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 榀剛架，柱距 6.3m，屋面坡度 1/10 ，柱底鉸接。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。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。1.3 屋面及墻面材料屋面及墻面均為帶100mm厚巖棉夾層的雙層壓型鋼板；檁條（墻梁）采用薄壁卷邊 C 型鋼，間距為 1.5m。1.4 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，

2、柱距 6m,共 8 榀剛架，所以廠房縱向長度 6.3 ×（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 150m，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)置檁條、 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2.1截面尺寸確定（ 1）焊接工字型截面尺寸： 截面高度 h 以 10mm為模數(shù)；截面寬度 b 以 5mm為模數(shù)，但工程中經(jīng)常以10mm為模數(shù)；腹板厚度t w可取 4mm、 5mm、 6mm，大

3、于6mm以 2mm為模數(shù)；翼緣厚度t 6mm，以 2mm為模數(shù)，且大于腹板厚度。（2）工字型截面的高厚比（h/b ）：通常取h/b=2 5；梁與柱采取端板豎放連接時，該梁端h/b 6.5 。（3）等截面梁的截面高度一般取跨度的1/40 1/30 ，即 300mm400mm。綜上所述，初步選擇梁柱截面均用等截面H 型鋼 300×300× 10×15.2.2截面幾何特性IxIyWxi xi yWy構(gòu)截A（mm2）443mmmm3× 10?× 10 ?× 10 ?× 10 ?件面名稱梁11850202006750135013175

4、.5450柱11850202006750135013175.5450三、荷載計算荷載計算簡圖3.1 荷載取值計算（1）屋面不可變荷載標準值 （按水平投影面） ：0.5kN/ （包括構(gòu)件自重） ；（2）屋面可變荷載標準值（按水平投影面）：0.4kN/ ；（3）基本雪壓S0=0.35kN/ ；對于單跨雙坡屋面，屋面坡度=5.71, z=1.0 雪荷載標準值 SK=S0× z=0.35kN/ < 0.4kN/ , 取屋面活荷載和雪荷載中的較大值為 0.4kN/ ，不考慮積灰荷載。.（4）基本風壓： 0.35kN/ 。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，基本風壓 0=1.0 &

5、#215;0.35=0.3675kN/ ，地面粗糙度系數(shù)按 C 類。風荷載高度變化系數(shù)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的規(guī)定采用，當高度小于 10m 時，按 10m 高度處的數(shù)值采用 , z =0.74 。風荷載體型系數(shù) s，迎風面柱及屋面分別為 +0.80 和 -0.60 ，背風面柱及屋面分別為 -0.50 和-0.50 。3.2 荷載標準值計算（ 1）屋面恒荷載標準值： 0.5 × 6.3=3.15kN/m（ 2）屋面活荷載標準值： 0.4 × 6.3=2.52 kN/m（ 3）風荷載標準值： qk=1.05 sz0 ×柱距迎風面：柱上 q1 =1.05 ×0.8

6、 × 0.74 × 0.3675 ×6.3=1.44 kN/m 橫梁上 q2 =-1.05 ×0.6 ×0.74 ×0.3675 ×6.3=-1.08 kN/m背風面：柱上 q3 =-1.05 ×0.5 ×0.74 ×0.3675 ×6.3=-0.90 kN/m 橫梁上 q4 =-1.05 ×0.5 ×0.74 ×0.3675 ×6.3=-0.90 kN/m荷載簡圖如下所示：1.08kN/m0.90kN/m1.44kN/m0.90kN/m四、內(nèi)力

7、計算及組合4.1 剛架內(nèi)力計算.注：剪力圖：“+”表示方向“”；軸力圖：拉為正，壓為負。(1) 在不可變荷載作用下內(nèi)力圖-28.88-28.88-28.88( 2 )3( 3 )242424.-28.882.42( 1 )( 4 )15M 圖（單位kN·m）.18.240.56( 2 )-0.56( 3 )324-18.24( 1 )( 4 )-5.665.6615V 圖（單位kN)( 2 )3( 3 )-5.64 -5.64-7.5224-7.52( 1 )-18.90 ( 4 )-18.9015N 圖（單位kN ）.(2)在可變荷載作用下內(nèi)力圖-23.11-23.11-23.11

8、( 2 )3( 3 )21919.53.534-23.11( 1 )( 4 )15M 圖（單位kN·m）14.590.45( 2 )-0.45( 3 )324-14.59( 1 )( 4 )-4.534.5315V 圖（單位kN）.( 2 )3( 3 )-4.51 -4.5124-6.01-6.01( 1 )-15.12( 4 )-15.1215N 圖（單位kN）(3) 在風荷載作用下內(nèi)力圖（左風）-7.98223.96( 2 )3( 3 )-5.93-11.084-5.9323.96-6.61( 1 )( 4 )15M 圖（單位kN·m）.( 2 )3( 3 )3.051

9、.03-2.04-1.13-2.3724-8.55( 1 )( 4 )8.3715 3.46V 圖（單位kN）(2)3(3)21.891.4448.70( 1 )( 4 )3.1815N 圖（單位kN ）.(4) 在風荷載作用下內(nèi)力圖（右風）-77.12-5.89( 2 )3( 3 )23.99-5.89-10.6042-8.0623.99( 1 )( 4 )15M 圖（單位 kN·m）2.518.411.902.52( 2 )3( 3 )-2.4124-2.92(1)(4)1-4.83-7.00 5V 圖（單位kN）.2( 2 )3( 3 )42.823.263.18(1)(4)8

10、.7015N 圖（單位 kN ）4.2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）1.2 ×不可變荷載 +1.4 ×max可變荷載，雪荷載 ；（2）1.2 ×不可變荷載 +1.4 ×風荷載；（3）1.2 ×不可變荷載 +0.85 × 1.4 ×（不可變荷載 +風荷載）4.3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

11、?？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)在不可變荷載和風荷載共同作用下，當柱腳鉸接時M=0。.控制截面示意圖1.2 不1.2 不1.2 不可可變可變變截面內(nèi)恒荷載活荷載風荷載+1.4 可+1.4 風+1.4*0.力變荷載荷載85（可變+風荷載）M0000001-1N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.538.37-13.

12、362.21-3.35M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-39.422-2N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.531.03-13.36-6.69-10.96M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-35.673-3N-7.52-6.011.89-17.74-8.26-13.93V18.2414.59-8.5543.04-35.8029.08M24.4219.53-7.9857.62-43.7643.054-4N-5.64-4.511.89-13.31-10.16-9.89V-0.56-0.45-2

13、.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=-68.16kN ·mN=-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5.1構(gòu)件的寬厚比驗算翼緣部分： b/t=145/15=9.67 15235/? =15 ，滿足；?腹板部分： h0/t w=270/10=272502

14、35/? =250 ，滿足。?5.2剛架梁的驗算（ 1）梁的抗剪驗算梁支座 V=43.04kN查書可知 k5.34梁支座處腹板的平均切應(yīng)力： =?430402? ?=15.94N/mm270 × 10? ? ?/?270/10所以 ?=37 5.34 235/235? = 37 ? 235/?= 0.32 0.8，滿足；故 Vdhw t w f v 270×10× 125=337.5kN> 40.04kN ,滿足。梁跨中V=-3.64kN查表可知 k5.34?=36402梁跨中腹板的平均切應(yīng)力： = ? ?270 × 10= 1.35N/mm? ?

15、所以 ? ?/?=270/1037 5.34 235/235? = 37 ? 235/?= 0.32 0.8，滿足故 Vdhw t w f v270×10× 125=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=?=36×4135= 1.50 ±45.55?±17.74 × 10±68.16 × 10?1185020200 × 10?22所以 =47.05N/mm <

16、; f=-44.05N/mm12.?-44.05=?2 =47.05= -0.9361=16= 22.35? (1+?)2 +0.112(1-?) 2 +(1+?)?/?270/10=? ?= 0.095 < 0.8，滿足28.1 ? 235/(? ? )28.1×22.35 × 235/(1.087 × 47.05)? 1所以腹板全截面有效M=WXf=1350 ×103 ×215×10-6 =290.25kN?m?= 290.25 -17.74 × 1350= 288.23 kN?m> 68.16kN?m，滿足

17、。? = ?-?11850（3）整體性驗算當斜梁不超過 1:5 時，因為軸力很小可以把構(gòu)件當做壓彎構(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。5.3 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 k5.34柱頂腹板的平均切應(yīng)力： =?133602?=270 × 10=4.95N/mm? ? /?270/10?=37 5.34 235/235? = 37 ? 235/?= 0.32 0.8，滿足；Vdh w t w f v270× 10×125=337.5kN> 13.36kN , 滿足。柱底：柱的內(nèi)力 V=1

18、3.36kN查書可知 k5.34柱底腹板的平均切應(yīng)力： =?=133602? ?270 × 10=4.95N/mm? ? /?270/10? =?= 37 5.34 235/23537 ?235/?= 0.32 0.8，滿足；Vdhw t w f v270×10× 125=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? 44.60 ×361068.16 × 10 × 135= ?± ?=1185

19、0±20200 × 104= 3.76 ±45.55?22所以 1=49.31N/mm < f2=-41.79N/mm?-41.79=2?1 =49.31= -0.84716?= (1+?)2 +0.112(1-?)2 +(1+?)= 20.26?/?270/10=? ?= 0.102 < 0.8，滿足。235/(?28.1×20.2628.1 ? ? )× 235/(1.087 × 49.31)? 1.故腹板全截面有效M=WXf=1350 ×103 ×215×10-6 =290.25kN?m?= 290.25 -44.60 × 1350= 285.17 kN?m> 68.16kN?m，滿足。? = ?-?11850（3）整體性驗算平面內(nèi)穩(wěn)定性驗算：柱的計算長度一端鉸接一端固定計算長度系數(shù)=0.7所以，柱的計算長度 l 05100 0.73570mm? =?0=3570= 27.25b 類截面查表得x0.942?131?68.16622=× 10? ?0.942×3= 53.60N/mm< f = 235N/mm1350 × 10?所以柱的平面內(nèi)整體穩(wěn)定性驗算滿足要求