门式刚架轻型钢结构工业厂房毕业设计计算书
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目录
引言 (1)
文献综述 (2)
第一部分建筑方案设计 (8)
1厂房的平面设计 (8)
2 厂房的剖面设计 (10)
3 厂房的立面设计 (11)
4 厂房的构造设计 (11)
5 总平面设计 (11)
第二部分结构设计 (12)
1屋面檩条计算 (12)
2墙面(轴线4～14)檩条计算 (15)
3墙面(轴线A～E)檩条计算 (18)
4抗风柱的计算 (21)
5（A 、C）柱间支撑 (23)
6柱（B）间支撑 (25)
7横向水平支撑 (26)
8 吊车梁计算 (28)
9 门式刚架计算 (34)
9.1 荷载标准值 (34)
9.2 初选截面 (35)
9.3 截面特性 (35)
9.4 刚架内力计算 (36)
10节点计算 (68)
10.1 柱脚计算 (68)
10.2 牛腿计算 (73)
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10.3 梁柱连接设计计算 (77)
11 基础梁及地基基础计算 (84)
11.1 基础梁计算 (84)
11.2 左柱基础计算 (86)
11.3 中柱基础计算 (92)
致谢 (97)
参考文献 (98)
外文翻译 (99)
附录A毕业论文原始资料 (109)
附录B 刚架计算内力组合表................................................................................... .. 116 附录C 英文翻译原文资料.................................................................. (132)
毕业设计（论文）报告纸
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引言
钢结构作为一种新兴的结构型式方兴未艾，由于其具有强度高、自重轻、安装方便、造型美观，施工周期短且不受季节变化影响，地基费用省等一系列优点，与混凝土材料相比，属环保型和可再次利用型材料，已被人们普遍接受。其中轻型钢结构以其经济、高效的优点在工业厂房、仓库、超市建筑中倍受青睐。本设计即为单层双跨的轻钢结构工业厂房，采用了门式刚架结构。
文献综述
门式刚架轻型钢结构工业厂房最优柱距研究
1.1简介
工业厂房设计中柱网布置往往采用模数化柱距，而对门式刚架轻型钢结构工业厂房来说，不合理的模数柱距会使用钢量指标过大。本文根据笔者从事的几个实际工程，对轻型钢结构工业厂房的最优柱距问题从设计用钢量的角度作了较详细的研究讨论。
关键字：轻型钢结构，门式刚架，柱距
The Study on Optimumal Column Spacing of the Portal Frame Light Steel Sructure of Industrial Building.
Wang Yuantsing Wang Chunguang
(Department of Civil Engineering, Tsinghua University) Abstract: Spacing module is often used in the layout of column system of industrial building. But in the portal frame light steel structure industrial building, unsuitable module can cause too large design steel cost. This paper introduces some problem and cooresponding solutions in the several practical projects the author engaged. The optimumal column spacing in the light steel structure industrial building is discussed
in detial from the point of design steel cost.
KeyWords: light steel structure; portal frame; column spacing
1.2概述
门式刚架轻型钢结构是单层工业厂房中一种常见的结构形式。特别是近十多年来，随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，这类结构以其用钢量低，重量轻，造价低，适用范围广等优点而获得广泛的应用。不仅国外的轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房结构体系推向国内市场，国内的轻钢生产厂家、设计单位也纷纷转向这类结构的生产和设计。
但是，由于我国目前还没有相应的轻钢设计规范。大部分设计仍沿用现行的普通钢结构设计规范来进行门式刚架轻钢结构的设计和计算，使得设计用钢量指标高攀不下，或在没有充分理论依据的情况下，凭经验一味地追求低用钢量而造成事故。因此，对门式刚架轻型钢结构进行系统的研究，建立和完善专门的设计规范势在必行。
2.1设计方面
2.1.1屋面活荷载取值
框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到0.5kN/m2。《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6。门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，
而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。设计时可适当提高至0.5kN/m2。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。
2.2.2屋脊垂度要控制
框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。现在应该是计算的。一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。
2.2.3钢柱换砼柱
少数设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。有些设计，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。
2.3.4檩条计算不安全
檩条计算问题较大。檩要是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效。有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢构件技术规范》（GB50018－2002）中讲的，有的设计人员恐怕还不了解，甚至有些设计软件也未考虑。但是，设计光靠软件不行，还要能判断。软件未考虑的，自己要考虑。再有，设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽略钉孔减弱。这种减弱，一般达到6-15%，对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。《规范》4.1.8、9条规定：“结构构件的受拉强度应按净截面计算；受压强度应按有效截面计算；稳定性应按有效截面计算。变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。有的单位看到国外资料中檩条很薄，也想用薄的。国外檩条普遍采用高强度低合金钢，但我国低合金钢Q345的冲压性能不行，只有用Q235的。国外是按有效截面计算承载力的。如果用Q235的，又想用得薄，计算时还不考虑有效截面，荷载稍大时檩条就要垮。3.1门式刚架轻型钢结构合理柱距的选择
厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。过去我国和前苏联习惯上将柱距模数定为3m(常用3m，6m，9m，12m等)，这实际上是照搬了预制钢筋混凝土工业厂房的模数制。对门式刚架轻型钢结构是否适用，尚很少有人对此进行专门的研究。然而，从综合经济分析的角度来看，合理的柱距(模数)对设计的好坏影响极大。这是因为：(1)对门式刚架轻型钢结构而言，任何一项设计，其设计用钢量的多少是评价设计优劣的一项重要指标。而设计用钢量和柱距的大小是密切相关的(详见以下工程实例) (2)用轻质屋面材料代替传统笨重的预制钢筋混凝土屋面板，并采用轻型墙体材料，改变了传统工业厂房”肥梁，胖柱，重盖，深基”的做法。设计中可采用由预制钢筋混凝土限制的传统柱距模数，或采用新的模数化柱距，以降低用钢量指标。
(3)厂房的实际用钢量及费用还与钢材的供应情况(品种规格)、构件标准化程度等密切相关。有时因材料替代及非标准构件的采用而造成的额外耗钢还相当可观。当然，离开了柱距模数，构件的标准化是无从谈起的。
因此，只有从研究经济柱距入手，确定合理的柱距模数，才能使门式刚架轻型钢结构真正地实现设计标准化、定型化、专门化。从而推动门式刚架轻型钢结构体系在我国的发展。
本毕业设计是一个218
⨯吨吊车的厂房，万荣厂有两个车间，林德
⨯米跨，带有210
发的毕业设计是一个221
⨯吨
⨯米跨，带有210
⨯吨吊车,另一个是218
⨯米跨，带有25
吊车的厂房。可以说，这三个厂房从跨度和吊车吨位而言是有很大差别的，都采用6米柱距是否合适？本人以刚架跨度和吊车吨位为主要变量，利用PKPM进行结构分析，对两厂所采用的实腹式门式刚架轻型钢结构体系在给定刚架跨度和吊车吨位的条件下，其设计用钢量随柱距的变化情况作了较系统的研究。主要考虑跨度：12m、15m、
18m、24m、30m、36m；吊车吨位：0t、2t、5t、10t、15t、20t；及柱距为3m、6m、9m、12m、15m、18m的情况。结构计算简图见图1。
图1门式刚架计算模型（双跨）
为使研究更具有普遍意义和可比性，本文在设计计算时采用以下参数：钢材：
Q235-B.F钢；
风载：以0.35kN/m2为基本风压值，近似取高度变化系数
u为1.0; 雪荷
z
载:0.30kN/m2,考虑屋面坡度1:15,α<15°取屋面积雪分布系数为1.0。吊车荷载：吊车基本参数和尺寸依据《5～50一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸系列(ZQ1-62)》。
需要说明的是：①因本文考虑的是中级制工作厂房，吊车的吨位不大。因此在设计分析时，当柱距较小(<9m)，吊车梁采用加宽上翼缘的实腹式工形截面梁，以满足侧向稳定的要求；当柱距为9m ～18m 时，由于采用加宽上翼缘的方式通常需较大的翼缘，故采用制动桁架体系。②同样对檩条和墙架粱，当跨度大于9m 时，因采用实腹式变得很不经济或规格常受到限制，故采用桁架式。当跨度小于9m 时，檩条和墙架梁采用冷弯薄壁型钢，详见参考文献。③另外，本文在用钢量计算中，未对节点进行详细的设计，而是根据以往的经验，将构件用钢量乘1.1～1.4的放大系数，作为构件的总用钢量。④本文各构件最危险截面考虑稳定后最大应力(折算应力)控制在设计值的90％左右。
图2.a 218⨯跨，210⨯吨吊车 图2.b 221⨯跨，25⨯吨吊车
图2.a～c给出了根据以上条件分析得到的涿州厂和万荣厂各自在2x24m跨，
2x(10+20)t吊车，2x18m跨，2x(3+5)t吊车及15m单跨，2t吊车条件下，各单项用钢量及总用钢量随柱距的变化情况(单位：kg/m2)。
从上图可以看出：①、对门式刚架轻型钢结构体系而言，刚架用钢量是最主要的，当刚架跨度较小时，刚架用钢量甚至占总用钢量的50％以上，而其它各单用钢量，特别是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑，其用钢量只占比例较小的一部分，因此，如何设计好门式刚架对降低总用钢量具有重要意义。②、随着柱距的增大，作为整个厂房结构“用钢量大户”的刚架，其用钢量比率是逐渐下降的，并且随柱距的增加，下降的幅度逐渐趋于平缓。③、其它各项的用钢量均随柱距的增加而增加，并且增幅较大，特别是吊车梁，由于柱距较大，须采用格构形式，其用钢量逐渐占主要地位，并最终超过了刚架的用钢量。其次是檩条，因长细比的要求，用钢量增加也较快。④、整个单层厂房上部结构，其总用钢量随柱距的增加先是逐渐减少，而后增加。呈“浴盆曲线”，这表明，就用钢量指标而言，还是存在一个最优柱距的。当然，由于不同人员在设计同一结构时时，各设计方案可能在结构体系，围护布置等选择上有所差别，从而各用钢量指标不尽相同，但其用钢量变化趋势及上述结论是一致的。综合各项用钢量表明，对此特定的厂房而言，其由设计用钢量确定的最优柱距在6~8m。研究还表明，而对其它跨度和吊车吨位的情况，最优柱距是不断变化的。图2.d~f还给出了无吊车情况，用钢量随柱距的变化情况。同样，我们可以得出类似的结论，不同的是，无吊车时，不仅总用钢量大大减少（因吊车梁用钢量占很大比例），而且最优柱距也有所变化，并有变大的趋势，在上述条件下，其最优柱距在8-9米。
以上仅是针对本工程的实际情况，对门式刚架轻型钢结构体系的每平米用钢量与柱距的关系所作的讨论。实际上，影响最优柱距及设计用钢量的因素众多，如目前研究方兴未艾的蒙皮效应，空间协同作用等等，在此不再作详细讨论。
4.1 门式刚架的应用和展望
单层刚架中，轻型门式刚架的应用最为普遍。它是现阶段国内轻钢结构的代表，也是市场需求量最大的一种钢结构形式。门式刚架按结构形式可分为实腹式和格构式。后者主要用于净跨度较大的建筑，而实腹式门式刚架由于其外形美观、线条醒目、安装方便、节省钢材和易于实现构件制作标准化的特点，被广泛应用于单层工业厂房、超市、展览馆、体育馆或仓库式工业建筑，取得了非常好的经济与社会效益。
门式刚架轻钢厂房结构是轻钢结构的重要分支，这种房屋具有重量轻、用钢省、造价低、在7度及以下地区不需考虑抗震、形式美观具有现代感、用途广泛、制作简单、施工周期短，深受制作、施工企业和广大用户欢迎。这种结构已成为钢结构行业甚至整
个建筑业中发展最快的一种结构类型，每年新增建筑面积400多万平米，已在很大程度上取代了传统的混凝土工业厂房，取得了重大的经济效益。轻型门式刚架作为轻钢结构建筑体系中最具有生命力的结构形式，正在把我国轻型钢结构体系的建设推向一个新高潮，可以预见不久的将来它的应用前景更为广阔。
5.1结论
轻型钢结构工业厂房的规范化设计尚处于探索阶段，96年建设部已组织有关专家编写《门式刚架房屋钢结构设计规程》(草稿)。为加强对这方面的研究，本文通过对笔者从事的几个实际工程实例的设计中遇到的一些问题及解决办法的探讨。希望起到抛砖引玉的作用。
参考文献
[1]弓晓芸轻型钢结构建筑体系的发展及展望《工业建筑》1995 Vol.25 No.7
[2]郭彦林轻型钢结构工业厂房的主要结构形式—山型门式实腹式刚架结构《工业建筑》 1997 Vol.27 No.3
[3]中国建筑标准设计研究所《轻型钢结构设计资料集》中国建工工业出版社
[4]赵熙元等主编《建筑钢结构设计手册》冶金工业出版社，1995
第一部分 建筑方案设计
1 厂房的平面设计
根据生产工艺的要求，厂房平面为双等跨矩形平面。其横向定位轴线均与柱中心线重合；两边纵向定位轴线与柱外缘相重合，中间定位轴线与柱中心线重合。厂房内通道根据工艺需要及人员安全疏散要求，宽度取为 3.6m 。厂房前后出入洞口尺寸为3600mm 3900mm ⨯。
临时库房、办公室、会议室、休息室、厕所，根据生产要求和职工人员进行设计，考虑到面积和采光的要求，以附房的形式设置在厂房的南侧。
厂房平面图详见建筑绘图部分图02。
1.1 厂房定位轴线的确定
厂房跨度均为18m ，檐口标高为7.900m ，每跨各设有一台起重量为10t ，A3工作制的桥式吊车，吊车数据如下：
吊车跨度S=16.5m ，h ＝1275mm （小车顶面到轨顶的距离），b ＝180mm （轨道中心到吊车边缘的距离）。
边柱和中柱皆选用H 型工字钢，截面尺寸为H500×250×8×10；
梁选用H 型工字钢，截面尺寸为H600×250×8×10。
厂房选用封闭型定位轴线：
由吊车安全距离与厂房跨度的关系可知：
12L=S+h +h /2+2K+2b
式中：1h —边柱截面高度；
2h —中柱截面高度；
K —安全距离。
18=16.5+0.5+0.5/2+2K+2×0.18 ，得安全距离为K=195mm>80mm ，满足要求。 由上可得如下数据：
11500195180875e h K b =++=++=mm
222501951806252
h e K b =++=++=mm 取1880e = mm ，2620e = mm
12::e e 边柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离
中柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离
1.2 柱网布置
根据毕业设计（论文）指导书的要求，厂房的跨度均为18m ，柱距为6m 。如图1.1所示。
图1.1 柱网布置
1.3 变形缝
由于该厂房纵向长度为63m，所以不需设置伸缩缝；土壤地质条件较好，不需设置沉降缝；根据地震设防烈度为7度，也不需设置防震缝。
1.4 屋面板及墙面板的选择
由毕业设计（论文）指导书知，本厂房地处安徽六安市。该地区较为温暖，但是雨量较大，基本风压为0.35kN/m2，基本雪压为0.55kN/m2。
根据以上的基本气象，荷载条件及屋面坡度为1/20，屋面坡度较小，屋面板采用高波板利于屋面排水，墙面板采用底波板
屋面板型为：W600型YX130-300-600，其屋面水平檩距取2.0 m；
墙面板型为：W600型YX35-125-750，其墙梁间距取1.2m。
2 厂房的剖面设计
2.1 轨顶及牛腿标高的确定
12
H=H +H
H ：柱顶标高（现定柱高为7.9 m ） 1H ：轨顶标高； 2H ：轨顶到柱顶的高度； 267H =h +h 600+（梁的高度）
6677h :h 1275mm h h 220mm mm =≥轨顶到吊车小车顶面的距离，查吊车规格表可知，
：小车顶面到屋架的高度，规范规定，此处取为425。
2H 12754256002300mm =++=故有： 12H H H 7.900 2.300 5.600m
=-=-=则轨顶标高为：
如图1.2所示。 图1.2 厂房的剖面
2.2 内外高差的确定
厂房建筑室内外高差，考虑运输工具进出厂房的便利及防止雨水侵入室内，选取了150mm 。
2.3 采光及通风设计
根据厂房生产状况，查表知厂房的采光等级为III 级，且双跨厂房采用单侧采光，其窗地比取1/4。由于厂房中设有桥式吊车，光线受吊车梁的遮挡，不能有效地进入厂
房。在吊车梁处将侧窗分为上下两段布置，上段为高侧窗、下段为低侧窗，如图1.2所示。
鉴于厂房为双跨跨度均为18m，故此其通风问题主要是合理的组合气流的路径，利用穿堂风即可有效的解决其通风问题，具体设计中是将两侧窗对齐，低侧窗下部为平开窗，方便开启和组织气流，形成穿堂风，上部可为固定窗，即高侧窗为固定窗。
2.4 屋面排水设计：
屋面排水方式采用有组织排水，屋面排水坡度1/20，内天沟纵向坡度1%，雨水管每侧5根，中间10根，用直径φ150的PVC雨水管。
根据资料，按200m2的建筑面积汇水1m3的建筑排水计算天沟截面，故边柱位置内天沟截面尺寸取高度为200mm，宽度为500mm ；中柱位置内天沟截面尺寸取高度为200mm，宽度为1000mm。均能满足排水要求。
3 厂房的立面设计
采用竖向波形压型钢板外墙及采板钢窗，形成竖向线条的立面效果改变厂房长度和高度尺高的扁平视觉效果，使厂房显得庄重、挺拔。
4 厂房的构造设计
(1) 外墙构造
外墙底部窗台以下部分采用240厚的空心砖墙，高度为0.9米，墙下设基础梁支撑在柱基础上，窗台以上部分采用压型钢板外墙，墙板采用C型墙梁与刚架柱连接。(2) 屋面构造
屋顶彩色压型钢采用板，利用C型檩条与刚架梁连接。
(3) 地面构造
因厂房内生厂对地面没有特殊要求，故采用水泥砂浆地面，其构造厚度可查阅《工业建筑地面设计规范》附录（一）得以确定。
5 总平面设计
根据建筑场地示意图，综合考虑地形，建筑朝向、主导风向、防火安全，厂区内的道路绿化因素，合理布置厂房位置，使其满足生产工艺要求，达到技术经济合理，利于生产发展，方便职工的工作和生活的目的，总平面图参见建筑设计说明图纸。
第二部分 结构设计
1 屋面檩条计算
1.1设计资料
檩条选用薄壁C 型钢，屋面坡度为1/20 （ α=2.86°），屋面材料为压型钢板。檩条跨度6m ，跨中在两分点处各设一道拉条。在屋脊处和屋檐处设置斜拉条，水平檩距2m ，檐口距地面高度8m 。檩条采用Q235-BF 。
1.2 荷载标准值（对水平投影面）
(1) 永久荷载：
屋面压型钢板自重： 0.10
檩条及支撑自重 ： 0.15 合 计： 0.25 kN/m
2 (2) 可变荷载：
屋面均布活荷载0.50kN/m 2，雪荷载0.55kN/m 2，计
算时取两者的较大值0.55 kN/m 2。
(3) 风荷载：
基本风压：ω0=0.35 kN/m 2
按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），房屋
高度小于10m ，风荷载高度变化系数取10m 高度处的数值 图2.1 檩条计算简图 z μ=1.0，风振系数0.1=z β。风荷载体型系数取边缘带s μ=-1.4（吸力）。
垂直屋面的风荷载标准值：
0 1.0( 1.4) 1.00.350.49/z s z k kN m ωβμμω==⨯-⨯⨯=kN/m 2
1.3 内力计算：（如图
2.1所示）
(1) 永久荷载与屋面活荷载组合（1.2×永久荷载+1.4×可变荷载）
檩条线荷载： (0.250.55 1.4) 2.0 1.02k p =+⨯⨯= kN/m
(1.20.25 1.40.55 1.4)2 2.76p =⨯+⨯⨯⨯= kN/m
（双跨是考虑积雪分布系数， 1.4r μ=）
.sin 2.860.14x p p == kN/m
.cos2.86 2.73y p p == kN/m
弯矩设计值： 22x y M = p l /8=2.736/812.42⨯= kN ·m
22y x M p l /32=0.146/32=0.16=⨯ kN ·m
(2) 永久荷载与风吸力组合（1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载）
檩条线荷载： x = 0.252sin2.86=0.025p ⨯⨯ kN/m
y = 1.40.492-0.252cos2.86=0.88p ⨯⨯⨯⨯ kN/m
弯矩设计值： 22x y M = p l /8=0.886/8 3.96⨯= kN ·m
22y x M p l /32=0.0256/32=0.028=⨯ kN ·m
1.4 截面选择及截面特性
选用冷弯薄壁C 型钢C200×70×20×3
截面特性：10.695n A = cm 2 63.664x W = cm 3
636.443x I = cm 4 65.883y I = cm 4
max 32.999y W = cm 3 min 13.167y W = cm 3
0.2816t I = cm 4 5081.32I ω= cm 4
7.715x i = cm 2.481y i = cm
0 4.82e = cm 0 1.996x = cm
檩条跨中有一根拉条穿过，距C 型檩条上翼缘的距离为40mm,则C 型檩条截面面积矩可近似为： 0.910.9163.66457.934enx x W W ==⨯= cm 3
m ax m ax 0.970.9732.99932.009eny y W W ==⨯= cm 3
m in m in 0.970.9713.16712.772eny y W W ==⨯= cm 3
1.5 强度验算
假设屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，则不考虑截面塑性发展， 根据公式，验算檩条在第一种荷载组合作用下的强度为：
66
33
max 12.42100.161063.6641032.00910y x nx ny M M W W σ⨯⨯=+=+⨯⨯ 199.09= N/mm 2 205f ≤= N/mm 2
66
33
min 12.42100.161063.6641012.77210y x nx ny M M W W σ⨯⨯=-=-⨯⨯ 182.56= N/mm 2 205f ≤= N/mm 2
强度满足要求。
1.6 稳定性验算
（1）有效截面模量
永久荷载与风吸力组合下的弯矩较永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩小的很多，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则：
63.664ex x W W == cm 3 m in 12.772ey ey W W == cm 3
屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，在风吸力作用下，按公式y x b ex ey
M M f W W σϕ=+≤验算在风荷载与屋面永久荷载组合作用下檩条（下翼缘）的稳定性。
（2）受弯构件的整体稳定系数bx ϕ
跨中无侧向支撑，查表： 1.0b μ=，1 1.13ξ=，10.46ξ= 201022a h e =
== 2220.46100.4620
a e h ξη⨯⨯=== 222240.15645081.320.1560.28166002065.88365.88320t
b y y I I l h I I h ωμξ⨯⨯⎛⎫⎛⎫=+=+⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭
⎝⎭ 1.37=
124320235bx y x y Ah W f ηξηλ⎤=
⎦(600241.842.481y y l i λ===)
2432010.695202351.130.46241.8463.664235
⨯⨯⎤=⨯⨯⨯⎦⨯ 0.3530.7=<
(3) 风吸力作用使檩条下翼缘受压，根据公式，计算的稳定性为
66
333.96100.028100.35363.6641012.77210
y x bx ex ey M M W W σϕ⨯⨯=+=+⨯⨯⨯ 178.40= N/mm 22178.40σ<= N/mm 2
205f ≤= N/mm 2
稳定性满足要求，计算表明由永久荷载与屋面活荷载组合控制。
1.7 挠度计算
按公式 []45384ky y x
P l v v EI ⨯=⨯≤ 验算其挠度 跨内最大挠度为
()4340.250.55 1.4cos 2.866000538420610636.44310
y v +⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯ []600012.9730200200
l mm v mm =<=== 1.8 构造要求
060077.82007.715x x l i λ===< ，0300120.92002.481
y y l i λ===< 故此檩条在平面内、外均满足要求。
2 墙面(轴线4～14)檩条计算
2.1设计资料
房屋围护结构采用压型板W750(YX35-125-750)，墙梁跨度为6m ，间距为1.2m 。在墙梁两分点处设置一道拉条（φ12），在屋檐处设置斜拉条。
2.2 荷载标准值
(1) 永久荷载：
压型钢板自重： 0.10
墙面檩条自重： 0.15
0.25 kN/m 2
作用于墙梁上的竖向荷载标准值： 1.20.10.150.27x q =⨯+= kN/m
(2) 风荷载
风荷载标准值 ： 0k s z ωμμω=
风荷载体型系数： 由于6 1.27.210A =⨯=<，则10log 2.9 1.6s A μ=-=-
垂直于房屋墙面的风荷载标准值： 00.35ω=kN/m 2
0 1.6 1.00.350.56k s z ωμμω==-⨯⨯=- kN/m 2（吸力）
作用于墙梁上的水平风荷载标准值：
0.561.20.672k q =⨯= kN/m （吸力）
2.3 荷载设计值
恒荷载设计值：
x p 1.20.270.324=⨯= kN/m
风荷载设计值：
y p 1.40.6720.941=⨯= kN/m
2.3内力计算
墙面压型钢板与檩条相连，且板与板有可靠连接，墙梁承受墙板与风荷载作用。 竖向荷载x q 产生的最大弯矩： 22
0.3246 1.45888
x y p l M ⨯=== kN ·m 水平风荷载y q 产生的弯矩： 2
2
0.9416 1.0593232y x p l M ⨯=== kN ·m
由单侧压型钢板对墙梁由于偏心产生的弯矩对墙梁产生扭矩作用，但很小，由于压型钢板与墙梁连接很好，可认为压型钢板是墙梁的翼缘可阻止由于该弯矩产生的扭转，所以压型钢板由于偏心产生的弯矩可以不计入稳定计算。
2.4 截面选择
选用冷弯薄壁C 型钢C180×70×20×2.5
截面特性： 8.48n A = cm 2 46.69x W = cm 3
420.20x I = cm 4 54.42y I = cm 4
max 25.82y W = cm 3 min 11.12y W = cm 3
7.04x i = cm 2.53y i = cm
0 5.10e = cm 0 2.110x = cm
檩条跨中有一根拉条穿过，距C 型檩条上翼缘的距离为40mm,则C 型檩条截面面积矩可近似为： 0.910.9146.6942.488enx x W W ==⨯= cm 3
m ax m ax 0.970.9725.8225.045eny y W W ==⨯= cm 3
m in m in 0.970.9711.1210.786eny y W W ==⨯= cm 3
2.5 强度验算
根据公式，验算墙梁在自重荷载与风荷载组合作用下的强度：
y x enx eny M M W W σ=+=6
6331.05910 1.4581042.4881025.04510
⨯⨯+⨯⨯ 83.14=N/mm 2<205 N/mm 2
66
33
min 1.05910 1.4581042.4881010.78610y x nx ny M M W W σ⨯⨯=-=-⨯⨯ 110.25=- N/mm 2 205f ≤= N/mm 2
强度满足要求。
2.6整体稳定性验算
（1）有效截面模量
在永久荷载与风吸力组合下，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则：
46.69ex x W W == cm 3 m in 11.12ey ey W W == cm 3 墙面能阻止檩条侧向失稳和扭转，在风吸力作用下，按公式y x bx ex ey
M M f W W σϕ=+≤验算在风荷载与墙面永久荷载组合作用下檩条的稳定性。
（2）受弯构件的整体稳定系数bx ϕ
查表为0.350bx ϕ=
(3) 在风吸力作用下，根据公式计算的稳定性为：
66
331.05910 1.458100.35046.691011.1210
y x bx ex ey M M W W σϕ⨯⨯=+=+⨯⨯⨯ 195.919= N/mm 2205f ≤= N/mm 2
稳定性满足要求。
2.7 风荷载作用下的挠度计算
风荷载标准值：k q 0.672= kN/m ，按公式 []4
5384k y x
q l v v EI =⨯≤ 验算其挠度。 跨内最大挠度为：
4
3450.672600038420610420.2010
y v ⨯=⨯⨯⨯⨯ 13.1= mm []600030200200
l v <=== mm
门式刚架厂房计算书
钢结构厂房计算书 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18m，柱距6m，柱高5.6m，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Q235钢，焊条采用E43型。 图1.1 刚架平面布置图 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） YX51—380—760型彩色压型钢板 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 0.20 2kN m 合计 0.67 2kN m （2）面可变荷载标准值 屋面活荷载：0.302m kN 雪荷载：基本雪压0S =0.452kN 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 =1.0×0.452kN m =0.452kN m 。 取屋面活荷载和雪荷载中的较大值0.452kN m ，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） 0.52kN m （4）风荷载标准值 基本风压：20m kN 58.055.005.1=?=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。 （5）地震作用 哈尔滨地区抗震设防烈度为6度，根据《全国民用建筑工程设计技术措施----结构》中第18.8.1条的建议，所以不考虑地震作用。 2.2各部分作用的荷载标准值计算： （1）屋面 恒荷载标准值：0.67×6=4.02kN m 活荷载标准值：0.45×6=2.70kN m （2）柱荷载 恒荷载标准值：（0.5×6×5.6＋4.02×9）kN =52.98kN
毕业设计 (完整内容)30米跨轻型门式刚架结构厂房计算书!
泉州市华力钢结构公司3#厂房设计 [摘要] 本工程为泉州市华力钢结构公司3#厂房设计。通过查阅有关图集及相关教材，将门式刚架厂房设计为单跨双坡跨，柱距为6.6m，跨度为30m,总的建筑面积为1584m2。 该单层门式刚架结构是以轻型焊接H型钢（变截面）作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（C型）做檩条、墙梁；以0.5mm厚压型钢板做屋面、墙面；采用75mm玻璃棉作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。 根据已形成的建筑图及其相关要求，对每榀刚架的最不利荷载进行计算，使用PKPM软件完成刚架的合理截面计算，然后通过设计规范的相关要求，对刚梁、柱、支撑、檩条等构件进行强度、刚度，稳定性等验算，用CAD分别绘制出设计图。最后，整理计算书并出图。 [关键词] 轻型门式刚架钢结构设计
Quanzhou huali heavy loader workshop 3 # workshop design [abstract]the project for quanzhou huali heavy loader workshop 3 # workshop design. By looking at the atlas and relevant material, door frame factory building design for single across different dual slope, column distance of 6.6 m, span of 30 m, the total construction area of 1584 m2. The single type of door rigid frame structure with light welding h-beam (variable cross-section) as the main load-bearing skeleton, with cold-formed thin-walled steel purlin, (C) do wall beam; With 0.5 mm thick do steel sheet roof, walls; Using 75 mm glass wool as thermal insulation material and properly set up to support a lightweight building structure system. According to the construction diagram and related requirements of already formed, for every nature, the most unfavorable load calculation of the frame, using PKPM software to complete the reasonable cross section calculation of frame, and then through the design specification, the requirements of the relevant on beam, column, supports, purlin artifacts such as strength, stiffness, stability calculation, map out separately with the CAD design. Finally, calculation and drawing. [key words] Light portal rigid frame，The steel structure ，design
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
Abstract This 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 for
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）0.52 kN m Ⅱ活载： 20.5/kN m
Ⅲ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 ⨯=
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门式钢架车间设计计算书 ************ PKPK计算***************** 1
一门式钢架计算 1设计主要依据: 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001); 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001); 《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); 2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: 4 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: 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: 300 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 / 60 抗震等级: 3(钢结构为考虑地震作用) 计算震型数： 3 地震烈度：6.00 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 2
按GB50011-2001 地震效应增大系数1.000 3 PKPM挠度及应力图显示 挠度图 应力图 4 计算数据输出 3
全钢结构门式刚架轻型厂房设计计算书
全钢结构门式刚架轻型厂房设计计算书
目录 第一部分设计资料 1. 工程概况 (3) 2. 设计原始资料 (3) 3. 设计任务要求 (3) 4. 设计其它资料 (5) 5. 参考书目 (4) 第二部分建筑设计 1. 建筑平面设计 (6) 2. 建筑剖面设计 (7) 3. 定位轴线的确定 (8) 4. 建筑立面设计 (9) 5. 各种构造的做法 (9) 第三部分结构设计
1. 结构体系的选择 (11) 2. 材料选择 (13) 3. 檩条设计 (14) 4. 墙架设计 (17) 5. 吊车梁设计 (20) 6. 刚架的内力分析及设计 (28) 7. 节点设计及计算 (59) 8. 平台设计 (67) 9. 基础设计 (71) 第四部分 PKPM输出文件 刚架设计 (75) 第五部分英文翻译 结构和环境 (113)
第一部分设计资料 1. 工程概况 本设计为一新建的大型彩色印刷生产线为一全钢结构门式刚架轻型厂房，厂房位于某稀土高新技术开发区。车间长42m，宽12m，货物起吊高度12m。 2. 设计原始资料 2.1主厂房采暖按18℃设计，冬季室外计算温度-19℃，冬季室外最低气温-30.4℃，夏季最高气温38.4℃。 2.2年平均降雨日数91.3，年平均降水量678.4㎜，有记录的日最大降水量100.8㎜，时最大降水量54.8㎜。 2.3最大风速25m/s，主导风向：北，基本风压0.45KN/㎡。 2.4最大积雪深度210㎜，基本雪压0.35KN/㎡。 2.5最高地下水位-9m。 2.6土壤冻结深度-1.50m。 2.7冬季相对湿度为55%，夏季相对湿度为40%。 2.8地震设防烈度为8度。
门式刚架计算书
目录 2 荷载计算................................................... 错误!未定义书签。2．1荷载取值计算.......................................... 错误!未定义书签。 永久荷载标准值（对水平投影面）.......................... 错误!未定义书签。 可变荷载标准值.......................................... 错误!未定义书签。 风荷载标准值............................................ 错误!未定义书签。 吊车资料................................................ 错误!未定义书签。 地震作用................................................ 错误!未定义书签。 各部分作用的荷载标准值计算................................ 错误!未定义书签。 3 内力计算................................................... 错误!未定义书签。 在恒荷载作用下............................................ 错误!未定义书签。 在活荷载作用下............................................ 错误!未定义书签。 在风荷载作用下............................................ 错误!未定义书签。 在吊车荷载作用下.......................................... 错误!未定义书签。 内力组合.................................................. 错误!未定义书签。 4 刚架设计................................................... 错误!未定义书签。 截面形式及尺寸初选........................................ 错误!未定义书签。 构件验算.................................................. 错误!未定义书签。 构件宽厚比验算.......................................... 错误!未定义书签。 有效截面特性............................................ 错误!未定义书签。 刚架梁的验算............................................ 错误!未定义书签。 刚架柱验算.............................................. 错误!未定义书签。
门式刚架厂房设计计算书
门式刚架厂房设计计算书 1、设计资料 某单层单跨轻钢门式刚架结构厂房，跨度为总长L=60m，柱距D，斜梁坡度i=1：12。根据工艺及建筑设计要求，确定车间为单层单跨轻钢门式铰接刚架结构。厂房所在地区场地属于Ⅱ类场地土，抗震设防烈度小于等于8度。钢材采用Q235钢，手工焊接，焊条E43。 长度L=60m，柱距D=5m，跨度B=18m，檐高H=9m，屋面坡度为i=1:12；屋面材料采用单层彩板或夹芯板；墙面材料使用单层彩板或夹芯板；天沟采用彩板天沟或钢板天沟；钢结构采用Q235；基础砼标号为C25。 恒载：无吊顶时0.35kN/m2 (不包括刚架自重) 活载：计算刚架时为0.5kN/m2, 计算檩条时为0.8kN/m2； 风载：基本风压按学生家乡所在地查表计算，地面粗糙度按C类； 雪载：基本雪压按学生家乡所在地查表计算。 柱顶水平位移：H/60，横梁挠度：仅支承压型钢板屋面和冷弯型钢檩条时：L/180；有吊顶时：L/240 设计内容 1）梁、柱截面设计， 2）梁、柱连接节点设计； 3）屋面梁拼接节点设计。 2、结构平面柱网及支撑布置 厂房长度=60m，因此在厂房第一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。 3、荷载计算 3.1 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9m，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为9m；屋面坡度为1：12。 因此得到刚架计算模型：（以中间跨为研究对象）
18000 900 1:12 3.2 荷载取值 3.2.1 恒载：0.35+0.15=0.52/KN m 墙面及柱自重：0.52/KN m 3.2.2 活载： 屋面活载：0.52/KN m 屋面雪载：0.452/KN m 两者取大值：0.52/KN m 3.2.3 风载： 基本风压：20/45.0m KN =ω，地面粗糙类别C 类，以柱顶为标准风压高度变化 系数：0.1,74.0==z z βμ 因抗震等级小于等于8度，而风荷载标准值大于0.452 /KN m ，故本工程不考虑地 震作用 3.3 各部分作用荷载：（内力计算均采用标准值） 3.3.1 恒载： 0.5cos 5 2.5/KN m α⨯⨯= 墙面及柱身恒载：0.55 2.5/KN m ⨯=
轻型门式钢架结构设计计算书
设计题目: 轻型门式刚架结构设计 姓名X X 学号20 12 002 02 专业土木工程 学院土建与水利学院 指导教师衣振华 2015.07.09
目录 第一部分轻型门式钢架结构设计任务书 (2) 一、设计目的 (2) 二、基本要求 (2) 三、设计资料 (2) 四、设计内容 (2) 五、参考文献. (2) 第二部分钢结构设计说明 (3) 第三部分设计计算书 (3) 一、设计概况. (3) 二、结构布置 (3) 三、檩条设计 (3) 1、设计资料 (4) 2、荷载与内力计算 (4) 3、初选截面 (6) 4、截面验算 (6) 四、墙梁设计 (7) 1、设计材料 (7) 2、荷载与内力计算 (7) 3、初选截面 (8) 4、截面验算 (8) 五、钢架设计 (9) 1、钢架荷载布置 (9) 2、钢架内力分析并选取最不利截面 (12) 3、梁柱截面验算 (20) 六、支撑设计 (22) 1、柱支撑设计 (22) 2、梁支撑设计 (23) 七、节点设计 (22) 1、梁柱节点设计 (23) 2、梁梁节点设计 (24) 八、柱脚设计 (25) 1、底板尺寸确定 (25) 2、靴梁设计 (26)
第一部分轻型门式刚架结构课程设计任务书 一、设计目的 1、复习钢结构课程内容，综合运用所学知识，学习钢结构设计过程 2、学习钢结构方案设计、详细设计和施工图设计 3、学习编制结构计算书 4、为毕业设计做必要的准备 二、基本要求 1、掌握门式刚架结构设计的内容、方法和步骤，认真考虑影响设计的各项因素 2、了解和掌握与设计有关的设计规范和规定，并能在设计中正确应用 3、根据建筑设计要求，正确选择结构形式，合理布置结构 4、掌握门式刚架结构的计算方法和构造要求 5、认真绘制施工图和编写说明书、计算书 三、设计资料 1、结构形式：门式刚架，见附件1，具体尺寸见分配表格 2、屋面板和墙面板：彩色压型钢板 3、构件形式：梁柱为等截面实腹式焊接H型截面，檩条为冷弯薄壁C型截面 4、节点形式：梁柱刚接节点；梁梁连接（端板刚接）；柱脚（刚接或者铰接） 5、基础：柱下独立基础；混凝土：C30；钢筋二级筋；基础埋深1.5m，地基承载力标准值：2 f kN 120m / k 6、荷载种类：恒载，活载和风荷载（见分组单），不考虑其它荷载 四、设计内容 1、刚架设计：结构立面图、结构平面布置图、剖面图及节点索引图、梁、柱设计及其详图 2、檩条支撑等构件设计：檩条，墙梁，支撑，抗风柱，拉条详图，檩条、支撑布置图等 3、节点及构造详图：梁柱连接、梁梁连接及柱脚详图 4、设计说明书及计算书1份 五、参考文献 1、《钢结构设计规范》GB50017-2003.北京：中国计划出版社.2003 2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002，北京：中国计划出版社.2002 3、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002.北京：中国计划出版社.2002 4、轻型钢结构设计计算与实例，本书编委会编人民交通出版社2008 5、李星荣. 钢结构连接节点设计手册. 北京：中国建筑工业出版社.2005 6、陈绍蕃.钢结构房屋设计.北京：中国建筑工业出版社.2003 7、轻型钢结构设计数据资料一本全，本书编委会编中国建材工业出版社2007 8、舒赣平, 王恒华, 范圣刚编著.轻型钢结构民用与工业建筑设计，中国电力出版社2006 9、周绪红. 钢结构设计指导与实例精选. 北京：中国建筑工业出版社.2008 10. 朱海宁，王东，赵瑜编著.轻型钢结构建筑构造设计. 东南大学出版社2003.11
门式钢架计算书
计算机辅助结构设计 综合训练 设计题目轻型门式刚架结构计算机辅助设计 学生姓名XXX 学科专业土木工程 指导教师XXX副教授 2011年12月
目录 设计条件及设计分组 (3) 一、设计条件 (3) 二、设计分组 (3) 第1章刚架结构计算简图 (4) 1.1结构简图 (4) 1.2恒荷载简图 (4) 1.3活荷载简图 (4) 1.4左风荷载简图 (5) 1.5右风荷载简图 (5) 1.6吊车荷载简图 (5) 第2章刚架结构内力计算结果 (5) 2.1配筋包络及钢结构应力比图 (6) 2.2弯矩包络图 (6) 2.3轴力包络图 (6) 2.4剪力包络图 (7) 2.5恒载内力图 (7) 2.6活载内力包络图 (8) 2.7左风载弯矩图 (8) 2.8右风载弯矩图 (9) 2.9左地震弯矩图 (9) 2.10右地震弯矩图 (9) 第3章刚架结构位移计算结果 (9) 3.1节点位移图 (9) 3.1.1恒载节点位移图 (9) 3.1.2活载节点位移图 (10) 3.1.3左风节点位移图 (10) 3.1.4右风节点位移图 (10) 3.1.5恒载+活载节点位移图 (10)
3.1.6吊车水平荷载节点位移图 (11) 3.1.7左地震作用节点位移图 (11) 3.1.8右地震作用节点位移图 (11) 3.2钢材料梁挠度图 (11) 3.2.1恒+活荷载绝对挠度图 (11) 3.2.2恒+活荷载相对挠度图 (12) 3.2.3活荷载绝对挠度图 (12) 3.2.4活荷载相对挠度图 (12) 3.2.5斜梁计算坡度图 (12) 第4章其他构件计算书 (13) 4.1吊车梁计算书 (13) 4.2檩条计算书 (18) 4.3墙梁计算书 (20) 4.4屋面支撑计算书 (22) 4.5柱间支撑计算书 (23)
毕业设计双跨门式钢架计算书
第1章前言 1.1 国内外钢结构建筑的现状和发展前景 轻型钢结构是近十年来发展最快的领域，美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上，日本的轻钢住宅已占住宅建筑的25%。轻型钢结构专用设计软件可在短时间内完成设计、绘图、工程量统计及工程报价，在制作上也实现了高度的标准化及工厂化。钢结构工业化、商品化程度高，施工速度快，综合效益高，市场需求量大，已成为工程各界的共识。轻型钢结构的“轻”有两个含义，一是采用轻型材料，二是钢材消耗量低。所以轻型钢结构门式刚架在工业厂房、公路(铁路)库、仓库、飞机库、集贸市场、体育场馆、航空港、商业建筑中越来越得到人们的青睐。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。特别是在我国大中城市中，人多、土地资源少，而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下，较大范围应用钢结构，是我国生产力发展到一定阶段的必然产物。目前，我国钢材产量已居世界首位，而且国家也在逐步调整政策鼓励发展钢结构，我国大力发展钢结构的条件已经成熟，正步入钢结构发展的黄金时期。 1.2 门式刚架特点及适用范围 1.2.1 门式刚架结构有以下特点 采用轻型屋面，不仅可减少梁柱截面尺寸，基础也相应减小；在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。设中间柱可减少横梁的跨度，从而降低造价。中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小；刚架的侧向刚度籍檩条的隅撑保证，省去纵向刚性构件，并减小翼缘宽度；刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度，做到材尽其用；刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用其屈曲后强度，故腹板高度比可比《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定为大，即可减少腹板厚度；竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载的作用不应忽视。在轻屋面门式刚架中，地震作用一般不起控制作用；支撑可做得较轻便，将其直接或用水平节点连接在腹板上，可采用张紧的圆钢；构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。构件单元可根据运输条件划
钢结构厂房计算书
钢结构厂房计算书 Design n 1.1 Plant n The plant adopts a single-span double-sloping door-type rigid frame with a horizontal span of 12m。a column height of 5.1m。and a total of 8 rigid frames with a column spacing of 6.3m。The roof slope is 1/10.and the column base is hinged。The window is 1.5x3m and is located at the height of 1.5m above the column foot。with one in the center of each column spacing。There is a door (centered) on each end gable wall。with a size of 3.3x4.5m. 1.2 Materials The n of the frame components is welded with n I-beams。The steel is Q235B。and the welding rod is E43.The roof and wall are made of double-layer pressed XXX (wall beams) are made of thin-walled rolled C-shaped XXX 1.5m. 1.3 Natural ns XXX 6 degrees (XXX)。The ground XXX classified as C. 2.Structural Layout
门式钢架课程设计计算书跨度12m柱距6m
门式钢架课程设计计算书跨度12m柱距6m 摘要： 1.引言 2.门式钢架结构概述 3.课程设计计算书内容 4.跨度和柱距的选定 5.结论 正文： 1.引言 门式钢架结构是一种常见的钢结构形式，广泛应用于工业厂房、仓库、桥梁等领域。在工程实践中，针对不同的工程需求，需要对门式钢架进行设计与计算，以确保其结构安全、稳定。本文旨在通过对门式钢架课程设计计算书的分析，为读者提供一个关于门式钢架结构设计的参考。 2.门式钢架结构概述 门式钢架结构是由柱、梁、桁架等构件组成的空间结构体系。它具有结构简单、施工方便、刚度大、抗震性能好等优点。根据工程需求，门式钢架的跨度和柱距等参数可以进行调整，以满足不同场地和使用要求。 3.课程设计计算书内容 课程设计计算书是针对门式钢架结构设计的一份详细说明书，主要包括以下内容： (1) 设计依据：包括设计规范、标准、工程图纸等；
(2) 结构形式：描述门式钢架的结构形式、材料、尺寸等； (3) 计算书：根据设计参数，进行结构计算、荷载分析、稳定性分析等，以验证结构安全性； (4) 施工图：绘制门式钢架的施工图纸，包括柱、梁、桁架等的布置和尺寸； (5) 质量验收：对门式钢架结构进行质量验收，确保工程质量达到设计要求。 4.跨度和柱距的选定 在门式钢架结构设计中，跨度和柱距是两个重要的参数。根据工程需求和设计规范，本文选取跨度为12m，柱距为6m 进行设计。这样的参数配置可以满足一般工程需求，同时有利于节约材料和降低工程成本。 5.结论 通过对门式钢架课程设计计算书的分析，本文提供了一个关于门式钢架结构设计的参考案例。在实际工程中，需要根据具体需求和设计规范，对门式钢架结构进行详细设计与计算，以确保工程安全、稳定。
门式刚架计算
门式刚架课程设计
学院名称建工学院 姓名舒舟 学号034110125 任课教师李俊华 日期2006/11/28 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 m Ⅲ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 =-⨯⨯=-
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。 （1）梁柱节点设计.................................................... 错误!未定义书签。 （2）梁梁节点设计.................................................... 错误!未定义书签。 （3）柱间支撑的设计.................................................. 错误!未定义书签。 （4）、檩条设计....................................................... 错误!未定义书签。 （5）墙梁的构造与计算 (34) 六、施工图设计 ........................................................ 错误!未定义书签。 七、参考文献........................................................... 错误!未定义书签。
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: 2 H 450X 250X 12X 14-0 H 450X 250X 12X 14-0H 450X 250X 12X 14-0 H 450X 250X 12X 14-0H 400X 200X 12X 14-0H 400X 200X 12X 14-0 1 2 3 4 5 6 7 12 34 1 2 200007000 1500 200010710
32米门式钢架厂房计算书
第一章工程概况 某单层厂房采用单跨双坡轻型门式刚架，钢架跨度为32m，高度为6.5m，共11榀钢架，柱距6m，屋面坡度取1/10。刚架为变截面的梁、柱。屋面及墙面均采用夹芯板，檩条及墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m ，材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。 第二章结构选型与结构布置 2.1 结构选型 该轻型门式刚架厂房的结构形式采取的是双坡单跨门式刚架。 2.2 结构布置 该厂房共一层，厂房无吊车梁，屋面按上人屋面设计，屋面采用0.5mm厚压型钢板+75mm厚玻璃丝棉保温层+钢丝网。 该厂房总共11跨，跨度选用32m，柱距为6m，厂房的高度选用6.5m；屋面坡度为1/10；柱脚与基础采用铰接；刚架梁、柱均采用变截面。 （以上均是根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS.102-2002 4.1.5门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8~1/20,在雨水较多的地区宜取其中的较大值。 4.2.2门式刚架宜采用9~36m。当边柱宽度不等时，其外侧应对齐。 4.2.2门式刚架的平均高度宜采用4.5~9.0m。当有桥式吊车时，不宜大于12m。 4.2.2门式刚架的柱距，即柱网轴线间的纵向距离宜采用6~9m。 4.3.1 门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度（伸缩缝间距），应符合下列规定：纵向温度区段不大于300m；横向温度区段不大于150m。) 结构网格草图如下：
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 第三章荷载取值及荷载组合 3.1 荷载取值 （1）永久荷载： 0.5mm厚压型钢板+75mm厚玻璃丝绵+钢丝网0. 15 KN/m2 钢梁斜梁自重0.15 KN/m2 檩条及支撑0.10KN/m2 总计0.40 KN/m2
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： 0.2 2 0.75/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