鋼結(jié)構(gòu)廠房計算書

1、一、設(shè)計資料1.1 廠房信息該廠房采用單跨雙坡門式剛架，廠房橫向跨度12m柱頂高度5.1m,共8根剛架，柱距6.3m,屋面坡度1/10,柱底較接。窗高出柱腳1.5m,尺寸為1.5x3m,每個柱距間居中設(shè)置一個。兩端山墻上各設(shè)門一個(居中)，尺寸為3.3x4.5m。1.2材料剛架構(gòu)件截面采用等截面焊接工字形。鋼材采用Q235B焊條E43型。1 屋面及墻面材料屋面及墻面均為帶100mm?巖棉夾層的雙層壓型鋼板；楝條(墻梁)采用薄壁卷邊C型鋼，間距為1.5m。1 自然條件抗震設(shè)防烈度為6度(不考慮地震作用)。地面粗糙度系數(shù)按C類。二、結(jié)構(gòu)布置該廠房跨度12m,柱距6m,共8幅剛架，所以廠房縱向長度6

2、.3x(8-1)=44.1m,由于縱向溫度區(qū)段不大于300m橫向溫度區(qū)段不大于150ml因此不用設(shè)置伸縮縫。柱間支撐宜布置在溫度區(qū)段的中部，以減小縱向溫度應(yīng)力的影響。并在屋蓋相應(yīng)部位設(shè)置楝條、拉條及撐桿，同時應(yīng)該在柱間支撐布置的柱間布置屋蓋橫向水平支撐。由于無吊車，且柱高柱距，因此柱間支撐不用分層布置。結(jié)構(gòu)布置圖見附錄截面尺寸確定(1)焊接工字型截面尺寸：截面高度h以10mnd模數(shù)；截面寬度b以5mm為模數(shù)，但工程中經(jīng)常以10mm模數(shù)；月S板厚度tw可取4mm5mm6mm大于6mntZ2mm模數(shù)；翼緣厚度t>6mm以2mmfc模數(shù)，且大于腹板厚度。(2)工字型截面的高厚比(h/b):通常

3、取h/b=25;梁與柱采取端板豎放連接時，該梁端h/b<6.5o(3)等截面梁的截面高度一般取跨度的1/401/30,即300mm-400mm綜上所述，初步選擇梁柱截面均用等截面H型鋼300X300X10X15ini2.2截面幾何特性構(gòu)件名稱截面A(mr2)IxxiyXWxxixmmiymmWyx梁11850202006750135013175.5450柱11850202006750135013175.5450三、荷載計算荷載計算簡圖荷載取值計算(1)屋面不可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值(按水平投影面)：0.5kN/褶(包括構(gòu)件自重)；(2)屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值(按水平投影面)：0.4kN/m2；(3)基

4、本雪壓So=0.35kN/nf；對于單跨雙坡屋面，屋面坡度a=5.71C,zz=1.0雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk=SXzz=0.35kN/m20.4kN/m2,取屋面活荷載和雪荷載中的較大值為0.4kN/m2,不考慮積灰荷載。(4)基本風(fēng)壓：0.35kN/nf。按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定計算，基本風(fēng)壓0=1.0X0.35=0.3675kN/m2,地面粗糙度系數(shù)按C類。風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時，按10m高度處的數(shù)值采用z=0.74。風(fēng)荷載體型系數(shù)pS,迎風(fēng)面柱及屋面分別為+0.80和-0.60,背風(fēng)面柱及屋面分別為-0.50和-0.50。-0.5+0.

5、8荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算(1)屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5x6.3=3.15kN/m(2)屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.4X6.3=2.52kN/m(3)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:qk=1.05nsnz0X柱距迎風(fēng)面：柱上5=1.05X0.8X0.74X0.3675X6.3=1.44kN/m橫梁上q2=-1.05X0.6X0.74X0.3675X6.3=-1.08kN/m背風(fēng)面：柱上q3=-1.05X0.5X0.74X0.3675X6.3=-0.90kN/m橫梁上q4=-1.05X0.5X0.74X0.3675X6.3=-0.90kN/m荷載簡圖如下所示：0kN/m四、內(nèi)力計算及組合剛架內(nèi)力計算注：剪力圖：“+”表示方向“一

6、”；軸力圖：拉為正，壓為負(fù)。(1)在不可變荷載作用下內(nèi)力圖M圖（單位kNm）-7.52N圖(單位kN)(2)在可變荷載作用下內(nèi)力圖V圖（單位kN）-6.01（3）在風(fēng)荷載作用下內(nèi)力圖（左風(fēng)）M圖（單位kNm）N圖（單位kN）（4）在風(fēng)荷載作用下內(nèi)力圖（右風(fēng)）V圖（單位kN）荷載組合該結(jié)構(gòu)只考慮承受屋面不可變荷載、屋面可變荷載、風(fēng)荷載，所以進行剛架內(nèi)力分析時，所需考慮的荷載效應(yīng)組合主要有：1.2X不可變荷載+1.4xmax但T變荷載，雪荷載;1.2X不可變荷載+1.4X風(fēng)荷載；1.2X不可變荷載+0.85X1.4X（不可變荷載+風(fēng)荷載）內(nèi)力組合根據(jù)不同荷載組合下的內(nèi)力分析結(jié)果，找出控制截面的內(nèi)力

7、組合，控制截面的位置一般在柱底（1-1）、柱頂（2-2）、梁支座（3-3）、梁跨中（4-4）等截面?？刂平孛娴膬?nèi)力組合主要有：最大軸壓力Nmax和同時出現(xiàn)的M及V較大值。最大彎矩Mmax和同時出現(xiàn)的N及V較大值。鑒于輕型門式剛架自重較輕，錨栓在強風(fēng)下可能受到拔起力，需考慮組合。最小軸壓力Nmin和同時出現(xiàn)的M及V較大值，出現(xiàn)在不可變荷載和風(fēng)荷截面內(nèi)力怕福載活向載風(fēng)柿栽1.2不可父+1.4可變福我1.2不可父+1.4風(fēng)柚鼓1.2/、可變+1.4*0.85（可變+風(fēng)荷載）1-1M000000N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.538.37-13.

8、362.21-3.352-2M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-39.42N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.531.03-13.36-6.69-10.963-3M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-35.67N-7.52-6.011.89-17.74-8.26-13.93V18.2414.59-8.5543.04-35.8029.084-4M24.4219.53-7.9857.62-43.7643.05N-5.64-4.511.89-13.31-10.16-9.89V-0.56-0.45-2

9、.04-1.32-3.23-3.64各情況下的截面內(nèi)力值及組合值由上表可知，各控制截面的內(nèi)力為：柱底截面：M=0,N=-44.60kN,V=-13.36kN柱頂截面：M=-68.16kN-mN=-44.60kNV=-13.36kN梁支座截面：M=-68.16kNmN=-17.74kNV=43.04kN梁跨中截面：M=57.62kN-mN=-13.31kNV=-3.64kN五、剛架梁、柱的截面及穩(wěn)定驗算構(gòu)件的寬厚比驗算翼緣部分：b/t=145/15=9.67<15=15,滿足；腹板部分：hJt后270/10=270250=250,滿足。剛架梁的驗算(1)梁的抗剪驗算梁支座V=43.04kN

10、查書可知5.34梁支座處腹板的平均切應(yīng)力：=15.94N/mn2所以一一<,滿足;故Vd=hwtwfv=270X10X125=337.5kN>40.04kN,滿足。梁跨中V=-3.64kN查表可知心=5.34梁跨中腹板的平均切應(yīng)力：1.35N/mn2所以一-<,滿足故Vd=hwtwfv=270X10X125=337.5kN>3.64kN,滿足。綜上所述：梁的抗剪強度滿足要求。(2)有效寬度驗算梁支座處：M=-68.16kN-mN=-17.74kNV=43.04kN=1.50±45.55所以1=47.05N/mn2<f2=-44.05N/mn2所以腹板全截

11、面有效M=Wf=1350X103X215X10-6=290.25kNm-kNm>68.16kNm,滿足。(3)整體性驗算當(dāng)斜梁不超過1:5時，因為軸力很小可以把構(gòu)件當(dāng)做壓彎構(gòu)件計算，由于該廠房的坡度為1:10,因此可以不進行穩(wěn)定性驗算。剛架柱的驗算(1)抗剪驗算柱頂：柱的內(nèi)力V=13.36kN查書可知k丁=5.34柱頂腹板的平均切應(yīng)力：=4.95N/mm一_-一<,滿足；Vd=hwtwfv=270X10X125=337.5kN>13.36kN,滿足。柱底：柱的內(nèi)力V=13.36kN查書可知k=5.34V2柱底腹板的平均切應(yīng)力：=4.95N/mm一_-一<,滿足；Vd=h

12、wtwfv=270X10X125=337.5kN>13.36kN,滿足。所以柱的抗剪強度滿足要求。(2)有效寬度驗算柱頂M=-68.16kN-mN=-44.60kNV=-13.36kN=3.76±45.55所以1=49.31N/mn2<f2=-41.79N/mm2-二,滿足故腹板全截面有效M=WXf=1350X103X215X10-6=290.25kNmkNm>68.16kNm,滿足。(3)整體性驗算平面內(nèi)穩(wěn)定性驗算：柱的計算長度一端較接一端固定計算長度系數(shù)J=0.7所以，柱的計算長度l0=5100x0.7=3570mm一一b類截面查表得Q=0.94222N/mm<f=235N/mm所以柱的平面內(nèi)整體穩(wěn)定性驗算滿足要求六、節(jié)點設(shè)計(1)構(gòu)造要求1)螺栓排列應(yīng)符合構(gòu)造要求，采用端板平放。2),應(yīng)滿足扣緊螺栓的凈空要求，通常不小于35mm匕節(jié)點處ew=56mmef=50mm3)螺栓排列端距不應(yīng)小于兩倍螺栓孔徑，選取10.9級M20高強螺栓，兩排螺栓之間最小距離為三倍直徑，最大距離不應(yīng)超過400mm因此可確定端板長L=880mm寬b=400mm6.2節(jié)點驗算(1)每個受拉螺栓的最大拉力kN其