单层钢结构厂房--檩条的设计

单层钢结构厂房--檩条的设计

（一）隅撑的设计

隅撑按轴心受压构件设计。轴心力N按下式计算：

连接螺栓采用普通C级螺栓M12。

隅撑的计算长度取两端连接螺栓中心的距离：l0=633mm。

选用L50×4，截面特性：

A=97.5px2，Iu=367.25px4，Wu=104px3，iu=48.5px，iv=24.75px

λu=l0/ iu=633/19.4=32.6<[λ]=200，

b类截面，查表得ψu=0.927

单面连接的角钢强度设计值乘以折减系数αy：λ=633/9.9=63.94，

αy=0.6+0.0015λ=0.696

，满足要求。（二）檩条的设计1．基本资料

檩条选用冷弯薄壁卷槽形钢，按单跨简支构件设计。屋面坡度1/10，檩条跨度6m，于跨中设一道拉条，水平檩距1.5m。材质为钢材Q235。

2．荷载及内力

考虑永久荷载与屋面活荷载的组合为控制效应。

檩条线荷载标准值：Pk=(0.27+0.5)×1.5=1.155KN/m

檩条线荷载设计值：Pk=(1.2×0.27+1.4×0.5)×1.5=1.536KN/m

Px=Psinα=0.153KN/m，Py=Pcosα=1.528KN/m；

弯距设计值：

Mx=Pyl2/8=1.528×62/8=6.88KN·m

My=Pxl2/8=0.153×62/32=0.17KN·m

3．截面选择及截面特性

(1) 选用C180×70×20×2.2

Ix=9372.5px4，Wx=1041.5px3，ix=176.5px；

Iy=1224.25px4，Wymax=579.75px3，Wymin=250.5px3，iy=63.74999999999999px，χ0=52.75px；

先按毛截面计算的截面应力为：

(2)受压板件的稳定系数

A．腹板

腹板为加劲板件，ψ=σmin/σmax=－157.82/172.48=－0.915>－1，

k=7.8－6.29ψ+9.78ψ2=21.743

B．上翼缘板

上翼缘板为最大压力作用于部分加劲板件的支承边，

ψ=σmin/σmax=148.18/172.48=0.859>－1，

kc=5.89－11.59ψ+6.68ψ2=0.863

(3)受压板件的有效宽度

A．腹板

k=21.743，kc=0.863，b=180mm，c=70mm，t=2.2mm，σ1=172.48N/mm2

由于ψ=σmin/σmax<0，取α=1.5，

bc=b/(1－ψ)=180/(1+0.915)=93.99mm

b/t=180/2.2=81.82

18αρ=18×1.15×3.080=63.76，38αρ=38×1.15×3.080=134.60所以18αρ

则截面有效宽度

be1=0.4be=0.4×81.62=32.65mm，be2=0.6be=0.6×81.62=48.97mm B．上翼缘板

k=0.863，kc=21.743，b=70mm，c=180mm，σ1=172.48N/mm2

be1=0.4be=0.4×57.05=22.82mm，be2=0.6be=0.6×57.05=34.23mm C．下翼缘板

下翼缘板全截面受拉，全部有效。

(4)有效净截面模量

上翼缘板的扣除面积宽度为：70－57.05=12.95mm；腹板的扣除面积宽度为：

93.99－81.62=12.37mm，同时在腹板的计算截面有一φ13拉条连接孔（距上翼缘板边缘35mm），孔位置与扣除面积位置基本相同。所以腹板的扣除面积按φ13计算，见图。有效净截面模量为：

Wenx/Wx=0.915，Wenymax/Wymax=0.973，Wenymin/Wymin=0.972

4．强度计算

按屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转考虑：

5．挠度计算

6．构造要求

λx=600/7.06=85.0<[λ]=200，满足要求

λy=300/2.55=117.6<[λ]=200，满足要求

（三）墙梁设计1．基本资料

本工程为单层厂房，刚架柱距为6m；外墙高7.35m，标高1.200m以上采用彩色压型钢板。墙梁间距1.5m，跨中设一道拉条，钢材为Q235。

2．荷载计算

(1) 墙梁采用冷弯薄壁卷边C型钢160×60×20×2.5，自重g=7kg/m；

(2) 墙重0.22KN/m2；

(3) 风荷载

基本风压ω0=1.05×0.45=0.473KN/m2，风荷载标准值按CECS102：2002中的围护结构计算：ωk=μsμzω0，μs=－1.1（+1.0）

本工程外墙为落地墙，计算墙梁时不计墙重，另因墙梁先安装故不计拉条作用。

qx=1.2×0.07=0.084KN/m，qy=－1.1×0.473×1.5×1.4=－1.093KN/m

3．内力计算

Mx=0.084×62/8=0.378KN·m，My=1.093×62/8=4.919KN·m

4．强度计算

墙梁C160×60×20×2.5，平放，开口朝上

Wxmax=486.75px3，Wmin=216.5px3，Wy=900.5000000000001px3，Iy=7203.25px4

参考屋面檩条的计算结果及工程实践经验，

取Wenx=0.9 Wx，Weny=0.9 Wy

在风吸力下拉条位置设在墙梁内侧，并在柱底设斜拉条。此时压型钢板与墙梁外侧牢固相连，可不验算墙梁的整体稳定性。

5．挠度计算

（四）山墙抗风柱设计1．基本资料

本工程山墙墙板为自承重墙；抗风柱6274mm，间距采用6m，承受的荷载有自重、墙梁重量及山墙风荷载。抗风柱与基础铰接，按压弯构件设计。抗风柱视为支承于刚架横梁和基础的简支构件。

该地区基本风压ω0=0.45KN/m2，地面粗糙度类别为B类，隅撑间距3.0m。抗风柱采用Q235钢。

2．荷载计算

(1) 抗风柱选用焊接工字钢300×200×6×10，自重g1=44.6kg/m

(2) 墙梁及其支撑构件重量取g2=7kg/m