畢業(yè)輕型門式剛架廠房設計計算書

1、本科生畢業(yè)論文（設計）題 目：輕型門式剛架廠房設計姓 名：系 別：專 業(yè)：年 級：學 號：指導教師： 職稱：講師20年 月 日中文摘要本工程為某輕型鋼結(jié)構(gòu)門式剛架設計。根據(jù)畢業(yè)設計任務書的要求，分建筑與結(jié)構(gòu)兩部分進行設計。建筑部分，通過查閱鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003、簡明鋼結(jié)構(gòu)設計手冊、福建省建筑設計標準圖籍等相關(guān)資料，將門式剛架廠房設計為13跨，每跨的間距為30m，總的建筑面積為2160m2。該單層門式剛架結(jié)構(gòu)是以輕型焊接h型鋼（變截面）作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼（c型）做檁條、墻梁；以壓型鋼板做屋面、墻面；采用80mm玻璃棉作為保溫隔熱材料并適當設置支撐的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)

2、體系。結(jié)構(gòu)部分，根據(jù)已形成的建筑圖及其相關(guān)要求，查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范gb50018-2002、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊、房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設計等相關(guān)規(guī)范和一定量的實際工程設計圖，對每榀剛架的最不利荷載進行計算，利用pkpm軟件完成剛架的合理截面計算，然后通過設計規(guī)范的相關(guān)要求，對剛架梁、柱、支撐、檁條等構(gòu)件進行穩(wěn)定性計算，用autocad2005分別繪制出設計圖。最后，整理計算書并出圖。關(guān)鍵詞輕型鋼結(jié)構(gòu)門式剛架 建筑 結(jié)構(gòu) 規(guī)范 設計圖 abstractthis project is a light steel portal frame design

3、. under the graduation requirements of the task book, divided into two parts building and structure design。 building part, by access to the steel structure design specification gb50017-2003、concise steel structure design manua、the fujian architectural design standard plansand other relevant informat

4、ion, the gabled designed to 13 across each cross-a 30m, total construction area for 2160m2. the single-storey gabled structure is to light welding h-shaped steel (uniform) as the main load bearing frame, with cold-formed steel (type c) do purlin beams and walls; to steel do roofing, wall; a 80mm gla

5、ss wool as an insulation material and appropriate settings supported a light house in architecture. structural elements, according to the established building plans and related requirements, consult thebuilding structure load code gb50009-2001、cold-formed steel structures specification gb50018-2002、

6、steel structure connection node design manual、the housing construction steel structure designand other related specifications and a certain amount of actual engineering design, each truss pin of the most unfavorable load calculations, use pkpm software complete the rigid frame of reasonable section,

7、 and then through the design specifications of requirements on the rigid frame beams and columns, such as support, purlins, component for stability with autocad2005 respectively out design. finally, a finishing account book and plot. key words:lightweight gabled building structure specification desi

8、gn sketch目錄工程概況5荷載取值5荷載組合6(一)荷載計算6(二)荷載組合（設計值）8內(nèi)力計算8內(nèi)力包絡圖29截面計算32(一)選擇截面32(二)截面信息33(三)截面驗算351.寬厚比352.腹板屈曲后強度利用353.強度計算364.平面內(nèi)的整體穩(wěn)定375.平面外的整體穩(wěn)定38節(jié)點計算391邊柱與斜梁連接高強螺栓強度驗算392斜梁與斜梁拼接節(jié)點403屋脊梁梁拼接節(jié)點414鋼柱柱腳設計42檁條設計與計算431設計資料432荷載情況433內(nèi)力計算434截面特性445有效截面計算446強度計算457撓度計算45墻梁設計與計算451設計資料452荷載情況463內(nèi)力計算464截面選擇及截面幾何

9、特性465有效截面計算466強度計算477撓度計算47隅撐設計與計算47支撐設計與計算48工程概況某公司欲建一座輕型門式剛架廠房。該廠房位于福建省廈門市內(nèi)郊區(qū)，主要用于工業(yè)生產(chǎn)的需要，從經(jīng)濟上帶動郊區(qū)的發(fā)展。該廠房共一層，建筑面積為2160。廠房無吊車梁，屋面按上人屋面設計，屋面采用yx56-180-720壓型鋼板加80mm厚玻璃絲棉保溫層，剛架梁柱均采用變截面，柱與基礎為鉸接，結(jié)構(gòu)采用主要的材料為q235c鋼材，考慮積灰荷載0.3當?shù)氐臍夂驐l件為：1） 氣象條件平均月氣溫：，最熱月平均氣溫，最低月平均氣溫基本雪壓：0降雨量：年均降雨量1100主導風向：東北2） 活荷載屋面：按上人屋面采用其它

10、活荷載按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001取值。3） 建筑用材材料供應：型鋼q235、q345鋼，焊條e43、e50；鋼筋（hpb235,hrb335,hrb400）iiii級；水泥400#600#；其它材料市場供應。荷載取值(一) 恒載（沿水平投影面的標準值）壓型鋼板及玻璃絲棉 0.25鋼架斜梁自重 0.2檁條及支撐 0.15 0.6(二) 活荷載（標準值）活荷載（上人屋面）或雪荷載 2.00(三) 積灰荷載（標準值） 積灰荷載 0.30(四) 風荷載（標準值）基本風壓 0.8計算中不考慮風壓高度變化系數(shù)，只取基本風壓。(五) 施工及檢修荷載計算檁條時候有可能使用，取集中力f=1計算。

11、荷載組合(一) 荷載計算下圖為設計計算簡圖風載體型系數(shù)k值，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gbj987，屋面上的迎風面與背風面近似取相同數(shù)值，見下圖1 恒載 =0.66=3.62 活載 =0.9(2+0.3) 6=12.423 風荷載左柱 =1.050.250.86=1.26左屋面 = 1.0510.86=5.04右柱 =1.050.650.86= 3.28右屋面 = 1.050.550.86= 2.77(二) 荷載組合（設計值）根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gbj987的要求，永久荷載的分項系數(shù)取1.2，可變荷載的分項系數(shù)取1.4。1. 恒載+活載q =1.23.6+1.412.42=21.712. 恒載+風載=

12、13.6-1.45.04=-3.46=1.23.6+1.41.26=6.13. 恒載+0.85（活載+風荷載） =1.23.6+0.85（1.412.42-1.45.04）=13.1=1.23.6+0.85（1.412.42+1.41.26）=20.6內(nèi)力計算 工程名: 鋼結(jié)構(gòu) * pk11.exe * 日期: 5/ 6/2010 時間:20:37:53 設計主要依據(jù): 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb 50009-2001); 建筑抗震設計規(guī)范(gb 50011-2001); 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范(gb 50017-2003); 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(cecs 102:2002); 結(jié)果輸出 -

13、總信息 - 結(jié)構(gòu)類型: 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu) 設計規(guī)范: 按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程計算 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù): 1.00 節(jié)點總數(shù): 7 柱數(shù): 2 梁數(shù): 4 支座約束數(shù): 2 標準截面總數(shù): 5 活荷載計算信息: 考慮活荷載不利布置 風荷載計算信息: 計算風荷載 鋼材: q235 梁柱自重計算信息: 柱梁自重都計算 恒載作用下柱的軸向變形: 考慮 梁柱自重計算增大系數(shù): 1.20 基礎計算信息: 不計算基礎 梁剛度增大系數(shù): 1.00 鋼結(jié)構(gòu)凈截面面積與毛截面面積比: 0.85 門式剛架梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性: 不驗算 鋼結(jié)構(gòu)受拉柱容許長細比: 400 鋼結(jié)構(gòu)受壓柱容許長細比: 500

14、鋼梁(恒+活)容許撓跨比: l / 180 柱頂容許水平位移/柱高: l / 60 抗震等級: 3(鋼結(jié)構(gòu)為考慮地震作用) 計算震型數(shù)： 3 地震烈度： 7.00 場地土類別：類 附加重量節(jié)點數(shù)： 0 設計地震分組：第一組 周期折減系數(shù):0.80 地震力計算方法：振型分解法 結(jié)構(gòu)阻尼比：0.035 按gb50011-2001 地震效應增大系數(shù) 1.000 窄行輸出全部內(nèi)容 -標準截面特性 截面號 xc yc ix iy a 1 0.25000 0.36250 0.27536e-02 0.41672e-03 0.26850e-01 2 0.25000 0.36250 0.28072e-02 0.

15、41677e-03 0.28220e-01 3 0.17500 0.35000 0.11486e-02 0.85762e-04 0.12456e-01 4 0.25000 0.36250 0.28072e-02 0.41677e-03 0.28220e-01 5 0.17500 0.35000 0.11486e-02 0.85762e-04 0.12456e-01 截面號 ix iy w1x w2x w1y w2y 1 0.32024e+00 0.12458e+00 0.75963e-02 0.75963e-02 0.16669e-02 0.16669e-02 2 0.31540e+00 0.

16、12153e+00 0.77440e-02 0.77440e-02 0.16671e-02 0.16671e-02 3 0.30366e+00 0.82977e-01 0.32817e-02 0.32817e-02 0.49007e-03 0.49007e-03 4 0.31540e+00 0.12153e+00 0.77440e-02 0.77440e-02 0.16671e-02 0.16671e-02 5 0.30366e+00 0.82977e-01 0.32817e-02 0.32817e-02 0.49007e-03 0.49007e-03 - 柱內(nèi)力 - 柱號 m n v m n

17、 v 1 0.00 103.38 -49.03 -392.23 -83.15 49.03 2 0.00 103.38 49.03 392.23 -83.15 -49.03 - 梁內(nèi)力 - 梁號 m n v m n v 1 392.23 57.06 77.86 17.73 -52.37 -30.92 2 -17.73 52.37 30.92 115.88 -48.79 4.88 3 -17.73 52.37 -30.92 -392.23 -57.06 77.86 4 -115.88 48.79 4.88 17.73 -52.37 30.92 - 恒荷載作用下的節(jié)點位移(mm) - 節(jié)點號. x向

18、位移 y向位移 1 -2.5 0.1 2 2.5 0.1 3 -0.9 16.5 4 0.9 16.5 5 0.0 26.9荷載計算. 節(jié) 點 荷 載: 節(jié)點號 彎矩 垂直力 水平力 0 柱 荷 載: 柱號 荷載類型 荷載值 荷載參數(shù)1 荷載參數(shù)2 0 梁 荷 載: 連續(xù)數(shù) 荷載個數(shù) 荷載類型 荷載值1 荷載參數(shù)1 荷載值2 荷載參數(shù)2 1 1 1 12.42 0.00 1 1 1 12.42 0.00 1 1 1 12.42 0.00 1 1 1 12.42 0.00 - 活荷載標準值作用下的節(jié)點位移(mm) - 節(jié)點號. x向位移 y向位移 1 -6.0 0.3 2 6.0 0.3 3 -

19、2.3 42.9 4 2.3 42.9 5 0.0 65.9風荷載計算. - 左風荷載標準值作用 - 節(jié) 點 荷 載: 節(jié)點號 水平力 垂直力 0 柱 荷 載: 柱號 荷載類型 荷載值 荷載參數(shù)1 荷載參數(shù)2 1 1 1.26 0.00 2 1 2.77 0.00 0 梁 荷 載: 連續(xù)數(shù) 荷載個數(shù) 荷載類型 荷載值1 荷載參數(shù)1 荷載值2 荷載參數(shù)2 1 1 1 -5.07 0.00 1 1 1 -5.07 0.00 1 1 1 -3.29 0.00 1 1 1 -3.29 0.00 - 柱內(nèi)力 - 柱號 m n v m n v 1 0.00 -72.51 50.21 361.39 72.5

20、1 -40.13 2 0.00 -52.23 -20.60 -253.53 52.23 42.78 - 梁內(nèi)力 - 梁號 m n v m n v 1 -361.39 -47.15 -68.16 -9.20 47.15 30.17 2 9.20 -47.15 -30.17 -93.46 47.15 -7.82 3 13.02 -47.76 23.02 253.53 47.76 -47.71 4 93.46 -47.76 -1.68 -13.02 47.76 -23.02 - 右風荷載標準值作用 - 節(jié) 點 荷 載: 節(jié)點號 水平力 垂直力 0 柱 荷 載: 柱號 荷載類型 荷載值 荷載參數(shù)1 荷

21、載參數(shù)2 1 1 -2.77 0.00 2 1 -1.26 0.00 0 梁 荷 載: 連續(xù)數(shù) 荷載個數(shù) 荷載類型 荷載值1 荷載參數(shù)1 荷載值2 荷載參數(shù)2 1 1 1 -3.29 0.00 1 1 1 -3.29 0.00 1 1 1 -5.07 0.00 1 1 1 -5.07 0.00 - 節(jié)點側(cè)向（水平向）位移(mm) - 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x ( 1) -1.7 ( 2) -5.5 ( 3) -2.9 ( 4) -4.3 ( 5) -3.6 ( 6) 0.0 ( 7) 0.0 - 柱內(nèi)力 - 柱號 m n v m n v 1 0.00 -52.23 20.

22、60 253.53 52.23 -42.78 2 0.00 -72.51 -50.21 -361.39 72.51 40.13 - 梁內(nèi)力 - 梁號 m n v m n v 1 -253.53 -47.76 -47.71 -13.02 47.76 23.02 2 13.02 -47.76 -23.02 -93.46 47.76 -1.68 3 9.20 -47.15 30.17 361.39 47.15 -68.16 4 93.46 -47.15 -7.82 -9.20 47.15 -30.17 地震計算. - 左震動標準值作用計算結(jié)果- 地震力計算質(zhì)量集中信息: 質(zhì)量集中節(jié)點號: 1 質(zhì)點重

23、量: 373.764 水平地震標準值作用底層剪力： 18.265 底層最小地震剪力(抗震規(guī)范5.2.5條): 5.980 各質(zhì)點地震力調(diào)整系數(shù): 1.000 地震力調(diào)整后剪重比： 0.049 * 第 1振型 結(jié)構(gòu)自振周期(已乘周期折減系數(shù)，單位：秒): 0.679 特征向量： 1.000 各質(zhì)點的水平地震力(kn)： 18.265 - 節(jié)點側(cè)向（水平向）位移(mm) - 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x ( 1) 8.8 ( 2) 8.8 ( 3) 9.2 ( 4) 9.2 ( 5) 8.8 ( 6) 0.0 ( 7) 0.0 - 柱內(nèi)力 - 柱號 m n v m n v 1 0

24、.00 -5.24 9.13 73.06 5.24 -9.13 2 0.00 5.24 9.13 73.06 -5.24 -9.13 - 梁內(nèi)力 - 梁號 m n v m n v 1 -73.06 -5.97 -4.66 37.90 5.97 4.66 2 -37.90 -2.34 -5.03 0.00 2.34 5.03 3 37.90 5.97 -4.66 -73.06 -5.97 4.66 4 0.00 2.34 -5.03 -37.90 -2.34 5.03 振型參與質(zhì)量系數(shù):100.00% - 右震動標準值作用計算結(jié)果- 地震力計算質(zhì)量集中信息: 質(zhì)量集中節(jié)點號: 2 質(zhì)點重量: 3

25、73.764 水平地震標準值作用底層剪力： 18.265 底層最小地震剪力(抗震規(guī)范5.2.5條): 5.980 各質(zhì)點地震力調(diào)整系數(shù): 1.000 地震力調(diào)整后剪重比： 0.049 * 第 1振型 結(jié)構(gòu)自振周期(已乘周期折減系數(shù)，單位：秒): 0.679 特征向量： 1.000 各質(zhì)點的水平地震力(kn)： 18.265 - 節(jié)點側(cè)向（水平向）位移(mm) - 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x 節(jié)點號 x ( 1) -8.8 ( 2) -8.8 ( 3) -9.2 ( 4) -9.2 ( 5) -8.8 ( 6) 0.0 ( 7) 0.0 - 柱內(nèi)力 - 柱號 m n v m n v 1

26、0.00 5.24 -9.13 -73.06 -5.24 9.13 2 0.00 -5.24 -9.13 -73.06 5.24 9.13 - 梁內(nèi)力 - 梁號 m n v m n v 1 73.06 5.97 4.66 -37.90 -5.97 -4.66 2 37.90 2.34 5.03 0.00 -2.34 -5.03 3 -37.90 -5.97 4.66 73.06 5.97 -4.66 4 0.00 -2.34 5.03 37.90 2.34 -5.03 振型參與質(zhì)量系數(shù):100.00% 荷載效應組合計算. - 荷載效應組合及強度、穩(wěn)定、配筋計算 - 鋼 柱 1 截面類型= 27

27、; 布置角度=0; 計算長度：lx= 16.14, ly= 8.00; 長細比：x= 72.1,y= 61.5 構(gòu)件長度= 8.00; 計算長度系數(shù): ux= 2.02 uy= 1.00 變截面 h 形截面 h: b1= 500, b2= 500, h1= 500, h2=950 t1= 10 t2=20 t3=20 軸壓截面分類:x軸:b類, y軸:c類 驗算規(guī)范: 門規(guī)cecs102:2002 柱 下 端 柱 上 端 組合號 m n v m n v 1 0.00 22.54 11.46 35.26 1.74 2.65 2 0.00 1.86 21.27 113.71 18.37 -7.16

28、 3 0.00 50.95 -29.99 -115.74 -26.66 -1.06 4 0.00 30.27 -20.18 -37.29 -10.03 -10.86 5 0.00 124.06 -58.83 -470.68 -99.78 58.83 6 0.00 103.38 -49.03 -392.23 -83.15 49.03 7 0.00 139.57 -66.19 -529.51 -112.25 66.19 8 0.00 386.18 -222.20 -1777.61 -361.90 222.20 9 0.00 365.51 -212.39 -1699.16 -345.27 212.3

29、9 10 0.00 323.05 -180.55 -1444.36 -295.74 180.55 11 0.00 386.18 -222.20 -1777.61 -361.90 222.20 12 0.00 365.51 -212.39 -1699.16 -345.27 212.39 13 0.00 323.05 -180.55 -1444.36 -295.74 180.55 14 0.00 124.06 -58.83 -470.68 -99.78 58.83 15 0.00 103.38 -49.03 -392.23 -83.15 49.03 16 0.00 139.57 -66.19 -5

30、29.51 -112.25 66.19 17 0.00 63.15 -16.66 -167.11 -38.87 25.12 18 0.00 42.47 -6.85 -88.67 -22.24 15.32 19 0.00 80.19 -41.53 -257.72 -55.91 22.90 20 0.00 59.51 -31.72 -179.27 -39.28 13.09 21 0.00 325.27 -180.02 -1474.04 -300.99 188.49 22 0.00 304.59 -170.22 -1395.59 -284.36 178.68 23 0.00 342.31 -204.

31、89 -1564.64 -318.03 186.27 24 0.00 321.64 -195.09 -1486.20 -301.40 176.46 25 0.00 325.27 -180.02 -1474.04 -300.99 188.49 26 0.00 304.59 -170.22 -1395.59 -284.36 178.68 27 0.00 342.31 -204.89 -1564.64 -318.03 186.27 28 0.00 321.64 -195.09 -1486.20 -301.40 176.46 29 0.00 63.15 -16.66 -167.11 -38.87 25

32、.12 30 0.00 42.47 -6.85 -88.67 -22.24 15.32 31 0.00 80.19 -41.53 -257.72 -55.91 22.90 32 0.00 59.51 -31.72 -179.27 -39.28 13.09 33 0.00 22.54 11.46 35.26 1.74 2.65 34 0.00 1.86 21.27 113.71 18.37 -7.16 35 0.00 50.95 -29.99 -115.74 -26.66 -1.06 36 0.00 30.27 -20.18 -37.29 -10.03 -10.86 37 0.00 206.03

33、 -102.89 -879.59 -181.75 117.00 38 0.00 185.35 -93.09 -801.14 -165.12 107.20 39 0.00 234.43 -144.35 -1030.59 -210.15 113.30 40 0.00 213.75 -134.54 -952.14 -193.52 103.49 41 0.00 206.03 -102.89 -879.59 -181.75 117.00 42 0.00 185.35 -93.09 -801.14 -165.12 107.20 43 0.00 234.43 -144.35 -1030.59 -210.15 113.30 44 0.00 213.75 -134.54 -952.14 -193.52 103.49 45 0.00 22.54 11.46 35.26 1.74 2.65 46 0.00 1.86 21.27 113.71 18.37 -7.16 47 0.00 50.95 -29.99 -115.74 -26.66 -1.06 48 0.00 30.27 -20.18 -37.29 -10.03 -10.86 49 0.00 117.25 -46.96 -375.70 -92.97