单层钢结构厂房结构计算

、设计资料 河南省某加工厂一厂房，该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度 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 0.05g 。刚架平面布置见图 1(a)，刚架形式及几何尺寸见图

屋面及墙面板均为聚氨酯复合保温板； 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1.5m ，钢材采用 Q235钢，焊条采用 E43型。

图UG.刚架平面布置图

18000

图i(b)・刚架形式及几何尺寸

单层钢结构厂房结构计算

18m,柱高6m 1(b)。 g

O g ；

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T - -T { 1

6000 1 6000

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1 6000 1 血 0

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66000

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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）

YX51-380-760型彩色压型钢板0.15 KN/m2 50mm厚保温玻璃棉板0.05 KN/m2

PVC铝箔及不锈钢丝网0.02 KN/m2

檩条及支撑0.10 KN/m2

刚架斜梁自重0.15 KN/m2

悬挂设备0.20 KN/m2

合计0.67 KN/m2

2.屋面可变荷载标准值

屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 KN/m2。

雪荷载：基本雪压S0=0.45 KN/m2。对于单跨双坡屋面，屋面坡角a =5 ° 42' 38〃，卩r=1.0，雪荷载标准值Sk=卩rS0=0.45 KN/m2。

取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 KN/m2，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）0.50 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3 0=1.05 X 0.45 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,

卩z=1.0。风荷载体型系数卩s :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 和一0.65（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一结构》中第18.8.1条建议：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7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：0.67 X 6=4.02KN/m

活荷载标准值：0.50 X 6=3.00KN/m

柱荷载:

0.5 X 6 X 6+4.02 X 9=54.18KN

恒荷载标准值:

活荷载标准值: 3.00 X 9=27.00KN

风荷载标准值:

迎风面：柱上qw1=0.47 X 6 X 0.25=0.71KN/m

横梁上qw2=—0.47 X 6X 1.0= —2.82KN/m

背风面：柱上qw3=—0.47 X 6X 0.55= —1.55KN/m

横梁上qw4=—0.47 X 6X 0.65= —1.83KN/m

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著，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

入=l/h=18/6=3

e =f/h=0.9/6=0.15

k=h/s=6/9.0449=0.6634

卩=3+k+ e (3+ e )=3+0.6634+0.15 X (3+0.15)=4.1359

6 =泄=5 J泗

4# -1x4.1359

HA=HE=ql入① /8=4.02 X 18 X 3X 0.5289/8=14.35KN

MC=ql2[1 — (1+ e )①]/8=4.02x182[1 — (1+0.15) X 0.5289]=63.78KN - m

MB=MD—ql2 ①/8= — 4.02 X 182X 0.5289/8= — 86.11KN - m

刚架在恒荷载作用下的内力如图。

内力计算的“ +、一”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。

图3•刚架在恒荷载作用F的“图

图丄刚架在恒荷载作用下的U

图

2.在活荷载作用下

VA=VE=27.00KN

HA=HE=3.O0< 18 X 3X 0.5289/8=10.71KN

MC=3.00X 182[1 — (1+0.15) X 0.5289]/8=47.60KN - m

MB=MD=3.00 X 182X 0.5289/8= — 64.26KN - m

图6.刚架在活荷载作用下的

3.在风荷载作用下

再叠加。27, OOKX

27. OOKA'

对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力qx和竖向的分力qy。现分别计算，然后

(1)在迎风面横梁上风荷载竖向分力qw2y作用下