門(mén)式鋼架設(shè)計(jì)實(shí)例帶計(jì)算書(shū)

1、門(mén)式剛架廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)門(mén)式剛架廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、設(shè)計(jì)資料該廠房采用單跨雙坡門(mén)式剛架，廠房跨度 21m,長(zhǎng)度90m,柱距9m,檐高7.5m,屋面坡度1/10。剛架為等截面的梁、柱，柱腳為鉸接。材料采用Q235鋼材，焊條采用E43型。屋面和墻面采用75mm厚EPS夾芯板，底面和外面二層采用 0.6mm厚鍍鋅彩板， 鋅板厚度為275/gm2;檁條采用高強(qiáng)鍍鋅冷彎薄壁卷邊Z形鋼檁條，屈服強(qiáng)度自fy -450N /mm2，鍍鋅厚度為160g/mm2。（不考慮墻面自重）然條件：基本風(fēng)壓： Wo =0.5KN /m2，基本雪壓0.3KN /m2地面粗糙度B類(lèi)二、結(jié)構(gòu)平面柱網(wǎng)及支撐布置該廠房長(zhǎng)度90m,跨度2

2、1m,柱距9m,共有11榀剛架，由于縱向溫度區(qū)段不大于300m橫向溫度區(qū)段不大于150m,因此不用設(shè)置伸縮縫。檁條間距為1.5m。廠房長(zhǎng)度60m,因此在廠房第二開(kāi)間和中部設(shè)置屋蓋橫向水平支撐；并在屋蓋相應(yīng)部位設(shè)置檁條、斜拉條、拉條和撐桿；同時(shí)應(yīng)該在與屋蓋橫向水平支撐相對(duì)應(yīng)的柱間設(shè)置柱間支撐，由于柱高 柱距，因此柱間支撐不用分層布置。（布置圖詳見(jiàn)施工圖）三、荷載的計(jì)算1、計(jì)算模型選取取一榀剛架進(jìn)行分析，柱腳采用鉸接，剛架梁和柱采用等截面設(shè)計(jì)。廠房檐高7.5m,考慮到檁條和梁截面自身高度，近似取柱高為7.2m；屋面坡度為1: 10。因此得到剛架計(jì)算模型：2. 荷載取值屋面自重：屋面板：0.18KN

3、/m2檁條支撐：0.15KN / m2橫梁自重：0.15KN/m2總計(jì)：0.48KN /m2屋面雪荷載：0.3KN / m2屋面活荷載：0.5KN /m2 （與雪荷載不同時(shí)考慮）柱自重：0.35KN/m2風(fēng)載：基本風(fēng)壓 W。=0.5kN/m23. 各部分作用荷載：（1）屋面荷載：1標(biāo)準(zhǔn)值： 0.489 =4.30KN/Mcos日柱身恒載：0.35 9 =3.15KN/M（2）屋面活載屋面雪荷載小于屋面活荷載，取活荷載0.501COST9=4.50KN /M（3）風(fēng)荷載以風(fēng)左吹為例計(jì)算，風(fēng)右吹同理計(jì)算:根據(jù)公式k=TSs計(jì)算:z根據(jù)查表h10m,取1.0,ls根據(jù)門(mén)式剛架的設(shè)計(jì)規(guī)范, 取下圖：（

4、地面粗糙度B類(lèi)）風(fēng)載體形系數(shù)示意圖背風(fēng)面?zhèn)让?k =1.0 0.25 0.5 = 0.125kN/m2, q 屋頂 k=1.0 1.0 0.5 = 0.50kN/m , q? 側(cè)面 k=1.0 0.55 0.5 = _0.275kN/m2, 屋頂 k=-1.0 0.65 0.5 = -0.325kN/m2,= 0.125 9 =1.125kN/m-0.50 9 = -4.5kN/m荷載如q3=-0.275 9一2.475kN/mq4 - -0.325 9 =2.925kN / m下圖:4. 內(nèi)力計(jì)算:（1）截面形式及尺寸初選:梁柱都采用焊接的H型鋼截面截面名稱(chēng)長(zhǎng)度(mm)面積(mm2)mmmm

5、柱23461.6梁23461.6EA =2.06 108 9472 10-6 =1.95 106kn, Elx =2.06 1 0 8 5 20 1 06 1 0一12= 1.07 105knm2（2）截面內(nèi)力：根據(jù)各個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖，用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算，得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力圖如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力值（M、N、Q）備注恒載下彎矩彎矩圖恒恒載下剪力剪力圖載恒載下軸力（忽略柱自重）“ + ”作用軸力圖（拉為正，壓為負(fù)）活活何載（標(biāo)準(zhǔn)值）彎矩圖彎矩圖荷載作用活荷載（標(biāo)準(zhǔn)值）剪力圖剪力圖活活荷載（標(biāo)準(zhǔn)值）軸力圖“+”荷載軸力圖作（拉為用正，壓為負(fù)）風(fēng)風(fēng)何載（標(biāo)準(zhǔn)值）彎矩圖彎矩圖荷載口也剪力圖

6、“+”作rro用1>勺"軸力圖（拉為風(fēng)荷載（標(biāo)準(zhǔn)值）剪力圖正，壓為風(fēng)荷載（標(biāo)準(zhǔn)值）軸力圖負(fù)）（3）內(nèi)力組合（由于恒載和活載關(guān)于結(jié)構(gòu)豎向?qū)ΨQ(chēng)，因而風(fēng)荷載只要考慮一個(gè)方向作用, 風(fēng)荷載只引起剪力不同，而剪力不起控制作用）按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行內(nèi)力分析，需要進(jìn)行以下可能的組合： 1.2*恒載效應(yīng)+1.4*活載效應(yīng) 1.2*恒載效應(yīng)+1.4*風(fēng)載效應(yīng) 1.2*恒載效應(yīng)+1.4*0.85*活載效應(yīng)+風(fēng)載效應(yīng)取四個(gè)控制截面：如下圖：各情況作用下的截面內(nèi)力截面內(nèi)力恒載活載左風(fēng)I-I000-45.36-47.2546.95-19.32-18.0524.55n-n-127.84-129.9414

7、7.59-45.36-47.2546.95-19.32-18.0516.45m-m-127.84-129.94147.59-21.75-22.6621.0443.4145.22-45.08IV-W92.8396.70-77.574-21.75-22.6621.042.182.27-1.81內(nèi)力組合值截面內(nèi)力I-I000-120.5811.30-54.85-48.4511.19-15.45n-n-335.3353.22-132.40-120.5811.3054.79-48.4511.19-25.09m-m-335.3353.22-132.40-64.303.36-28.03115.40-11.0

8、251.93IV-W246.782.79134.16-57.82-3.36-28.035.790.083.164.截面驗(yàn)算控制內(nèi)力組合項(xiàng)目有： + Mmax與相應(yīng)的N , V（以最大正彎矩控制） 一Mmax與相應(yīng)的N , V（以最大負(fù)彎矩控制） Nmax與相應(yīng)的M , V（以最大軸力控制） Nmin與相應(yīng)的M , V（以最小軸力控制）所以以上內(nèi)力組合值，各截面的控制內(nèi)力為：1-1 截面的控制內(nèi)力為 M =0, N H-120.58KN , Q=-48.45KN2- 2截面的控制內(nèi)力為 M =-335.33KN M , N = -120.58KN , Q =-48.45KN3- 3截面的控制內(nèi)力

9、為 M 二-335.33KN *M , N 二-64.30KN , QN15.40KN4- 4截面的控制內(nèi)力為 M -246.78KN *M , N - -57.82KN, Q =5.79KNA:剛架柱驗(yàn)算：取2-2截面內(nèi)力平面內(nèi)長(zhǎng)度計(jì)算系數(shù):ggK，其中 k=IrH巴5 =1.46”7.2% = 2 0.45 1.46 = 2.66,H 7.2 2.66 “9.1M0x平面外計(jì)算長(zhǎng)度：考慮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)，但為了安全起見(jiàn)計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)墻梁間距考慮, 即 H0Y =7200/2 = 3600mm局部穩(wěn)定驗(yàn)算構(gòu)件局部穩(wěn)定驗(yàn)算是通

10、過(guò)限制板件的寬厚比來(lái)實(shí)現(xiàn)的柱翼緣15 4621 2. 17'2 351廠?235（1 滿足要求）柱腹板hwtw600 1 61 4 6 242滿足要求）（2）柱有效截面特征(4)穩(wěn)定性驗(yàn)算 剛架柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算'x = 81.6 ： I -180, x. fy / 235 = 81.6b類(lèi)截面，由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附表 C-2查得， =0.681Nex225二 EA 3.142.06 109472（1.1，；） 一 （1.1 81.62）= 2388kNmx =1.0,則NPmxMx_ 120.58 x1031 0x335.33 x106下x"（N/NEx）WxMS 1

11、73 104 （5 寫(xiě)）=18.69 192.39 =211.08N/mm2 ： f滿足要求。 =，y. f / 235 = 58.4b類(lèi)截面，由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范查得， =0.818lx = 0.65 O.35M 2 二 0.65 0.35 1 二 0.825 M12剛架柱平面外穩(wěn)定性驗(yàn)算: _2 2b =1.071.07 一 58.40.99440044000則 N +和 PtxMx 120.58X03 丄°0.825漢335.33X06、yAbWpx 一 0.818 9472.0.99 173 104= 15.56 161.52 = 177N/mnf ： f滿足要求。B:剛架梁驗(yàn)算：取3-3截面內(nèi)力局部穩(wěn)定驗(yàn)算梁翼緣b = 1 5 4 21 2. 1 7 1 235二 i 1 § 39 （滿足要求） t6 fy 235梁腹板hwtw2滿足要求)(2)梁有效截面特征5. 位移驗(yàn)算:(1)柱頂水平位移驗(yàn)算:(2)橫梁擾度驗(yàn)算:荷載