輕型門式鋼架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

-.z.一、設(shè)計(jì)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(zhǎng)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，，，根底混凝土標(biāo)號(hào)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(jì)算模型及風(fēng)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(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)展分析，柱腳采用鉸接，剛架梁和柱采用等截面設(shè)計(jì)。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)1.23〔2〕屋面活載和雪載0.30。〔3〕輕質(zhì)墻面及柱自重標(biāo)準(zhǔn)值0.50〔4〕風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值根本風(fēng)壓：。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10時(shí)，按10高度處的數(shù)值采用，=1.0。風(fēng)荷載體型系數(shù)：迎風(fēng)柱及屋面分別為＋0.25和－1.0，背風(fēng)面柱及屋面分別為－0.55和－0.65。2.3各局部作用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算〔1〕屋面荷載：標(biāo)準(zhǔn)值：柱身恒載：〔2〕屋面活載屋面活載雪載〔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)公式計(jì)算，查表，取1.0，取值如圖1.2所示?！驳孛娲植诙菳類〕迎風(fēng)面?zhèn)让?，屋頂，背風(fēng)面?zhèn)让?，屋頂，三、?nèi)力計(jì)算根據(jù)各個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖，用構(gòu)造力學(xué)求解器計(jì)算，得構(gòu)造在各種荷載作用下的內(nèi)力圖如下：注：剪力圖："+〞表示方向"→〞；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(jiǎn)圖及內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)值)下，計(jì)算簡(jiǎn)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(jiǎn)圖及內(nèi)力值：風(fēng)荷載作用下軸力圖風(fēng)荷載作用下剪力圖風(fēng)荷載作用下彎矩圖由對(duì)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(duì)稱，可不做分析。四、內(nèi)力組合選取荷載組合〔1.2*恒載+1.4*活載+1.4*0.6*風(fēng)載〕對(duì)構(gòu)件內(nèi)力值進(jìn)展驗(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-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(gòu)件驗(yàn)算：〔1〕構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算(2)平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度平面外長(zhǎng)度計(jì)算系數(shù)：考慮壓型鋼板墻面與強(qiáng)梁嚴(yán)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)，但為了平安起見(jiàn)計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)強(qiáng)梁間距考慮，即〔3〕剛架柱的驗(yàn)算A．柱有效截面特征B.抗剪驗(yàn)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(shè)計(jì)值，滿足要求。彎剪壓共同作用下的驗(yàn)算：因?yàn)?，按公式進(jìn)展驗(yàn)算，其中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(zhǎng)度系數(shù)。剛架柱的計(jì)算長(zhǎng)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(yàn)算計(jì)算長(zhǎng)度。對(duì)等截面構(gòu)件，，b類截面，查表得=0.643。=1.73>0.6d．驗(yàn)算剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移，剛架柱頂?shù)刃搅Γ骸?〕剛架梁的驗(yàn)算A．梁有效截面特征B.抗剪驗(yàn)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(yàn)算：因?yàn)椋垂竭M(jìn)展驗(yàn)算，其中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(zhǎng)度取橫梁長(zhǎng)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(yàn)算計(jì)算長(zhǎng)度。對(duì)等截面構(gòu)件，，b類截面，查表得=0.643。=1.73>0.6六、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(jí)M30高強(qiáng)摩擦型螺栓連接，如下列圖所示。構(gòu)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·m?！瞐〕〔b〕剛架柱與剛架梁的連接節(jié)點(diǎn)螺栓抗拉承載力驗(yàn)算：螺栓抗剪承載力驗(yàn)算：>，滿足要求。最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉承載力驗(yàn)算：B.端板厚度驗(yàn)算端板厚度取，按二邊支撐端板外伸計(jì)算:C.梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算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：取〔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(jí)M30高強(qiáng)摩擦型螺栓連接，如下列圖所示。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·m〔a〕〔b〕梁梁連接節(jié)點(diǎn)螺栓抗拉承載力驗(yàn)算：螺栓抗剪承載力驗(yàn)算：>，滿足要求。最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉承載力驗(yàn)算：B.端板厚度驗(yàn)算端板厚度取，按二邊支撐端板外伸計(jì)算:C.梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算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：取〔3〕柱腳設(shè)計(jì)剛架柱與根底鉸接，采用平板式鉸接柱腳。