鋼結(jié)構(gòu)單層廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算書

1、鋼結(jié)構(gòu)單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)單層廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資料南昌市某加工廠一廠房，該廠房為單層，采用單跨雙坡門式剛架，剛架跨度18m，柱高6m；共有12榀剛架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震設(shè)防列度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g。剛架平面布置見(jiàn)圖1(a)，剛架形式及幾何尺寸見(jiàn)圖1(b)。屋面及墻面板均為彩色壓型鋼板,內(nèi)填充以保溫玻璃棉板，詳細(xì)做法見(jiàn)建筑專業(yè)設(shè)計(jì)文件；考慮經(jīng)濟(jì)、制造和安裝方便，檁條和墻梁均采用冷彎薄壁卷邊C型鋼，間距為1.5m，鋼材采用Q235鋼，焊條采用E43型。二、荷載計(jì)算（一）荷載取值計(jì)算1屋蓋永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（對(duì)水平投影面）YX51-380-

2、760型彩色壓型鋼板0.15 KN/m250mm厚保溫玻璃棉板0.05 KN/m2PVC鋁箔及不銹鋼絲網(wǎng)0.02 KN/m2檁條及支撐0.10 KN/m2剛架斜梁自重0.15 KN/m2懸掛設(shè)備0.20 KN/m2合計(jì)0.67 KN/m22屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面活荷載：按不上人屋面考慮，取為0.50 KN/m2。雪荷載：基本雪壓S0=0.45 KN/m2。對(duì)于單跨雙坡屋面，屋面坡角=5°4238，r=1.0，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk=rS0=0.45 KN/m2。取屋面活荷載與雪荷載中的較大值0.50 KN/m2，不考慮積灰荷載。3輕質(zhì)墻面及柱自重標(biāo)準(zhǔn)值（包括柱、墻骨架等）0.50 KN/m

3、24風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002附錄A的規(guī)定計(jì)算。基本風(fēng)壓0=1.05×0.45 KN/m2，地面粗糙度類別為B類；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時(shí)，按10m高度處的數(shù)值采用，z=1.0。風(fēng)荷載體型系數(shù)s：迎風(fēng)面柱及屋面分別為0.25和1.0，背風(fēng)面柱及屋面分別為0.55和0.65(CECS102：2002中間區(qū))。5地震作用據(jù)全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施結(jié)構(gòu)中第18.8.1條建議：?jiǎn)螌娱T式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)一般在抗震設(shè)防烈度小于等于7度的地區(qū)可不進(jìn)行抗震計(jì)算。故本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不考慮

4、地震作用。（二）各部分作用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.67×6=4.02KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.50×6=3.00KN/m柱荷載：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5×6×6+4.02×9=54.18KN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.00×9=27.00KN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：迎風(fēng)面：柱上qw1=0.47×6×0.25=0.71KN/m橫梁上qw2=0.47×6×1.0=2.82KN/m背風(fēng)面：柱上qw3=0.47×6×0.55=1.55KN/m橫梁上qw4=0.47×6×0

5、.65=1.83KN/m三、內(nèi)力分析考慮本工程剛架跨度較小、廠房高度較低、荷載情況及剛架加工制造方便，剛架采用等截面，梁柱選用相同截面。柱腳按鉸接支承設(shè)計(jì)。采用彈性分析方法確定剛架內(nèi)力。引用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算（包頭鋼鐵設(shè)計(jì)研究院編著，機(jī)械工業(yè)出版社）中表229（鉸接柱腳門式剛架計(jì)算公式）計(jì)算剛架內(nèi)力。1在恒荷載作用下=l/h=18/6=3=f/h=0.9/6=0.15k=h/s=6/9.0449=0.6634=3+k+(3+)=3+0.6634+0.15×(3+0.15)=4.1359HA=HE=ql/8=4.02×18×3×0.5289/8=14.35K

6、NMC=ql21(1+) /8=4.02x1821(1+0.15)×0.5289=63.78KN·mMB=MD=ql2/8=4.02×182×0.5289/8=86.11KN·m剛架在恒荷載作用下的內(nèi)力如圖。內(nèi)力計(jì)算的“+、”號(hào)規(guī)定：彎矩圖以剛架外側(cè)受拉為正，在彎矩圖中畫在受拉側(cè)；軸力以桿件受壓為正，剪力以繞桿端順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為正。2在活荷載作用下VA=VE=27.00KNHA=HE=3.00×18×3×0.5289/8=10.71KNMC=3.00×1821(1+0.15)×0.5289/8=

7、47.60KN·mMB=MD=3.00×182×0.5289/8=64.26KN·m剛架在活荷載作用下的內(nèi)力如圖。3在風(fēng)荷載作用下對(duì)于作用于屋面的風(fēng)荷載可分解為水平方向的分力qx和豎向的分力qy?，F(xiàn)分別計(jì)算，然后再疊加。(1)在迎風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載豎向分力qw2y作用下VA=2.82×96.35=19.03KNHA=HE=ql/4=2.82×18×3×0.1322/4=5.03KNMB=MD=5.03×6=30.18KN·mMC= ql22(1+) /4=2.82×182×0.

8、521.15×0.1322/4=22.38KN·m剛架在qw2y作用下的內(nèi)力如圖(2)在背風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載豎向分力qw4y作用下VA=1.83×94.12=12.35KNHA=HE=ql/4=1.83×18×3×0.1322/4=3.27KNMB=MD=3.27×6=19.62KN·mMC= ql22(1+) /4=1.83×182×0.521.15×0.1322/4=14.52KN·m剛架在qw4y作用下的內(nèi)力如圖。(3)在迎風(fēng)面柱上風(fēng)荷載qw1作用下=1，VA=VB=qh

9、12/2L=0.71×62/(2×18)=0.71KNHE=0.71×63.22=1.04KNMD=1.04×6=6.24KN·m剛架在qw1作用下的內(nèi)力如圖。(4)在背風(fēng)面柱上風(fēng)荷載qw3作用下VA=VB=qh12/2L=1.55×62/(2×18)=1.55KNHA=1.55×67.02=2.28KNMD=7.02×61.55×62/2=14.22KN·mMB=2.28×6=13.68KN·m剛架在qw3作用下的內(nèi)力如圖。(5) 在迎風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載水平分力qw

10、2x作用下=1，=0HA=2.82×0.9(1+0.0202)/2=1.29KNHE=2.82×0.91.29=1.25KNMB=1.29×6=7.74KN·mMD=1.25×6=7.50KN·m剛架在qw2x作用下的內(nèi)力如圖。(6) 在背風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載水平分力qw4x作用下HA=1.83×0.9(1+0.0202)/2=0.84KNHE=1.83×0.90.84=0.81KNMB=0.81×6=4.86KN·mMD=0.84×6=5.04KN·m剛架在qw4x作用下的內(nèi)力

11、如圖。(7)用疊加繪制在風(fēng)荷載作用下剛架的組合內(nèi)力。四、內(nèi)力組合剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB500092001)的規(guī)定，采用荷載效應(yīng)的基本組合：0SR。本工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級(jí)為二級(jí)，0=1.0。對(duì)于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S從下列組合值中取最不利值確定：A1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)B1.0×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)C1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.6×1.4&#

12、215;風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)D1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.7×1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)E1.35×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.7×1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)本工程不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。最不利內(nèi)力組合的計(jì)算控制截面取柱底、柱頂、梁端及梁跨中截面，對(duì)于剛架梁，截面可能的最不利內(nèi)力組合有：梁端截面：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V；(2)Mmin及相應(yīng)的N、V梁跨中截面：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V；(2)Mmin及相應(yīng)的N、V對(duì)于剛架柱，截面可能的最不利內(nèi)力組合有

13、：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V；(2)Mmin及相應(yīng)的N、V(3)Nmax及相應(yīng)的±Mmax、V；(4)Nmin及相應(yīng)的±Mmax、V內(nèi)力組合見(jiàn)表1。- 40 -剛架內(nèi)力組合表（以左半跨為例）表1截面內(nèi)力組組合項(xiàng)目荷載組合方式荷載組合項(xiàng)目M（KN·m）N（KN）V（KN）剛架柱柱頂（B點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N、VA1.2×恒+1.4×活193.3081.2232.21（）Mmin及相應(yīng)的N、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)7.891.051.67（）Nmax及相應(yīng)的±Mmax、VA1.2×恒+1.4×活

14、193.3081.2232.21（）Nmin及相應(yīng)的±Mmax、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)7.891.051.67（）柱底（A點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N、VMmin及相應(yīng)的N、VNmax及相應(yīng)的±Mmax、VA1.2×恒+1.4×活0102.8232.21（）Nmin及相應(yīng)的±Mmax、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)019.054.30（）剛架梁支座（B點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N、VA1.2×恒+1.4×活193.3039.8977.60（）Mmini及相應(yīng)的N、VB1.0×恒+1.4&

15、#215;風(fēng)7.891.570.89（）跨中（C點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)9.402.030.60（）Mmin及相應(yīng)的N、VA1.2×恒+1.4×活143.1831.813.21（）注：內(nèi)力計(jì)算的“+、”號(hào)規(guī)定：彎矩圖以剛架外側(cè)受拉為正，軸力以桿件受壓為正，剪力以繞桿端順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為正。五、剛架設(shè)計(jì)（一）截面設(shè)計(jì)參考類似工程及相關(guān)資料，梁柱截面均選用焊接工字鋼450×200×8×12，截面特性：B=200mm，H=450mm，tw=8.0mm，tf=12.0mm，A=82.1cm2Ix=28181c

16、m4，Wx=1252cm3，ix=18.53cmIy=1602cm4，Wx=160.2cm3，ix=4.42cm（二）構(gòu)件驗(yàn)算1構(gòu)件寬厚比的驗(yàn)算翼緣部分： 腹板部分： 2剛架梁的驗(yàn)算(1)抗剪驗(yàn)算梁截面的最大剪力為Vmax=77.60KN考慮僅有支座加勁肋，fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=426×8×125=426000N=426.0KNVmax=77.60KN<Vu，滿足要求。(2)彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取梁端截面進(jìn)行驗(yàn)算N=39.89KN，V=77.60KN，M=193.30KN·N因V<0.5Vu，取V=0.5Vu，按規(guī)范GB700

17、17式4.4.1-1驗(yàn)算，=220.90KN·m>M=193.30KN·m，取M=Mf故，滿足要求。(3)整體穩(wěn)定驗(yàn)算N=39.89KN，M=193.30KN·mA梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。計(jì)算長(zhǎng)度取橫梁長(zhǎng)度lx=18090mm，x=lx/ix=18090/185.3=97.63<=150，b類截面，查表得x=0.570，mx=1.0=165.15N/mm2<f=215 N/mm2，滿足要求。B橫梁平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，有蒙皮作用，檁條可作為橫梁平面外的支承點(diǎn)，但為安全起見(jiàn)，計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)檁距或隅撐間距考慮，即ly=

18、3015mm。對(duì)于等截面構(gòu)件=0，s=w=1y=sl/iy0=3015/44.2=68.2，b類截面，查表得y=0.762取b=1.070.282/by=0.821故，滿足要求。梁跨中截面：故，滿足要求。(5)驗(yàn)算檁條集中荷載下的局部受壓承載力檁條傳給橫梁上翼緣的集中荷載：F=(1.2×0.27×6+1.4×3.00)×3=18.43KNLz=a+5hy+2hR=70+5×12+0=130mm驗(yàn)算腹板上邊緣處的折算應(yīng)力：取梁端截面處的內(nèi)力：M=193.30KN·m，N=39.89KN，V=77.60KNc=17.72N/mm2=130

19、.65 N/mm2<1.2f=258 N/mm2，滿足要求。3剛架柱的驗(yàn)算抗剪驗(yàn)算柱截面的最大剪力為Vmax=32.21KN考慮僅有支座加勁肋，fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=426×8×125=426000N=426.0KNVmax=32.21KN<Vu，滿足要求。(2)彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取梁端截面進(jìn)行驗(yàn)算N=81.22KN，V=32.21KN，M=193.30KN·N因V<0.5Vu，取V=0.5Vu，按規(guī)范GB70017式4.4.1-1驗(yàn)算，=215.61KN·m>M=193.30KN·m，取M=

20、Mf故，滿足要求。(3)整體穩(wěn)定驗(yàn)算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=102.82KN，M=193.30KN·mA剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。剛架柱高H=6000mm，梁長(zhǎng)L=18090mm.柱的線剛度K1=Ic1/h=28181×104/6000=46968.3mm3梁線剛度K2=Ib0/(2S)=28181×104/(2×9045)=15578.2mm3K2/K1=0.332，查表得柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)=2.934。剛架柱的計(jì)算長(zhǎng)度lx=h=17604mm。x=lx/ix=17604/185.3=95。0<=150，b類截面，查表得x=0.588，mx=1.0

21、=181.45N/mm2<f=215 N/mm2，滿足要求。B剛架柱平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算考慮屋面壓型鋼板墻面與墻梁緊密連接，起到應(yīng)力蒙皮作用，與柱連接的墻梁可作為柱平面外的支承點(diǎn)，但為安全起見(jiàn)，計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)墻梁距離或隅撐間距考慮，即ly=3000mm。對(duì)于等截面構(gòu)件=0，s=w=1y=sl/iy0=3000/44.2=67.9，b類截面，查表得y=0.764取b=1.070.282/by=0.822(4)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500172003)校核剛架柱腹板容許高厚比柱頂截面：故，滿足要求。柱底截面：故，滿足要求。4驗(yàn)算剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移Ic=Ib=28181cm4，t= Ic

22、 l/hIb=18000/6000=3.0剛架柱頂?shù)刃搅Π聪率接?jì)算：H=0.67W=0.67×13.56=9.09KN其中W=(1+4)·h=(0.71+1.55)×6.0=13.56KN（三）節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算1梁柱連接節(jié)點(diǎn)(1) 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算梁柱節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M22高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)=0.45，每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力為190KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值：N=39.89KN，V=77.60KN，M=193.30KN·m。每個(gè)螺栓的拉力：螺栓群的抗剪力：，滿足要求。最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉力：，滿足要求。(2)端板厚

23、度驗(yàn)算端板厚度取為t=21mm。按二邊支承類端板計(jì)算：(3)梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算，滿足要求。(4)螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算Nt2=75.70KN<0.4P=0.4×190=76.0KN，滿足要求。2橫梁跨中節(jié)點(diǎn)橫梁跨中節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M20高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)=0.45，每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力為155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值：N=31.81KN，V=3.21KN，M=143.18KN·m。每個(gè)螺栓的拉力：螺栓群的抗剪力：，滿足要求。最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉力：，滿足要求。(2)端板厚度驗(yàn)算端板厚度取為t=18mm。按二邊支承類端

24、板計(jì)算：(3)螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算Nt2=55.79KN<0.4P=0.4×155=62.0KN，滿足要求。3 柱腳設(shè)計(jì)剛架柱與基礎(chǔ)鉸接，采用平板式鉸接柱腳。(1)柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值Nmax=102.82KN，相應(yīng)的V=32.21KN；Nmin=19.05KN，相應(yīng)的V=4.30KN。(2)由于柱底剪力較小，max=32.21KN<0.4Nmax=41.13KN，故一般跨間不需剪力鍵；但經(jīng)計(jì)算在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間必須設(shè)置剪力鍵。另Nmin>0，考慮柱間支撐豎向上拔力后，錨栓仍不承受拉力，故僅考慮柱在安裝過(guò)程中的穩(wěn)定，按構(gòu)造要求設(shè)置錨栓即可，采用4M24。(3)柱腳底板面積

25、和厚度的計(jì)算A柱腳底板面積的確定b=b0+2t+2c=200+2×12+2×(2050)=264324mm，取b=300mm；h=h0+2t+2c=450+2×12+2×(2050)=514574mm，取h=550mm；底板布置如圖。驗(yàn)算底板下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：基礎(chǔ)采用C20混凝土，fc=9.6N/mm2，滿足要求。B底板厚度的確定根據(jù)柱底板被柱腹板和翼緣所分割的區(qū)段分別計(jì)算底板所承受的最大彎距：對(duì)于三邊支承板部分：b2/b1=96/426=0.225<0.3，按懸伸長(zhǎng)度為b2的懸壁板計(jì)算：對(duì)于懸壁板部分：底板厚度，取t=20mm。六、其

26、它構(gòu)件設(shè)計(jì)（一）隅撐的設(shè)計(jì)隅撐按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。軸心力N按下式計(jì)算：連接螺栓采用普通C級(jí)螺栓M12。隅撐的計(jì)算長(zhǎng)度取兩端連接螺栓中心的距離：l0=633mm。選用L50×4，截面特性：A=3.90cm2，Iu=14.69cm4，Wu=4.16cm3，iu=1.94cm，iv=0.99cmu=l0/ iu=633/19.4=32.6<=200，b類截面，查表得u=0.927單面連接的角鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以折減系數(shù)y：=633/9.9=63.94，y=0.6+0.0015=0.696，滿足要求。（二）檁條的設(shè)計(jì)1 基本資料檁條選用冷彎薄壁卷槽形鋼，按單跨簡(jiǎn)支構(gòu)件設(shè)計(jì)。屋面坡度1/10

27、，檁條跨度6m，于跨中設(shè)一道拉條，水平檁距1.5m。材質(zhì)為鋼材Q235。2 荷載及內(nèi)力考慮永久荷載與屋面活荷載的組合為控制效應(yīng)。檁條線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk=(0.27+0.5)×1.5=1.155KN/m檁條線荷載設(shè)計(jì)值：Pk=(1.2×0.27+1.4×0.5)×1.5=1.536KN/mPx=Psin=0.153KN/m，Py=Pcos=1.528KN/m；彎距設(shè)計(jì)值：Mx=Pyl2/8=1.528×62/8=6.88KN·mMy=Pxl2/8=0.153×62/32=0.17KN·m3 截面選擇及截面特性(1)

28、選用C180×70×20×2.2Ix=374.90cm4，Wx=41.66cm3，ix=7.06cm；Iy=48.97cm4，Wymax=23.19cm3，Wymin=10.02cm3，iy=2.55cm，0=2.11cm；先按毛截面計(jì)算的截面應(yīng)力為：（壓）（壓）（拉）(2)受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)A腹板腹板為加勁板件，=min/max=157.82/172.48=0.915>1，k=7.86.29+9.782=21.743B上翼緣板上翼緣板為最大壓力作用于部分加勁板件的支承邊，=min/max=148.18/172.48=0.859>1，kc=5.8911

29、.59+6.682=0.863(3)受壓板件的有效寬度A腹板k=21.743，kc=0.863，b=180mm，c=70mm，t=2.2mm，1=172.48N/mm2板組約束系數(shù)k1=0.11+0.93/(0.05)2=0.367由于=min/max<0，取=1.5，bc=b/(1)=180/(1+0.915)=93.99mmb/t=180/2.2=81.8218=18×1.15×3.080=63.76，38=38×1.15×3.080=134.60所以18<b/t<38則截面有效寬度be1=0.4be=0.4×81.62=

30、32.65mm，be2=0.6be=0.6×81.62=48.97mmB上翼緣板k=0.863，kc=21.743，b=70mm，c=180mm，1=172.48N/mm2板組約束系數(shù)由于=min/max>0，則=1.150.15=1.150.15×0.859=1.021，bc=b=70mm，b/t=70/2.2=31.8218=18×1.021×1.197=22.00，38=38×1.021×1.197=46.44所以18<b/t<38則截面有效寬度be1=0.4be=0.4×57.05=22.82mm，

31、be2=0.6be=0.6×57.05=34.23mmC下翼緣板下翼緣板全截面受拉，全部有效。(4)有效凈截面模量上翼緣板的扣除面積寬度為：7057.05=12.95mm；腹板的扣除面積寬度為：93.9981.62=12.37mm，同時(shí)在腹板的計(jì)算截面有一13拉條連接孔（距上翼緣板邊緣35mm），孔位置與扣除面積位置基本相同。所以腹板的扣除面積按13計(jì)算，見(jiàn)圖。有效凈截面模量為：Wenx/Wx=0.915，Wenymax/Wymax=0.973，Wenymin/Wymin=0.9724強(qiáng)度計(jì)算按屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)考慮：5撓度計(jì)算，滿足要求。6構(gòu)造要求x=600/7.06=8

32、5.0<=200，滿足要求y=300/2.55=117.6<=200，滿足要求（三）墻梁設(shè)計(jì)1基本資料本工程為單層廠房，剛架柱距為6m；外墻高7.35m，標(biāo)高1.200m以上采用彩色壓型鋼板。墻梁間距1.5m，跨中設(shè)一道拉條，鋼材為Q235。2荷載計(jì)算(1) 墻梁采用冷彎薄壁卷邊C型鋼160×60×20×2.5，自重g=7kg/m；(2) 墻重0.22KN/m2；(3) 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓0=1.05×0.45=0.473KN/m2，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按CECS102：2002中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算：k=sz0，s=1.1（+1.0）本工程外墻為落地墻，計(jì)算

33、墻梁時(shí)不計(jì)墻重，另因墻梁先安裝故不計(jì)拉條作用。qx=1.2×0.07=0.084KN/m，qy=1.1×0.473×1.5×1.4=1.093KN/m3內(nèi)力計(jì)算Mx=0.084×62/8=0.378KN·m，My=1.093×62/8=4.919KN·m4強(qiáng)度計(jì)算墻梁C160×60×20×2.5，平放，開(kāi)口朝上Wxmax=19.47cm3，Wmin=8.66cm3，Wy=36.02cm3，Iy=288.13cm4參考屋面檁條的計(jì)算結(jié)果及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取Wenx=0.9 Wx，Weny=

34、0.9 Wy在風(fēng)吸力下拉條位置設(shè)在墻梁內(nèi)側(cè)，并在柱底設(shè)斜拉條。此時(shí)壓型鋼板與墻梁外側(cè)牢固相連，可不驗(yàn)算墻梁的整體穩(wěn)定性。5撓度計(jì)算，滿足要求。（四）山墻抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)1 基本資料本工程山墻墻板為自承重墻；抗風(fēng)柱6274mm，間距采用6m，承受的荷載有自重、墻梁重量及山墻風(fēng)荷載。抗風(fēng)柱與基礎(chǔ)鉸接，按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。抗風(fēng)柱視為支承于剛架橫梁和基礎(chǔ)的簡(jiǎn)支構(gòu)件。該地區(qū)基本風(fēng)壓0=0.45KN/m2，地面粗糙度類別為B類，隅撐間距3.0m?？癸L(fēng)柱采用Q235鋼。2 荷載計(jì)算(1) 抗風(fēng)柱選用焊接工字鋼300×200×6×10，自重g1=44.6kg/m(2) 墻梁及其支撐構(gòu)件重量

35、取g2=7kg/m(3) 風(fēng)荷載：按CECS102:2002中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算。k=sz0，s=1.0(+1.0)，0=1.05×0.45=0.473KN/m2qz=1.2×(0.07×6×3+44.6×6.274×10-2)=4.87KNqy=1.4×1.0×1.0×0.473×6=3.97KN/m墻梁自重對(duì)抗風(fēng)柱的偏心力矩為1.2×0.07×6×3×0.23=0.35KN·m3 內(nèi)力計(jì)算N=4.87KN，M=1/8×3.97×

36、;6.2742+0.35=19.88KN·m4 驗(yàn)算構(gòu)件的局部穩(wěn)定性翼緣寬厚比b/t=96/10=9.6<，因1.6<0<2.0，l0=6274mm，x= l0/ ix=48.5<=150故，滿足要求。5 強(qiáng)度驗(yàn)算截面特性：A=56.8cm2，Ix=9511cm4，Wx=634.1cm3，ix=12.94cm，Iy=1334cm4，Wy=133.4cm3，iy=4.85cm6 驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性=48.5，b類截面，查表得x=0.863，mx=1.0=30.85N/mm2<f=215 N/mm2，滿足要求。7 驗(yàn)算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性考慮隅撐為

37、抗風(fēng)柱平面外的側(cè)向支撐點(diǎn)l0y=3000mm，y= l0y/ iy=3000/48.5=61.9<=150，b類截面，查表得y=0.797，=1.0，tx=1.0=32.97N/mm2<f=215 N/mm2，滿足要求。8 撓度驗(yàn)算抗風(fēng)柱在水平風(fēng)荷載作用下，可視為單跨簡(jiǎn)支梁按下式計(jì)算其水平撓度：9 柱腳設(shè)計(jì)因抗風(fēng)柱承受的豎向荷載很小，故墊板尺寸按構(gòu)造要求確定。采用 400×300×20；錨栓采用2M20，平面布置如圖。（五）柱間支撐的設(shè)計(jì)1 柱間支撐的布置如圖2 柱間支撐為斜桿，采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐。直桿用檁條兼用，因檁條留有一定的應(yīng)力裕量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

38、及類似工程，不再作壓彎桿件的剛度及承載力驗(yàn)算。3 柱間支撐荷載及內(nèi)力支撐計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖。作用于兩側(cè)山墻頂部節(jié)點(diǎn)的風(fēng)荷載為（山墻高度取7.2m）：取s=0.8+0.5=1.3，1=1.3×1.0×0.45×18×7.35/2=38.70KN按一半山墻面作用風(fēng)載的1/3考慮節(jié)點(diǎn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Fwk=1/3×1/2×38.70=6.45KN節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值Fw=1.4×6.45=9.03KN斜桿拉力設(shè)計(jì)值N=9.03/cos43.9191°=12.54KN4 斜桿截面設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算斜桿選用12圓鋼，A=113.0mm2強(qiáng)度驗(yàn)

39、算：N/A=12.54×103/113.0=111.0N/mm2<f= 215N/mm2剛度驗(yàn)算：張緊的圓鋼不需要考慮長(zhǎng)細(xì)比的要求。但從構(gòu)造上考慮采用16。（六）屋面支撐設(shè)計(jì)1 屋面支撐布置檁條間距1.5m，水平支撐間距3m，如圖。2 屋面支撐荷載及內(nèi)力屋面支撐斜桿采用張緊的圓鋼，支撐計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖。一側(cè)山墻的風(fēng)荷載體型系數(shù)s=1.0，節(jié)點(diǎn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fwk=0.45×1.0×1.0×3.0×7.35/2=4.96KN；節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值Fw=4.96×1.4=6.94KN；斜桿拉力設(shè)計(jì)值N=2.5×6.94/cos29.05

40、46°=19.85KN；3斜桿截面設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算斜桿選用12圓鋼，A=113.0mm2強(qiáng)度驗(yàn)算：N/A=19.85×103/113.0=175.7N/mm2<f= 215N/mm2剛度驗(yàn)算：張緊的圓鋼不需要考慮長(zhǎng)細(xì)比的要求。但從構(gòu)造上考慮采用16（七）雨蓬設(shè)計(jì)1基本資料雨蓬總長(zhǎng)6000mm，采用懸伸式，懸伸長(zhǎng)度1500mm。采用Q235鋼。雨蓬圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用YX51380760型單層彩板，檁條選用C180×70×20×2.2。2荷載計(jì)算(1)永久荷載YX51380760型單層彩板0.15KN/m2檁條、雨蓬梁及其它構(gòu)件0.10 KN/m2合

41、計(jì)0.25 KN/m2則作用于雨蓬梁上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：0.25×3=0.75 KN/m2(2)活荷載沿板寬每隔1.0m取一個(gè)施工或檢修集中荷載，每個(gè)集中荷載取1.0KN，作用位置取雨蓬最外端。則作用于雨蓬梁上的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5KN。(4)風(fēng)荷載雨蓬的風(fēng)荷載體型系數(shù)s=2.0，0=0.45KN/m2k=sz0=2.0×1.0×0.45=0.90 KN/m2折算成作用于雨蓬梁上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：0.90×3=2.70KN/m3內(nèi)力計(jì)算及截面設(shè)計(jì)雨蓬梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖。g+q=1.2×0.75+1.4×2.70=4.68KN/mP=1.4

42、×3.5=4.9KN梁根部為最不利截面：M=12.62KN·m，V=11.92KN。雨蓬梁選用變截面焊接工字型鋼(200100)×150×6×8。梁根部截面特性：A=3504m2，Ix=6×1843/12+8×150×962×2=2523×104mm4，Wx=2523×104/96=26.3×104mm3，滿足要求。，滿足要求。雨蓬梁與剛架柱采用4M20普通C級(jí)螺栓連接。七、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（一） 剛架柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1地基承載力特征值和基礎(chǔ)材料本工程地質(zhì)情況如下：±0.0

43、00m0.6m，回填土含腐殖質(zhì)，=16KN/m3，fak=80KN/m2，E=300N/mm2；0.6m2.70m，一般亞粘土，=20KN/m3，fak=230KN/m2，E=500N/mm2；2.70m以下為風(fēng)化混合土， fak=300KN/m2，E=6001000N/mm2；地下水位位于5.0m處。綜合考慮建筑物的用途、基礎(chǔ)的型式、荷載大小、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件等，持力層考慮為一般亞粘土層，fak=230KN/m2，基礎(chǔ)的埋置深度取1.0m。假定基礎(chǔ)寬度小于3m，按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500072002)式5.2.4修正fak：fa=fak+b(b3)+dm(d0.5) =230+

44、1.6×(16×0.6+20×0.4)/1.0×(1.00.5) =244.1KN/m2基礎(chǔ)采用C20混凝土，fc=9.6 N/mm2，ft=1.10N/mm2鋼筋采用HPB235，fy=210N/mm2，鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度為40mm；墊層采用C10混凝土，厚100mm。2 基礎(chǔ)底面內(nèi)力及基礎(chǔ)底面積計(jì)算柱底截面采用荷載基本組合時(shí)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值：N=102.82KN，V=32.21KN，M=0相應(yīng)的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的內(nèi)力值為：Nk=81.18KN，Vk=25.06KN，Mk=0采用錐形基礎(chǔ)，假定基礎(chǔ)高度H0=400mm，按(1.11.4)A0估計(jì)偏心受壓基礎(chǔ)的底面積A：A=(1.11.4)×0.36=0.400.50m2取A=bl=1.5×1.0m=1.5m2，W=0.375m3，基礎(chǔ)的形狀、尺寸及布置如圖。Gk=24×(1.5×1.0×0.4)+16×(1.5×1.0×0.6)=28.80KN則作用在基礎(chǔ)底面的相應(yīng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合的內(nèi)力值為：Nk=81.18+28.80=109.98KNMk=25.06×1.0=25.06KN·m基礎(chǔ)底面壓力驗(yàn)算：