钢结构厂房计算书.docx

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1、V设计资料1.1厂房信息该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m,柱顶高度5.1m,共8幅刚架，柱距6.3m,屋面坡度1/10,柱底较接。窗高出柱脚1.5m,尺寸为1.5x3m,每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个(居中)，尺寸为3.3x4.5m。1.2材料刚架构件截面采用等截面焊接工字形。钢材采用Q235B,焊条E43型。1. 3屋面及墙面材料屋面及墙面均为带IOOmm厚岩棉夹层的双层压型钢板；楝条(墙梁)采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。1.4 自然条件抗震设防烈度为6度(不考虑地震作用)。地面粗糙度系数按C类。二、结构布置该厂房跨度12m,柱距6叫共8幅刚架，所以厂房纵向

2、长度6.3(8-1)=44.1m,由于纵向温度区段不大于300m.横向温度区段不大于150m,因此不用设置伸缩缝。柱间支撑宜布置在温度区段的中部，以减小纵向温度应力的影响。并在屋盖相应部位设置楝条、拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向水平支撑。由于无吊车，且柱高V柱距，因此柱间支撑不用分层布置。结构布置图见附录1.5 截面尺寸确定(1)焊接工字型截面尺寸：截面高度h以IOmm为模数；截面宽度b以5mm为模数，但工程中经常以IOmm为模数；腹板厚度t可取4mm、5mm、6mm,大于6mm.以2为模数；翼缘厚度t6f,以2mn为模数，且大于腹板厚度。(2)工字型截面的高厚比(hb)

3、：通常取hb=25;梁与柱采取端板竖放连接时，该梁端hb6.5o(3)等截面梁的截面高度一般取跨度的1/401/30,即30OmIn40Onin1。综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面H型钢30030010152.3. 2截面几何特性构件名称截面A(mm2)Ix104mmIy104mmWx103mmiXmmiymmWy103mm梁11850202306750135013175.5450柱11850202306750135013175.5450三、荷载计算荷载计算简图3.4 荷载取值计算(1)屋面不可变荷载标准值(按水平投影面)：05kNf(包括构件自重)；(2)屋面可变荷载标准值(按水平投影面

4、)：0.4kNm2;(3)基本雪压S=0.35kNm2;对于单跨双坡屋面，屋面坡度=5.71,UZ=1O雪荷载标准箱SSIIZ=O.35kNnfvO.4kNf,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为0.4kNmt未考虑积灰荷载。(4)基本风压：0.35kNf0按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定计算，基本风压3=10X0.35=0.3675kN12,地面粗糙度系数按C类。风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范的规定采用，当高度小于IOm时，按IOm高度处的数值采用，HZ=O.74。风荷载体型系数us,迎风面柱及屋面分别为+0.80和-0.60,背风面柱及屋面分别为-0.50和-0.50。-0.54.

5、 2荷载标准值计算(1)屋面恒荷载标准值：0.5X6.3=3.15kNm(2)屋面活荷载标准值：0.4X6.3=2.52kN/m风荷载标准值：qq105sz咒X柱距迎风面：柱上q=1.050.80.740.36756.3=1.44kN/m横梁上q=-1.050.60.740.36756.3=-1.08kN/m背风面：柱上q=-105X0.50.740.36756.3=-0.90kNm横梁上q=-1.050.50.740.3675X6.3=-0.90kNm荷载简图如下所余：四、内力计算及组合4.4 刚架内力计算注：剪力图：表示方向”；轴力图：拉为正，压为负。(1)在不可变荷载作用下内力图M图（单

6、位kNm）N图(单位kN)(2)在可变荷载作用下内力图V图（单位kN）N图（单位kN）在风荷载作用下内力图（左风）M图弹位kNm)N图（单位kN）（4）在风荷载作用下内力图（右风）V图（单位kN）5. 2荷载组合该结构只考虑承受屋面不可变荷载、屋面可变荷载、风荷载，所以进行刚架内力分析时，所需考虑的荷载效应组合主要有：(1) 12X不可变荷载+14Xmax可变荷载，雪荷载；(2) 12X不可变荷载+14X风荷载；(3) 1.2X不可变荷载+0.851.4(不可变荷载+风荷载)4.3内力组合根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底(I-1)、柱顶(2-2

7、)、梁支座(3-3)、梁跨中(4-4)等截面。控制截面的内力组合主要有：最大轴压力NmaX和同时出现的M及V较大值。最大弯矩MmaX和同时出现的N及V较大值。鉴于轻型门式刚架自重较轻，锚栓在强风下可能受到拔起力，需考虑组合。最小轴压力Nmin和同时出现的M及V较大值，出现在不可变荷载和风荷载共同作用下，当柱脚较接时M=Oo截面内力恒荷载活荷载风荷载1.2不可变+1.4可变荷载1.2不可变+1.4风荷载1.2不可变+1.4*0.85（可变+风荷载）1-1M000000N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.538.37-13.362.21-3.35

8、2-2M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-39.42N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.531.03-13.36-6.69-10.963-3M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-35.67N-7.52-6.011.89-17.74-8.26-13.93V18.2414.59-8.5543.04-35.8029.084-4M24.4219.53-7.9857.62-43.7643.05N-5.64-4.511.89-13.31-10.16-9.89V-0.56-0.45-2.04-1.32-3.

9、23-3.64各情况下的截面内力值及组合值由上表可知，各控制截面的内力为：柱底截面：M=0,N=-44.60kN,V=-13.36kN柱顶截面：M=-68.16kNmN=44.6OkNV=-13.36kN梁支座截面：M=-68.16kNmN=-17.74kNV=43.04kN梁跨中截面：M=57.62kNmN=-13.31kNV=-3.64kN五、刚架梁、柱的截面及稳定验算5.1 构件的宽厚比验算翼缘部分：bt=14515=9.6715235fy=15,满足；腹板部分：ht=27010=27250235fy=250,满足。5.2 刚架梁的验算(1)梁的抗剪验算梁支座V=43.04kN查书可知k

10、=5.34梁支座处腹板的平均切应力：=二&%二15.94Nh270x10所以/=a/1=红Mp一=0.320.8,满足；37j1y23Sfy3734235235故V=htf=270IOX125=337.5kN40.04kN,满足。dwwv梁跨中V=-3.64kN查表可知k=5.34梁跨中腹板的平均切应力：T=_=3640=.35N27010所以*=_2ZO=0.320.8,满足37kry235y37jS34j235235故V=htf=27010125=337.5kN3.64kN,满足。dwwv综上所述：梁的抗剪强度满足要求。(2)有效宽度验算梁支座处：M=-68.16kNmN=-17.74kN

11、V=43.04kN=1+2=17.74x10.3j.68.16106X135=15045.55aa1185020230104所以q=47.05N/mm2f=-44.05Nmm2=4405=0.936147.05Q=1=22.35ftJ(I分0.112(1侑(1B)入P=270/10=0.09568.16kNm,满足。a118S0(3)整体性验算当斜梁不超过1:5时，因为轴力很小可以把构件当做压弯构件计算，由于该厂房的坡度为1:10,因此可以不进行稳定性验算。5.3刚架柱的验算(1)抗剪验算柱顶：柱的内力V=13.36kN查书可知k=5.34柱顶腹板的平均切应力：=95Nm2h270101a.=

12、zWtw=2?WAg=O3213.36kN,满足。dwwv柱底：柱的内力V=13.36kN查书可知k5.34柱底腹板的平均切应力：=里”二4.95Ni2hxxx27010ftar=-=27。/丫一=C4CA.满足；37Jkr/235y375,34235235V=htf=270IOX125=337.5kN13.36kN,满足。dwwv所以柱的抗剪强度满足要求。(2)有效宽度验算柱顶M=-68.16kNmN=-44.60kNV=-13.36kN=1二二44.60x10368.16X106X135=3.7645.55aa.1185020230x104所以=49.31Nm10.112(1俏(IA)入P=W=2*0=0.10268.16kNm,满足。a11850(3)整体性验算平面内稳定性验算：柱的计算长度一端钱接一端固定计算长度系数=0.7所以，柱的计算长度I=5100X0.7=357OmmO取八二3570_=27.25b类截面查表得(P=O.9421131X二二68i6io