輕型門式鋼架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書修改

1、輕型門式鋼架課程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)資料某單層工業(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(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，f 310N / mm2， fv 180N / mm2，基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號C30,2fc 14.3N /mm，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。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、.2荷載取值計(jì)算:(1) 屋蓋永久荷載標(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)1.23kN, m2kN ., m2 kN ., m2 kN. m2 kN m2(2)屋面活載和雪載0.302KN / m。(3)輕質(zhì)墻面及柱自重標(biāo)準(zhǔn)值0.502KN /m(4)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓：0 1.05 0.50 0.525kN / m根據(jù)地面粗糙度類別為 B類，查得風(fēng)荷載高度變化系數(shù):當(dāng)高度小于10m時(shí)，按10m高度處的數(shù)值采用,z=1.0 o風(fēng)荷載體型系數(shù)s :迎風(fēng)柱及屋面分別為+0.257.42kN/mcos3.00kN/m和1.0，背風(fēng)面柱及屋面分別為0.55和0.65

3、 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：1.23 6柱身恒載：0.50 6Hi(2) 屋面活載屋面活載雪載0.30 61cos1.81kN/m(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k z s 0計(jì)算，z查表h 10m，取1.0 ,值如圖1.2所示。(地面粗糙度 B類)2迎風(fēng)面 側(cè)面 k 0.25 1.0 1.05 0.500.131kN/m2，q10.131 60.79kN/m屋頂k1.001.01.050.50背風(fēng)面?zhèn)让?k0.551.01.050.50屋頂k0.651.01.050.500.525kN /m2，q20.52563.15kN /m0.289

4、kN /m2，q30.28961.73kN / m0.341kN /m2，q40.34162.05kN /m三、內(nèi)力計(jì)算根據(jù)各個(gè)計(jì)算簡圖，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“T”；軸力圖：拉為正，壓為負(fù)。3.1恒載作用（標(biāo)準(zhǔn)值）下，計(jì)算簡圖及內(nèi)力值：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)算簡圖及內(nèi)力值：風(fēng)荷載作用下剪力圖風(fēng)荷載作用下彎矩圖由對稱性可知，右風(fēng)作用下，鋼架的內(nèi)力圖與上述各圖分別對稱，可不做分析四、內(nèi)力組合選

5、取荷載組合（1.2x恒載+1.4X活載+1.4X0.6X風(fēng)載）對構(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CM232.8056.79-78.09293.27N-

6、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(1/30 1/45 ) 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。截面截面名稱面 積(mni)l X10 mmW._4 310 mml Y10 mmWY10 mmi xmmi ymm柱H800X 300 X 10X 14161201681420634232363梁H800X 300 X 10X 141612016814206342323638 6 6EA 2.

7、06 1016120 103.32 10 kNElx 2.06 108 1681 106 10 123.46 105kN?m25.2構(gòu)件驗(yàn)算：(1 )構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算翼緣部分：b(30010)/210.3615235/ fy12.4tf14腹板部分：血8002 1477.2250.235/fy206tw10(2) 平面內(nèi)計(jì)算長度IcIrIrH12.06111.10, 0負(fù)當(dāng)1.15H0x 11 1.15 12.66m平面外長度計(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)，但為了安全起見計(jì)算長度按兩個(gè)強(qiáng)梁間距考慮，即H0y 11000/2 550

8、0mm1266032339.2, y55006387.3(3) 剛架柱的驗(yàn)算A.柱有效截面特征M 274.74kN?m,N103.48kN,Q25.63kNmaxminN 凹呻8 103 274.74 呼 6.42 65.41A Wx16120420 10471.8358.99N /mm2max minmax71.83 58.9971.831.82由于考慮屈曲后強(qiáng)度58.9971.830.82hekp則71.8377271.83 58.99424.17mm16(1)2 0.112(1)2119.63hw 心772/1028.1 k 235/fy 28.119.63 ,235/18.151,截面

9、全部有效。0.17 0.8B.抗剪驗(yàn)算柱截面的最大剪力是 Vmax=25.63kN，考慮到僅有支座加勁肋，ifs入 二亠 1.08，0.8 s 1.08 1.4，所以 f； 1 0.64( $ 0.8)仁 0.8208，梁37 5.34 235的抗剪承載力設(shè)計(jì)值 V 0.8208hwtw fv 0.8208 772 10 180 1140.58kN Vmax，滿足要求。彎剪壓共同作用下的驗(yàn)算：因?yàn)閂0.5Vu，按公式M M； Me NWe/Ae進(jìn)行驗(yàn)算，其中 Me We f 420 104 215 10 6 903kN mM； Me NWe/ Ae 903 103.48 903/1612089

10、7.2kN ?m 274.74kN ?m,滿足要求。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)算長度系數(shù)01.05。剛架柱的計(jì)算長度x lox/ix39.2 v =150，b類截面，查表得0.901N Ex0EA206 161201.11.1 39.22kN19389.5kN,mx1.0N_二AmxMxW1x(1xNb1430800.901 161201.0 274.74 106420 103(1 0.901143.08 )19389.5)289.38N/mm22f 310N /mm，滿足要求

11、。b. 剛架柱作用平面外的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算計(jì)算長度ly 5500mm。對等截面構(gòu)件，0,s w 1， y 87.3，b類截面，查表得y =0.6434320 A he42Sy0t0235by2。Wx0 iw4.4hfy24320 16120*77287.3 14 ,235、1 ()87.32 420 104 .4.4 772345=1.730.6y 1.07.282/ by0.9061.01.0N eX 00.75N eX00.975tMWE1 by2112.4N /mmY Ae0143.081030.643 161202310N / mm，哼4 106 n /mm2420 1041.730.9

12、75滿足要求d 驗(yàn)算剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移Ic Ib tIcl/Ibh 24000/11000 2.18剛架柱頂?shù)刃搅Γ篐 0.67 (q qw3)h 0.67 (0.79 1.73) 11 18.57 kNHh12EI(2t)18.57 103 11000312 206 103 168100 104(2 2.18) 24.86mm h/60 183mm(4) 剛架梁的驗(yàn)算A. 梁有效截面特征M 399.44kN?m,N83.62kN,Q 269.65kN83B2 103 39944 106 5.19 95.10maxmin AWx16120420 10410029 N/mm289.91

13、max min0max100.29 89.91100.291.90由于考慮屈曲后強(qiáng)度89.91hc16)2 0.112(1hw /tw)2 121.51772/1028.1 k 235/fy1,截面全部有效。28.121.5235/18.150.160.820.901100.29772406.32mm1.90B. 抗剪驗(yàn)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Vu 0.8208hwtw fv 0.8208 772 10 180 1140.58kN Vmax，滿足要求。彎剪壓共同作用下的驗(yàn)算：因?yàn)閂 0.5Vu，按公式M M； Me NWe/Ae

14、進(jìn)行驗(yàn)算，其中 Me We f 420 104 215 10 6 903kN mM； Me NWe / Ae 903 103.48 903/16120897.2kN ?m 399.44kN ? m,滿足要求。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)算長度取橫梁長度l0x=12060mm x lox / ix 37.340.6287.3 14235x1 (一)4.4 772345六、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M30高強(qiáng)摩擦型螺栓連接，如下圖所示。構(gòu)

15、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 m30014-M30H800X 300X10X144-H800X 300X10X14(b)70 80 80 70t 1 1914t14t150150(a)剛架柱與剛架梁的連接節(jié)點(diǎn)螺栓抗拉承載力驗(yàn)算:b 0.8P284kN399.44 0.5583.622yi n4 (0.3120.4620.552)1484.04kNNtb 284kN螺栓抗剪承載力驗(yàn)算:N：0.9nf P 0.9 1 0.50 355159.75kN Nv翌型

16、 5.97kN，滿足要求。14最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉承載力驗(yàn)算:NvNt5.97Nb Ntb159.750.332841,滿足要求。B. 端板厚度驗(yàn)算端板厚度取t 20mm，按二邊支撐端板外伸計(jì)算.ewb6efewNt2ef(ef ew)f36 60 73 84.04 1073 300 2 60 (60 73) 31013.71m m,滿足要求。M 399.44 106dbdctc776 776 10C. 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算66.33 N / mm2180N / mm2,節(jié)點(diǎn)域剪應(yīng)力滿足要求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:Nt2My 2Nyin399.4

17、4 0.462224 0.312 0.462 0.5521469.3KN0.4 P 142kN取 Nt2 142kNNt2142 10373 10194.5N/mm2310N/mm2，滿足要求。(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 mH800X300X10X1470 . 80 . 80 , 704+4十j 14十300150 N最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉承載力

18、驗(yàn)算：38.78103.88kN，滿足要求。NvNtN：Ntb3.88105.73159.752840.40 1,滿足要求。B.端板厚度驗(yàn)算端板厚度取t 20mm，按二邊支撐端板外伸計(jì)算 ：15.39m m，滿足要求。6efewNt6 60 73 105.73 103ewb 2ef (ef ew)f73 300 2 60 (60 73) 310C. 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算Mdbdctc293.27 106776 776 1048.7N / mm2180N/mm2,節(jié)點(diǎn)域剪應(yīng)力滿足要求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:My 2N293.27 0.3138.78 . - -_N t2222kN 69.9 KN 0.4P142kNyin40.310.4610取 Nt2 142kNNt2142103194.5N/mm2310N/mm2，滿足要求。ew tw7310(3)柱腳設(shè)計(jì)2 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， fc=9.6 N / mma.柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下：N 143.08kN，V 21.33k