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： 1

0.489 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1

0.509 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/m

4.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()

mm

x I 64(10)mm ⨯

x W 43(10)mm ⨯

y I 64(10)mm ⨯

y W 43(10)

mm ⨯

x i

mm

y i

mm

柱 60030068H ⨯⨯⨯

7200 9472 520 173 36 24

234 61.6 梁

60030068H ⨯⨯⨯

10552 9472

520 173 36 24

234 61.6

866861252

2.0610947210 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力图如下： 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)

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)

风

荷

载

作

用

风荷载(标准值)弯矩图

.

风荷载(标准值)剪力图弯矩图

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