輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)姓學(xué) 專 學(xué)名號 業(yè) 院 水電工程 學(xué)院指導(dǎo)教師 2013.06輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄第1章1.11.21.31.41.51.6輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書2設(shè)計(jì)目的2基本要求2設(shè)計(jì)資料2設(shè)計(jì)內(nèi)容2參考文獻(xiàn)3評分標(biāo)準(zhǔn)31.6.11.6.21.6.3考勤3計(jì)算書3設(shè)計(jì)圖紙31.7時(shí)間安排41.8、成果要求4第2章第3章3.13.23.3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明6鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書7設(shè)計(jì)概況：7結(jié)構(gòu)布置：7檁條設(shè)計(jì)93.3.1 初選截面93.3.2截面驗(yàn)算123.4剛架設(shè)計(jì)133.4.13.4.23.4.3剛架荷載布置13剛架內(nèi)力組合與最不

2、利截面19按照所選截面進(jìn)行梁柱截面驗(yàn)算213.5節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算233.5.13.5.2梁柱節(jié)點(diǎn)：23梁梁節(jié)點(diǎn)：243.6柱腳設(shè)計(jì)26參考文獻(xiàn)：271輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書第1章 輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)目的1、復(fù)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程2、學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)3、學(xué)習(xí)編制結(jié)構(gòu)計(jì)算書4、為畢業(yè)設(shè)計(jì)做必要的準(zhǔn)備1.2 基本要求1、掌握門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和步驟，認(rèn)真考慮影響設(shè)計(jì)的各項(xiàng)因素。2、了解和掌握與設(shè)計(jì)有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定，并能在設(shè)計(jì)中正確應(yīng)用。3、根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，正確選擇結(jié)構(gòu)形式，合理布置結(jié)構(gòu)。4、掌握門式剛

3、架結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法和構(gòu)造要求。5、認(rèn)真繪制施工圖和編寫說明書、計(jì)算書。1.3 設(shè)計(jì)資料1、結(jié)構(gòu)形式：門式剛架，見附件1，具體尺寸見分配表格。2、屋面板和墻面板：彩色壓型鋼板3、構(gòu)件形式：梁柱為等截面實(shí)腹式焊接H型截面，檁條為冷彎薄壁C型截面4、節(jié)點(diǎn)形式：梁柱剛接節(jié)點(diǎn)； 梁梁連接（端板剛接）； 柱腳5、基礎(chǔ)：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；f = 120kN / m2混凝土：C30；鋼筋二級筋；基礎(chǔ)埋深1.5m，地基：k6、荷載種類：恒載，活載和風(fēng)荷載（見分組單），不考慮其它荷載1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、剛架設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)立面圖、結(jié)構(gòu)平面布置圖；2輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書2、檁條設(shè)計(jì)：檁條詳圖，檁條、支撐布置圖3、節(jié)點(diǎn)及構(gòu)

4、造詳圖：梁柱連接、梁梁連接及柱腳詳圖；4、設(shè)計(jì)說明書及計(jì)算書1份；1.5 參考文獻(xiàn)1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003.北京：中國計(jì)劃出版社.20032、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS102：2002，北京：中國計(jì)劃出版社.20023、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002.北京：中國計(jì)劃出版社.20024、輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)例，本書編委會編 人民交通出版社 20085、李星榮. 鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.20056、陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì).北京：中國建筑工業(yè)出版社.20037、輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料一本全，本書編委會編中國建材工業(yè)出版社

5、 20078、舒贛平,王恒華,范圣剛編著.輕型鋼結(jié)構(gòu)民用與工業(yè)建筑設(shè)計(jì)，中國電力出版社20069、周緒紅. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與實(shí)例精選. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.200810、朱海寧，王東，趙瑜編著.輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)造設(shè)計(jì). 東南大學(xué)出版社 2003.111.6 評分標(biāo)準(zhǔn)1.6.1 考勤（20分）考勤時(shí)間：上午8：30-11：30，下午：14：00- 17：00，隨時(shí)檢查，不在者為缺席。缺勤一次扣5分。1.6.2 計(jì)算書（40分）（1）方案設(shè)計(jì)（5分）平面正立面布置示意圖尺寸；荷載大?。讳摬牟馁|(zhì)（2）剛架設(shè)計(jì)（15分）荷載；梁設(shè)計(jì)；柱設(shè)計(jì)（3）檁條設(shè)計(jì)（5分）（4）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（15分）梁柱節(jié)點(diǎn)；

6、梁梁節(jié)點(diǎn)；柱腳設(shè)計(jì)1.6.3 設(shè)計(jì)圖紙（40分）（統(tǒng)一用2號圖紙，不得大大小?。?）設(shè)計(jì)說明（5分）工程概況，荷載，材料，防腐防火，所引用規(guī)范書目3輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書（2）結(jié)構(gòu)平面立面布置圖（10分）剛架定位，剛架編號，標(biāo)注軸線、構(gòu)件編號、節(jié)點(diǎn)編號、尺寸、標(biāo)高、軸線（3）檁條詳圖及檁條布置圖（5分） 單根檁條詳圖及整體屋面檁條布置圖（4）構(gòu)件詳圖（5分） 選擇一個(gè)代表性梁和柱畫出即可（5）節(jié)點(diǎn)圖（10分） 選擇一個(gè)代表性的梁柱連接和梁梁連接即可（6）柱腳詳圖（5分）底板厚度，肋板厚度，底板開孔大小，錨栓規(guī)格，墊板規(guī)格，柱截面尺寸的標(biāo)注1.7 時(shí)間安排1.8、成果要求1、設(shè)計(jì)計(jì)算書：字

7、跡整潔、清晰，手寫、打印均可，費(fèi)用自理；個(gè)人的紙張必須統(tǒng)一，裝訂成冊。字跡模糊、零亂的設(shè)計(jì)結(jié)果，成績?yōu)榱恪?2、設(shè)計(jì)圖紙：統(tǒng)一大小為2號圖紙，建議繪圖比例：結(jié)構(gòu)布置圖1：50；構(gòu)件詳圖1：20；節(jié)點(diǎn) 圖1：10；圖紙手畫、打印均可，費(fèi)用自理。圖紙上應(yīng)有圖紙框，標(biāo)題欄。標(biāo)題欄應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)格 式設(shè)計(jì)，見附件2； 3、裝訂順序有：封皮（見附件3）、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)說明、計(jì)算過程、參考文獻(xiàn)；4、提交內(nèi)容：（1）圖紙一套（2）計(jì)算書打印版或手寫版一份（3）圖紙及計(jì)算書電子版一套5、提交時(shí)間：（星期5）下午5：00，上述3項(xiàng)內(nèi)容由班長統(tǒng)一收齊上交，在設(shè)計(jì)室交給指導(dǎo)教4時(shí)間內(nèi)容（星期一）上午結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書

8、介紹；查閱資料，結(jié)構(gòu)房案布置（星期一）下午荷載統(tǒng)計(jì)，檁條設(shè)計(jì)（星期二）上午剛架設(shè)計(jì)：梁（星期二）下午剛架設(shè)計(jì)：柱（星期三）上午節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：梁柱、梁梁（星期三）下午柱腳設(shè)計(jì)（星期四）上午繪結(jié)構(gòu)平面布置圖、結(jié)構(gòu)立面布置圖、檁條布置圖星期四）下午繪梁構(gòu)件詳圖，柱構(gòu)件詳圖、節(jié)點(diǎn)圖、檁條詳圖（星期五）修改圖紙、整理計(jì)算書輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書師，過期不候，未交者無成績；友情提示：手寫稿、電子版、打印版及任務(wù)書要求四者必須完全一致，不一致或抄襲者均按零 分處理。第2章 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明1.本工程結(jié)構(gòu)體系為單層輕型剛架結(jié)構(gòu)2.設(shè)計(jì)依據(jù)：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）；建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500

9、09-2001）；門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102:2002）;冷彎薄壁型鋼鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB50018-2002）;輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程（DBJ08-68-97）設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：恒載（結(jié)構(gòu)自重，包括屋面板、檁條、剛架自重等）； 活載（每人寫上自己的荷載大?。?風(fēng)荷載（每人寫上自己的荷載大?。缓笚l材料： 對于Q235鋼，用E43焊條，Q345鋼用E50焊條，自動(dòng)或半自動(dòng)焊；（每人寫上自己的鋼材對應(yīng)的焊條）； 鋼結(jié)構(gòu)剛架采用Q235B鋼（345鋼，每人可能不同），檁條采用冷彎薄壁C型鋼，材料為Q2 35B鋼，其機(jī)械性能即抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度、冷彎性能和化學(xué)成分均符合規(guī)范規(guī)

10、 定，且具備鋼材出廠證明和合格保證。 本設(shè)計(jì)中的焊縫均為滿焊，且符合規(guī)范要求，焊縫等級不低于2級，未注明的焊角尺寸均 為6mm，未注明的螺栓均為C級，且為M16。加勁肋在翼緣兩側(cè)均為對稱布置 本工程具體選用材料如下：（每人不同） 檁條：冷彎薄壁型鋼Q235b，C160*20*3 剛架梁：H型鋼Q235b，H600*250 剛架柱：H型鋼Q235b ，350*350螺栓： 10.9級 本工程的柱腳為：xx柱腳，所用錨栓為xx本工程的梁柱連接采用斜接的方式，梁梁采用頂端對接方式，具體見圖紙。3.4.5.6.7.8.9.10.5輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書第3章鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1 設(shè)計(jì)概況：結(jié)構(gòu)尺

11、寸：跨度24m；檐口標(biāo)高：6.0m；坡度：0.10； 開間：6m；長度：66m；荷載：恒載：0.25 KN/活載：0.45KN/風(fēng)壓：0.35 KN/；材料：Q235鋼，E50焊條，E=2.06e5MPa。3.2 結(jié)構(gòu)布置：根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸要求繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖，立面布置圖和側(cè)立面布置圖，并根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求進(jìn)行檁條布置。檁條盡可能沿斜梁等間距均勻?qū)ΨQ布置，除每側(cè)斜梁兩端的兩根檁條外，檁條間 距水平距離為1500mm，兩側(cè)兩根檁條距柱軸線距離為200mm。具體布置見結(jié)構(gòu)布置如下圖所 示：圖3-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖6輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書圖3-2結(jié)構(gòu)布置立面圖圖3-3結(jié)構(gòu)布置側(cè)立面圖7輕型門式剛架結(jié)

12、構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書3.3 檁條設(shè)計(jì)按照上述結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行檁條設(shè)計(jì)計(jì)算，為使所有檁條選用截面一致，單根檁條設(shè)計(jì)按水平間距1500mm。單根檁條承受荷載大小為作用在檁條兩側(cè)間距之和一半 屋面板上的分布荷載值，據(jù)此進(jìn)行一下步計(jì)算。3.3.1 初選截面1.荷載與內(nèi)力計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面恒載： gk = 0.251.5 = 0.375kN / m 屋面活載： qk = 0.51.5 = 0.75kN / m 基本風(fēng)載：迎風(fēng)面fk = 0.35（- 0.6）1.5 0.10 = -0.0315kN / m圖3-4 檁條截面背風(fēng)面：fk = 0.35（- 0.5）1.5 0.1 = -0.02625kN / mco

13、sq = 0.995計(jì)算長度：sinq = 0.099lox= 6000mm，loy = 6000 2 = 3000mmgkxgkyqkx= 0.37kN / m荷載標(biāo)準(zhǔn)值：恒載：= 0.037kN / m= 0.746kN / m活載：qky = 0.075kN / m風(fēng)載：迎風(fēng)面fkx = 0.0031KN / mfky= -0.0312kN / mfkx = 0.00259KN / mfky= 0.026kN / m背風(fēng)面：8輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書（a）對x-x軸荷載布置（b） 對y-y軸荷載布置圖3-5（1）恒載作用下對x-x軸：荷載布置形式圖3-6 恒載對x-x軸彎矩圖對y-y軸

14、：圖3-7恒載對y-y軸彎矩圖（2） 活載作用下對x-x軸：9輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書圖3-8 活載對x-x軸彎矩圖對y-y軸：圖3-9 活載對y-y軸彎矩圖（3）風(fēng)載作用下迎風(fēng)面：對x-x軸:圖3-10風(fēng)載對x-x軸彎矩對y-y軸:圖3-10風(fēng)載對y-y彎矩圖背風(fēng)面對x-x軸:10輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書圖3-11 風(fēng)載對x-x軸彎矩對y-y軸:圖3-12 風(fēng)載對y-y軸彎矩(4)截面彎矩組合如下表所示：由上表可知，控制截面C的彎矩為整個(gè)檁條的最不利彎矩，Mx=6.7KN.m,同理，可得My=0.167 5KN.m.2.初選截面檁條選用C型鋼。初選C160 70 20 3.0號C型鋼，自

15、重為5.719.81/1000=0.056kN/m其截面特性為：I= 46.71104 mm4I= 440.04 104 mm4yxW= 9350mm3W= 44000mm3yx11表3-1 截面彎矩組表(對x-x軸）截面恒載標(biāo) 準(zhǔn)值/KN.m活載標(biāo)準(zhǔn)值c迎風(fēng)面風(fēng)載 標(biāo)準(zhǔn)值/KN. m背風(fēng) 面風(fēng) 載標(biāo) 準(zhǔn)值/ KN.m1.2恒 載+1.4活載/KN.m1.2恒 載+1.4風(fēng)載/KN.m1.2恒載+1.4*0.9（活載+風(fēng)載）/KN.mC1.673.360.04-0.036.7042.066.288D1.252.52-0.020.025.0281.4724.65E1.252.52-0.020.0

16、25.0281.4724.65輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書ix = 77.8mm ，iy= 25.4mml0 x= 6000mm,l0 y = 3000mm3.3.2 截面驗(yàn)算計(jì)檁條自重后， gkx = 0.37 + 0.056 0.995 = 0.426kN / mgky = 0.037 + 0.056 0.099 = 0.043kN / mqkx= 0.746kN / mqky = 0.075kN / m（1）強(qiáng)度通過分析以上荷載組合計(jì)算可知，恒載、活載組合作用下的Mx 為最不利組合，故只需驗(yàn)算恒載、活載組合下的強(qiáng)度。、MyWnx= Wx ，Wny= Wy在恒載、活載組合作用下：M = 1.

17、2 0.426 62 / 8 +1.4 0.746 62 / 8 = 7.000kN mxM = (1.2 0.043 62 +1.4 0.075 62）/ 32 = 0.168kN myM y667.000 10+ 0.16810Mx= 153.8N/mm2 215N / mm2+=gxWxgyWy1.05 467101.2 12650故在恒載、活載組合作用下強(qiáng)度滿足要求。（2） 剛度荷載標(biāo)準(zhǔn)值： qk撓度：4= 0.426 + 0.746 = 1.172kN/m4v5ql51.172 6000l240= 21.9mm V = 30mm56l384EIx384 2.06 10 440.04

18、10故剛度滿足要求。綜上，所選檁條各項(xiàng)性能滿足要求，檁條設(shè)計(jì)完成。3.4 剛架設(shè)計(jì)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，剛架選用H型鋼，其中斜梁為窄翼緣型，柱為寬翼緣型。根據(jù)構(gòu)造要求，按照結(jié)構(gòu)輪廓尺寸初選鋼架截面，斜梁選為HN450x1200x8x12，柱選為HW400x400x13x21寬翼 緣H型鋼。3.4.1 剛架荷載布置所有鋼架選用等截面，故在進(jìn)行剛架設(shè)計(jì)時(shí)取中間部分的剛架進(jìn)行內(nèi)力分析，每個(gè)剛架所承受荷載大小為相鄰兩剛架間通過屋面板、墻面及檁條所傳遞到剛架上的荷載。（1）恒載：12輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書屋面自重及檁條自重等恒載是通過檁條作用于鋼架上的，故為集中力。按照檁條承受屋面板荷載并傳力，每側(cè)斜梁兩端

19、的兩根檁條所傳遞荷載為該檁條兩側(cè)間距之和一半屋面板上的分布荷 載值，而中間部分檁條所傳遞的荷載大小為兩檁條間屋面板上作用的荷載大小值。故恒載所產(chǎn) 生的荷載布置如下：屋檐處集中力大?。?F1 = 0.25 76 （0.2 +1.3 / 2) + 0.056 6 = 1.611kNF2 = 0.25 6 （1.5 / 2 +1.3 / 2）+ 0.056 6 = 2.436kN中間部分集中力大小： F3 = 0.25 6 1.5 + 0.056 6 = 2.586kN 屋脊處集中力大?。?F4 = F1 = 1.611KN 柱所承受的均布荷載： q = 0.25 6 = 1.5kN / m 其荷載

20、布置圖如下：圖3-13荷載布置圖內(nèi)力計(jì)算如下：桿端 1-桿端 2-單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩-1234-30.0240000-13.1553466-11.0635970-21.0239999-11.118559719.81332381.1063597111.1185597-0.00000000-66.711358746.0902389-66.7113587-21.0240000-11.0635970-13.1553466-30.0239999-11.1185597-1.10635970-19.813323811.1185597-66.711358746.0902389-66.7113587

21、-0.00000000-內(nèi)力圖如下：（a） 軸力圖13輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書（b）剪力圖(c)彎矩圖圖3-14恒載作用下內(nèi)力（2）活載屋檐處集中力大?。?Q1 = 0.5 6 （0.2 +1.3 / 2）= 2.55kNQ2 = 0.5 6 （0.51.5 +1.3 / 2）= 4.20kN中間部分集中力大小： Q3 = 0.5 6 1.5 = 4.5kN屋脊處集中力大?。?Q4 = Q1 = 2.55KN其荷載布置圖如下：14輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書圖3-15 荷載布置圖內(nèi)力計(jì)算如下：桿端 1-桿端 2-單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩-1234-36.1692407-22.722321

22、4-19.1367324-36.1317592-19.218726334.07740491.7822618419.21872940.00000000-115.31235879.2058351-115.312376-36.1692407-19.1107103-22.7185949-36.1317592-19.2187263-2.04248244-34.040109119.2187294-115.31235879.2058351-115.3123760.00000000-內(nèi)力圖如下：（a）軸力圖15輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書（b）剪力圖（c）彎矩圖圖3-16 活載作用下內(nèi)力（3）風(fēng)荷載迎風(fēng)面分布力

23、： q迎風(fēng)墻 = 0.35 6 0.8 = 1.68kN / mq背風(fēng)墻 = 0.35 6 0.5 = 1.05kN / m背風(fēng)面分布力：屋面板屋檐處：= 0.35 6 0.1（0.2 +1.3 / 2） 0.6 = 0.107kN= 0.35 6 （0.2 +1.3 / 2） 0.5 = 0.089kN= 0.35 6 （1.5 / 2 +1.3 / 2） 0.6 = 0.176kN= 0.35 6 （0.2 +1.3 / 2） 0.5 = 0.147kN= 0.35 6 1.5 0.6 0.1 = 0.189kNF1迎風(fēng) F1背風(fēng) F2迎風(fēng) F2背風(fēng)F3迎風(fēng)屋面板中間處：F3背風(fēng)= 0.3

24、5 6 1.5 0.5 0.1 = 0.158kNF1迎風(fēng)F1背風(fēng)= F4迎風(fēng) = 0.107KN= F4背風(fēng) = 0.089kN屋面板屋脊處：16輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書荷載布置如下圖所示：圖3-17 活荷載布置圖內(nèi)力計(jì)算如下表：桿端 1-桿端 2-單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩-1234-0.35855782-5.32599611-3.751140800.358557824.76329594-0.172253460.735444512.294704060.00000000-1.66022437-2.831069255.13177563-0.35855782-3.82249336-2.24

25、7638050.35855782-5.31670406-0.021918910.58510995-4.00529594-1.66022437-2.831069255.13177563-0.00000000-其內(nèi)力圖如下：（a）軸力圖（b）剪力圖17輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書（c）彎矩圖圖3-18 風(fēng)荷載作用下內(nèi)力3.4.2 剛架內(nèi)力組合與最不利截面（1） 控制截面選取如下：圖3-19 控制截面圖（2）控制截面內(nèi)力組合如下表18輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書表3-2 內(nèi)力組合值表19控制 截面內(nèi)力恒載活載風(fēng)載1.2恒載+1.4活載1.2恒載+1.4風(fēng)載1.2恒載+0.91.4（活載+風(fēng)載）AM0.0

26、000.0000.0000.0000.0000.000V-11.119-19.2194.763-40.249-6.675-31.557N-30.024-36.169-0.359-86.665-36.531-82.054BM-66.711-115.312-1.660-241.490-82.377-227.438V-11.119-19.219-5.317-40.249-20.787-44.258N-21.024-36.159-0.359-75.851-25.731-71.241CM-66.711-115.312-1.660-241.490-82.377-227.438V19.81334.077-0

27、.17271.48323.53566.496N-13.155-22.722-5.326-47.597-23.242-51.126DM20.81936.232-2.47375.70821.52167.519V10.64018.928-0.10639.26712.62036.484N-12.238-21.155-4.480-44.303-20.958-46.986EM46.09079.206-2.831166.19651.345151.541V-1.106-2.042-0.022-4.186-1.358-3.928N-11.064-19.110-3.822-40.031-18.628-42.171

28、FM46.09079.206-2.831166.19651.345151.541V1.1061.7820.7353.8222.3564.499N-11.064-19.137-3.751-40.069-18.528-42.116GM20.81936.0071.37775.39326.91172.087V-10.640-18.3680.700-38.483-11.788-35.030N-12.238-21.152-3.093-44.298-19.016-45.234HM-66.711-115.3125.132-241.490-72.868-218.880V-19.813-34.0400.585-7

29、1.432-22.957-65.929N-13.155-22.719-2.248-47.593-18.933-47.244IM-66.711-115.3125.132-241.490-72.868-218.880V11.11919.2192.29540.24916.55640.450N-21.024-36.1320.359-75.814-24.726-70.303JM0.0000.0000.0000.0000.0000.000V11.11919.219-4.00540.2497.73632.512N-30.024-36.1320.359-86.614-35.526-81.103輕型門式剛架結(jié)構(gòu)

30、設(shè)計(jì)計(jì)算書由上表可選取控制截面的控制內(nèi)力組合值對柱： M max = -241.49KN.m,V = -40.249KN , N = -75.851KNNmax = -86.665KN ,V = -40.249KN , M = 0對梁： M max = -241.49KN.m,V = 71.483KN , N = -47.597KNNmax = -51.126KN ,V = 66.496KN , M = -227.438KN.m3.4.3 按照所選截面進(jìn)行梁柱截面驗(yàn)算（1）梁的驗(yàn)算：梁選用 HN 450 200 812 型鋼截面特性：A = 84.95cm2 , m = 66.7kg / m，

31、i = 18.5cm,i = 4.31cmxyI = 29000cm4 , I = 1580cm4 ,W = 1300cm3 ,W = 159cm3xyxy荷載組合作用下最大內(nèi)力：M = 241.49KN / m, N = 47.597KN36N + M X = 47.597 10 + 241.49 10= 191.4N / mm2 f = 215N / mm21）強(qiáng)度：84.951021300 103AWnX故強(qiáng)度滿足要求；2）剛度：= 0.512 = 6000mm ，故lx = lox / ix = 6000 /185 = 32.4 l = 150lox= 1500 2 = 3000mm

32、，ly= loy / iy = 3000 / 43.1 = 69.6 l = 150loy故剛度滿足要求；3）整穩(wěn)：單向彎曲 彎矩作用平面內(nèi)：f y235235235l= 32.4 = 32.4查表得0.927x225= EA = 2.06 10 8495 = 13424KNNEX1.1l21.1 34.22x查表得bmx M xN+代入計(jì)算：jX AgxW1x (1 - 0.8N / NE X )3647.597 101.0 241.49 10= 183.5N / mm2 215N / mm2=+0.927 84951.051300 103 (1- 0.8 47.597 /13424)即平面

33、內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。 彎矩作用平面外ly = loy / iy = 3000 / 43.1 = 69.6 0.6j = 1.07 - 0.282 = 1.07 - 0.282 = 0.96bjb 2.72b M47.597 1031.0 241.49 106N+h txx =+1.0 代入計(jì)算：3jy AjbW1x0.751 84950.96 1300 10= 207.2N / mm2 f = 215N / mm2即平面外整體穩(wěn)定性滿足要求4）撓度 由軟件計(jì)算得知，剛架粱的最大組合撓度為101.09mm，未超出撓度限制133mm.綜上所述，斜梁強(qiáng)度、剛度及整體穩(wěn)定性、撓度均滿足要求。（2） 柱的驗(yàn)

34、算梁選用的為 HW 400 400 13 21型鋼A = 219.5cm2 , m = 172kg / m，i = 17.5cm,i = 10.1cmxy截面特性：I = 66900cm4 , I = 22400cm4 ,W = 3340cm3 ,W = 1120cm3xyxN -75.851KNyv=-40.249KN荷載組合作用下最大內(nèi)力：M=-241.49KNm75.851103241.49 106NM+ X =+gW219.51021.05 3340 1031) 強(qiáng)度 Anx X= 72.3N / mm2 f = 215N / mm2故強(qiáng)度滿足要求；2) 剛度：lox= loy = 0

35、.7 6000 = 4200mm故 lx = lox / ix = 4200 /175 = 24 l = 150ly = loy / iy = 4200 /101 = 41.58 l = 150故剛度滿足要求；3) 整穩(wěn)驗(yàn)算 彎矩作用平面內(nèi)整穩(wěn)：f y235235235l= 24 = 24查表得0.957x225 = EA = 2.06 10 219.5100 = 7043.5KNNEX1.1l21.1 242xbmx= 1.0查表得bmx M xN+代入計(jì)算：jX AgxW1x (1 - 0.8N / NE X )75.8511031.0 241.49 106=+0.957 219.5100

36、1.05 3340 103 (1- 0.8 75.851/ 7043.5)= 73.97N / mm2 215N / mm2 彎矩作用平面外21輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書ly = loy / iy = 4200 /101 = 41.58 1取j =1bbjb6.8775.8511031.0 241.49 106Nb M txx +h=+1.0 代入計(jì)算：jbW1x3jy A0.893 219.51001 3340 10= 76.17N / mm2 f = 215N / mm2綜上所述，鋼柱強(qiáng)度、剛度及整體穩(wěn)定性均滿足要求3.5節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算3.5.1 梁柱節(jié)點(diǎn)：采用螺栓端板豎板連接，根據(jù)構(gòu)

37、造要求，取端板厚度t=30mm，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)初選高強(qiáng) 摩擦型螺栓連接，接觸面采用噴砂處理（抗滑移系數(shù)=0.45），螺栓選用M22，10.9級（ P=190KN），共14個(gè)，兩排排列，按照構(gòu)造要求進(jìn)行布置，具體布置如下圖。圖3-20 梁柱節(jié)點(diǎn)布置圖22輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書梁柱兩個(gè)節(jié)點(diǎn)采用相同的連接方式，故選用組合內(nèi)力較大的1和2單元的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算，M=-241.49KNm N=-75.851KN V=-40.249KN（1）螺栓承載力計(jì)算：單個(gè)螺栓承載力Nb = 0.8P = 0.8190 = 152KNt63My1- N241.49 10 300- 75.85110N = 122.05K

38、Nt i2222myn4 (100 + 200 + 300)14= V= 40.249 = 2.87KNNvn14bN = 0.9nf m（P -1.25Nt）= 0.9 1 0.45（190 -1.25122.05）= 15.16KNvNtNv = 122.05 + 2.87+= 0.99 1NbNb15215.16tv（2）凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算：取螺栓孔徑比螺栓桿徑大2mm，則An = (330 - 2 24) 30 = 8460mm 對于摩擦型V = V(1- 0.5n1 / n) = 40.249 (1- 0.5 2 /14) = 37.37KN2s = V 3= 37.37 10= 4.4

39、2N / mm2 f = 205N / mm2An8460凈截面強(qiáng)度滿足要求。（3）端板厚度驗(yàn)算：6ef Nt / bf =6 75122.051000 / 330 210 = 28.15mm t=30mm,端板厚度滿足要求。（4）梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪力驗(yàn)算：6M241.49 10= 54.21N / mm2 f = 120N / mm2 ，節(jié)點(diǎn)域的剪力滿足要求t =vdbdctc450 330 30。（5）腹板強(qiáng)度驗(yàn)算。翼緣內(nèi)第二排一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值為:63My2N241.49 10 20075.85110Nt 2 =-=2-= 80.83KN222myin4 (100 + 200 + 30

40、0)14Nt 2 = 80.83KN 0.4P = 76KN18083022Nt 2 e= 13 68.5 = 90.76N / mm f = 205N / mmtw w滿足要求，不需設(shè)置加勁肋。3.5.2 梁梁節(jié)點(diǎn)：同樣采取螺栓端板豎版連接，螺栓選為M22，10.9級（P=190KN），10個(gè)兩排排列，同樣23輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書按構(gòu)造要求布置如下圖。圖3-21 梁梁節(jié)點(diǎn)布置圖兩斜梁相接處組合內(nèi)力較大值M=166.196KNm N=-40.031KN（1）螺栓承載力計(jì)算： 單個(gè)螺栓承載力V=-4.186KNNb = 0.8P = 0.8190 = 152KNt63My1- N = 16

41、6.196 10 300 - 40.03110= 106.8KN Nb = 152KNN =tty2n4 (1502 + 3002 )m10iN = 0.9nf m（P -1.25Nt）= 0.9 1 0.45（190 -1.25106.80）= 22.88KNbv= V= 4.186 = 0.419KNNvn10NtNv = 106.80 + 0.419 = 0.72 1+NbNb15222.88tv螺栓承載力滿足要求。（2）凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算：取螺栓孔徑比螺栓桿徑大2mm2An = (250 - 2 24) 30 = 6060mmV = V(1- 0.5n1 / n) = 4.186 (1-

42、0.5 2 /10) = 3.77KN3s = V = 3.77 10= 0.62N / mm2 f = 205N / mm2An6060由于剪力較小，故不需進(jìn)行毛截面強(qiáng)度驗(yàn)算。（3）端板厚度驗(yàn)算：6ef Nt / bf =6 75106.80 1000 /250 210 = 29.01mm t = 30mm端板厚度滿足要求。（4）梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪力驗(yàn)算：24輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書6M166.196 10= 49.24N / mm2 f = 120N / mm2t =vdbdctc450 250 30節(jié)點(diǎn)域的剪力滿足要求。（5）腹板強(qiáng)度驗(yàn)算。翼緣內(nèi)第二排一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值為:63My2N166.196 10 15040.03110Nt 2 =-=2-= 51.40KN22myin4 (150 + 300 )10Nt 2 = 51.4KN 0.4P = 76KN15140022Nt 2 e= 90.49N / mm f = 205N / mmt71 8w w滿足要求，不需設(shè)置加勁肋。3.6 柱腳設(shè)計(jì)l考慮柱的自重，三種荷載組合作用下，兩個(gè)柱腳的最不利內(nèi)力為：M = 0,V = -40.249KN ,