門(mén)式剛架廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、設(shè)計(jì)資料荊州某單層廠房采用單跨雙坡輕型門(mén)式剛架，鋼架跨度為27m ，高度為9m ，共 11 榀鋼架，柱距 9m ，屋面坡度取 1/10 。 剛架為等截面的梁 、柱 。屋面及墻面均采用彩色壓型鋼板，檁條及墻梁均采用冷彎薄壁卷邊C 型鋼，間距為1.5m，材料采用Q235鋼材，焊條采用E43 型。荷載： 恒載：彩色壓型鋼板0.35KN/m2檁條0.06KN/m2活載層面活載和雪載0.3KN/m2風(fēng)荷載0.35KN/m2地震：地震設(shè)防 6 度，設(shè)計(jì)地震分組為一組 ，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g一、 鋼架布置簡(jiǎn)圖該廠房長(zhǎng)度60m ，跨度 27m ，共有 11 榀剛架，由于縱向溫度區(qū)段不大于300m 、

2、橫向溫度區(qū)段不大于150m ，因此不用設(shè)置伸縮縫 ，檁條間距為 1.5m 。.1:10CB5500A12000剛架立面二、 荷載計(jì)算與荷載簡(jiǎn)圖1.荷載計(jì)算荷載計(jì)算如下表.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.荷載恒載彩鋼板檁條0.350.06已知活載風(fēng)載活載0.30.35屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值2.46活載標(biāo)準(zhǔn)值1.8柱荷載 柱身荷載（墻重）2.1各荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算柱上q0.525迎風(fēng)面w1橫梁上q-2.1風(fēng)荷載w2柱上q-1.155背風(fēng)面w3橫梁上q-1.365w4附風(fēng)載體型系數(shù)迎風(fēng)柱迎風(fēng)屋面背風(fēng)柱背風(fēng)屋面0.25-1-0.55-0.652荷載簡(jiǎn)圖（1） 恒載：（ 2） 屋面活載.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.（ 3）風(fēng)荷載以風(fēng)左吹為例計(jì)算，

3、風(fēng)右吹同理計(jì)算：根據(jù)公式 kz s 0計(jì)算 :（地面粗糙度 B 類）z根據(jù)查表 h10m，取 1.0， s根據(jù)門(mén)式剛架的設(shè)計(jì)規(guī)范，取下圖：荷載如下圖 ：.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.三、 內(nèi)力分析（1）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：計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力值 (M 、N 、Q)備注項(xiàng)目彎矩圖恒載下彎矩恒載作用恒載下剪力剪 力 圖“+ ”.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.恒載下軸力 （忽略柱自重 ）軸 力 圖( 拉 為正 ， 壓為負(fù) )活荷載活荷載 (標(biāo)準(zhǔn)值 ) 彎矩圖彎矩圖作用活荷載剪 力 圖活荷載 (標(biāo)準(zhǔn)值 )剪力圖作“+ ”.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.用活荷載 (標(biāo)準(zhǔn)值 )軸力圖軸

4、力 圖( 拉 為正 ， 壓為負(fù) ).專業(yè)學(xué)習(xí)資料.風(fēng)荷載 (標(biāo)準(zhǔn)值 )彎矩圖風(fēng)荷載 (標(biāo)準(zhǔn)值 )剪力圖風(fēng)荷載作用風(fēng)荷載 (標(biāo)準(zhǔn)值 )軸力圖彎矩圖.剪 力 圖“+ ”軸 力 圖( 拉 為正 ， 壓為負(fù) ).專業(yè)學(xué)習(xí)資料.（2）控制截面內(nèi)力確認(rèn)取控制截面為下圖中的A 、B、C 三處共四個(gè)截面：柱上 A 、柱上B、梁上 B 、梁上 C。此設(shè)計(jì)只考慮全部荷載同時(shí)作用的一種情況，即：1.2X 恒載 +1.4X0.9 X （活載 + 風(fēng)載）各種情況下控制截面的內(nèi)力截面內(nèi)力恒載活載左風(fēng)組合值M0.000.000.000.00柱上AN-33.21-24.30-12.9586.79Q-13.04-9.546.2

5、719.77M-117.39-85.9035.16204.80柱上BN-33.21-24.30-12.9586.79Q-13.04-9.541.5425.73M-117.39-85.9035.16204.80梁上BN-16.28-11.910.2534.23Q31.7523.2313.0483.80M89.1765.2418.85212.96梁上CN-12.98-9.500.2527.23Q-1.30-0.95-15.4522.22四、 鋼架設(shè)計(jì)（一）截面設(shè)計(jì)初選梁柱截面均采用焊接工字鋼600X200X8X10 ，截面特征如下表所示 ：.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.截面名稱面積IxWxIyWyixiy243

6、43mmmmmmmmmmmmmmH600X200X8X108640478174667 1620931 1.3E+07133581 235.2539.3（二）構(gòu)件驗(yàn)算1.構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算翼緣部分 ： b/t f= 96/10= 9.6 15 235/ f y15腹板部分 ： h w/tw = 580/8= 72.5 V= 25.73KN 滿足要求 。uwwmax,彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取柱端截面進(jìn)行驗(yàn)算 ，N 86.79KNV25.73KNM 204.80KN m因 V Vmax = 83.8KN,滿足要求 。彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取梁端截面進(jìn)行驗(yàn)算 ，N 34.23KNV83.80KNM

7、 204.8KN m因 V0.5V u ，取 V 0.5Vu ，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017 2003 ）式（ 4.4.1-1 ）驗(yàn)算 。.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.Mfh12Af 2 h2 )( fN)( Af 1Ah220010 295 200 1029521534230 KNm8640249. 03KNmM204. 80KNm, 取 MMfV2MMf故101，滿足要求。0. 5MeuMfVu整體穩(wěn)定性驗(yàn)算N = 34.23KNM = 204.80 KNma) 梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 ：計(jì)算長(zhǎng)度取橫梁長(zhǎng)度l0x27134mml 0x27134115. 34, xi x235. 3150， B類截

8、面，查附表 D得 x 0. 465。2EA022061038640NEx 0eKN 1199. 2KN,mx1. 01. 121. 1115. 342NmxM342301. 0204. 80 106xxAe0W1N0. 4658640103134. 23x16210. 465e1NEx01199. 22f2136. 57N / mm215N / mm , 滿足要求。b) 橫梁平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算 ：考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，有應(yīng)力蒙皮作用 ，與梁連接的檁條可作為柱平面外的支承點(diǎn) ，但為了安全起見(jiàn) ，計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)檁條距離或隅撐間距考慮，對(duì)于等截面構(gòu)件，即l 0y= 3000 mm。對(duì)于等

9、截面構(gòu) 件，0, sw1, yl 0y300076. 29, B類截面，查附錄 D得 y0. 712。iy39. 32A h422y 0t 023543208640 * 58076. 310by4320 0 0s2Ww4. 4hfy76. 32162134. 4580y 0x 00102. 390. 6.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.取 y1. 070. 2820. 952byN2t1 . 00. 75N0. 972NeX 0N eX 0NtM34. 2310 30. 972204. 8 1062Y Ae 0WE 10. 7128640162110 30. 972N /mmby134. 5N /mm2f215

10、 N / mm24. 剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)位移 ：I bI c4871105， t= I cl/I ch =2700090003剛架柱頂水平力：H0.67W0.6715.1210. 13KN其中W(w 1 + w2 )h（0.71 + 1.55 ） 9.015. 12KNHh310. 13900032 331. 232t12206103487110512EI ch60150（三）節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算（1）梁柱連接節(jié)點(diǎn)a) 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算梁柱節(jié)點(diǎn)采用 10.9級(jí)M22高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)0. 45, 每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉應(yīng)力為 190，連接KN處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值：34 .

11、 23， 83. 80,204.80 。NKN VMKN m螺栓抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.N1My 1N204. 800. 3534. 2399. 5KN Nbty 12KNn40. 3520. 2428152KN螺栓的抗剪承載力驗(yàn)算NVb0. 9nfP0. 91 0.45190KN76. 95KNNv83. 80 / 8KN10. 47KN, 滿足要求。最外一排螺栓的抗剪、 抗拉承載力驗(yàn)算NVNt10. 4799. 5NVbNtb0. 79 1, 滿足要求。76. 95152b) 端板厚度驗(yàn)算端板厚度取為t20mm,按二邊支承類端板計(jì)算6ef ewNt65046 99.5tefew f46

12、200250 50mm 18. 88mm246 205ewb ef滿足要求。c) 梁柱結(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算M204. 80106222dbdct c580 5809N / mm67. 64N / mm f v125N / mm,滿足要求。d) 螺栓處腹板強(qiáng)度強(qiáng)度驗(yàn)算Nt 2My2y i2KN63. 950. 4P0.4ewt wN204. 800. 2434. 23 KNn40. 3520. 24280. 4P0. 4KNKN190761901032f2468N / mm215N / mm, 滿足要求。（ 2）橫梁跨中節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算e) 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.梁柱節(jié)點(diǎn)采用 10.9級(jí)M22高強(qiáng)度

13、摩擦型螺栓連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)0. 45, 每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉應(yīng)力為 190 KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值：N27. 23KN， V22 . 22 , M212 . 22 KNm。螺栓抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算N1My 1N212. 960. 3524. 23103. 46KNy 12n40. 3520. 242KN8Nbt152KN螺栓的抗剪承載力驗(yàn)算NVb0. 9nf P0. 91 0.45190KN76. 95KNNv22. 22 / 8KN2. 78KN, 滿足要求。最外一排螺栓的抗剪、 抗拉承載力驗(yàn)算NVNt2. 78103. 46滿足要求。NVbNtb0. 72 1,76.

14、 95152f) 端板厚度驗(yàn)算端板厚度取為t20mm,按二邊支承類端板計(jì)算6ef ew Nt6 5046 103. 46tef ew f46 200 2mm 19. 25mmewb 2ef5050 46 205滿足要求。g) 螺栓處腹板強(qiáng)度強(qiáng)度驗(yàn)算N 2My2N212. 960. 2437. 23 KNty i2n40. 3520. 242867. 54KN0. 4P0. 4190KN 76KN0. 4P0. 41901032f2ewt w46 8N / mm215N / mm, 滿足要求。（3） 柱腳設(shè)計(jì)鋼架柱與基礎(chǔ)鉸接 ，采用平板式鉸接柱腳 。1) 柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值 ：N ma 86.79KN ，相應(yīng)的 V19.77 由于柱底剪力較小 ，.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.Vmax 19.77KN0 ，考慮柱間支撐豎向拔力后，錨栓仍不承受拉力 ，故僅考慮柱在安裝過(guò)程中的穩(wěn)定，按構(gòu)造要求設(shè)置錨栓即可，采用 4M24 。2) 柱腳底板面積和厚度的計(jì)算a)柱腳底板面積確定bb02t2c20021022050mm260 320 mm, 取 b300 mm；hh0tc600210220 50mm22660 720 mm, 取 b700 mm。底板布置如圖示?；A(chǔ)采用 C20混凝土， f c29. 6N / mm ,驗(yàn)算底板下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：Nb