门式钢架课程设计算例
轻型门式钢架设计实例
2 2
2
16 2 2
2
4。
因 1 f ，计算参数 p 可用 R 1 1.116.5 18.15 N/mm2 代替 f y ，则
p
hw t w 28.1 K 235 f y 28.75 0.143 0.8 28.1 4 235 18.15
-270.0 -39.6 -80.4
六、构件截面验算
（一）宽厚比验算 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002（以下 简称技术规程）第 6.1.1 条规定验算。 翼缘板自由外伸宽厚比
（200 8） /2 9.6 15 235 f y 12.4 ，满足规程限值要求。 10
96.6 103 1.0 270106 225 283.0 310 96 . 6 0 . 581 5840 4 1 0 . 581 24664 10 W e1 1727
（b）刚架柱平面外的整体稳定性验算 考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱相 连的墙梁可作为柱平面外的支撑点， 计算时按常规墙梁隅撑间距考虑， 取 l y 3000mm。 楔形柱平面外稳定验算：
所以有效宽度系数 1 ，即此时 1 号节点端截面全部有效，
1 N A f 310N/mm
2
V12 39.6 Vd hwt w f v (250 2 10) 8 125103 230kN
1 号节点端截面强度满足要求。
2 号节点端：
1 N A M We 80.4 103 / 7440 270106 225 24664104 217.9 （N/mm ）
门式刚架梁柱分析设计实例
门式刚架梁柱分析设计实例：图1所示单跨门式刚架，柱为楔形柱，梁为等截面梁，截面尺寸及刚架几何尺寸如图所示，材料为Q235B.F 。
已知楔形柱大头截面的内力： M 1=198.3KN.m ，N 1=64.5kN ，V 1=27.3kN ；柱小头截面内力：N 0=85.8kN ，V 0=31.6kN 。
试验算该刚架柱的整体稳定是否满足设计要求。
图1 刚架几何尺寸及梁柱截面尺寸（a ）刚架几何尺寸；（b ）梁、柱大头截面尺寸；（c ）柱小头截面尺寸[解]：（1）计算截面几何特性：刚架梁及楔形柱大头、小头截面的毛截面几何特性计算结果见表1-1刚架梁、柱毛截面几何特性 （2）楔形柱腹板的有效宽度计算 ① 大头截面：腹板边缘的最大应力23461/8.1566800105.641040375300103.198mm N =⨯+⨯⨯⨯=σ 23462/9.1376800105.641040375300103.198mm N -=⨯+⨯⨯⨯-=σ 腹板边缘正应力比值879.08.1569.13712-=-==σσβ 腹板在正应力作用下的凸曲系数()()()βββσ++-++=11112.011622k()()()879.01879.01112.0879.011622-+++-==21与板件受弯、受压有关的系数 )/(2351.28/1σγλσρR ww k t h =66.0)8.156087.1/(235211.286/600=⨯⨯⨯=≤0.8大头截面腹板全部有效。
②小头截面： 腹板压应力 2100/6.17488085800mm N A N ===σ ,1=β 0.4202162=++=σk24.0)6.17087.1/(23541.286/280=⨯⨯⨯=ρλ< 0. 8, ρ=1,故小头截面腹板全截面有效。
⑶楔形柱的计算长度柱的线刚度 5479773681040375411=⨯==h I K e 梁的线刚度 170656.118291210403752402=⨯⨯⨯==s I K b ψK 2/K 1=17065/54797=0.3119.010407351077334410=⨯⨯=c c I I查表得柱的计算长度系数γμ=1.22柱平面内的计算长度γμ=ox l h=1.22×7368=8986mm柱平面外的计算长度根据柱间支撑的布置情况取其几何高度的一半mm l oy 3684=⑷楔形柱的强度计算柱腹板上不设加劲肋，k τ =5.34,偏于安全地按最大宽度计算17.134.5376/600/23537/=⨯==yww w f k t h τλ腹板屈曲后抗剪强度设计值2/4.95125)]8.017.1(64.01[)]8.0(64.01[mm N f f v w v =⨯-⨯-=--='λ柱腹板抗剪承载力设计值kN f t h V v w w d 4.343104.9566003=⨯⨯⨯='=-V 1=27.3kN < 0.5V d366611110680010311.15.641021510311.1/⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=-e e e N eA NW M M=269.4kN.m M=198.3kN.m < N e M柱大头截面强度无问题，小头截面积虽小，但弯矩为零，强度也无问题。
门式刚架设计实例
门式刚架设计实例(总27页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--轻型门式刚架——计算原理和设计实例 <9>来源：发布时间：06-06 编辑：段文雁二、设计实例一1 设计资料门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。
刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc= N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。
2 荷载取值静载：为 kN/m2；活载： kN/m2 ；雪载： kN/m2；风载：基本风压W0= kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图：图3-41 风载体型系数示意图3 荷载组合(1). 恒载 + 活载(2). 恒载 + 风载(3). 恒载 + 活载+ × 风载(4). 恒载+× 活载 + 风载4 内力计算（1）计算模型图3-42 计算模型示意图（2）工况荷载取用恒载活载左风右风图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图各单元信息如下表：表3-5 单元信息表单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4)1 Z250~450x160x8x10 5700 973974 82 L450x180x8x10 9045 7040 974 227283 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值图3-44 梁柱截面示意简图（3）计算结果刚架梁柱的M、N、Q见下图所示：图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图选取荷载效应组合：（恒载 + 活载）情况下的构件内力值进行验算。
组合内力数值如下表所示：表3-6 组合内力表单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M12345构件截面验算根据协会规程第条进行板件最大宽厚比验算。
轻型门式钢架课程设计计算书
一、设计资料某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。
屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，钢材采用Q345钢，2/310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2/3.14mm N f c =，焊条采用E50型。
刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布置草图，钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。
刚架平面布置图屋面檩条布置图柱间支撑布置草图计算模型及风荷载体形系数二、荷载计算2.1 计算模型的选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。
2.2 荷载取值计算：（1） 屋盖永久荷载标准值彩色钢板 0.40 2kNm保温层 0.60 2kN m 檩条 0.08 2kN m 钢架梁自重 0.15 2kN m 合计 1.23 2kN m （2） 屋面活载和雪载 0.30 2/KN m 。
（3） 轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2/KN m（4） 风荷载标准值基本风压：m kN /525.050.005.10=⨯=ω。
根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。
风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。
2.3 各部分作用的荷载标准值计算（1） 屋面荷载：标 准 值： m kN /42.7cos 1623.1=⨯⨯θ柱身恒载： m kN /00.3650.0=⨯（2） 屋面活载屋面活载雪载m kN /81.1cos 1630.0=⨯⨯θ（3） 风荷载以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，sμ取值如图1.2所示。
YJK门式刚架设计
YJK门式刚架设计用户例题展示：例题：单跨双坡门式刚架1.设计条件刚架跨度30m，柱高6m，柱距6m，屋面坡度1/10，柱网及平面布置见图，刚架形式及几何尺寸见图，屋面及墙面为压型钢板复合板。
檩条及墙梁为薄壁卷边C型钢，檩条间距1.5m，钢材采用Q345钢。
2.荷载（1）永久荷载标准值(水平投影)屋面板及保温屋0.35 KN/m2檩条、拉条、支撑等0.05 KN/m2悬挂设备及照明灯0.10 KN/m2合计0.5KN/m2;（2）可变荷载标准值屋面活荷0.5KN/m2（3）风荷载标准值基本风压值0.5KN/m2;地面粗糙度系数按B类取值；风荷载高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。
当高度小雨10m时按10m高度处的数值采用，；风荷载体型系数按荷载规范表8.3.1取用。
3.构件设计（1）门式刚柱、门式刚梁根据门规宽厚比、高厚比要求选用截面分别为：变截面柱H600~400x300x8x12, 门式刚梁分成三段截面分别为：变截面H600~400x300x8x12,等截面H400x300x8x12, 变截面H400~600x300x8x12;（2）压型钢板厚度0.6mm。
（3）檩条选用C型薄壁卷边槽钢，檩条间距1.5m，（4）屋面支撑系统：水平交叉支撑采用（5）边跨及屋脊系杆采用圆钢管（6）柱间交叉支撑采用角钢L80x6；（7）抗风柱截面为H400x250x8x10.一：建模型采用普通建模方式1：布置网格2：布置门式刚柱、门式刚梁（1）变截面边柱要根据柱外皮位置来定义垂直边（2）由于工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，可以填写偏轴偏心来实现，并在支撑布置以及边跨系杆布置时也要考虑偏心；也可以不考虑柱偏心避免建模的繁琐，使两边跨轴线向屋脊线各移动H（小头）/2，轴线跨度减小400即可。
如下轴线网格：3：布置柱间支撑及抗风柱4：布置屋面系杆、交叉支撑5：点高找坡使用三点点高时首先要选择三点来确定一个面，然后选择在这个面上的构件。
门式刚架结构设计_例题
门式刚架结构设计1 设计资料单跨双坡门式刚架轻钢厂房长度60m ，柱距6m ，刚架跨度24m ，屋面坡度为1：10。
刚架柱在柱高一半处设有侧向支撑。
屋面采用双层压型钢板复合保温板，屋面檩条间距为3m，在每根檩条位置处都有隅撑与梁下翼缘相连。
柱脚采用铰接柱脚。
梁柱节点连接采用高强度螺栓连接(摩擦型)，材质采用Q235B。
截面：梁为焊接等截面梁:H ‐600×300×8×12 翼缘为轧制边柱为焊接工字形截面(变截面) H ‐(600‐300)×300×8×12 翼缘为轧制边 荷载条件(标准值)：雪荷载：0.402m kN 基本风压：0.652m kN 积灰荷载：0.32m kN 屋面活荷载：0.502m kN双层压型钢板复合保温板：0.202m kN 檩条及支撑重：0.152m kN轻质墙面(包括墙骨架等)：0.202m kN 。
图1 刚架简图2 荷载计算(1) 恒载刚架梁：双层压型钢板复合保温板：0.20×6=1.2 m kN檩条及支撑重：0.15×6=0.9 m kN梁自重： 0.92m kN合计：刚架梁上荷载：3.02 m kN柱：轻质墙面(包括墙骨架等)：0.20×6=1.2 m kN自重(取柱中间截面计算)：0.828m kN合计：2.028 m kN(2) 活荷载屋面活荷载标准值为0.502m kN ，刚架受荷面积为24×6=1442m ＞602m ，所以屋面活荷载标准值取为0.302m kN (规程3.2.2条) 。
雪荷载为0.402m kN ，计算时取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取0.402m kN 计算。
屋面活荷载和雪荷载中的较大值：0.4×6=2.4 m kN积灰荷载：0.3×6=1.8 m kN(3) 风荷载风荷载体型系数s μ按《门规》封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用，体系系数图2风荷载体型系数见图2 。
《钢结构设计》（门式刚架）课程设计指导书范文
《钢结构设计》（门式刚架）课程设计指导书范文第一篇：《钢结构设计》(门式刚架)课程设计指导书范文《钢结构设计》课程设计指导书（门式刚架）土木工程与建筑学院《钢结构设计》课程设计指导书绪言课程设计目的要求课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。
要求学生通过《钢结构设计》课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。
要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。
《钢结构设计》课程设计题目一、设计题目某24m跨度厂房的门式刚架设计，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面）。
二、设计任务1、选择钢屋架的材料；2、柱网及屋面结构布置（包括支撑体系布置）；3、门式刚架选型；4、确定门式刚架梁、柱截面形式，并初估截面尺寸；5、钢屋盖及支撑的布置；6、钢屋架的结构设计；7、绘制门式刚架施工图及材料表。
三、设计资料建造于某市的轻工厂房，建筑面积1500m2厂房平面及剖面如图所示，据生产要求无吊车，屋面采用0.6mm厚镀锌压型彩涂板，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面），柱梁节点处为构造加腋（视为刚接，计算时可不考虑加腋之影响），柱与基础为铰接，拟在刚架平面外设柱间支撑及檩条端部隅撑，在a,b点分别提供柱梁的侧向支撑点，设计时考虑积灰荷载0.4kN/m2，该地区的基本雪压为0.5kN/m2, 基本风压为0.5kN/m2，轻质屋面，屋面活荷载取0.4kN/m2。
檩条及支撑重0.2kN/m2，刚架斜梁自重0.2kN/m2；轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）0.7kN/m2。
刚架简图及其风荷载体型系数（a）平面图（b）刚架简图（c）刚架风荷载体型系数门式刚架设计计算一、材料选择刚架结构中所采用的钢材应符合国标要求，一般采用Q235钢或Q345钢，Q345钢多用于刚架斜梁与柱，但当构件是以变形控制时应慎用。
门式刚架课程设计
《房屋钢结构》门式钢架课程设计姓名：杜修磊学号：20110380班级：2011级土木3班指导教师：张杰2014年12月一、题目要求现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t 中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m 。
设计参数：1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年；2、基本风压为2/4.0m kN （50年一遇），B 类粗糙度；3、基本雪压为2/35.0m kN （50年一遇）；4、屋面恒载为2/3.0m kN ，屋面活载为2/5.0m kN ；5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II 类，抗震设防类别为丙类；6、基础顶面标高为0.000m 。
结构布置形式如图所示：二、输入参数工程名: 01************ PK11.EXE *****************日期:12/18/2014时间: 20:12:44设计主要依据:《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010);《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002，2012年版);结果输出---- 总信息----结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构设计规范: 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算结构重要性系数: 1.00节点总数: 9柱数: 4梁数: 4支座约束数: 2标准截面总数: 5活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置风荷载计算信息: 计算风荷载钢材: Q235梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算恒载作用下柱的轴向变形: 考虑梁柱自重计算增大系数: 1.20基础计算信息: 不计算基础梁刚度增大系数: 1.00钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.85门式刚架梁平面内的整体稳定性: 按压弯构件验算钢结构受拉柱容许长细比: 400钢结构受压柱容许长细比: 180钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180柱顶容许水平位移/柱高: l / 180地震作用计算: 计算水平地震作用计算振型数： 3地震烈度：7.00场地土类别：Ⅱ类附加重量节点数：0设计地震分组：第一组周期折减系数:0.80地震力计算方法：振型分解法结构阻尼比：0.050按GB50011-2010 地震效应增大系数1.000窄行输出全部内容三、柱强度、稳定、配筋计算钢柱 1截面类型=16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 13.07, Ly=5.50; 长细比：λx=52.1, λy=99.2构件长度= 5.50; 计算长度系数: Ux=2.38 Uy=1.00抗震等级: 三级截面参数: B1=250, B2=250, H=600, Tw=6, T1=10, T2=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:123,M=-148.31,N=98.89,M=-74.58,N= -93.62考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.483抗剪强度计算控制组合号:123,V=-43.30抗剪强度计算应力比 =0.126平面内稳定计算最大应力对应组合号:77,M=-67.25, N=281.33,M=-127.35,N= -276.05平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =113.21平面内稳定计算最大应力比 =0.527平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =150.69平面外稳定计算最大应力比 =0.701门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] =250.00翼缘容许宽厚比 [B/T] =15.00考虑屈曲后强度强度计算应力比= 0.483 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.126 < 1.0平面内稳定计算最大应力 < f=215.00平面外稳定计算最大应力 < f=215.00腹板高厚比 H0/TW=96.67 <[H0/TW]=250.00翼缘宽厚比 B/T=12.20 < [B/T]=15.00压杆,平面内长细比λ=52. ≤ [λ]=180压杆,平面外长细比λ=99.≤ [λ]=180构件重量 (Kg)=366.12四、梁强度、稳定、配筋计算1、钢梁 1截面类型=27; 布置角度=0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1=250, B2=250, H1=600, H2=450 T1=6 T2=10 T3=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -28.81 -25.67 -26.71 -27.17 -27.06 -27.11 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 144.94 117.73 97.98 78.91 60.52 43.08 32.58 考虑屈曲后强度强度计算应力比 =0.457抗剪强度计算应力比 = 0.144平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) = 91.79平面内稳定计算最大应力比 =0.427平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 88.55平面外稳定计算最大应力比 = 0.412考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.457 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.144 < 1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 84.17 < [H0/TW]= 250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 < [B/T] = 15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 -0.02 0.07 0.25 0.51 0.81 1.14最大挠度值 = 1.14 最大挠度/梁跨度 = 1/7910斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.28变形后斜梁坡度改变率 = 0.027<1/3构件重量 (Kg)=190.052、钢梁 3截面类型= 27; 布置角度= 0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1= 250, B2= 250, H1=450, H2=600 T1=6 T2=10 T3=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -76.34 -76.03 -73.78 -65.87 -52.31 -34.94 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7 弯矩 0.00 0.05 3.26 7.03 11.35 16.23 32.58考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.279抗剪强度计算应力比 = 0.097平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) =56.33平面内稳定计算最大应力比 =0.262平面外稳定最大应力(N/mm*mm) =54.20平面外稳定计算最大应力比 =0.252考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.279<1.0抗剪强度计算应力比 = 0.097<1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 80.00 <[H0/TW]=250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 <[B/T] =15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 1.75 2.80 3.16 2.89 2.14 1.14最大挠度值 =3.16 最大挠度/梁跨度 = 1/ 2866斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.32变形后斜梁坡度改变率 = 0.031<1/3构件重量 (Kg)= 373.00五、各种荷载组合模式下的验算1、风荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.580(mm) = H / 20952、地震荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.934(mm) = H /19073、梁的(恒+活)最大挠度:梁( 4), 挠跨比 = 1 /28664、风载作用下柱顶最大水平位移:H/2095< 柱顶位移容许值: H/1805、地震作用下柱顶最大水平位移:H/1907< 柱顶位移容许值: H/1806、梁的(恒+活)最大挠跨比:1/2866< 梁的容许挠跨比: 1/180所有钢柱的总重量 (Kg)=999所有钢梁的总重量 (Kg)=1126钢梁与钢柱重量之和 (Kg)=2125-----PK11 计算结束-----。
门式钢架设计实例（带计算书）
门式钢架设计实例（带计算书）门式刚架⼚房设计计算书门式刚架⼚房设计计算书⼀、设计资料该⼚房采⽤单跨双坡门式刚架，⼚房跨度21m ，长度90m ，柱距9m ，檐⾼7.5m ，屋⾯坡度1/10。
刚架为等截⾯的梁、柱，柱脚为铰接。
材料采⽤Q235钢材，焊条采⽤E43型。
22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋⾯和墙⾯采⽤厚夹芯板，底⾯和外⾯⼆层采⽤厚镀锌彩板，锌板厚度为275/gm ；檩条采⽤⾼强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度f ，镀锌厚度为。
(不考虑墙⾯⾃重)⾃然条件：基本风压：20.5/O W KN m =，基本雪压20.3/KN m 地⾯粗糙度B 类⼆、结构平⾯柱⽹及⽀撑布置该⼚房长度90m ，跨度21m ，柱距9m ，共有11榀刚架，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。
檩条间距为1.5m 。
⼚房长度>60m ，因此在⼚房第⼆开间和中部设置屋盖横向⽔平⽀撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向⽔平⽀撑相对应的柱间设置柱间⽀撑，由于柱⾼<柱距，因此柱间⽀撑不⽤分层布置。
（布置图详见施⼯图）三、荷载的计算1、计算模型选取取⼀榀刚架进⾏分析，柱脚采⽤铰接，刚架梁和柱采⽤等截⾯设计。
⼚房檐⾼7.5m ，考虑到檩条和梁截⾯⾃⾝⾼度，近似取柱⾼为7.2m ；屋⾯坡度为1：10。
因此得到刚架计算模型：2.荷载取值屋⾯⾃重：屋⾯板：0.182/KN m 檩条⽀撑：0.152/KN m 横梁⾃重：0.152/KN m 总计：0.482/KN m 屋⾯雪荷载：0.32/KN m屋⾯活荷载：0.52/KN m （与雪荷载不同时考虑）柱⾃重：0.352/KN m风载：基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作⽤荷载：（1）屋⾯荷载：标准值： 10.489 4.30/cos KN M θ=柱⾝恒载：0.359 3.15/KN M ?=kn/m（2）屋⾯活载屋⾯雪荷载⼩于屋⾯活荷载，取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ=（3）风荷载010 1.0k z s z s h m ωµµωµµ=≤ 以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式计算:根据查表，取，根据门式刚架的设计规范，取下图：（地⾯粗糙度B 类）风载体形系数⽰意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=??==?==-??=-=-?=-=-??=-=-?=-=-??k k k k 迎风⾯侧⾯，屋顶，背风⾯侧⾯，屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-?=-，荷载如下图：kn/m4.内⼒计算：（1）截⾯形式及尺⼨初选：梁柱都采⽤焊接的H型钢68:梁的截⾯⾼度h⼀般取(1/301/45)l,故取梁截⾯⾼度为600mm；暂取H600300，截⾯尺⼨见图所⽰柱的截⾯采⽤与梁相同截⾯截⾯名称长度()mm⾯积2()mmx I 64(10)mm ?x W 43(10)mm ?y I 64(10)mm ?y W 43(10)mm ?x i柱 60030068H7200 9472 520 173 36 24234 61.6 梁60030068H10552 9472520 173 36 24234 61.68668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --==?=?=??（2）截⾯内⼒：根据各个计算简图，⽤结构⼒学求解器计算，得结构在各种荷载作⽤下的内计算项⽬计算简图及内⼒值(M 、N 、Q) 备注恒载作⽤恒载下弯矩恒载下剪⼒弯矩图剪⼒图“+” →轴⼒图(拉为正，压为负)恒载下轴⼒（忽略柱⾃重）活荷载作⽤活荷载(标准值) 弯矩图弯矩图活荷载作⽤活荷载(标准值)剪⼒图活荷载(标准值)轴⼒图剪⼒图“+”→轴⼒图(拉为正，压为负)作⽤风荷载(标准值)弯矩图.弯矩图剪⼒图“+”风荷载(标准值)剪⼒图风荷载(标准值)轴⼒图→轴⼒图(拉为正，压为负)向作⽤，风荷载只引起剪⼒不同，⽽剪⼒不起控制作⽤)按承载能⼒极限状态进⾏内⼒分析，需要进⾏以下可能的组合：① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}取四个控制截⾯：如下图：各情况作⽤下的截⾯内⼒截⾯内⼒恒载活载左风Ⅰ－ⅠM000 N-45.36-47.2546.95 Q-19.32-18.0524.55内⼒组合值控制内⼒组合项⽬有：与相应的N，V(以最⼤正弯矩控制)①＋Mmax与相应的N，V(以最⼤负弯矩控制)②－Mmax③ N与相应的M，V(以最⼤轴⼒控制)max与相应的M，V(以最⼩轴⼒控制)④ Nmin所以以上内⼒组合值，各截⾯的控制内⼒为：1-1截⾯的控制内⼒为0120.5848.45M N KN Q KN ==-=-，，2-2截⾯的控制内⼒为335.33120.5848.45M KN M N KN Q KN =-?=-=-，， 3-3截⾯的控制内⼒为335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-?=-=，， 4-4截⾯的控制内⼒为246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =?=-=，， A ：刚架柱验算：取2-2截⾯内⼒平⾯内长度计算系数：00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mµµ=+==∴=+?==?=c I ，其中K=，，，7200/23600mm ==0Y 平⾯外计算长度：考虑压型钢板墙⾯与墙梁紧密连接，起到应⼒蒙⽪作⽤，与柱连接的墙梁可作为柱平⾯外的⽀承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑，即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====，⑴局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚⽐来实现的。
钢结构课程设计---门式刚架计算书
门式刚架计算书1、设计资料 (1)厂房柱网布置厂房为单跨双坡门式刚架（见图1－1）。
长度90m ，柱距6m ，跨度18m ，门式刚架檐高9m ，屋面坡度为1：10。
图1－1 门式刚架简图 (2)材料选用屋面材料：单层彩板。
墙面材料：单层彩板。
天沟：钢板天沟 (3)结构材料材质钢材：235Q ，22215/,125/v f N mm f N mm == 基础混凝土：225,12.5/c C f N mm = (4)荷载（标准值）Ⅰ静载：有吊顶（含附加荷载）0.52kN m Ⅱ活载：20.5/kN mⅢ风载：基本风压200.35/W kN m =，地面粗糙度为B 类，风载体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用。
确定Z 值： ①180.1 1.8,2z 3.6m m ⨯==②0.40.49 3.6,2z 7.2H m m =⨯==取较小值为3.6m ，根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表A.0.2-1注3，因柱距6 3.6m m >，故风荷载取中间值。
详见图1－2所示图1－2 风荷载体型系数示意图（左风）Ⅳ雪荷载：20.2/kN m (5)其它本课程设计不考虑地震作用 2、荷载计算 (1)荷载取值屋面静载：20.5/kN m 屋面活载：20.5/kN m 轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）：20.5/kN mm风荷载：基本风压20 1.050.350.37/W kN m ⨯＝＝，按地面粗糙度为B 类； 以柱顶为准风压高度变化系数211.0,0.37/z w kN m μ==； 以屋顶为准风压高度变化系数221.0,0.37/z w kN m μ== (2)各部分作用荷载1)屋面静载 标准值：0.56 3.0/kN m ⨯=活载 标准值：0.56 3.0/kN m ⨯= 2)柱荷载静载 标准值：0.56 3.0/kN m ⨯= 3)风荷载迎风面：柱上0.3760.250.555/w q kN m =⨯⨯= 横梁上0.376 1.0 2.22/w q kN m =-⨯⨯=- 背风面：柱上0.3760.55 1.22/w q kN m =-⨯⨯=- 横梁上0.3760.65 1.44/w q kN m =-⨯⨯=- 3、内力分析采用结构力学求解器求解内力，计算简图及结果如下：(1)静载作用下的内力计算图3-1-1 静载内力计算简图（单位：KN/m）图3-1-2 静载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-1-3 静载作用下剪力图（单位：KN）图3-1-4 静载作用下轴力图（单位：KN） (2)活载作用下的内力计算图3-2-1 活载内力计算简图（单位：KN/m）图3-2-2 活载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-2-3 活载作用下剪力图（单位：KN）图3-2-4 活载作用下轴力图（单位：KN）(3)风载作用下的内力计算1)左风情况下：图3-3-1 左风载内力计算简图（单位：KN/m）图3-3-2 左风载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-3-3 左风载作用下剪力图（单位：KN）图3-3-4 左风载作用下轴力图（单位：KN）2)右风情况下：右风荷载作用下，个内力图与左风荷载作用下的内力图刚好对称，不再画出。
门式刚架计算原理和设计实例之二(doc 54页)
第二章轻型门式钢刚架设计的基本理论第一节结构布置和材料选用一、结构组成轻型门式钢刚架的结构体系包括以下组成部分：（1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等；（2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等；（3）围护结构：屋面板和墙板；（4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等；（5）基础。
图2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示说明。
图2-1 轻型钢结构的组成平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的主要受力骨架，即主结构体系。
屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。
屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。
外部荷载直接作用在围护结构上。
其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。
纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。
二、结构布置轻型门式钢刚架的跨度和柱距主要根据工艺和建筑要求确定。
结构布置要考虑的主要问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。
考虑到温度效应，轻型钢结构建筑的纵向温度区段长度不应大于300m，横向温度区段不应大于150m。
当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。
温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构及檩条的可调节构造来实现。
支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。
布置的主要原则如下：（1）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。
支撑桁架的直杆和单斜杆应采用刚性系杆，交叉斜杆可采用柔性构件。
刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。
柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂；（2）支撑的间距一般为30m-40m，不应大于60m；（3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆；（4）45的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑；（5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。
门式钢架设计实例计算书
门式钢架设计实例计算书设计说明：本设计为门式钢架结构，用作工业厂房，设计荷载包括自重荷载、活荷载和风荷载。
本文将详细介绍该结构的设计计算。
一、荷载计算1.1 自重荷载本结构的自重荷载为每平方米40kg。
1.2 活荷载根据工业厂房的使用情况，本结构的活荷载为每平方米300kg。
1.3 风荷载根据当地的气象情况和设计规范，本结构的基本风压为0.6kN/m2，按照结构类别为3类，结构重要性系数为1，地面粗糙度系数为B，风向系数为1.2计算得出风荷载为每平方米1.44kN。
二、结构计算2.1 稳定性分析首先进行稳定性分析，根据工业厂房的结构特点，本结构采用门式结构，悬臂梁的跨度为12米。
采用单跨分析的方法，分析单跨悬臂梁的稳定性。
按照设计规范，门式结构各构件轴力应在允许范围内，轴力比不得大于0.7。
通过计算，单跨悬臂梁的极限状态下轴力比为0.6，因此结构的稳定性满足设计要求。
2.2 强度计算其次进行强度计算，采用配筋设计的方法，根据结构荷载和构件的截面性质计算每个构件所需的钢材强度和配筋。
按照设计规范，各构件的强度应在允许范围内，杆件的屈曲和轴心受拉受压强度比不得小于0.9。
通过计算得出，本结构各构件满足设计要求。
2.3 钢材选型根据结构荷载和强度要求，选用Q345钢材，柱截面为H150×150×7×10，梁截面为H250×125×6×9。
三、结构检验采用有限元分析软件进行结构检验，确认结构的合理性。
通过有限元分析，检验结果满足设计要求。
四、总结本设计采用门式钢架结构，荷载包括自重荷载、活荷载和风荷载，通过稳定性分析、强度计算和钢材选型等步骤，最终得出一个合理而可靠的工业厂房门式钢架设计方案。
门式刚架计算原理和设计实例之九
第九章 应用实例一、工程资料：某单层工业厂房，跨度为18m ，长度为108m ，柱距6m ，檐高8m 。
内设一台10T 单梁吊车，中级工作制，牛腿面标高4.5m 。
3~1轴无吊车，且檐高为10m 。
屋面和墙面均为EPS 夹芯板，彩板外天沟。
kN T r T Q 9.41.0221004.01004.1112=⨯⨯⨯+⨯⨯==α()kN V 2.15565.3601.98max =+=4. 求m ax T V kN V T 76.72.15501.989.4max =⨯=㈡ 截面估算：（)235Q 1．梁高：①按经济条件确定：36820465215101472.1mm W sh =⨯⨯=mm W h sh 35530073=-⨯=②按允许挠度值确定：mm v ll f h 4.4641060060002156.0106.066min =⨯⨯⨯⨯=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=--③建筑净空无要求 ∴ 取mm h 550=2．腹板厚度①按经验公式：mm h t w 65.855.03737=⨯+=+=②按抗剪要求： mm f h V t w 57.1215550102.1552.12.13max min =⨯⨯⨯=⋅=③按局部挤压要求： mm f l Ft Z w 85.121595.010]5)215(2[1001.985.13min=⨯⨯⨯++⨯⨯=⋅⋅=ψ3 ∴㈢ 1 A y 1 y 2 x I 11w 32220674376.288596662459mm y I w X x ===433426250002501212130012121mm I y =⨯⨯+⨯⨯=31134100012542625000mm x I w Y y === 32228416715042625000mm x I w y y === mm AI i Yy 95.59== 1501.10095.596000<==y λ 吊车梁上翼缘：2360012300mm A =⨯=上 432700000030012121mm I y =⨯⨯=上 318000015027000000mm W y ==上2．强度验算： ①正应力：上翼缘正应力：yTx W M W M 上上+=1max σ f mm N <=+=⨯+⨯=26623.10583.404.641800001035.7228256510147②剪应力：突缘支座处剪应力：V w f mm N t h V <=⨯⨯⨯=⋅=230max 86.3310550102.1552.12.1τ③腹板局部稳定：f mm N l t FZ w c <=++⨯⨯⨯==232.31)]2120(250[101001.980.1ψσ3．稳定性验算： ①整体稳定性： 244.05503001260001111<=⨯⨯==h b t l ξ 81.044.018.073.018.073.0=⨯+=+=ξβb⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=-=125012121300121213001212128.0)12(8.0333b b αη ()213.01633.028.0=-⨯=Y b Y X y b b f h t w h A 2354.414320212⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅⋅=ηλλβψ 235235213.05504.4121.10012282565550118601.100432081.022⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯= 326.1329.12282565550118601.100432081.02=⨯⨯⨯⨯= ∴ 832.0'=b ϕ2841672.11035.72282565832.01014766'⨯⨯+⨯⨯=+y y y x b x W r M w M ϕ f mm N<=+=295.9855.214.77②局部稳定： a)翼缘：1508.121251501<=-=t b b)腹板：806.52105260<==w t h4．加劲肋计算：①横向加劲肋的外伸宽度为： mm h b S 5.57403052640300=+=+≥，取mm b S 100= 横向加劲肋的厚度为： mm b t S S 7.61510015==≥∴横向加劲肋的尺寸为：1008⨯-②支座加劲肋 采用30020⨯- 20600030020mm A =⨯=207500101015600015mm t t A A w w =⨯⨯+=+= 434500000030020121mm I z =⨯⨯= mm AI i zz 46.77== 79.60==zz i h λa 、强度验算：f mm N A V <=⨯==230max 87.256000102.155σb 、整体稳定验算：此截面属b 类，查表得996.0=ϕf mm N A V <=⨯⨯==23max 78.207500996.0102.155ϕσ5．疲劳计算：本吊车为中级工作制吊车，不必进行疲劳验算。
轻型门式刚架——计算原理和设计实例
轻型门式刚架——计算原理和设计实例一：彩钢瓦屋面漏水的主要原因：1、生产和运输过程、施工过程中的不慎造成彩钢瓦的变形。
彩钢瓦质量差，上人屋面施工造成彩钢瓦变形。
2、风、雨等外力的作用,造成彩钢瓦屋面长时间的颤动,使钉眼处及铁皮接缝处长时间的磨损,遇到雨水就生锈.然后就再磨损再生锈,越来越严重。
3、自攻钉有橡胶垫为何还会渗水？第一：施工中自攻钉用力过猛已经把橡胶垫破坏。
第二：橡胶垫老化快,很快就失去了防水功效。
4、彩钢瓦屋面轻型门式刚架——计算原理和设计实例《2》四、荷载及其组合1．荷载作用在轻型钢结构上的荷载包括以下类型：（1）恒载(G)：结构自重和设备重。
按现行《建筑结构荷载规范》的规定采用；（2）活载：包括屋面均布活载、检修集中荷载(M)、积灰荷载(D)、雪荷载等。
其中，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:98）[2]规定均布活载的标准值（按投影面积算）取0.3kN/m2；检修集中荷载标准值取1.0kN或实际值；积灰荷载与雪荷载按现行《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)[7]的规定采用。
均布活荷载与雪荷载不同时考虑，取其中较大值(记为L)计算；积灰荷载与雪和均布活载中的较大值同时考虑；检修荷载只与结构自重荷载同时考虑；（3）风载(W)：现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)[3]对于风荷载的取用是以GB50009-2001为基础的，关于风荷载体形系数是按照美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋体系手册》（1996）中有关小坡度房屋的规定取用的；（4）温度(T)：按实际环境温差考虑；（5）吊车(C)：按GB50009-2001的规定取用，但吊车的组合一般不超过两台；（6）**作用(E)：按GB50009-2001的规定取用，不与风荷载作用同时考虑。
2．荷载组合计算承载能力极限状态时，对于轻型钢结构可取下述荷载组合[1][3][7]：（1）1.2G+1.4L；（2）1.2G+1.4M；（3）1.2G+1.4C;（4）1.2G+1.4W；（5）1.2G+0.9(1.4L+1.4D)；（6）1.2G+0.9(1.4L+1.4W)；（7）1.2G+0.9(1.4C+1.4W);（8）1.2G+0.9(1.4L+1.4T)；（9）1.2G+0.9(1.4W+1.4T)（10）1.2G+1.4L+1.4E。
干货！门式刚架结构设计实例
干货！门式刚架结构设计实例工程概况（一）设计资料某客户需要建设66X75m的仓库，根据客户要求，宽度方向为66m，设3跨，跨度分别为24m、18m、24m，柱距取7.5m，檐口高度为6m。
屋面为0.5mm压型钢板+75mm 厚保温棉（容重14kg/m3）＋0.4mm内衬板，材质采用Q345。
（二）方案选取1．跨度：考虑到特殊的使用要求（中间18m兼做交通走道），客户指定了上述的跨度要求。
为使读者理解如何寻找最经济的结构方案，笔者又研究了21m＋24m＋21m或18m+30m+18m的跨度方案，三种方案的每榀框架的用钢量对比如下：24m+18m+24m，每榀框架用钢量 4.9吨；21m+24m+21m，每榀框架用钢量 4.2吨；18m+30m+18m.，每榀框架用钢量 4.6吨；通常来说，如可能尽量将框架设计成对称结构，各跨跨度基本相同，中间跨跨度度略大于边跨将是一种比较经济的方案。
本项目由于客户需要将中间跨(18m)设置为走道，故笔者没有建议他们改为较为经济的跨度方案（21m＋24m＋21m）。
2．柱距选择：鉴于本工程总长度为75m，故取柱距为7.5m，即10@7.5。
读者也可以比较7.75+*****+7.75的柱距方案。
后者也是一种比较经济的株距方案。
3．屋面梁拼接节点设置节点设置需要考虑下列因素：(1) 拼接点尽可能靠近反弯点，一般反弯点位置在1/4~1/6跨度处，按照此原则，对于24m跨，拼接点设在离柱24*(1/4~1/6)=4~6m处比较合适。
对于18m跨，则应该设在18*(1/4~1/6)=3~4.5m比较合适；(2) 单元长度不要超过可运输最大长度，一般不宜超过12.5 m；(3) 尽量减少拼接数量，因为拼接节点需要端板及高强螺栓，同样会增加项目造价；(4) 拼接节点应避开抗风柱及屋面系杆的连接位置，以避免出现连接上的不便；综合多种因素，我们将屋面梁做了分段，见图3-26。
A节点为边柱与梁拼接节点，D为中柱与梁拼接，通常此处屋面梁不断，这是考虑此处弯矩较大，对于屋脊节点 F，通常我们也不建议此处屋面梁断开，原因是此处通常会有抗风柱及屋面系杆，若设置屋面系杆，将引起连接上的不便。
某27m跨门式刚架课程设计计算书(DOC)
门式刚架课程设计学校名称河海大学姓名唐尧学号06046124任课教师张莉日期2009/06/18门式刚架计算书1、设计资料(1)、厂房柱网布置厂房为单跨双坡门式刚架（见图1－1）。
长度90m，柱距7.5m，跨度27m，门式刚架檐高6m，屋面坡度为1：10。
图1－1 门式刚架简图(2)、材料选用屋面材料：单层彩板 墙面材料：单层彩板 天沟：钢板天沟 (3)、结构材料材质钢材选用235Q B -，22215/,125/v f N mm f N mm == 基础混凝土标号：225,12.5/c C f N mm = (4)、荷载（标准值） Ⅰ恒载：20.4/KN m Ⅱ活载：20.5/KN mⅢ风载：基本风压200.35/W KN m =，地面粗糙度为B 类，风载体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用。
确定Z 值：1)270.1 2.7,2 5.4m z m ⨯== 2)0.40.46 2.4,2 4.8H m z m =⨯==取较小值为4.8m ，根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表A.0.2-1 注3，因柱距7.5 4.8m m >，故风荷载取中间值。
详见图1－2所示图1－2 风荷载体型系数示意图（左风） Ⅳ雪荷载：20.2/KN m (5)、其它本课程设计不考虑地震作用 2、荷载计算 (1)、荷载取值屋面恒载：20.4/KN m 屋面活载：20.5/KN m轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）：20.5/KN mm风荷载：基本风压20 1.050.350.37/W KN m ⨯＝＝，按地面粗糙度为B 类； 以柱顶为准风压高度变化系数211.0,0.37/z w KN m μ==； 以屋顶为准风压高度变化系数221.0,0.37/z w KN m μ== (2)、各部分作用荷载1)、屋面恒载 标准值：0.47.5 3.0/KN m ⨯= 活载 标准值：0.57.5 3.75/KN m ⨯= 2)、柱荷载恒载 标准值：0.57.5 3.75/KN m ⨯= 3)、风荷载迎风面 柱上0.377.50.250.69/w q KN m =⨯⨯= 横梁上0.377.5 1.0 2.78/w q KN m =-⨯⨯=- 背风面 柱上0.377.50.55 1.53/w q KN m =-⨯⨯=-横梁上0.377.50.65 1.80/wq KN m=-⨯⨯=-3、内力分析采用结构力学求解器V2.0版求解内力，计算简图及结果如下：(1)、恒载作用下的内力计算图3－1 恒载内力计算简图内力计算结果如下：表3.1 杆端1 杆端2单元码轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m)轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m) (1) －63.20 －25.06 0.00 －40.70 －25.06－150.38(2) －28.99 38.01 －150.38 －24.95 －2.49 90.52(3) －24.95 2.49 90.52 －28.99 －38.01－150.37 (4) －40.70 25.06 －150.37 －63.20 25.06 0.00(2)、活载作用下的内力计算图3－2 活载内力计算简图内力计算结果如下：表3.2 杆端1 杆端2单元码轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m)轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m)(1) －50.88 －31.33 0.00 －50.88 －31.33－187.97(2) －36.24 47.51 －187.97 －31.18 －3.12 113.16(3) －31.18 3.12 113.16 －36.24 －47.51－187.97(4) －50.88 31.33 －187.97 －50.88 31.33 0.00 (3)、风载作用下的内力计算1)、左风情况下：图3－3 左风载内力计算简图内力计算结果如下：表3.3 杆端1 杆端2单元码轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m)轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m)(1) 34.55 22.67 0.00 34.55 18.53 123.62(2) 21.88 －32.54 123.62 21.88 5.18 －61.98(3) 22.47 0.74 －61.98 22.47 21.50 88.92(4) 23.63 －20.00 88.92 23.63 －9.42 0.00 2)、右风情况下：图3－4 右风载内力计算简图内力计算结果如下：表3.4 杆端1 杆端2单元码轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m)轴力（KN）剪力（KN）弯矩(KN·m)(1) 23.63 9.42 0.00 23.63 20.22 88.92(2) 22.47 －21.50 88.92 22.47 －0.74 －61.98(3) 21.88 －5.18 －61.98 21.88 32.54 123.62(4) 34.55 －18.53 123.62 34.55 －22.67 0.00 (4)内力计算汇总见下表等截面刚架在各种荷载标准值作用下的内力计算结果表3.5计算项目计算简图及内力图(M、N、Q)备注恒荷载作用恒荷载(标准值)弯矩图/KN·m恒荷载(标准值)轴力图/KN恒荷载(标准值)剪力图/KN弯矩图轴力图(拉为正，压为负)剪力图“＋”→活荷载作用活荷载(标准值)弯矩图/KN·m活荷载(标准值)轴力图/KN弯矩图轴力图(拉为正，压为负)活荷载(标准值)剪力图/KN 剪力图“＋”→风荷载作用左风荷载左风荷载(标准值)弯矩图/KN·m左风荷载(标准值)轴力图/KN左风荷载(标准值)剪力图/KN弯矩图轴力图(拉为正，压为负)剪力图“＋”右风荷载右风荷载(标准值)弯矩图/KN·m右风荷载(标准值)轴力图/KN右风荷载(标准值)剪力图/KN弯矩图轴力图(拉为正，压为负)剪力图“＋”4、内力组合(1)计算刚架内力组合时，按照如下四种荷载组合进行：①1.2恒载+1.4活载；②1.2⨯恒载+1.4活载+1.40.6风载；③1.20.7⨯⨯恒载+1.4活载+1.4风载；④1.0恒载+1.4风载。
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327.886
①+③
129.48 -39.724
①+②
—
—
—
—
—
788.92 323.24 -87.66
— — —
14
最不利荷载组合作用下刚架 M、N、Q 图
15
5、刚架梁、柱截面验算
5.1 构件宽厚比验算 ① 梁翼缘
b = (350 −12) 2 = 14.17 < 15 235 = 15 满足要求
=
+0.525kN
/m
q
w DE
=
0.35 × (−0.55) × 6
=
−1.155kN
/m
8
4、内力计算及组合
4.1 刚架内力计算 由结构矩阵分析计算得到刚架在各种荷载作用下得弯矩 M 图、剪力 V 图、轴力 N 图见图 8～图 19。
① 屋面恒载作用下刚架 M、N、Q 图
9
② 屋面活载作用下刚架 M、N、Q 图
1
2、结构平面及支撑布置
结构平面图见附图 1
支撑布置见图 2 与图 3
初选梁柱截面及截面特性见表 1 表 1 梁、柱截面及截面特性
部位
截面简图
截面特性
刚
1—1 架
剖面
横
梁 2—2 3—3 剖面
2－350×12 －1176×10
2－350×12 －686×10
截面积
A = 199.2cm2
惯性
Ix = 411940cm4
I y = 8585cm4
抵抗矩 Wx = 7005.8cm3
Wy = 905.5cm3
回转半径 ix = 45.475cm
iy = 6.565cm
截面积
A = 150.2cm2
惯性矩
Ix = 119580cm4
I y = 8580.5cm4
抵抗矩
Wx = 3486.4cm3 Wy = 490.32cm3
kσ
=
⎡⎣(1+ β )2
16
+
0.112
(1
−
β
)2
⎤ ⎦
0.5
+ (1+ β )
=
4
腹板换算的高厚比为：
λp
=
hw / tw 28.1 kσ
f y = 892 /10 235 28.1 4
19.282 235
=
0.45
<
λp
=
0.8
取 ρ = 1.0 ，柱底腹板全截面有效。
②梁有效截面特性
翼缘：梁受压翼缘为一边支承、一边自由的均匀受压板件，当其自由外伸宽厚比不超过《规 程》所规定的允许宽厚比时，梁受压翼缘全截面有效。
N
β = σ min σ max = −85.7 116 = −0.74
kσ
=
⎡⎣(1+ β )2
16
+
0.112
(1
−
β
)2
⎤ ⎦
0.5
+ (1+ β )
= 22.7
可得腹板换算高厚比为：
λp
=
hw 28.1
tw kσ
fy = 1182 10 127.6 = 0.65 < 0.8 235 28.1 22.7 235
462320 ×104
= 15.147 ±100.85 N mm2 = 116.0 N mm2 − 85.7
腹板受压区高度：
hc
=
116 116 + 85.7
×1182mm
=
679.78mm
由
σ max = 116 N mm2 < f = 215 N mm2
故取
f y = γ Rσ max = 1.1×116 N mm2 = 127.6 N mm2
取 ρ = 1.0 ，柱顶腹板全截面有效。
柱底 6—6 截面：
由
σ max
= N = 323.24×103 A 18440
= 17.53 N
mm2 <
f
= 215 N
mm2
17
故取
f y = γ Rσ max = 1.1×17.53 N mm2 = 19.282 N mm2
由 β = σ min σ max ，有 β = 1.0 ，则
t
12
fy
②拄翼缘
b = (350 −12) 2 = 12.14 < 15 235 = 15 满足要求
t
14
fy
③梁腹板 1—1 截面：
hw = 1176 = 117.6 < 250 235 = 250
tw 10
fy
2—2、3—3 截面：
满足要求
hw = 686 = 68.6 < 250 235 = 250
6
3、荷载计算
3.1 荷载取值计算 ① 永久荷载（包括墙面及柱自重）
其值取： 0.36 + 18 × 0.1 = 2.16kN / m 2 ② 可变荷载
其值取： 0.3 + 18 × 0.1 = 2.1kN / m 2 ③ 风载：
基本风压 w0 = 0.35kN / m 2 ，地面粗糙度为 B 类，按封闭式建筑选取中间区单元，钢架 得风载体型系数见图 4.
5.1、构件宽厚比验算
………………………………………………16
5.2、有效截面特性 ……………………………………………………16
5.3、刚架梁得验算 ……………………………………………………20
5.4、刚架柱得验算 ……………………………………………………21
6、位移验算 ……………………………………………………………23
0 126.1 -34.2
活载 ②
左风 ③
Nmax 相应的 M、V
组合 项目
组合值
Nmin 相应的 M、V
组合 项目
组合值
M 相应的 N、V max
组合 项目
组合值
299.6 122.8 -33.3
0 122.8 -33.3
-29.71
-15.6 0.94
①+②
0
-15.6 5.66
①+②
788.92 323.24 -87.66
10
③ 左风荷载作用下刚架 M、N、Q 图
11
12
4.2 刚架梁内力组合表
梁截面
内力（ KN 或 恒载
KN / m ）
①
M
截面
V
1—1
N
M
截面
V
2—2
N
M
截面
V
3—3
பைடு நூலகம்
N
M
截面
V
4—4
N
-307.9 119.0 42.2 -23.0 72.4 39.1 194.5 25.4 36.0 218.2 -2.3 34.1
回转半径 ix = 46.55cm
iy = 6.85cm
截面积 A = 184.4cm2
惯性矩
Ix = 242630cm4 I y = 10011cm4
抵抗矩 Wx = 5440.1cm3 Wy = 572.08cm3
回转半径 ix = 36.27cm
iy = 7.37cm
3
图 1 结构平面图
4
5
回转半径 ix = 35.09cm
iy = 7.122cm
截面简图
2－350×14 －1182×10
2－350×14 －892×10
截面特性 截面积 A = 213.4cm2
惯性矩
Ix = 462320cm4 I y = 10014cm4
抵抗矩 Wx = 7822.6cm3 Wy = 572.22cm3
tw 10
fy
4—4 截面：
满足要求
hw = 876 = 87.6 < 250 235 = 250
tw 10
fy
④柱腹板 柱底 6—6 截面：
满足要求
hw = 892 = 89.2 < 250 235 = 250
tw 10
fy
柱顶 5—5 截面：
满足要求
hw = 1182 = 118.2 < 250 235 = 250
活载 ②
-299.6 115.8 41.1 -22.4 70.5 38.1 189.3 24.7 35.0 212.4 -2.2 33.2
左风 ③
M max 相应的 N、V
组合 项目
组合值
29.71 -15.5 -2.131 3.29 -9.155 -2.052 -27.5 -2.525 -1.97 -29.136 3.44 -1.92
屋面负压标准值
q
w BC
=
0.35 × (−1.0) × 6
=
−2.1kN
/m
qCwD = 0.35 × (−0.65) × 6 = −1.365kN / m 墙面风载高度变化系数按柱顶标高计算取为 1.0
w = 1.0 × 0.35 = 0.35kN / m2
墙面风压标准值
q
w AB
=
0.35 × (+0.25) × 6
①+② ①+③ ①+② ①+②
-788.92 304.92 108.18 -58.96 185.58 100.26 498.42 65.06
92.2 559.2 -5.84 87.4
M min 相应的 N、V
V 相应的 M、N max
组合 项目
组合值
组合 项目