门式钢架房屋钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计厂房计算书
钢结构课程设计计算书姓名:李宏伟班级:建工1221学号:11012123381.设计资料(一) 设计参数:单层厂房采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度18m ,共12榀刚架,柱距7m ,柱高9.8m ,屋面坡度1/10,柱底铰接。
取中间跨刚架(GJ-1)进行计算,刚架采用焊接工字形截面,屋面及墙面为压型钢板复合板;不考虑檩条和墙梁。
钢材采用Q235钢,焊条E43型。
地震设防烈度为7度,无悬挂荷载。
刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。
(二)设计荷载:(1) 永久荷载标准值(按水平投影面):屋面恒载0.52kN m (包括屋面板及檩条重)(2) 可变荷载标准值:屋面活荷载0.32kN m (3)雪荷载:基本雪压0S 为0.32kN m(4)风荷载:基本风压值0.42kN m ;地面粗糙程度系数按B 类取值; 要求:1、确定梁柱截面形式及尺寸。
2、梁柱线刚度计算及梁柱计算长度确定。
3、荷载计算。
4、内力、柱顶水平位移计横梁挠度。
5、连接节点设计。
图1.2 刚架形式及几何尺寸2.荷载计算2.1荷载取值计算:(1)屋盖永久荷载标准值(对水平投影面) (包括屋面板及檩条重) 0.5 2kN m (2)屋面可变荷载标准值 屋面活荷载:0.302m kN雪荷载:基本雪压0S =0.32kN m .对于单跨双坡屋面, 屋面坡角α=54238''',z μ=1.0,雪荷载标准值 :k S =z μ0S =1.0×0.32kN m =0.3..取屋面活荷载和雪荷载中的较大值0.32kN m ,不考虑积灰荷载。
(3)风荷载标准值基本风压:20m kN 4.0=ω;根据地面粗糙度列别为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。
2.2各部分作用的荷载标准值计算: (1)屋面恒荷载标准值:0.5×7=3.5kN m 活荷载标准值:0.3×7=2.1kN m (2)柱荷载恒荷载标准值:(7×9.8+3.5×7.5)kN =94.85kN 活荷载标准值:2.1×7.5kN =15.8kN (3)风荷载标准值迎风面:柱上m kN q W /7.025.074.01=⨯⨯= 横梁上m kN q W /8.20.174.02-=⨯⨯-=背风面:柱上m kN q W /54.155.074.03-=⨯⨯-= 横梁上m kN q W /82.165.074.04-=⨯⨯-=3.内力分析3.1在恒荷载作用下:本单层厂房采用等截面梁和柱。
《钢结构设计》课程设计计算书
1.设计资料哈尔滨市某单层工业厂房,采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度33m ,柱距7m ,柱高8m ,屋面坡度1/10,地震设防烈度为6度。
刚架平面布置如下图1.1所示,刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。
屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板,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1.5米,钢材采用Q345钢,焊条采用E50型。
图1.1 刚架平面布置图图1.2 刚架形式及几何尺寸80001:10330001650700071200600600110001100011000330007000700070007000700070007000700070002.荷载计算2.1荷载取值计算:(1)屋盖永久荷载标准值(对水平投影面)YX51—380—760型彩色型钢板 0.15 2kN m 50 mm 厚保温玻璃棉板 0.05 2kN m PVC 铝箔及不锈钢丝网 0.02 2kN m 檩条及支撑 0.10 2kN m 刚架斜梁自重 0.15 2kN m 悬挂设备 0.50 2kN m 合计 0.97 2kN m (2)屋面可变荷载标准值 ①屋面活荷载:0.482kN m②雪荷载:哈尔滨市基本雪压0S =0.452kN m 。
对于单跨双坡屋面,屋面坡角α=54238''',z μ=1.0,雪荷载标准值 :k S =z μ0S =1.0×0.45=0.452kN m 。
③本工程不考虑积灰荷载。
所以屋面可变荷载取Max {}=活荷载,雪荷载0.482kN m 。
(3)轻质墙面及柱自重标准值(包括柱、墙骨架等) 0.52kN m(4)风荷载标准值基本风压:0ω=1.05×0.552kN m =0.582kN m ;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。
钢结构课程设计-门式钢架
^1. 设计资料某车间跨度9m ,长度90m, 柱高,柱距6m ,采用单跨双破门式钢架,檩条间距1.5m ,屋面坡度i 1/10=,当地雪荷载㎡,基本风压 KN/㎡,地面粗糙度:B 类,风载体型系数如下图钢材采用Q235钢,焊条E43型。
屋面材料: 夹芯板 墙面材料: 夹芯板檩条墙梁: 薄壁卷边C 型钢 本课程设计不考虑地震作用-2.屋面构件1.夹芯板夹芯板型号采用JXB42-333-1000,芯板面板厚为㎜,板厚为80㎜。
2.檩条檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢180×70×20×,跨中设拉条一道。
3.荷载和内力计算3.1 荷载 1. 永久荷载标准值 (屋面夹芯板 kN/㎡ 檩条 kN/㎡ 悬挂构件 kN/㎡kN/㎡2.可变荷载标准值由于钢架的受荷水平投影面积为9×6=54㎡<60㎡,故取屋面活荷载标准值为㎡,雪荷载为㎡,取屋面活荷载与雪荷载中较大值㎡.3.风荷载标准值基本风压 kN/㎡,地面粗糙度为B 类,μz =,风荷载形体系数μs 迎风面柱及屋面分别为+和;背风面柱及屋面μ分别为和。
$荷载计算值1.屋面风荷载迎风面:ω2=×﹙﹚×××6=㎡ 背风面:ω3=×﹙﹚×××6=㎡ 2.墙面风荷载背风面:ω1=××××6=㎡ 背风面:ω4=×﹙﹚×××6=㎡3.屋面恒荷载 g 1=××αcos 1×= kN/㎡4.柱身恒荷载 g 2=××6= kN/㎡5.屋面活荷载 q=××= kN/㎡4. 屋面支撑1.屋面支撑布置檩条间距,水平支撑截距3m 。
2.屋面荷载及内力屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢。
节点荷载标准值 F wk =××××﹙++﹚/2= (节点荷载设计值 F w =×= 斜杆拉力设计值 N=/°= 3.斜杆斜杆选用φ12的圆钢,截面面积A=㎜² 强度校核:N A N .6431134932==/㎜²<f 5. 柱间支撑柱间支撑直杆用檩条兼用,因檩条留有一定的应力余量,可不再验算。
《门式刚架轻型钢结构设计》计算书
《门式刚架轻型钢结构设计》计算书1、工程情况:无吊车门式刚架跨度13.1m,刚架间距5m,共10榀。
钢架柱高4.6 m,屋面坡度1/6,屋面及墙板采用加JXB42-333-1000型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板,芯板面板厚为0.50mm,板厚为80mm,自重0.25 kN/m2,檩条为薄壁卷边C型钢,间距为1.5m,自重0.05kN/m2。
钢材采用Q235钢,焊条为E43型。
抗震设防烈度为6度。
刚架梁在1/3处变截面。
静载:为0.2 kN/m2;活载:0.5 kN/m2 ;雪载:0.2 kN/m2;风载:基本风压W0=0.55 kN/m2,地面粗糙度B类图1.刚架简图2、钢架的布置及类型2.1钢架的布置按CECS102:2002规范,门式钢架轻型钢结构广房的纵向温度区(伸缩缝间距)应不达于300m,横向温度区段应不大于150m.该工程可不设伸缩缝.柱网及平面布置如图2:图2.刚架平面布置图2.2钢架的类型根据门式钢架类型钢结构特点,为了充分利用材料的作用达到节省材料的目的,截面应选用变截面实腹式门式钢架轻型钢架结构。
由于厂房内无吊车采用铰接柱脚刚架。
3、屋面构件与支撑设置 3.1屋面板根据保温隔热的要求及建筑外形设计要求,考虑施工方便选用JXB42-333-1000型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板, 芯板面板厚为0.50mm ,板厚为80mm.。
3.2檩条根据屋面板对檩条的要求,檩条间距采用1.5m.按荷载采用冷弯薄壁C 型钢C180x70x20x3 ,跨中设拉条一道.3.3屋面支撑与柱间支撑为了保证厂房的强度 ,空间结构的稳定性,门式钢架结构左右跨横梁顶面设置横向水平支撑,在柱间设置柱间支撑。
3.3.1屋面横向支撑根据CECS102:2002的要求:屋盖的横向支撑和柱间的支撑一般设置在温度区段端部或第一或第二开间区。
柱间支撑布置如图3:图3.刚架柱间支撑布置图(1)柱间支撑设计:柱间支撑计算简图见图4. 按CECS102:2002 附录A :0.650.150.8s μ=+=z μ按GB50009-2001 低于10m 取0.1s μ=20.8 1.0 1.050.550.462k s z o kNw w m μμ=××=×××=110.46213.1515.12w k =×××=N按一半山墙荷载的12考虑节点活荷载标准值:,111 3.77522w k F W =××=kN N即节点荷载设计值:1.43775 5.29w F k =×=图4.柱间支撑计算图柱间支撑构件为柔性构件只能承受拉力。
门式刚架轻型房屋钢结构内力计算及组合
门式刚架轻型房屋钢结构内力计算及组合
1.1 刚架在各种荷载作用下的弯矩M图、剪力V图、轴力N图
1.1.1 屋面恒载作用下刚架M、N、Q图
kN)
图1.1 刚架恒载作用图(单位:m
图1.2 轴力图(单位:kN)
图1.3 剪力图(单位:kN)
图1.4 弯矩图(单位:kN·m)1.1.2 屋面活载作用下刚架M、N、Q图
图1.5 刚架活载作用图(单位:kN/m)
图1.6 轴力图(单位:kN)
图1.7剪力图(单位:kN)
图1.8 弯矩图(单位:kN·m)
1.1.3 作风荷载作用下刚架M、N、Q图
图1.9刚架上风载作用图(单位:kN/m)
图1.10 轴力图(单位:kN)
图1.11 剪力图(单位:kN)
图1.12 弯矩图(单位:kN/m)
1.2 刚架内力组合见表4-1,表4-2
4-1刚架梁内力组合表
4-2刚架柱内力组合表。
门式刚架轻型钢结构手算设计
《钢结构厂房设计》计算书1、工程情况:厂房刚架跨度18m,刚架两端间距5m,中间间距6m,共10榀。
钢架柱高5.2 m,屋面坡度1/5,屋面及墙板采用加760压型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板,芯板面板厚为0.50mm,板厚为80mm,自重0.25 kN/m2,檩条为薄壁Z型钢,间距为1.5m,自重0.05kN/m2。
钢材采用Q345钢,焊条为E50型。
抗震设防烈度为6度。
静载:为0.2 kN/m2;屋面活载:0.5 kN/m2 ;楼面活载:3 kN/m2 ;雪载:0.5 kN/m2;风载:基本风压W0=0.3 kN/m2,地面粗糙度B类图1.刚架简图2、钢架的布置及类型2.1钢架的布置柱网及平面布置如图2:图2.刚架平面布置图3、屋面构件与支撑设置 3.1屋面板根据保温隔热的要求及建筑外形设计要求,考虑施工方便选用760压型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板, 芯板面板厚为0.50mm ,板厚为80mm.。
3.2檩条根据屋面板对檩条的要求,檩条间距采用 1.5m.按荷载采用冷弯薄壁C 型钢C180x70x20x3 ,跨中设拉条一道.3.3屋面支撑与柱间支撑为了保证厂房的强度,空间结构的稳定性,在厂房两端设置上弦横向水平支撑和下弦纵向水平支撑。
4、荷载计算4.1 荷载取值计算(标准值): (1)屋面荷载 恒载:屋面板(760压型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板); 0.252/kN m檩条及支撑: 0.152/kN m 钢架横梁: 0.15 静载: 0.220.75/kN m ∑=墙面及柱的自重 : 0.52/kN m(2)活载: 雪载: 0.52/kN m 不上人屋面: 0.52/kN m不上人屋面活载可不与雪荷载和风荷载同时组合,因此屋面活载取0.52/kN m(2)楼面荷载 恒载:屋面板(760压型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板); 0.252/kN m檩条及支撑: 0.152/kN m 钢架横梁: 0.15 静载: 0.220.75/kN m ∑=墙面及柱的自重 : 0.52/kN m(2)活载: 雪载: 0.52/kN m 不上人屋面: 0.52/kN m (3)风荷载:0.8-0.5-0.5-0.67.43-2.02-2.43-4.65ABCDEα图5风荷载体形系数与风荷载作用基本风压 20.55/o w k N m=地面粗糙类别B 类,按CECS102:2002的规定,基本风压乘以1.05的系数。
单层厂房门式刚架结构计算书
单层厂房门式轻钢结构计算书一、设计资料现青岛地区某村委计划建设某单层门式轻钢厂房,无吊车荷载,占地面积20x50m2,地址条件很好,0、8m厚覆土,下部就是强风化岩,地耐力450KPa,无地下水。
请给其做建筑施工图与结构施工图,应能达到施工深度。
要求:1、给出设计过程简介与设计注意事项。
2、给出主要构件设计计算过程。
3、提供施工图。
该厂房为单层,采用单跨双坡轻型门式刚架结构,厂房跨度18m,总长度50 m,檐口高度8、6m,牛腿标高为5、50 m,屋面坡度为0、10;共有9榀刚架,两侧柱距7 m,其她柱距6m;刚架平面布置见图,刚架形式及几何尺寸见图。
刚架梁、柱除,另有注明外,均采用Q345钢。
高强螺栓除另有注明外,均采用10、9级摩擦型连接高强度螺栓。
锚栓除另有注明外,均采用Q345钢。
刚架形式及几何尺寸图二、设计荷载1、屋面恒载:0、30 kN/m2计算刚架活载:0、30 kN/m2计算檩条活载:0、50 kN/m2雪荷载:0、20 kN/m2基本风压:0、6 kN/m2 风压调整系数:1、052、由于青岛地区地震设防烈度为6度,故本工程结构设计不考虑地震作用三、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,梁柱选用变截面。
柱脚按铰接支承设计。
采用弹性分析方法确定刚架内力。
1、在恒载作用下2、在活载作用下3、在风荷载作用下四、截面设计该门式轻钢厂房的柱截面采用焊接工字钢450*250*10*12,梁截面采用两种焊接工字钢: 变截面焊接工字钢(H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(600~450)*250*250*6*10*10不变截面焊接工字钢(H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(450~450)*250*250*8*10*10柱的截面特性A=121、8cm2Xc =12、5cm;Yc =22、5cm;Ix =43774cm4;Iy =41702 cm4高厚比、宽厚比腹板计算高厚比H0/Tw=41、8 ,满足要求;翼缘宽厚比B/T=7、50,满足要求梁的截面属性截面:H形变截面:(H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(600~450)*250*250*6*10*10小头截面特性:A =75、80 cm2; Xc =12、5cm; Yc =22、5cm;Ix =28180 cm4; Iy=2、6049 cm4;大头截面特性:A =84、8 cm2;Xc =12、5cm;Yc =30cm;Ix =53272 cm4;Iy =26052 cm4;高厚比、宽厚比大头截面腹板计算高厚比H/Tw=96、67 ,满足要求;小头截面腹板计算高厚比H/Tw=71、67 ,满足要求翼缘宽厚比B/T=12、20 ,满足要求H形截面: (H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(450~450)*250*250*8*10*10截面特性:A =84、4 cm2;Xc =12、5cm;Yc =22、5cm;Ix =29505 cm4;Iy =26060 cm4;高厚比、宽厚比大头截面腹板计算高厚比H/Tw=53、75 ,满足要求;小头截面腹板计算高厚比H/Tw=53、75 ,满足要求翼缘宽厚比B/T=12、10 ,满足要求五、刚架梁设计本刚架梁柱就是从中间7榀中选出钢梁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、00Uy=1、00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:Q345梁的弯矩包络梁下部受拉:截面1 2 3 4 5 6 7弯矩-41、69 -35、71 -33、61 -31、22 -28、54 -25、57 -23、70梁上部受拉:截面1 2 3 4 5 6 7弯矩140、50 112、83 91、93 71、85 52、58 37、94 28、51 考虑屈曲后强度计算应力比= 0、304抗剪强度计算应力比= 0、130平面内稳定最大应力(N/mm*mm)=88、55平面内稳定计算最大应力比=0、286平面外稳定最大应力(N/mm*mm)=85、93平面外稳定计算最大应力比=0、277考虑屈曲后强度计算应力比= 0、304 < 1、0抗剪强度计算应力比= 0、130 < 1、0平面内稳定最大应力< f= 310、00平面外稳定最大应力< f=310、00腹板高厚比H0/TW= 84、17 < [H0/TW]= 206、33 (CECS102:2002)翼缘宽厚比B/T = 12、20 < [B/T] =12、38(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、11 0、34 0、67 1、07 1、51 最大挠度值=1、51 最大挠度/梁跨度= 1/ 5995、斜梁坡度初始值: 1/10、00变形后斜梁坡度最小值: 1/10、40变形后斜梁坡度改变率= 0、038 < 1/3六、刚架柱设计本刚架梁柱就是从中间7榀中选出钢柱3截面类型= 16;布置角度=0;计算长度:Lx= 14、24, Ly= 3、10; 长细比:λx= 75、1,λy= 53、0 构件长度= 3、10; 计算长度系数: Ux=4、59Uy=1、00截面参数: B1= 250, B2= 250, H= 450, Tw= 10, T1= 16, T2= 16轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类;构件钢号:Q345验算规范: 门规CECS102:2002考虑腹板屈曲后强度,强度计算控制M= -140、50, N= -54、44考虑屈曲后强度强度计算应力比= 0、278抗剪强度计算控制, V=-25、77抗剪强度计算应力比= 0、034平面内稳定计算最大应力(N/mm*mm) =80、10平面内稳定计算最大应力比=0、258平面外稳定计算最大应力(N/mm*mm) =78、53平面外稳定计算最大应力比=0、253门规CECS102:2002腹板容许高厚比[H0/TW] =206、33翼缘容许宽厚比[B/T] =12、38考虑屈曲后强度强度计算应力比= 0、278 < 1、0抗剪强度计算应力比= 0、034 < 1、0平面内稳定计算最大应力< f= 310、00平面外稳定计算最大应力< f= 310、00腹板高厚比H0/TW= 41、80 < [H0/TW]= 206、33翼缘宽厚比B/T = 7、50 < [B/T]= 12、38压杆,平面内长细比λ=75、≤[λ]= 180压杆,平面外长细比λ=53、≤[λ]= 180验算刚架在风荷载作用下的侧移风荷载作用下柱顶最大水平(X 向)位移:节点( 4),水平位移dx=11、630(mm) = H /739、梁的(恒+活)最大挠度:梁( 4),挠跨比= 1 / 2161、风载作用下柱顶最大水平位移: H/739<柱顶位移容许值: H/180梁的(恒+活)最大挠跨比: 1/2161<梁的容许挠跨比:1/180七、隅撑的设计隅撑计算轴力N=A*f/60/cosθ*sqrt(fy/235);应力=N/φ/A梁下翼缘截面面积A=0、0025m*m;横梁钢材型号Q345钢翼缘钢板厚度10mm;横梁钢材屈服强度值fy =345 N/mm2横梁钢材强度设计值f=310 N/mm2;角钢计算长度=733、249mm角钢截面=L50x4角钢回转半径=0、99cm;角钢截面面积=0、00039m*m长细比λ=74、0656 <= 220;折减系数=0、6+0、0015*λ=0、711098稳定系数φ=0、628263;轴力N=11、0665 kN;应力=45、1653 N/mm2<220、44 N/mm2 螺栓计算角钢钢材钢号Q235钢;檩条的板件厚度2mm;螺栓直径14mm螺栓有效截面面积115、4mm*mm;螺栓孔径15mm螺栓连接抗剪强度设计值140 N/mm2;螺栓连接抗压强度设计值305 N/mm2螺栓连接抗剪承载力设计值16、156 kN;螺栓连接抗压承载力设计值8、54 kN螺栓连接承载力设计值< 轴力N=11、0665 kN八、檩条的设计冷弯薄壁型钢檩条设计屋面坡度(度): 5、711檩条跨度(m): 6、000檩条间距(m): 0、750设计规范: 门式刚架规程CECS102:2002风吸力下翼缘受压稳定验算:按附录E验算檩条形式: 斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2、0钢材钢号:Q235钢拉条设置: 设置一道拉条拉条作用: 能约束檩条上翼缘净截面系数:1、000檩条仅支承压型钢板屋面(承受活荷载或雪荷载),挠度限值为1/150屋面板为两跨或两跨以上面板屋面板能阻止檩条侧向失稳构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性每米宽度屋面板的惯性矩(m4): 0、200000E-06建筑类型: 封闭式建筑分区: 中间区基本风压: 0、630风荷载高度变化系数: 1、000风荷载体型系数: -1、200风荷载标准值(kN/m2): -0、756屋面自重标准值(kN/m2): 0、300活荷载标准值(kN/m2): 0、500雪荷载标准值(kN/m2): 0、300积灰荷载标准值(kN/m2): 0、000检修荷载标准值(kN): 1、000截面及材料特性檩条形式: 斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2、0b =50、000 h =140、000c =20、000 t =2、000A = 0、5392E-03 Ix = 0、1860E-05 Iy = 0、1547E-06It = 0、7190E-09 Iw = 0、1299E-08Ix1 = 0、1621E-05 Iy1 = 0、3936E-06 θ = 0、2199E+02Wx1 = 0、3038E-04 Wx2 = 0、2247E-04 Wy1 = 0、6107E-05 Wy2 = 0、8067E-05 钢材钢号:Q235钢屈服强度fy=235、000强度设计值f=205、000考虑冷弯效应强度f'=215、220截面验算| 1、2恒载+1、4(活载+0、9积灰)组合|弯矩设计值(kN、m): Mx =3、653弯矩设计值(kN、m): My =0、268有效截面计算结果:Ae = 0、5364E-03 θe = 0、2204E+02 Iex = 0、1845E-05 Iey = 0、1545E-06Wex1 = 0、2868E-04 Wex2 = 0、2221E-04 Wex3 = 0、2902E-04 Wex4 = 0、2241E-04 Wey1 = 0、5871E-05 Wey2 = 0、7711E-05 Wey3 = 0、5890E-05 Wey4 = 0、7678E-05 截面强度(N/mm2) : σmax = 199、182 <= 205、000| 1、0恒载+1、4风载(吸力)组合|弯矩设计值(kN、m) : Mxw = -2、158弯矩设计值(kN、m) : Myw = -0、250有效截面计算结果:全截面有效。
钢结构门式钢架计算书
本科毕业论文(设计)(题目:六安某公司新建单层钢结构厂房)本科毕业论文(设计)独创承诺书本人按照毕业论文(设计)进度计划积极开展实验(调查)研究活动,实事求是地做好实验(调查)记录,所呈交的毕业论文(设计)是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中特别加以标注引用参考文献资料外,论文(设计)中所有数据均为自己研究成果,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。
毕业论文(设计)作者签名:日期:摘要本工程为六安某公司新建单层钢结构厂房。
采用轻型门式刚架体系,轻型钢结构建筑质量轻,强度高,跨度大。
钢结构建筑施工工期短,相应降低投资成本,经济实惠。
本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。
主要对承重结构进行了内力分析和内力组合,在此基础上确定梁柱截面,对梁柱作了弯剪压计算,验算其平面内外的稳定性;梁柱均采用Q235 钢,10.9 级摩擦型高强螺栓连接,局部焊接采用E43 型焊条,柱脚刚性连接,梁与柱节点也刚性连接;屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板;另外特别注重了支撑设置、拉条设置,避免了一些常见的拉条设计错误。
本次设计图纸部分有:厂房平面图,立面剖面及节点详图,刚架施工图,厂房檩条布置图,吊车梁施工图,支撑布置图,基础平面布置图。
关键词:门式刚架;轻型钢结构;内力分析;节点AbstractThis works for a company in Lu'an new steel structure Single-layer workshop. The use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits.This design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes internal force analyzes and combines, based on these analyses; can choose the section of beamand columniation. Next, checking computations of stability calculation of plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235B steel. Rod formanual welding usually adopts E43. Rigid connections apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the double of the decked colored polystyrene clamps the circuit board. Otherwise, it is analyzed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind load, the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in design of brace, tension rod, and tension rod joints.The design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, foundation plan .Key Words:Portal frame;Light steel structure;Relation Database;the internal force analyzes;joint目录1 设计资料与依据 (1)1.1 工程概述 (1)1.2 设计依据 (1)2 建筑设计 (2)2.1 地质条件 (2)2.2 施工与安装条件 (2)2.3 建筑平面设计 (2)2.4 雨棚做法 (3)2.5 散水做法 (3)3 结构设计与计算 (4)3.1 设计基本资料 (4)3.2 荷载计算 (5)3.3 内力计算 (7)3.4 门式刚架设计 (36)3.5 节点设计 (40)3.6 牛腿设计 (45)3.7 屋面檩条设计 (47)3.8 墙架设计 (50)3.9 吊车梁设计 (52)3.10 抗风柱设计 (59)3.11 支撑设计 (61)3.12 基础设计 (63)致谢 (68)参考文献 (69)1 设计资料与依据1.1 工程概述本工程为六安某公司新建单层钢结构厂房,建筑场址位于六安市郊区。
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。
门式钢架计算书
风荷载作用下轴力图
39.1
26.0
12.826ຫໍສະໝຸດ 012.8--20..64
6.1 6.1
14.8 14.8
23.5
14.8
-1.6
-22. 4
-29.7
-29.7
0. 0 -167.3
活荷载作用下的轴力图
11..11
-11. 4
-8.7 -8.7
-18.5 -18.5
-8.7 -8.7
-18.5 -18.5
-7.7
-7.7
43.9
43.9
-7.7
43.9
43.9
16.2 17.5 18.8
15.5 16.4 17.2
0. 0 -96. 7
40.8
96. 7 0. 0
25.1
恒载作用下的弯矩图 (2)活载作用(标准值)下,计算简 图及内力值:
-14.3
-13.3
-12.3
-12.3
-13.3
-14.3
-14. 8
=22.71
同样因其板边的最大应力 <f,可用 =1.1× 119.95=131.62 代替 。
则
⁄ =0.27<0.8,则可以认定ρ=1.0,全截面有效。
.
⁄
根据《刚架规程》第6.1.2 条之规定验算其强度为:
V=72<0.5 =0.5× (600-28)× 12× 125=429KN
M=260<
⁄ =(215-36× 1000/12464)× 66800× 10000/300=472.30KN.m
故该截面强度满足规范限值要求。
稳定验算:
考虑压型钢板屋面与檩条紧密连接,具有蒙皮效应,与梁相连的檩条可以作
单层厂房门式刚架结构计算书
单层厂房门式轻钢结构计算书
一、设计资料
现青岛地区某村委计划建设某单层门式轻钢厂房,无吊车荷载,占地面积20x50m2,地址条件很好,0.8m厚覆土,下部是强风化岩,地耐力450KPa,无地下水。
请给其做建筑施工图和结构施工图,应能达到施工深度。
要求:
1.给出设计过程简介和设计注意事项。
2.给出主要构件设计计算过程。
3.提供施工图。
该厂房为单层,采用单跨双坡轻型门式刚架结构,厂房跨度18m,总长度50 m,檐口高度8.6m,牛腿标高为5.50 m,屋面坡度为0.10;共有9榀刚架,两侧柱距7 m,其他柱距6m;刚架平面布置见图,刚架形式及几何尺寸见图。
刚架梁、柱除,另有注明外,均采用Q345钢。
高强螺栓除另有注明外,均采用10.9级摩擦型连接高强度螺栓。
锚栓除另有注明外,均采用Q345钢。
刚架形式及几何尺寸图
二、设计荷载
1.屋面恒载:0.30 kN/m2
计算刚架活载:0.30 kN/m2
计算檩条活载:0.50 kN/m2
雪荷载:0.20 kN/m2
基本风压:0.6 kN/m2 风压调整系数:1.05
2.由于青岛地区地震设防烈度为6度,故本工程结构设计不考虑地震作用
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,梁柱选用变截面。
柱脚按铰接支承设计。
采用弹性分析方法确定刚架内力。
1.在恒载作用下
2.在活载作用下
3.在风荷载作用下。
门式钢架房屋钢结构课程设计计算书
目录一、设计资料........................................................... 错误!未定义书签。
二、结构平面柱网及支撑布置...................................................... - 3 -三、荷载的计算 ................................................................... - 4 -(1)、计算模型选取.............................................................. - 5 - (2)、荷载计算.................................................................. - 6 - (3)、内力计算....................................................... 错误!未定义书签。
四、主钢架设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
(1)、刚架梁验算..................................................... 错误!未定义书签。
(2)、刚架柱验算..................................................... 错误!未定义书签。
(3)、位移验算....................................................... 错误!未定义书签。
五、次结构结构 ........................................................ 错误!未定义书签。
门式钢结构厂房计算书
结构计算说明一、荷载计算(标准值):1、墙体荷载:2、楼面装修荷载:楼面活荷载(标准值):详见各层板荷载图。
二、设计参数:本工程抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g。
场地土类别Ⅱ类。
建筑结构安全等级三级,门式刚架及框架按6度抗震措施。
基本风压0.5KN/m2,地面糙造度B类。
地基基础设计等级为丙级。
三、结构设计采用的有关规范及相关技术资料:●《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)●《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)●《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)●《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)●《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)●《房屋建筑制图统一标准》(GB/T50001-2001)●《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)●《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)●《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)●《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)●《钢结构规范》(GB50017)●《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018)●《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)四、结构设计采用的计算程序:1.框架及圈梁的计算采用广厦11.0(SS)程序计算2.刚架内力计算、截面设计及节点设计用3D3S8.0建模计算完成3.桩基础采用手算其他手算五、本计算内容:一、框架混凝土结构部分1、计算总信息,风,重量,地震,位移,剪重比,侧向刚度结果。
2、几何参数,荷载。
3、各层梁板配筋及梁裂缝挠度验算。
4、各层墙柱配筋。
5、桩承载力及承台计算6、楼梯计算二、刚架混凝土结构部分a) 短柱内力计算b) 桩承台设计c) 各层梁几何参数,荷载及配筋三、钢结构部分a)刚架计算b)节点计算c)檩条计算二、刚架混凝土结构部分a)短柱内力计算及基础计算(一)设计资料短柱支承刚架柱脚,主要承受由刚架传来的竖向荷载及水平剪力,及地梁和地梁面之上墙重。
轻型门式刚架设计计算书
MPa 弹性模量: E 206000
2、设计荷载
(1).屋面恒载标准值:0.20kN/m2 (2).屋面活载标准值:0.50kN/m2 (3).风荷载 规范: 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 (CECS102:2002) 2 基本风压:0.55kN/m 建筑类型:封闭式 轴线类型:边柱外缘 地面粗糙度:B 柱底标高(m):0.00 女儿墙高度(m):0.00 (4).地震作用 规范: 《建筑抗震设计规程》(上海规程)(DBJ08-9-92) 地震烈度:7度(0.10g) 水平地震影响系数最大值:0.08 计算振型数:9 建筑结构阻尼比:0.040 特征周期值(秒) :0.90
3、荷载组合
(1)1.20恒载+1.40活载工况1 (2)1.20恒载+1.40风载工况2 (3)1.20恒载+1.40风载工况3 (4)1.20恒载+1.40活载工况1+1.40x0.60风载工况2 (5)1.20恒载+1.40活载工况1+1.40x0.60风载工况3 (6)1.20恒载+1.40x0.70活载工况1+1.40风载工况2 (7)1.20恒载+1.40x0.70活载工况1+1.40风载工况3 (8)1.20恒载+1.20x0.50活载工况1+1.30水平地震 (9)1.20恒载+1.20x0.50活载工况1+1.40x0.20风载工况2+1.30水平地震 (10)1.20恒载+1.20x0.50活载工况1+1.40x0.20风载工况3+1.30水平地震 (11)1.00恒载+1.40风载工况2 (12)1.00恒载+1.40风载工况3
《钢结构设计》(门式刚架)课程设计指导书
当采用平面刚架建模时,涉及的主要构件为刚架斜梁与柱,而采用空间计算模型时,除上述单元外还包括屋盖支撑系统、柱间支撑、刚性系杆等。有些较为复杂的结构可能还包括平台、雨篷及托架或托梁等。下表列出了门式刚架结构常用单元与节点类型的定义。
构件名称
单元类别
连接节点类别
主刚架
梁
主刚架构件可采用轧制或焊接形成的H型钢、工字钢、槽钢等。
建立计算模型时必须初步确定构件的截面尺寸,选择截面时必须保证构件各板件的尺寸能满足基本构造要求,以保证构件整体稳定与局部稳定的前提,主要由构件的长细比与宽厚比(或高厚比)确定。下表给出了受压与受拉构件的长细比限值。主刚架构件截面一般由稳定控制,其长细比取值不宜太高。
《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。
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。焊条可选用E43型,手工焊。
二、结构平面布置
结构平面布置主要是确定刚架的柱网布置。柱网布置首先应满足工艺要求,面积大的厂房考虑温度区段的控制,依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定:“纵向温度区段不大于300m;横向温度区段不大于150m;当有计算依据时温度区段可适当加大”。
门式刚架计算书
门式刚架计算书项目编号: No.1项目名称: XXX项目计算人: XXX设计师专业负责人: XXX总工校核人: XXX设计师日期: 2017-12-08目录一. 设计依据 (3)二. 计算软件信息 (3)三. 结构计算简图 (3)四. 结构计算信息 (3)五. 结构基本信息 (4)六. 荷载与效应组合 (6)1. 各工况荷载表 (6)2. 荷载效应组合表 (7)七. 地震计算信息 (19)1. 左地震 (19)2. 右地震 (19)八. 内力计算结果 (20)1. 单工况内力 (20)九. 节点位移 (22)十. 构件设计结果 (23)十一. 荷载与计算结果简图 (81)1. 结构简图 (81)2. 荷载简图 (83)3. 应力比图 (90)4. 内力图 (91)5. 位移图 (106)一. 设计依据《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范》(GB 51022-2015);二. 计算软件信息本工程计算软件为PKPM 钢结构设计软件(10版V3.2-2017年3月31日)。
计算日期为 2017年12月 8日13时41分 4秒。
三. 结构计算简图四. 结构计算信息结构类型: 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范》(GB 51022-2015)计算 结构重要性系数: 1.00 节点总数: 7 柱数: 4 梁数: 2H 450X 250X 12X 14-0H 450X 250X 12X 14-0H 450X 250X 12X 14-0H 450X 250X 12X 14-0H400X 200X 12X 14-0H 400X 200X 12X 14-012345671234122000070001500200010710支座约束数: 2标准截面总数: 3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: Q345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: 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: 按压弯构件验算程序自动确定允许的长细比钢梁(恒+活)容许挠跨比: l /180柱顶容许水平位移/柱高: l /60地震影响系数取值依据: 10抗规(2010版)地震作用计算: 计算水平地震作用计算振型数:3地震烈度:6.00场地土类别:Ⅲ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:1.050五. 结构基本信息节点坐标柱关联号梁关联号柱节点偏心 (m)标准截面信息柱布置截面号,约束信息,截面布置角度梁布置截面号,约束信息截面特性截面特性六. 荷载与效应组合1. 各工况荷载表节点荷载柱荷载梁荷载吊车 12. 荷载效应组合表(1)柱子内力的基本组合(2)梁内力的组合值七. 地震计算信息1. 左地震地震力计算质量集中信息水平地震标准值作用底层剪力: 2.838底层最小地震剪力(抗震规范5.2.5条): 1.332各质点地震力调整系数: 1.000地震力调整后剪重比: 0.017周期(已乘折减系数)2. 右地震地震力计算质量集中信息水平地震标准值作用底层剪力: 2.838底层最小地震剪力(抗震规范5.2.5条): 1.332各质点地震力调整系数: 1.000地震力调整后剪重比: 0.017周期(已乘折减系数)八. 内力计算结果1. 单工况内力柱内力梁内力九. 节点位移恒荷载工况下节点位移(mm)活荷载工况下节点位移(mm)节点侧向(水平向)位移(mm)十. 构件设计结果1、钢柱 1 设计结果截面类型=16; 布置角度=0; 计算长度:Lx=28.83, Ly=7.00; 长细比:λx=156.8,λy=127.2构件长度=7.00; 计算长度系数: Ux=4.12 Uy=1.00抗震等级: 三级截面参数: B1=250, B2=250, H=450, Tw=12, T1=14, T2=14轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号:Q345验算规范: 门规GB51022-2015强度计算控制组合号:171, M=0.00, N=207.28, M=-192.64, N=-197.73强度计算应力比 =0.433抗剪强度计算控制组合号: 63, V=16.04抗剪强度计算应力比 =0.033平面内稳定计算最大应力对应组合号:171, M=0.00, N=207.28, M=-192.64, N=-197.73平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =212.80平面内稳定计算最大应力比 =0.698平面外稳定计算最大应力比 =0.581门规GB51022-2015腹板容许高厚比 [H0/TW] =250.00翼缘容许宽厚比 [B/T] =12.38强度计算应力比 =0.433 < 1.0抗剪强度计算应力比 =0.033 < 1.0平面内稳定计算最大应力 < f=305.00平面外稳定计算最大应力比 < 1.0腹板高厚比 H0/TW=35.17 < [H0/TW]=250.00翼缘宽厚比 B/T =8.50 < [B/T]=12.38压杆,平面内长细比λ=157. ≤ [λ]=180压杆,平面外长细比λ=127. ≤ [λ]=180构件重量 (Kg)=662.922、钢柱 2 设计结果截面类型=16; 布置角度=0; 计算长度:Lx=28.83, Ly=7.00; 长细比:λx=156.8,λy=127.2构件长度=7.00; 计算长度系数: Ux=4.12 Uy=1.00抗震等级: 三级截面参数: B1=250, B2=250, H=450, Tw=12, T1=14, T2=14轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号:Q345验算规范: 门规GB51022-2015强度计算控制组合号:169, M=0.00, N=207.28, M=192.64, N=-197.73强度计算应力比 =0.433抗剪强度计算控制组合号: 61, V=-12.42抗剪强度计算应力比 =0.033平面内稳定计算最大应力对应组合号:169, M=0.00, N=207.28, M=192.64, N=-197.73平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =212.80平面内稳定计算最大应力比 =0.698平面外稳定计算最大应力比 =0.581门规GB51022-2015腹板容许高厚比 [H0/TW] =250.00翼缘容许宽厚比 [B/T] =12.38强度计算应力比 =0.433 < 1.0抗剪强度计算应力比 =0.033 < 1.0平面内稳定计算最大应力 < f=305.00平面外稳定计算最大应力比 < 1.0腹板高厚比 H0/TW=35.17 < [H0/TW]=250.00翼缘宽厚比 B/T =8.50 < [B/T]=12.38压杆,平面内长细比λ=157. ≤ [λ]=180压杆,平面外长细比λ=127. ≤ [λ]=180构件重量 (Kg)=662.923、钢柱 3 设计结果截面类型=16; 布置角度=0; 计算长度:Lx=28.83, Ly=1.50; 长细比:λx=156.8,λy=27.3构件长度=1.50; 计算长度系数: Ux=19.22 Uy=1.00抗震等级: 三级截面参数: B1=250, B2=250, H=450, Tw=12, T1=14, T2=14轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号:Q345验算规范: 门规GB51022-2015。
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目录一、设计资料...................................................................... - 3 -二、结构平面柱网及支撑布置 ...................................................... - 4 -三、荷载的计算.................................................................... - 6 -(1)、计算模型选取.............................................................. - 6- (2)、荷载计算................................................................ - 8 - (3)、内力计算................................................................ - 9 - 四、主钢架设计................................................................... - 15 -(1)、刚架梁验算 ............................................................. - 19 - (2)、刚架柱验算 ............................................................. - 20 - (3)、位移验算............................................................... - 21 - 五、次结构结构................................................................... - 22 -(1)梁柱节点设计 ............................................................. - 22 - (2)梁梁节点设计 .............................................................. - 23- (3)柱间支撑的设计............................................................ - 26 - (4)、檩条设计................................................................ - 27 - (5)墙梁的构造与计算.. (34)六、施工图设计................................................................... - 37 -七、参考文献..................................................................... - 37 -钢结构课程设计计算书一、基本设计资料某地欲建一轻钢厂房,拟采用单跨双坡门式刚架结构,共10榀。
其设计资料如下(1)车间柱网布置柱距: 6m跨度: 30m(2)钢柱高度7m(3)屋面坡度:1/10(4)屋面、墙面材料:夹芯板;檩条及墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢,间距1.5m。
(5)荷载:1)屋盖永久荷载标准值:0.15kN/m彩色压型钢板:250mm厚保温玻璃棉板: 0.05kN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网: 0.02kN/m2檩条及支撑: 0.10kN/m2刚架斜梁自重: 0.15kN/m2悬挂设备: 0.20kN/m22)屋面活载标准值:【b】计算刚架时为0.78 kN/m2,计算檩条时为0.98 kN/m23)风载:基本风压04kN/m2,地面粗糙度为B类。
4)轻质墙面及柱自重:0.50 kN/m2荷载计算:按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006 年版)及《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002 取值变形控制:按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002 取值(6)材料:钢材:Q235B焊材:自动焊或 E43 型焊条的手工焊(7)设计依据:《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002)《门式刚架轻型房屋钢构件》(JG 144-2002)《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》(JGJ 82-1991)《建筑钢结构焊接规程》(JGJ 181-2002)高强度螺栓 10.9 级摩擦型高强度螺栓,摩擦面采用喷砂后涂无机富锌漆处理二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度6×10=60m,跨度30m,柱距6m,共有10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,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,柱间支撑不用分层布置。
结构柱网布置图纵向框架立面布置图檩条平面布置图横向钢架立面柱间支撑三、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,刚架梁和柱采用变截面设计。
厂房檐高6m,屋面坡度为1:10。
因此得到刚架计算模型:钢架简图初选的梁、柱截面及其截面特性:部位截面简图截面特性刚架斜梁1-1剖面86180900⨯⨯⨯.108.8cmA5.8cm,icm,5.36i,261.44cmw,3221.6cmw,3660.25cmI,m144972.26cI2yx3y3x4y4x=======2-2剖面86801504⨯⨯⨯.51.64cmA3.25cm,i17.92cm,i,68.36cmw,737.42cmw,546.91cmI,16591.98cmI2yx3y3x4y4x=======3-3剖面86081005⨯⨯⨯.54.64cmA3.16cm,icm,68.19i,68.37cmw,846.49cmw,547cmI,21162.45cmI2yx3y3x4y4x=======钢架柱4-4剖面106300950⨯⨯⨯.115.8cmA6.23cm,i38.62cm,i,300.11cmw,3637.11cmw,4501.67cmI,m172762.85cI2yx3y3x4y4x=======5-5剖面106300550⨯⨯⨯.91.8cmA7cm,i23.61cm,i,300.06cmw,1861.41cmw,4500.95cmI,51188.85cmI2yx3y3x4y4x=======2、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) YX51-380-760型彩色压型钢板 0.15 2kN/m 50mm 厚保温玻璃棉板0.052kN/mPVC 铝箔及不锈钢丝网0.022kN/m 檩条及支撑0.10 2kN/m 刚架斜梁自重0.15 2kN/m 悬挂设备0.20 2kN/m 合计0.67 2kN/m2.屋面可变荷载标准值屋面活荷载:计算刚架时为0.32kN/m ,计算檩条时为0.52kN/m 。
对于单跨双坡屋面,屋面坡角α=5°42′38″。
不考虑积灰荷载。
3.轻质墙面及柱自重标准值(包括柱、墙骨架等)0.502kN/m 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200.4kN/m w =,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, 1.0μz =。
风荷载体型系数s μ: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-0.65(CECS102:2002中间区)。
5.地震作用据《建筑抗震设计规范》GB50011的规定: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8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屋面:恒荷载标准值: 6.06kN/m 9cos θ10.67=⨯⨯; 柱身恒荷载标准值: 4.5kN/m 90.5=⨯ 活荷载标准值:(屋面雪荷载小于屋面活载,故计算时去活荷载)7.055kN/m 9cos θ10.78=⨯⨯风荷载标准值:(以风左吹为例,风右吹同理计算:根据公式'0z s k W μμW ⋅⋅=计算:且2o '00.42kN/m 1.05W W ==,z μ根据表查10m h ≤ 取1.0,s μ根据门钢设计规范取下表。
地面粗糙度取B 类)计算模型及风载体型系数迎风面:侧面w1q =1.0×0.25×0.42×7.2=0.76kN/m屋顶w2q =-1.0×1.0×0.42×7.2=-3.02kN/m 背风面:侧面w3q =-1.0×0.55×0.42×7.2=-1.66kN/m横梁上w4q =-1.0×0.65×0.42×7.2=-1.97kN/m(三)内力分析:采用结构矩阵分析方法计算钢架内力所得到的钢架在各种荷载作用下的弯矩(M )、剪力(V )、轴力(N )图以及钢架内力组合如下: (1)钢架恒载作用图(单位:kN/m)(2)活载内力包络图(3)左风及右风荷载作用下的内力图:(4)内力组合:(由于恒和活载关于结构竖向对称,因而风荷载只要考虑一个方向作用风荷载只引起剪力不同,而剪力不起控制作用)按承载力极限状态进行内力分析,需要进行以下内力组合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⨯活载效应+1.4⨯⨯6.0风载效应4)1.2⨯恒载效应+1.4⨯0.7⨯活载效应+1.4⨯风载效应各情况下的截面内力截面内力恒载活载左风1-1 M -196.8 -241.6 315.8 N -33.0 -40.4 49.37 V -35.3 -41.4 56.972-2 M 35.3 35.3 -10 N -30.9 -33.3 49.37 V -14.3 -22.2 24.183-3 M 33.4 50.3 -48.7 N -29.2 -35.9 49.37 V 2.9 9.5 -8.60 M -196.8 -241.6 315.8内力组合值1)max M +与相应的N,V (意最大正弯矩控制) 2)(以最大负弯矩控制)与相应的V N M ,max - 3)(以最大轴力控制),与相应的V M N max 4))(min 以最小轴力控制,与相应的V M N 所以以上内力组合值,各截面的控制内力为: 1-1:M=0 KN.m N=-117.28KN V=85.82KN2-2: M=-574.4KN.m N=-109.42KN V=85.82KN 3-3:M=-574.4KN.m N=-96.16KN V=-100.32KN 4-4:M=91.78KN.m N=-83.7KN V=-48.24KN 5-5:M=110.5KN.m N=-85.3KN V=16.78KN四、钢架梁、柱的截面验算1、构件宽厚比验算: (1)梁翼缘满足要求;15,f 2351513.7106)/2(280t b y =<=-= (2)柱翼缘 满足要求;15,f 2351514.7106)/2(300t b y=<=-= (3)梁腹板 1-1截面满足要求;250,f 235250146.676880t h y w w =<== 2-2截面满足要求;250,f 23525072.336434t h yw w =<== 3-3截面满足要求;250,f 23525080.676484t h yw w =<== (4)柱腹板 柱顶4-4截面满足要求;250,f 2352501556930t h y w w =<== 柱底5-5截面 满足要求;250,f 23525088.336530t h yw w =<== 2、有效截面特性梁、柱的翼缘板件均满足宽厚比的要求,故构件的翼缘板全部有效。