钢结构单层厂房结构计算书

钢结构单层厂房结构计

算书

内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

钢结构课程设计---王子涵

一、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。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，钢材采用Q235钢，焊条采用

E43型。

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） 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ω

=× 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，μ

z =。风荷载体型系数μ

s

：迎风面柱及屋面分别为＋

和－，背风面柱及屋面分别为＋和－(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—

（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着，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 λ=l/h=18/6=3 ψ=f/h=6= k=h/s=6/=

μ=3+k+ψ(3+ψ)=3++×(3+= H A =H E =ql λΦ/8=×18×3×8=

M C =ql 2[1－(1+ψ) Φ]/8=[1－(1+×]=·m M B =M D =－ql 2Φ/8=－×182×8=－·m 刚架在恒荷载作用下的内力如图。

内力计算的“+、－”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。

2．在活荷载作用下 V A =V E =

H A =H E =×18×3×8= M C =×182[1－(1+×]/8=·m

M B =M D =－×182

×8=－·m

刚架在活荷载作用下的内力如图。 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 V A =×9－=

H A =H E =ql λΦ/4=×18×3×4= M B =M D =×6=·m

M C = ql 2[α2－(1+ψ) Φ]/4=×182×[－×]/4=·m 刚架在q w2y 作用下的内力如图

(2)在背风面横梁上风荷载竖向分力q w4y 作用下 V A =×9－=

H A =H E =ql λΦ/4=×18×3×4= M B =M D =×6=·m

M C = ql 2[α2－(1+ψ) Φ]/4=×182×[－×]/4=·m 刚架在q w4y 作用下的内力如图。 (3)在迎风面柱上风荷载q w1作用下 α=1，

V A =－V B =－qh 12/2L=－×62/(2×18)=－

H E =×6－=

m

KN qh M B ⋅=-⨯⨯=Φ-=52.6)9803.02(4

1671.0)2(42

222α

M D =×6=·m

刚架在q w1作用下的内力如图。 (4)在背风面柱上风荷载q w3作用下 V A =－V B =－qh 12/2L=－×62/(2×18)=－ H A =×6－=

M D =×6－×62/2=·m M B =×6=·m

刚架在q w3作用下的内力如图。

(5) 在迎风面横梁上风荷载水平分力q w2x 作用下 α=1，β=0 H A =×(1+/2= H E =×－= M B =×6=·m M D =×6=·m

刚架在q w2x 作用下的内力如图。

(6) 在背风面横梁上风荷载水平分力q w4x 作用下 H A =×(1+/2= H E =×－= M B =×6=·m M D =×6=·m

刚架在q w4x 作用下的内力如图。

(7)用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合内力。

四、内力组合

刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据《建筑结构荷载规范》

(GB50009－2001)的规定，采用荷载效应的基本组合：γ

S≤R。本工程结构构

件安全等级为二级，γ

=。

对于基本组合，荷载效应组合的设计值S从下列组合值中取最不利值确定：A．×恒荷载标准值计算的荷载效应+×活荷载标准值计算的荷载效应

B．×恒荷载标准值计算的荷载效应+×风荷载标准值计算的荷载效应

C．×恒荷载标准值计算的荷载效应+×活荷载标准值计算的荷载效应+××风荷载标准值计算的荷载效应

D．×恒荷载标准值计算的荷载效应+×风荷载标准值计算的荷载效应+××活荷载标准值计算的荷载效应

E．×恒荷载标准值计算的荷载效应+××活荷载标准值计算的荷载效应

本工程不进行抗震验算。最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面，对于刚架梁，截面可能的最不利内力组合有：

梁端截面：(1)M

max 及相应的N、V；(2)M

min

及相应的N、V

梁跨中截面：(1)M

max 及相应的N、V；(2)M

min

及相应的N、V

对于刚架柱，截面可能的最不利内力组合有：

(1)M

max 及相应的N、V； (2)M

min

及相应的N、V

(3)N

max 及相应的±M

max

、V ；(4)N

min

及相应的±M

max

、V

内力组合见表1。