單層工業(yè)廠房門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計書可編輯

1、單層工業(yè)廠房門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計書 1設(shè)計資料哈爾濱市某單層工業(yè)廠房采用單跨雙坡門式剛架剛架跨度m柱距7m柱高8m屋面坡度110地震設(shè)防烈度為6度剛架平面布置如下圖11所示剛架形式及幾何尺寸如下圖12所示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考慮經(jīng)濟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15米鋼材采用q345鋼焊條采用e型 圖11 剛架平面布置圖 2荷載計算21荷載取值計算1屋蓋永久荷載標準值對水平投影面yx51380760型彩色型鋼板 015 50 厚保溫玻璃棉板 005 pvc鋁箔及不銹鋼絲網(wǎng) 002 檁條及支撐 010 剛架斜梁自重 015 懸掛設(shè)備 00 合計

2、07 2面可變荷載標準值屋面活荷載0雪荷載基本雪壓 045對于單跨雙坡屋面屋面坡角 10雪荷載標準值 10×045 045不考慮積灰荷載取0483輕質(zhì)墻面及柱自重標準值包括柱墻骨架等054風荷載標準值基本風壓 105×055 058根據(jù)地面粗糙度別為b類查得風荷載高度變化系數(shù)當高度小于10時按10高度處的數(shù)值采用 10風荷載體型系數(shù)迎風柱及屋面分別為025和10背風面柱及屋面分別為055和0655地震作用哈爾濱地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度根據(jù)全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施結(jié)構(gòu)com議所以不考慮地震作用22各部分作用的荷載標準值計算1屋面恒荷載標準值07×7 679活荷載標

3、準值0×7 3362柱荷載恒荷載標準值05×7×869×165 14004活荷載標準值3×165 55443風荷載標準值迎風面柱上 橫梁上背風面柱上 橫梁上3內(nèi)力分析各圖的符號規(guī)定為彎矩以鋼架外側(cè)受拉為正軸力以壓力為正剪力以繞鋼架順時針轉(zhuǎn)動為正并利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進行內(nèi)力分析31恒荷載作用下圖31 恒荷載作用下的圖圖31 恒荷載作用下的n圖圖33 恒荷載作用下的v圖32活荷載作用下圖3 活荷載作用下的m圖圖3 活荷載作用下的n圖圖3 活荷載作用下的v圖33風荷載作用下圖3 左風向風荷載作用下的m圖圖3 左風向風荷載作用下的n圖圖3 左風向風荷載

4、作用下的v圖4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)的基本組合本工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級為二級剛架內(nèi)力組合左半跨見表41表41 內(nèi)力組合表截面內(nèi)力組組合項目荷載組合方式荷載組合項目mkn·mnknvkn剛架柱柱頂bm及相應(yīng)的nv112098mmin及相應(yīng)的nv21875n及相應(yīng)的±mv112098nmin及相應(yīng)的±mv21875柱底 ammin及相應(yīng)的nvn及相應(yīng)的±mv1012055nmin及相應(yīng)的±mv20剛架梁支座b1mmin及相應(yīng)的nv2跨中c2mmin及相應(yīng)的nv112035

5、剛架設(shè)計51截面初選梁柱截面均用鋼截面特性 52構(gòu)件驗算1構(gòu)件寬厚比驗算翼緣部分 124 60 腹板部分 13 502 2剛架梁的驗算a抗剪驗算梁截面最大剪力為 kn考慮到僅有支座加勁肋 kn 滿足要求b彎剪壓共同作用下的驗算取梁截面進行驗算n knv knm kn·m 因v 05取v 05按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb500172003驗算 kn·m m 96782kn·m取m 故 滿足要求c整體穩(wěn)定性驗算n knm kn·m 梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算計算長度取橫梁長度 mm 1 150b類截面查表得0kn kn 滿足要求梁平面外的整體穩(wěn)定性驗算計算長度取 30

6、15mm對于等截面構(gòu)件b類截面查表得 0 com取01021684 滿足要求d按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb500172003校核該梁腹板容許高厚比粱端截面故滿足要求梁跨中截面故滿足要求e驗算檁條集中荷載下的局部受壓承載力a檁條傳給橫梁上翼緣的集中荷載kn b驗算腹板上邊緣處的折算應(yīng)力 取梁端截面處的內(nèi)力m kn·mn knv kn 滿足要求3剛架柱的驗算a抗剪驗算 柱截面的最大剪力是 kn考慮到僅有支座加勁肋 滿足要求b彎剪壓共同作用下的驗算 取柱端截面進行驗算n knv knm kn·m因v 05取v 05按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb500172003驗算 kn·m m 967

7、82kn·m取m 故 滿足要求c整體穩(wěn)定驗算構(gòu)件的最大內(nèi)力n knm kn·ma剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算剛架柱高h 8000mm梁長l mm查表得柱的計算長度系數(shù)剛架柱的計算長度 14mm 150b類截面查表得kn kn 滿足要求b剛架柱作用平面外的整體穩(wěn)定性驗算 計算長度對等截面構(gòu)件b類截面查表得 0 3 06取010 d按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb500172003校核剛架柱腹板容許高厚比截面故滿足要求截面故滿足要求滿足要求4驗算剛架在風荷載作用下的側(cè)移 剛架柱頂?shù)刃搅?53節(jié)點1梁柱連接節(jié)點a螺栓強度驗算梁柱節(jié)點采用109級m高強摩擦型螺栓連接構(gòu)件截面采用噴砂摩擦面抗

8、滑移系數(shù) 050每個高強螺栓的預(yù)拉力是kn連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值n knv knm a b圖5 剛架柱與剛架梁的連接節(jié)點螺栓抗拉承載力驗算螺栓抗剪承載力驗算 滿足最外排一個螺栓的抗剪抗拉承載力驗算0 1滿足要求b端板厚度驗算按二邊支撐類端板計算 c梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算 170 d螺栓處腹板強度驗算 滿足要求2橫梁跨中節(jié)點a螺栓強度驗算橫梁跨中節(jié)點采用109級m高強摩擦型螺栓連接構(gòu)件接觸面采用噴砂摩擦面抗滑移系數(shù) 050每個高強螺栓的預(yù)拉力是kn連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值n 12037knv knm kn·ma b圖52 剛架梁跨中節(jié)點螺栓抗拉承載力驗算螺栓抗剪承載力驗算 kn滿足 最外排一

9、個螺栓的抗剪抗拉承載力驗算 滿足要求b端板厚度驗算按二邊支撐類端板計算端板厚度t mm取t 25mmc螺栓處腹板強度驗算 滿足要求3柱腳設(shè)計剛架柱與基礎(chǔ)鉸接采用平板式鉸接柱腳基礎(chǔ)采用c20混凝土 com設(shè)計值 b 柱腳底板 740800mm取 750mm 340400mm取滿足要求c 錨栓 采用4 個m30錨栓每個錨栓圖53 剛架柱底板查表得懸臂部分計算所以底板厚度t 20mm則需設(shè)置抗剪鍵采用 一30×300×100高并進行強度驗算正應(yīng)力剪應(yīng)力6其他構(gòu)件設(shè)計61檁條的設(shè)計檁條選用冷彎薄壁卷槽型鋼按單跨簡支構(gòu)件設(shè)計屋面坡度110檁條跨度7m于跨中13處和23處設(shè)兩道拉條水平

10、檁距15m鋼材q345鋼截面選擇及特性選用c20×75×20×25com 冷彎薄壁卷槽型鋼截荷載及內(nèi)力考慮永久荷載與屋面活荷載的組合為控制效應(yīng)檁條線荷載標準值檁條線荷載設(shè)計值 彎矩設(shè)計值先按毛截面計算的截com 檁條應(yīng)力符號圖壓應(yīng)力為正拉應(yīng)力為負 20994 壓 壓2269拉拉受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)腹板2298上翼緣板上翼緣板為部分加勁板件最大壓應(yīng)力作用于部分加勁邊 0983b受壓板件的有效寬度腹板 11板組約束系數(shù) 04 3258由于 0取 1196mm 8 則截面有效寬度為 mm 04 3867mm 06 500mm上翼緣板 11板組約束系數(shù) 由于 0取 30 則

11、截面有效寬度為 mm 04 2406mm 06 3mm下翼緣板下翼緣板全截面受拉全部有效c有效凈截面模量圖6 檁條上翼緣及腹板的有效凈截面上翼緣板的扣除面積寬度為腹板的扣除面積寬度為同時在腹板的計算截面有一直徑1mm拉條連接孔距上翼緣板邊緣mm孔位置與扣除面積位置基本相同所以腹板的扣除面積按直徑1mm拉條連接孔計算有效凈截面模量為 4 3241 1236強度驗算按屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)考慮 2 310 21570 310撓度計算 344mm 35mm構(gòu)造要求滿足滿足62隅撐的設(shè)計隅撐按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計軸心力為連接螺栓采用普通c級螺栓m12隅撐的計算長度取兩端連接螺栓中心的距離為選用l×3截面特性查表得單面連接的角鋼強度設(shè)計值乘折減系數(shù)滿足要求圖6 檁條上翼緣及腹板的有效凈截面63墻梁的設(shè)計本工程為單層工業(yè)廠房剛架柱柱距為7m墻梁間距15m跨中13處和23處設(shè)置兩道拉條鋼材q3451荷載計算墻梁采用冷彎薄壁卷邊c型鋼200×70×20×25 墻梁自重墻重基本風壓荷載設(shè)計值 2內(nèi)力計算3強度計算 滿足要求剪應(yīng)力 滿足要求4撓度計算且滿足要求整體穩(wěn)定性在風吸力下拉條位置設(shè)在墻梁內(nèi)側(cè)并在柱底設(shè)斜拉條此時壓型鋼板與墻梁外側(cè)牢固相連可不驗算墻梁的整體穩(wěn)定性參考文獻1 中華人民共和國建設(shè)部鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb50017