦面抗滑移系數(shù)=0.50,每個高強螺栓的預拉力是355kN,連接處傳遞內力設計值如下：N=-38.78kN,V=-5.93kN,M=293.27kN-m(a)H800X300M0次4節(jié)點螺栓抗拉承載力驗算:0.50355159.75kN最外排一個螺栓的抗明|*抗拉承載力驗算:B.端板厚度驗算T-端板厚度取t20mm按二邊支撐端板外伸計一-二二-,t6efewNt,T1616073lewb2ef(efew)fV73300260C.梁柱節(jié)點域的剪應力驗算1D.螺栓處腹板強度驗算+-14+38.7810*43.88k3雜33,34150150,10-M30有1Nq,滿足要求150.39mm,滿足要求.翼緣內第二排第一個螺栓的軸向拉力設計值:取Nt2142kN(3)柱腳設計剛架柱與根底較接,采用平板式較接柱腳.根底采用C20混凝土,2fc=9.6N/mma.柱腳內力設計值如下：N143.08kN,V21.33kNb.柱腳底板尺寸確定Bb2c3002(2050)=340400mm取B=360mm底板反力為qN/LB143.081