單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算

單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算一、設(shè)計(jì)資料河南省某加工廠一廠房，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)。屋面及墻面板均為聚氨酯復(fù)合保溫板；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）YX51-380-760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=54238，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/m24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?；撅L(fēng)壓0=1.050.45 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：0.676=4.02KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.506=3.00KN/m柱荷載：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.566+4.029=54.18KN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.009=27.00KN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：迎風(fēng)面：柱上qw1=0.4760.25=0.71KN/m橫梁上qw2=0.4761.0=2.82KN/m背風(fēng)面：柱上qw3=0.4760.55=1.55KN/m橫梁上qw4=0.4760.65=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=4.021830.5289/8=14.35KNMC=ql21(1+) /8=4.02x1821(1+0.15)0.5289=63.78KNmMB=MD=ql2/8=4.021820.5289/8=86.11KNm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=3.001830.5289/8=10.71KNMC=3.001821(1+0.15)0.5289/8=47.60KNmMB=MD=3.001820.5289/8=64.26KNm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。現(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=2.8296.35=19.03KNHA=HE=ql/4=2.821830.1322/4=5.03KNMB=MD=5.036=30.18KNmMC= ql22(1+) /4=2.821820.521.150.1322/4=22.38KNm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=1.8394.12=12.35KNHA=HE=ql/4=1.831830.1322/4=3.27KNMB=MD=3.276=19.62KNmMC= ql22(1+) /4=1.831820.521.150.1322/4=14.52KNm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=qh12/2L=0.7162/(218)=0.71KN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=1.5562/(218)=1.55KNHA=1.5567.02=2.28KNMD=7.0261.5562/2=14.22KNmMB=2.286=13.68KNm剛架在qw3作用下的