钢结构单层厂房结构计算书

钢结构课程设计--- 王子涵

II

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如

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1

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12

二二一二二二二一-

18000

图1(b).刚架形式及几何尺寸

、设计资料

该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度 18m 柱高6m 共有

12榀刚架，柱距6m 屋面坡度1:10 ；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组， 设

计基本地震加速度值0.05g 。刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图 1(b)。屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充以保温玻璃棉板，详细做法见建筑专 业设计文件；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,

间距为1.5m ，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

B

I I

T

1

图1(a).刚架平面布置图

二、荷载计算

（一）荷载取值计算

1•屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）

2.屋面可变荷载标准值

3.轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m2

4•风荷载标准值

按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102 2002附录A的规定计算。

基本风压3 0=1.05 X 0.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，卩z=1.0。风荷载体型系数卩s：迎风面柱及屋面分别为+ 0.25和—

1.0，背风面柱及屋面分别为+ 0.55和一0.65（CECS102 2002中间区）。

5.地震作用

据《全国民用建筑工程设计技术措施一结构》中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。故本工程结构设计不考虑地震作用。

（二）各部分作用的荷载标准值计算

三、内力分析

考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架 采用等截面，梁柱选用相同截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架 内力。引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编著，机械工业出版社）中 表2 — 29 （铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。

1 •在恒荷载作用下

入=l/h=18/6=3 书=f/h=0.9/6=0.15

k=h/s=6/9.0449=0.6634

卩=3+k+t (3+ 书)=3+0.6634+0.15 X (3+0.15)=4.1359

H=H E =ql 入① /8=4.02 X 18X 3X 0.5289/8=14.35KN

2 2

M C =ql [1 — (1+ 书)①"8=4.02x18 [1 — (1+0.15) X 0.5289]=63.78KN • m

2 2

M B =M D = — ql ① /8= — 4.02 X 18 X 0.5289/8= — 86.11KN - m

8 5 0.15

4 4.1359

=0.5289

刚架在恒荷载作用下的内力如图。

内力计算的“ +、一”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。

g=4.02KN m

图3.刚架在恒荷载作用下的N图

图4.刚架在恒荷载作用下的V图

2•在活荷载作用下

V=V E=27.00KN

H=H E=3.00 X 18X 3X 0.5289/8=10.71KN

M C=3.00 X 182[1 - (1+0.15) X 0.5289]/8=47.60KN • m

M B=M D=-3.00 X 182X 0.5289/8= -64.26KN • m

刚架在活荷载作用下的内力如图。

q=3.00KN/m

J 1 J 1 1 1 1 J 1 M 1 ,J 1 1 1 1 J

-m

27.00KN

27.00KN

图5.刚架在活荷载作用下的M图

18000

图6.刚架在活荷载作用下的N 图

3 •在风荷载作用下

对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力 q x 和竖向的分力q y 。现分别计算,

然后再叠加。

(1)在迎风面横梁上风荷载竖向分力 q w2y 作用下

1 1

(8 5-) (8 5 0.15)=0.1322

16」

16 4.1359

13.34KN

10.65KN

13.34KN

27.00KN

27.00KN

27.00KN

V

A =2.82 X 9-6.35=19.03KN

H=H E =ql 入① /4=2.82 X 18X 3X 0.1322/4=5.03KN M B =M D =5.03 X 6=30.18KN- m

M C = ql 2

[ a 2

-（1+ 书）①]/4=2.82 X 182

X [0.5 2

- 1.15 X 0.1322]/4=22.38KN • m

刚架在q w2y 作用下的内力如图

V A =1.83 X 9-4.12=12.35KN

H 卄ql 入① /4=1.83 X 18X 3X 0.1322/4=3.27KN M B =M D =3.27 X 6=19.62KN- m

2 2 2 2

M C = ql [ a — （1+ 书）①]/4=1.83 X 18 X [0.5 — 1.15 X 0.1322]/4=14.52KN • m

2 2

=6.35 KN

2l 2 18

1

口

2

qa

2l

1.83 92

2 18

-4.12KN

q w2y =2.82KN /

m

22.38KN -

5.03KN

6.35KN

(2)在背风面横梁上风荷载竖向分力 q w4y 作用下