轻钢门式刚架设计

轻钢门式刚架厂房设计

1 设计资料

某单跨车间，跨度21m ，柱距6m ，总长90m ，设有两台A5工作级别轿式吊车。一台5t ，一台10t 。吊车采用大连重工起重集团有限公司DQQD 型吊车，轨顶标高6.6m 。设计使用年限50年，结构安全等级为二级，建筑耐火等级三级，地基基础设计等级为丙级。不考虑抗震设防。

厂房围护结构系统采用太空板屋面及墙面，塑钢窗。室内外高差0.3m 。

厂房所在地的地面粗糙度为B 类，基本风压20/70.0m kN w =，组合值系6.0=ψc ；基本雪压20/5.0m kN s =，组合值系数6.0=ψc 。

基础持力层为粉土，粘粒含量8.0=c ρ，地基承载力特征值2/180m kN f ak =，埋深-1.8m ，基底以上土的加权平均重度3/17m kN m =γ，基底以下土的重度3/18m kN m =γ，地基基础的设计等级为丙级。

2 方案设计

2.1平面布置

一、柱网布置与定位轴线

厂房总长度为90m<300m ，无需设伸缩缝。除房屋端部外，刚架柱柱距采用6m ，横向定位轴线与刚架柱形心轴重合；端部刚架柱形心轴与横向定位轴线相距600m 。山墙等距离布置4根抗风柱，间距4.2m 。

纵向定位轴线之间的距离为21m 。假定刚架柱截面高度为700mm ，采用非封闭结合，取D=260mm ，则刚架柱内皮至纵向定位周线的距离=700mm ；查书后附表A.1、5t ，10t 吊车，吊车跨度m m m l l k 50.1975.02212=⨯-=-=λ，吊车轮中心线至轿身外缘的距离=230mm 。

吊车架外缘与刚架柱内皮的净空尺寸：

mm mm mm mm mm B B B 8080)700230(260750)(312≥=+-+=+-=λ满足要求。 结构平面布置如图1所示。

二、柱间支撑布置

因设有吊车，柱间支撑采用型钢，布置在中部⑧，⑨轴线之间，上，下柱分层设置；另在房屋两端设置屋盖横向水平支撑的开间增设上柱支撑，如图２所示。

三、屋盖布置

屋盖采用有檩体系，檩条水平间距1.5m。

在房屋两端第一开间和柱间支撑对应的开间布置屋盖横向水平支撑。水平支撑的水平杆由檩条代替；斜杆采用圆钢。无横向水平支撑的区段在刚架柱顶和屋脊处设置纵向水平系杆，其中柱顶纵向水平系杆用檩条替代，两侧用撑杆相连。

檩条跨中设置一道Φ12直拉条，檐口和屋脊处设置斜拉条和撑杆，撑杆外套Φ322钢管。

刚架梁两端负弯矩区段设置两道隅撑。

屋盖布置如图3所示。

2.2 构件选型与截面尺寸的估算 一、刚架

刚架柱采用焊接工字型等截面柱。刚架柱等截面高度一般取柱高的1/25~1/12，现初步选mm c 700h =，相当于14/0H 。

因跨度一般，采用等截面焊接工字形刚架梁。刚架梁截面高度一般取跨度的1/45~1/30，现取=700mm ，相当于。屋面坡度取1：10，α。

二、吊车梁及轨道

吊车梁跨度与柱距相同，为6m ；吊车跨度m l k 5.19=；一台5t ，一台10t 的A5工作级别吊车。查书后附表B.3，中间跨选用GDLM6-2B ，边跨选用GDLM6-2Z 。钢轨型号38kg/m 。吊车梁截面高度600mm ，上翼缘宽度300mm ，下翼缘宽度220mm ，腹板厚度6mm ，翼缘板厚度14mm ，质量507kg 。

檩条和墙架均采用C 形冷弯薄壁型钢。

2.3剖面设计

轨顶标志标高6.6m ，吊车梁高（加垫板）600mm+20mm=620mm ，轨道高度200mm 。取牛腿顶标高5.7m ，则轨顶实际标高m m m m H A 52.62.062.07.5=++=，与标志标高相差小于±200mm ，满足要求。

查书后附表 A.1，吊车轨顶至桥架顶面的高度m B 876.1H =，刚架截面高度

mm h b 700=，桥架顶面至刚架梁底面的空隙距离应满足

。柱顶标高不小于

m m m m m h H H H H b C B 399.971.5cos /7.03.0876.152.6cos /A =+++=+++= α，

取9.6m ，符合300的模数。

3刚架结构分析

3.1 计算简图

一、结构形式与周线尺寸

横向刚架取一个开间6m 宽作为计算单元。横梁与立柱刚接，立柱与基础铰接，结构形式如图所示。

横梁计算跨度取立柱截面形心线之间的距离，

mm mm mm mm D h l l c 2082026027002100020=⨯+-=+-=。

横梁坡高mm mm l f 104171.5tan 10410tan 5.00=⨯==

α；

坡长mm mm l s 1046271.5cos /10410cos /5.00=== α。

立柱计算高度取基础顶面到横梁截面形心线之间的距离，设基础顶面标高为-0.5m ，则

m m m m h H H b 80.971.5cos /35.05.06.9cos /5.0)5.0(0=-+=---= α

基础顶面到牛腿顶面的高度m m m H l 2.6)5.0(7.5=--=。

二、梁柱截面特征

刚架梁、柱截面初步选用2013400700⨯⨯⨯焊接工字型截面，

3

6

3

6

4

8

492310067.1,1017.6,1013.21016.2;132********.24mm

W mm W mm I mm I mm t mm t mm h mm A y x y x f w ⨯=⨯=⨯=⨯====⨯=、、、

3.2 荷载计算

横向刚架的荷载包括永久荷载、屋面可变荷载、风荷载和吊车荷载。

一．永久荷载

永久荷载包括屋面（屋面板、檩条及支撑）重量、刚架自重、墙面重量、吊车梁及轨道重量。其中刚架梁自重以线分布荷载的形式作用于横梁，由檩条传来的屋面重量也近似看成