單層單跨門式剛架廠房設計書

單層單跨門式剛架廠房設計書一、設計資料1.該車間庫房采納單層單跨門式剛架，無吊車無振動。廠房跨度24m，總長度90m，柱距6m，檐高8m，屋面坡度1/10。屋面資料為壓型鋼板，墻面資料為彩鋼板。彩板天溝。柱腳為鉸接。2.資料采納Q235B鋼材。基礎混凝土為C20混凝土（fc=12.5kN/mm2)3..荷載：恒載：0.5活載：0.3風載：基本風壓0.55地面粗拙度B類，荷載體形系數(shù)為二、結構平面部署及支撐部署該車間庫房長度90m，跨度24m，柱距6m，共有16榀剛架，因為縱向溫度區(qū)段不大于300m、橫向溫度區(qū)段不大于150m，所以不用設置伸縮縫。檁條間距為1.5m。車間庫房長度>60m，所以在車間第二開間和中部設置屋蓋橫向水平支撐；并在屋蓋相應部位設置檁條、斜拉條、拉條和撐桿；同時應當在與屋蓋橫向水平支撐相對應的柱間設置柱間支撐，因為柱高<柱距，所以柱間支撐不用分層部署。（部署圖詳見施工圖1）三、設計荷載取一榀剛架進行剖析，柱腳采納鉸接，剛架梁和柱采納等截面設計。車間庫房檐高8m，屋面坡度為1：10。獲得剛架計算模型以下列圖：門式剛架計算模型計算模型及風荷載體形系數(shù)荷載選用恒載：0.5活載：0.3風載：基本風壓0.55荷載工況：荷載組合（1）1.2恒載+1.4活載（2）1.0恒載+1.4風載（3）1.2恒載+1.4活載風載各工況力：恒載作用下的力計算（1）恒載作用（先不考慮自重）qq3.01kN/mcos系數(shù)：l243,f112hI20.663h8h0.15,RsI18u3k(3)4.136850.5294u得：VAVBql3.6kN2HAHBql12.33kN8MMql2114.64kNm8M5ql2(1(1))84.88kNm8（2）活載作用VAVBql21.7kN2HAHBql8.62kN82MMql868.93kNmM5ql2(1(1))51.05kNm83）風載作用下的力計算:以左風為例能夠等效于以下六個圖：求得系數(shù)：f11,f20ff8u(43)0.02k0.663,0.15,u4.136HA}qf(1){2.02kNHB21.94kNVAVBqf1(2hf1)1.221kN2lMqfh(1){16.16kNm1}M2215.52kNmM5qfh[(1)(1)]0.83kNm22laq3.3kN/m,a,0.52l1(85)161(850.15)0.13216u4.136VAql(2)13.3240.5(20.5)29.7kN22VAql21240.529.9kN23.32HAHBql13.32430.1327.84kN44M1M2ql213.32420.13263.73kNm44M5ql2[2(1)]13.3242[0.52(10.15)0.132]46.66kNm44k0.663,0.15,u4.1361)5k]1[6(20.15)50.663}]0.98[6(244.1364uHAqh(11)0.8288(1110.98)5kN2222HBqh(11)0.8288(1110.98)1.62kN2222M1ql221)0.8288210.98)13.51kNm(14(14M2ql22)0.8288210.98)12.98kNm(114(14M5ql22(1)]0.82882[(1(10.15)0.98)1.68kNm4[14VAVBqh120.828821.1kN2l2241,0,ff11.2m,q2.148kN/m(43)0.158(430.15)0.028u4.136VAVBqhHA2qhHB2

qf1(2hf1)(281.2)0.79kN2l224(12.1481.2(10.02)1.26kN)2(12.1481.2(10.02)1.31kN)2M1

qfh

(1)(10.02)10.10kNm2qfh

22.1481.28M2M5

2qfh2

(1)2(10.98)10.52kNm[(1)(1)]8[0.15(10.5)(10.15)0.02]0.54kNm22q2.148kN/m,0.5,0.132VBqf(2)12.148240.5(20.5)19.33kN2l2qf210.52VA2.148246.44kN2l2HAHBql12430.1325.11kN42.1484M1M2ql22.1482420.13240.83kNm44ql2M5[2(1)]2.148242[0.52(10.15)0.132]30.37kNm44k0.663,0.15,u4.136,1,q1.818kN/m1[6(2)5k]41[6(20.15)50.663}]0.984u4.136HAqh1)1.8188110.98)3.56kN(122(122HBqh(112)1.8188(1110.98)10.98kN222M1ql22(11)1.8188210.98)28,51kNm44(1M2ql22(11)1.8188210.98)29.67kNm44(1M5ql22)]1.818824[1(14[(1(10.15)0.98)3.69kNmVAVBqh121.818822.42kN2l224風荷載力爭組協(xié)力截面尺寸初選：梁柱都采納H型型鋼h一般?。?/30-1/45）,取h=600mm,暫取H:600300810IxWIyWyiy面積xix(106mm2)(104mm3)(106mm2)(104mm3)（mm2)(mm)(mm)梁H:60030081010640652217453024742.3柱H:60030081010640652217453024742.3EA2.06108106401062.19106kN,EIx2.0610865210610121.34105kNm21）截面形式及尺寸初選：梁柱都采納焊接的H型鋼梁的截面高度h一般取(1/301/45)l,故取梁截面高度為600mm；暫取H:600300810，截面尺寸見圖所示柱的截面采納與梁同樣2）力組合(因為恒載和活載對于結構豎向對稱，因此風荷載只需考慮一個方向作用，風荷載只惹起剪力不一樣，而剪力不起控制作用)按承載能力極限狀態(tài)進行力剖析，需要進行以下可能的組合：1.2恒載效應+1.4活載效應②1.0恒載效應+1.4風載效應③1.2恒載效應+1.4活載效應風載效應取四個控制截面：以下列圖：各狀況作用下的截面力截面Ⅰ－ⅠⅡ－ⅡⅢ－ⅢⅣ－Ⅳ力組合值

力恒載活載左風M000N-36.12-21.7239.23Q-14.33-8.6220.75M-114.64-68.93139.68N-36.12-21.7239.23Q-14.33-8.6214.13M-114.64-68.93137.68N-17.85-10.7417.96Q34.5120.75-37.63M84.8851.05-73.65N-17.85-10.7417.96Q-1.43-0.862.168截面力1.2恒＋1.4活1.0恒+1.4風1.2恒1.4活風M000Ⅰ－ⅠN-73.7518.8-40.8Q-29.2614.72-11.83M-234.0778.11-118.42Ⅱ－ⅡN-73.7518.80-25.43Q-29.625.45-17.75M-234.0778.11-118.42Ⅲ－ⅢN-36.467.3-21.37M173.33-18.32111.46Ⅳ－ⅣN-36.467.30-21.37Q-2.921.60-1.103）截面驗算控制力組合項目有：Mmax與相應的N，V(以最大正彎矩控制)②Mmax與相應的N，V(以最大負彎矩控制)③Nmax與相應的M，V(以最大軸力控制)④Nmin與相應的M，V(以最小軸力控制)所以以上力組合值，各截面的控制力為：1-1截面的控制力為M0，N73.75kN，Q29.26kN2-2截面的控制力為M234.07kNm，N58.38kN，Q29.62kN3-3截面的控制力為M234.07kNm，N36.46kN，Q70.46kN4-4截面的控制力為M173.33kNm，N36.46kN，Q2.92kNA：剛架柱驗算：剛架柱平面計算長度：（依據(jù)冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)）I1I2從K/K查表得出=2.94K=，K=Hl，H0x82.9423.52m平面外計算長度：考慮壓型鋼板墻面與墻梁密切連結，起到應力蒙皮作用，與柱連結的墻梁可作為柱平面外的支承點，但為了安全起見計算長度按柱高考慮，即H0Y8000mm2352095，y8000123.17247.564.91（1）強度驗算正截面驗算（珠子以正應力為主）max}NMy{114.6kN/mm22minAIx100.8kN/mm2）整體穩(wěn)固性驗算剛架柱平面內穩(wěn)固性驗算x95180b類截面，由《鋼結構設計規(guī)范》附表C-2查得，x0.588'2EA3.1422.0610510640mx1.0,則NEx(1.1x2)(1.1952)2183kN,NmxMx73.751031.0234.07106xAx[10.8(N/NEx')]Wx0.588106401.05217104(10.873.75)2183116.8N/mm2fd知足要求。剛架柱平面外穩(wěn)固性驗算：f/235123.17b類截面，由《鋼結構設計規(guī)范》查得，y0.420tx12123.1721.071.07b440000.725則N44000txMx16.45148.6165N/mm2fd知足要求。yAbWpx3）局部穩(wěn)固驗算構件局部穩(wěn)固驗算是經(jīng)過限制板件的寬厚比來實現(xiàn)的。柱翼緣b3008214.6152351523515（知足要求）t10fy235②柱腹板hw6002073250235250235250（知足要求）tw8fy235B：剛架梁驗算：取3-3截面力M234.07kN?M，N36.46kN，Q70.46kN（1）強度驗算正應力：NM110.6kN/mm2fd2A{103.8kN/mm2215N/mmWx剪應力：V6.6N/mm2fvd125N/mm2A折算應力：62B2111.2N/mm2fd215N/mm22)穩(wěn)固性驗算剛架梁平面內穩(wěn)固驗算驗算方法與柱平面內的穩(wěn)固驗算同樣，因為N梁N柱，M梁=M柱，因此能夠知足要求。剛架梁平面外穩(wěn)固驗算一般剛架平面外穩(wěn)固靠支撐來保證，考慮檁條處設置隅撐則橫梁成為平面外1.5m支撐的壓彎構件，取此中一段計算。1500由y=23及b類截面查《鋼結構設計規(guī)范》得，y0.96064.952因為有端彎矩與橫梁荷載，取1.0，則b1.07y1.06取1.tx44000進而NtxMx3.54107.2110.7N/mm2fd知足要求。yAbWpx平面外穩(wěn)固知足要求3）局部穩(wěn)固驗算構件局部穩(wěn)固驗算是經(jīng)過限制板件的寬厚比來實現(xiàn)的。柱翼緣b3008214.6152351523515（知足要求）10tfy235④柱腹板hw6002073250235250235250（知足要求）tw8fy235變截面驗算依據(jù)實質狀況，為節(jié)儉鋼材，就梁柱界面改為變截面。以下列圖：○1號界面驗算：1-1截面：M0kNm,N73.75kN.2-2截面：M234.07kNm,N58.38kN.強度驗算：1-1截面：節(jié)點段端有效寬度驗算：1.0,1N73.751032A82408.9N/mm164K222因為1f,計算p時能夠用rR12hwtwp0.6<0.8K28.1故○1號界面所有有效，=8.9N/mm2<fd2-2截面1}NM2A{2W2同理求P1，界面有效，1fd,2<fd,能夠。穩(wěn)固驗算：由《技術規(guī)程》求得：柱小頭IcD=1.4108mm4,大頭IcL6.52108mm4,Aco=8290柱線剛度K11.75104mm3r1=d11=60015,r2d210.5,0.25d2100d0從《技術規(guī)程》附錄D.01-2得深=0.48梁線剛度K2Ib028698mm3245則K1,Ic00.215，查表知ur1.395K20.19Ic1l0xurl01.395811.2由此，進行壓彎的整體穩(wěn)固驗算NtxM118N/mm2fd215N/mm2xA(1N0)We1N'Ex0柱平面外穩(wěn)固：取4000,考慮墻梁作用，IylymmyA23同理得，y0.960，柱楔形率r0.5t1N0.75(N)20.99N'ExN'Ex2近似取1.07y1.06>1,取by=1.0by44000得N0+tM1=176.4N/mm2<fdyAe0byWe1故，知足要求。位移驗算：（1）剛柱極點側移：H0.67W,W(12)h(0.8281.818)821.168kNH0.6721.16814.183kN,1,Ic6.523108mm4uHh3(2)1421)13.51mmh106.7mm12EIc122.061056.52310875（2）剛架極點，撓度：=MMdx=36.86mmEIx[]l（知足）96mm>260四、節(jié)點設計：（1）梁柱節(jié)點設計：梁柱節(jié)點形式見下列圖：螺栓N1234.070.336.462(0.320.2220.1120.1120.2120.292)14118.13N2234.070.2236.4685.940.581614N3234.070.1136.4641.670.581614N436.462.6014N5234.07(0.11)36.4646.870.581614N6234.07(0.21)36.4687.120.581614N7234.07(0.29)36.46119.320.581614Nv0.9nfu(P1.25Ni)0.910.4[71551.25(118.1385.9441.672.646.8787.12119.32)395.14V70.46端板一、3efNmaxt13.87mmbf二、efeN214.44mmt取16mmt[eb2ef(efe)f節(jié)點域I=1.2M1.2234.07106=590580=102.60<fv=125dbdctc8端板螺栓處腹板強度驗算N285.940.4P0.415562kNN285.94103141N/mm2f215mm2ewtw768所以，知足條件。連結處采納以下組協(xié)力值：M335.33KN?M，N64.30KN，Q115.40KN（使螺栓受壓）采納摩擦型高強螺栓，采納10.9級M24螺栓，預壓力P=225kN摩擦面采納噴砂的辦理方法，摩擦系數(shù)u=0.45,螺栓承受拉力為：第一排：N1My1N64.30yi2n4(0.13220.21220.3722）10第二排：N2My2N64.30yi2n4(0.13220.21220.3722）10第三排：N3My3N464.30yi2n(0.13220.21220.3722）10，其抗拉承載力為：[Ntb]0.8P0.8225180kN，知足要求。Ntbde2ftb21.182/4500/4176.2kN螺栓群的抗剪力(M24螺栓)（下邊三排不計外加壓力，只考慮預壓力）Vb0.9f(P1.25Nt)2[0.90.45(2251.25148.94)0.90.45(2251.2582.11)0.90.45(2251.2548.70)0.90.452256]810.26kN115.40kN端板厚確立：第一排螺栓端板厚：t6efNt668148.94103，bf40020527.2mm第二排螺栓端板厚：t6efewNt6689782.11103，[ewb2ef(efew)]f[97400268(6897)]205第三排螺栓端板厚：t3ewNt39748.7010322.5，(0.5aew)f(0.58097)205mm采納端板厚t28mm。端部腹板設置加勁肋，增強腹板強度，詳見施工圖2）梁梁節(jié)點設計：梁梁節(jié)點形式見下列圖：節(jié)點說明梁柱截面為HN600300810,剛性連結，梁端焊端板。采納8:8級M24摩擦高強羅算連接，026。摩擦面噴砂辦理。u0.4