輕型門式鋼架課程設計計算書

-.z.一、設計資料*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1/10。屋面及墻面板均為彩色鋼板，內填充保溫層，考慮經(jīng)濟、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，，，根底混凝土標號C30，，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檁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榀剛架進展分析，柱腳采用鉸接，剛架梁和柱采用等截面設計。2.2荷載取值計算：〔1〕屋蓋永久荷載標準值彩色鋼板0.40保溫層0.60檁條0.08鋼架梁自重0.15合計1.23〔2〕屋面活載和雪載0.30?！?〕輕質墻面及柱自重標準值0.50〔4〕風荷載標準值根本風壓：。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10時，按10高度處的數(shù)值采用，=1.0。風荷載體型系數(shù)：迎風柱及屋面分別為＋0.25和－1.0，背風面柱及屋面分別為－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：標準值：柱身恒載：〔2〕屋面活載屋面活載雪載〔3〕風荷載以左吹風為例計算，右吹風同理計算，根據(jù)公式計算，查表，取1.0，取值如圖1.2所示?！驳孛娲植诙菳類〕迎風面?zhèn)让妫蓓?，背風面?zhèn)让妫蓓敚?、內力計算根?jù)各個計算簡圖，用構造力學求解器計算，得構造在各種荷載作用下的內力圖如下：注：剪力圖："+〞表示方向"→〞；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、內力組合選取荷載組合〔1.2*恒載+1.4*活載+1.4*0.6*風載〕對構件內力值進展驗算，如下表所示截面內力恒載活載左風組合值柱端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-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〔1/30—1/45〕L，故取梁截面高度為800mm；暫取梁截面尺寸為H800*300*10*14，如下列圖所示，柱的截面采用與梁一樣。截面截面名稱面積〔mm2〕I*106mm4W*104mm3IY106mm4WY104mm3i*mmiYmm柱H800×300×10×14161201681420634232363梁H800×300×10×141612016814206342323635.2構件驗算：〔1〕構件寬厚比驗算(2)平面內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嚴密連接，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〔3〕剛架柱的驗算A．柱有效截面特征B.抗剪驗算柱截面的最大剪力是=25.63kN，考慮到僅有支座加勁肋，，，所以，梁的抗剪承載力設計值，滿足要求。彎剪壓共同作用下的驗算：因為，按公式進展驗算，其中C.整體穩(wěn)定驗算構件的最大內力：N=143.08kN，M=274.74kN·ma.剛架柱平面內的整體穩(wěn)定性驗算剛架柱高H=11000mm，柱的計算長度系數(shù)。剛架柱的計算長度39.2<[]=150，b類截面，查表得。,，滿足要求。b.剛架柱作用平面外的整體穩(wěn)定性驗算計算長度。對等截面構件，，b類截面，查表得=0.643。=1.73>0.6d．驗算剛架在風荷載作用下的側移，剛架柱頂?shù)刃搅Γ骸?〕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=83.62kN，考慮到僅有支座加勁肋，由于是等截面，同理得，滿足要求。彎剪壓共同作用下的驗算：因為，按公式進展驗算，其中C.整體穩(wěn)定驗算構件的最大內力：N=-83.62kN，M=-399.44kN·ma.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=12060mm，37.34<[]=150，b類截面，查表得。,，滿足要求。b.剛架梁作用平面外的整體穩(wěn)定性驗算計算長度。對等截面構件，，b類截面，查表得=0.643。=1.73>0.6六、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：N=-83.62kN，V=269.65kN，M=399.44kN·m。〔a〕〔b〕剛架柱與剛架梁的連接節(jié)點螺栓抗拉承載力驗算：螺栓抗剪承載力驗算：>，滿足要求。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，按二邊支撐端板外伸計算:C.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：取〔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〕〔b〕梁梁連接節(jié)點螺栓抗拉承載力驗算：螺栓抗剪承載力驗算：>，滿足要求。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，按二邊支撐端板外伸計算:C.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：取〔3〕柱腳設計剛架柱與根底鉸接，采用平板式鉸接柱腳。