門式框鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)書

1 門式框鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)書 1：計算模型選取 取一榀剛架進行分析，柱腳采用鉸接，剛架梁和柱采用等截面設(shè)計。廠房檐高 慮到檁條和梁截面自身高度，面坡度為 1： 18。 屋面自重： 彩色鋼板聚苯乙烯夾心版： kN/條支撐： 0.2 kN/總計： 自重： kN/橫梁自重： 0.2 kN/面雪荷載： 0.4 kN/面活荷載： 0.3 kN/雪荷載不同時考慮） 柱自重： kN/載： 基本風(fēng)壓 kN/2 一：荷載的計算 （ 1）屋面荷載： 標(biāo)準(zhǔn)值： 1/ 8=kN/m 柱身恒載： 8=2 kN/m （ 2）屋面活載 屋面雪荷載大于屋面活荷載，取雪荷載 1/ 8=N/ 3）風(fēng)荷載 m 2kn/m 2kn/m 繪圖： 08012635 吳健 m 繪圖： 08012635 吳健 3 01 0 1 . 0k z 以 風(fēng) 左 吹 為 例 計 算 ， 風(fēng) 右 吹 同 理 計 算 ：根 據(jù) 公 式 計 算 :根 據(jù) 查 表 ， 取 ， 根 據(jù) 門 式 剛 架 的 設(shè) 計 規(guī) 范 ，取 下 圖 ：（地面粗糙度 B 類） 風(fēng)載體形系數(shù)示意圖 迎風(fēng)面 側(cè)面 k=8=kN/m 屋頂 k=kN/8=m 背風(fēng)面 側(cè)面 k=kN/8=m 屋頂 k=kN/8= kN/m 荷載如下圖： m m m m 繪圖： 08012635 吳健 繪圖： 08012635 吳健 4 二：內(nèi)力計算： （ 1）截面形式及尺寸初選： 梁柱都采用焊接的 H 型鋼 梁的截面高度一般取（ 1/305），故取梁截面高度為 500 暫取 250 8 10 柱采用 250 8 10 截面 截面名稱 長度()面積2()10 )mm10 )mm10 )mm10 )mm 250 8 10 6000 8840 373 149 26 21 206 54 梁 250 8 10 7500 8840 373 149 26 21 206 54 250 480 10 8 x y 繪圖： 08012635 吳健 5 108 8840 10106 108 135 106 10104 2）截面內(nèi)力： 根據(jù)各個計算簡圖，用 結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計算，得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力圖如下： 恒 載 彎 矩 圖( k N m ) 軸 力 圖( k N )08012635 吳健 繪圖： 08012635 吳健 6 恒 載 剪 力 圖( k N ) 彎 矩 包 絡(luò) 圖( k N m )08012635 吳健 7 活 載 軸 力 包 絡(luò) 圖( k N )0. 剪 力 包 絡(luò) 圖( k N )08012635 吳健 繪圖： 08012635 吳健 8 左 風(fēng) 載 彎 矩 圖( k N m ) 4 . 9 0. 1 4 . 9 用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求出 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩 3）內(nèi)力組合 由于恒載和活載關(guān)于結(jié)構(gòu)豎向?qū)ΨQ，因而風(fēng)荷載只要考慮一個方向作用，風(fēng)荷載只引起剪力不同，而剪力不起控制作用 繪圖： 08012635 吳健 9 按承載能力極限狀態(tài)進行內(nèi)力分析，需要進行以下可能的組合： 載效應(yīng) +載效應(yīng) 載效應(yīng) +載效應(yīng) 載效應(yīng) +活載效應(yīng) +風(fēng)載效應(yīng) 取四個控制截面：如下圖： 各情況作用下的截面內(nèi)力 截面 內(nèi)力 恒載 活載 左風(fēng) M 0 0 0 N M 8 0 M M 力組合值 10 截面 內(nèi)力 活 1 . 2 恒 + 1 . 4 0 . 8 5 ( 風(fēng) + 活 ） M 0 0 0 N M M 57 975 N M ：梁柱截面驗算 控制內(nèi)力組合項目有： ， V(以最大正彎矩控制 ) ， V(以最大負(fù)彎矩控制 ) ， V(以最大軸力控制 ) ， V(以最小軸力控制 ) 所以以上內(nèi)力組合值，各截面的控制內(nèi)力為： 1面的控制內(nèi)力為 M=0 m,N=13.3 面的控制內(nèi)力為 m， N=70.0 Q=面的控制內(nèi)力為 M=m,N=Q=面的控制內(nèi)力為 M=m， N=Q=11 A：剛架柱驗算：取 2面內(nèi)力 平面內(nèi)長度計算系數(shù)： 0=2+= 0=0=6 面 外考慮到蒙皮效應(yīng)，按半跨計算即 M x = 4 m 2 1 X 1 04 8 02- 2 5 0 X 1 04 9 1H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0孔 d= 2 2 . 0M 20- 8 5 X 1 01 2 0孔 d= 2 2 . 0M 20:d=0d=0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0- 2 5 0 X 1 0491- 1 2 1 X 1 04802112210125 1251 5 0 X 2 07807d= 0 455539050 50125 1252 5 0 X 2 068071:d= 045H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0- 2 5 0 X 1 04 9 1- 1 2 1 X 1 04 8 0211221- 8 5 X 1 01 2 077- 8 5 X 1 01 2 055455539050501 2 51 2 51 - 119050089- 2 5 0 X 2 07 8 07- 8 5 X 1 01 2 077- 8 5 X 1 01 2 04555孔 d= 2 2 . 0M 20 455539050501 2 51 2 52 - 29050089- 2 5 0 X 2 06 8 071:4 m d= 2 2 . 0M 2045梁 1 左 (下 )端與柱 1 連接節(jié)點 (1) :設(shè)計滿足 梁端節(jié)點設(shè)計彎矩 M ( kN*m ) : 梁端節(jié)點設(shè)計剪力 V ( : (剪力 V 取 梁腹板凈截面抗剪承載力設(shè)計值的 1/2) 工字形梁與工字形柱 (0度 )剛接連接 連接類型為 :一 柱邊剛接，單連接板 高強螺栓連接（翼緣用對接焊縫，對接焊縫質(zhì)量級別 :2級，腹板用高強螺栓） 梁翼緣塑性截面模量 /全截面塑性截面模量 : 算法：翼緣承擔(dān)全部彎矩，腹板只承擔(dān)剪力 梁端部連接驗算： 鋼材信息：梁采用 拉強度設(shè)計值 f= 310N/剪強度設(shè)計值 180N/圖： 08012635 吳健 16 角焊縫抗剪強度設(shè)計值 200N/腹板凈截面最大正應(yīng)力 足剪力要求 端板厚確定 第一排螺栓端板厚： t 205400 100086 =二排螺栓板厚：t20597)( 6868240097100035. 3397686)(26 w be f e w N t=用板厚 t=16板腹部采用加筋肋，加強腹板強度 繪圖： 08012635 吳健 18 （ 3）柱腳設(shè)計： 柱腳節(jié)點見下圖： 1 1 8 1 1 82 7 0 2 7 014514555- 1 0- 2 9 0 X 2 05 4 0孔 d= 2 5 . 0M 2024 5 孔 d= 2 2 . 0M 20- 8 0 X 2 080- 1 024 5 4010510540設(shè)計內(nèi)力采用： N=栓受拉） ,Q=13.3 礎(chǔ)采用 凝土 基礎(chǔ)混凝土抗壓承載力 栓采用 4 栓孔取 r=25局部受壓提高系數(shù) = 栓孔面積為 （ 252） =7850要底板面積為 A=+105圖： 08012635 吳健 19 取地板面積為 54029