m門式鋼架廠房計(jì)算書

PAGE24工程概況某單層廠房采用用用單跨雙雙坡輕輕型門式式剛架架，鋼架架跨度度為32m，高度為6.5m，共11榀鋼架，柱柱柱距6m，屋面坡坡度度取1/10。剛架為為變變截面的的梁、柱柱。屋面面及墻墻面均采采用夾夾芯板，檁檁條條及墻梁梁均采采用冷彎彎薄壁壁卷邊C型鋼，間間距距為1.5mm，材料采采用Q235鋼材，焊焊條條采用E43型。結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)布置2.1結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)選型該輕型門式剛架架架廠房的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式采采取的的是雙坡坡單跨跨門式剛剛架。2.2結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)布置該廠房共一層，廠廠房無吊車梁梁，屋面按上上人屋面設(shè)計(jì)計(jì)，屋面采用用0.5mm厚壓型鋼板+75mm厚玻璃絲棉棉保溫層+鋼絲網(wǎng)。該廠房總共1111跨，跨度度選選用32m，柱距為6m，廠房的的高高度選用6.5m；屋面坡坡度度為1/10；柱腳與與基基礎(chǔ)采用用鉸接接；剛架架梁、柱柱均采用用變截截面。（以上均是根據(jù)據(jù)據(jù)《門式式剛架輕型房房屋屋鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程》CECSS..1022-2200224.1.5門式式式剛架輕型房房屋屋的屋面面坡度度宜取1/8~~11/200,在雨水較較多多的地區(qū)區(qū)宜取取其中的的較大大值。4.2.2門式式式剛架宜采用9~366m。當(dāng)邊柱柱寬寬度不等等時(shí)，其其外側(cè)應(yīng)應(yīng)對(duì)齊齊。4.2.2門式式式剛架的平均均高高度宜采采用4.5~~99.0m。當(dāng)有橋橋式式吊車時(shí)時(shí)，不不宜大于12m。4.2.2門式式式剛架的柱距距，即即柱網(wǎng)軸軸線間間的縱向向距離離宜采用6~9m。4.3.1門門門式剛架架輕型型房屋鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的溫度度區(qū)段段長(zhǎng)度（伸伸縮縮縫間距距），應(yīng)應(yīng)符合下下列規(guī)規(guī)定：縱縱向溫溫度區(qū)段段不大大于300m；橫向溫溫度度區(qū)段不不大于于150m。)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格草圖如如如下：縱向框框框架立面面布置置圖檁條平面布置圖圖圖橫向鋼架立面柱間支撐荷載取值及荷載載載組合3.1荷載載載取值（1）永久荷載載：：0..5mmm厚壓型鋼鋼板+75mmm厚玻璃絲絲綿+鋼絲網(wǎng)0..15KN//mm2鋼梁斜梁梁自自重00.155KKN/mm2檁條及支撐00.10KN/mm2總計(jì)0..40KN//mm2（以上材料查《建建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》GBB500009—2001附錄A）（2）可變荷載載：：屋面均布活荷載載載（上人人屋面面）：22..0KNN//m2積灰荷載：00..30KNN/m2風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓00.40KN//mm2（以上分別根據(jù)據(jù)據(jù)《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》GB55000099200013.2荷載載載組合3.2.1荷載計(jì)算算計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖如下下圖：：CBA3200065001:10CBA3200065001:10根據(jù)《門式剛架架架輕型房房屋鋼鋼結(jié)構(gòu)技技術(shù)規(guī)規(guī)程》CECSS..1022-220022附錄A風(fēng)荷載計(jì)計(jì)算算，，式中：風(fēng)荷載標(biāo)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值（）；；：基本風(fēng)壓，按按按現(xiàn)行國(guó)國(guó)家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范范》GB500009的規(guī)定采采用用；：風(fēng)荷載高度變變變化系數(shù)數(shù)，按按現(xiàn)行國(guó)國(guó)家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范范》GB500009的規(guī)定采采用,當(dāng)高度小小于10m時(shí),應(yīng)按10m的高度處處的的數(shù)值采采用；；：風(fēng)荷載體型系系系數(shù)，考考慮內(nèi)內(nèi)、外風(fēng)風(fēng)壓最最大值的的組合合，且含含陣風(fēng)風(fēng)系數(shù)，按按A.0..2的規(guī)定采采用用。以柱頂為準(zhǔn)，hhh=6..5mm，風(fēng)壓高高度度變化系系數(shù)==1.000；取該輕型門式鋼鋼鋼架中間間區(qū)的的中間榀榀計(jì)算算風(fēng)荷載載：風(fēng)風(fēng)荷載體體型系系數(shù)恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值（沿沿水平投影面面）：，(其中：taann=0..1)（2）活荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值：屋面活荷載載：：積灰荷載：：風(fēng)荷載：左柱：（壓力）左屋面：（吸力力力）右柱：（吸力）右屋面：（吸力力力）3.2.2荷載組合合（設(shè)設(shè)計(jì)值）根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷荷荷載規(guī)范范GBB500000920001的要要求求，永久久荷載載的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)取1.2，可變荷荷載載的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)取1.4。（1）恒載+屋屋面面活載（全全全跨）+積灰荷載載S1=1.2恒恒恒載+1.4（屋面活活載+積灰），如如如圖1（2）恒載+屋屋面面活載（半半半跨）+積灰荷載載S1=1.2恒恒恒載+1.4（屋面活活載+積灰），如如如圖2（3）恒載+風(fēng)風(fēng)荷荷載S2=1.0恒恒恒載+1.4風(fēng)載（風(fēng)風(fēng)載載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)有利利時(shí)），S3=1.2恒恒恒載+1.4風(fēng)載（風(fēng)風(fēng)載載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)不利利時(shí)），如如圖圖3（4）恒載+風(fēng)風(fēng)荷荷載+積灰荷載+屋面活載載（全全跨）S4=1.2恒恒恒載+0.99**1.4（屋面活活載+積灰+風(fēng)載），如如如圖4（5）恒載+風(fēng)風(fēng)荷荷載+積灰荷載+屋面活載載（半半跨）S4=1.2恒恒恒載+0.99**1.4（屋面活活載+積灰+風(fēng)載），如如如圖5根據(jù)以上荷載組組組合的計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果，取取較不不利組合合（恒恒+活+風(fēng)）。內(nèi)力計(jì)算通過結(jié)構(gòu)常用設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)軟件PKPM電算：4.3剛架架架內(nèi)力組組合表表計(jì)算算算簡(jiǎn)圖如如下：：通過PKPM電電算算結(jié)果輸出出出并進(jìn)行行數(shù)據(jù)據(jù)整理，詳詳見見下表：：構(gòu)件彎矩（KN·mmm）軸力（KN）剪力（KN）梁上端、柱外側(cè)側(cè)側(cè)梁下端、柱內(nèi)側(cè)側(cè)側(cè)梁上端、柱左側(cè)側(cè)側(cè)梁下端、柱右側(cè)側(cè)側(cè)梁上端、柱外側(cè)側(cè)側(cè)梁下端、柱內(nèi)側(cè)側(cè)側(cè)柱1A00351012.3-141.7B-1275.66633.0-321220141.7梁1B1275.6-33.01730305.8-C-192.5233.9-94083.9-梁2C192.5-233.994083.9-D-44.3454.9-1413--14.1梁4D44.3-454.9141-521.1-E-147.6255.3-943--83.9梁3E147.6-255.394-3--83.9F-1275.666155.0-1730--305.8柱2F1275.6-155.0-321160-141.7G003510-36.1141.7（數(shù)據(jù)來源詳見見見附件。）截面計(jì)算6.1截面面面選擇根據(jù)彎矩包絡(luò)圖圖圖，剪力力包絡(luò)絡(luò)圖，軸軸力包包絡(luò)圖可可初步步選定截截面。H（mm）B(mm)Tw(mm)T(mm)柱子大頭7504001216小頭5504001216梁1大頭7503501014小頭5503501014梁2大頭7503501014小頭5503501014選用H型鋼，截截面參參數(shù)如右右圖標(biāo)注注。柱子和梁都都采采用變截面面面構(gòu)造，以以下下是截面面信息息。6.2截面面面信息下面計(jì)算截面的的的有關(guān)信信息。柱子大頭的有關(guān)關(guān)關(guān)截面信信息為為：=20944333.844，=17007777，=555885.116，=8533..85，=31.27，=8.9922，A=21144.166。柱子小頭的有關(guān)關(guān)關(guān)截面信信息為為：=10517666.4，=1700774.112，=388224.559，=85..337，=23.51，=9.4477，A=19900.166。梁1大頭的有關(guān)關(guān)截截面信息為為為：=16409555.444，=1000110.118，=433775.887，=5722..01，=31.05，=7.6666，A=17700.2。梁1小頭的有關(guān)關(guān)截截面信息為為為：=82256...58，=1000008.551，=299991.114，=5711..91，=23.4，===8.116，A=15500.199。梁2大頭的有關(guān)關(guān)截截面信息為為為：=16409555.444，=1000110.118，=433775.887，=5722..01，=31.05，=7.6666，A=17700.2。梁2小頭的有關(guān)關(guān)截截面信息為為為：=82256...58，=1000008.551，=299991.114，=5711..91，=23.4，===8.116，A=15500.199。則整個(gè)結(jié)構(gòu)的計(jì)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如下下圖：6.3.1梁、柱構(gòu)構(gòu)件件的寬厚厚比柱的寬厚厚厚比限值值：（根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)-第二版》中中中的1.3..33.1梁、柱板板件件的寬厚厚比限限值工字形截面構(gòu)件件件受壓翼翼緣板板的寬厚厚比限限值：；工字形截面梁、柱柱構(gòu)件腹板的的寬厚比限值值：。）翼緣：，（滿足要要求求）腹板：，（滿足要求）梁1的寬寬寬厚比限限值：：翼緣：，（滿足要求求）腹板：，（滿足要要求求）梁2的寬寬寬厚比限限值驗(yàn)驗(yàn)算同梁1故，截面的寬厚厚厚比都滿滿足要要求的。6.3.2梁、柱構(gòu)構(gòu)件件的腹板板屈曲曲后的強(qiáng)強(qiáng)度利利用（根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)-第二版》中中中的1.3..33.1）（1）柱：腹板的高度變化化化=，因此可可按按以下計(jì)計(jì)算：：柱的腹板板板平均高高度：：，按不設(shè)橫橫橫向加勁勁肋來來計(jì)算：：則，0.77<<0.8,故此時(shí)==180，而，>117...4（內(nèi)力力圖圖得出的的剪力力設(shè)計(jì)值值），（滿足要求）（2）梁1：腹板的高度變化化化=，因此可可按按以下計(jì)計(jì)算：：柱的腹板板板平均高高度：：，按不設(shè)橫橫橫向加勁勁肋來來計(jì)算：：則，,,且且小小于1.44，故此時(shí)時(shí)=[1-0.6664（-0.8）]=166..22，而>298.88（內(nèi)內(nèi)力圖得得出的剪剪力設(shè)設(shè)計(jì)值），（滿足要要求求）（3）梁2：梁2的腹腹腹板平均均高度度：，按不設(shè)橫橫橫向加勁勁肋來來計(jì)算：：則，,且小小于于1.4，故故此此時(shí)=[1-0.6664（-0.8）]=166..22，而>85.5（內(nèi)內(nèi)內(nèi)力圖得出出的的剪力設(shè)設(shè)計(jì)值值），（滿足要要求求）故，腹板屈曲后后后的強(qiáng)度度利用用時(shí)滿足足要求求的。6.3.3強(qiáng)度驗(yàn)算算（根據(jù)《鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)-第二版》中中中的1.3..33.2）（1）柱：，故按公式計(jì)算算算，其中中抗彎彎強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值，2）梁1：取大頭截截截面計(jì)算算：，（滿足要要求求）取小頭截截截面計(jì)算算：，（滿足要要求求）（3）梁2：取大頭截截截面計(jì)算算：，（滿足要要求求）取小頭截截截面計(jì)算算：，（滿足要要求求）故，桿件的強(qiáng)度度度滿足要要求。6.3.4穩(wěn)定驗(yàn)算算柱：A．變截面柱的的的平面柱的的平平面內(nèi)整整體穩(wěn)穩(wěn)定計(jì)算算：柱的平面內(nèi)計(jì)算算算長(zhǎng)度，首首先先要確定定，而而確定必須須先先確定柱柱頂水水平荷載載作用用下的側(cè)側(cè)移剛剛度K，可采用用一一階分析析法計(jì)計(jì)算程序序得出出。由，知，當(dāng)左側(cè)側(cè)側(cè)柱頂作用用單單位1KN的力的時(shí)時(shí)候候，利用用右側(cè)側(cè)柱頂?shù)牡奈灰埔瓶梢暂p輕松的的算出側(cè)側(cè)移剛剛度K，計(jì)算方方法法比較復(fù)復(fù)雜，這這里利用PKPM建模計(jì)算算，由由于PKPM是自動(dòng)計(jì)計(jì)算算剛架自自重的的，因此此這里里設(shè)置的的單位位力為活活荷載載。下圖是PKPMMM的建模模模型型以及計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果。則，由于柱腳為為鉸鉸接，則：：：故，柱平面面內(nèi)內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)度，柱柱柱平面外外的計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度度，，按b類截面查查《鋼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》附附錄C，表C-2，得，，因此，，（滿滿滿足要求求）（根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)-第二版》中中中的1.3..33.4）故，變截面柱平平平面內(nèi)的的整體體穩(wěn)定滿滿足要要求。B．變截面柱平平平面外的整整體體穩(wěn)定計(jì)計(jì)算：：根據(jù)《門門門式剛架架輕型型房屋鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》6.1..4規(guī)定進(jìn)行行驗(yàn)驗(yàn)算。，按c類截面查查《鋼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范》附附錄C，表C-3，得；因?yàn)橹欢算q鉸鉸接，故，。按下式進(jìn)行驗(yàn)算算算：，（滿足要要求求）（根據(jù)《鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)-第二版》中中中的1.3..33.6）故，變截面柱平平平面外的的整體體穩(wěn)定滿滿足要要求。注：當(dāng)斜梁坡度度度不超過10°（1：5）時(shí)，因因軸軸力很小小可按按壓彎構(gòu)構(gòu)件計(jì)計(jì)算其強(qiáng)強(qiáng)度和和剛架平平面外外的穩(wěn)定定，不不計(jì)算平平面內(nèi)內(nèi)的穩(wěn)定定。由由于該廠廠房的的屋面坡坡度為為5.711°（1:10），則可可不不進(jìn)行計(jì)計(jì)算梁梁1的平面內(nèi)內(nèi)的的穩(wěn)定。連接節(jié)點(diǎn)計(jì)按照以下圖端板板板的支承承條件件的連接接方式式計(jì)算。7.1梁柱柱柱節(jié)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)采用以下圖的連連連接方式式計(jì)算算。（1）節(jié)點(diǎn)連接接方方式：節(jié)點(diǎn)點(diǎn)采用M30（10.9級(jí)）高強(qiáng)強(qiáng)度度摩擦型型高強(qiáng)強(qiáng)螺栓連連接，構(gòu)構(gòu)件接觸觸采用用噴砂，摩摩擦擦面抗滑滑移系系數(shù)u=0..445，每個(gè)高高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓栓的預(yù)預(yù)拉力P=35555KN（查《鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)手冊(cè)冊(cè)》，表4-12）。（2）節(jié)點(diǎn)內(nèi)力力：：M=100556.88，N=31122KN，Q=29988.8KKN。（3）螺栓桿軸軸方方向受拉受受受剪驗(yàn)算算：，取，，（滿足抗剪要要要求）以下是一個(gè)高強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)度摩擦擦型螺螺栓連接接的承承載力驗(yàn)驗(yàn)算：：，（滿滿滿足抗拉拉、抗抗剪要求求）由于軸力、剪力力力引起的的拉力力可以忽忽略，故故螺栓可可承受受的最大大拉力力為：則，。（滿滿滿足抗拉拉要求求）柱截面的平均高高高度為，，（滿足要要求求）（按規(guī)范GBJJJ17--888規(guī)定，當(dāng)當(dāng)時(shí)，對(duì)對(duì)無局部部壓應(yīng)應(yīng)力（）處處可可不配置置加勁勁肋）故此節(jié)點(diǎn)不需要要要設(shè)加勁勁肋，由由于中間間螺栓栓屬于無無肋類類，致使使端板板厚度過過大，為為了滿足足端板板厚度的的要求求，同樣樣為了了減少力力偶作作用下的的局部部變形，故故設(shè)設(shè)三道加加勁肋肋。（4）端板厚度度計(jì)計(jì)算：端板的厚度可根根根據(jù)不同同的支支撐條件件進(jìn)行行計(jì)算，但但不不應(yīng)小于16mm，和梁端端板板連接的的柱翼翼緣部分分應(yīng)與與端板等等厚度度。伸臂類端板：；b）兩邊支承承類端端板：當(dāng)端板外伸時(shí)，；當(dāng)端板平齊時(shí)，；綜上所算算算，取端端板厚厚度。（5）梁柱相交交的的節(jié)點(diǎn)域剪剪剪力驗(yàn)算算：，（滿足要要求求）故不需要設(shè)置斜斜斜加勁肋肋，但但是為了了滿足足構(gòu)造設(shè)設(shè)計(jì)要要求，在在梁柱柱節(jié)點(diǎn)設(shè)設(shè)置一一道斜向向加勁勁肋。7.2斜梁梁梁與斜梁梁的拼拼接節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)采用以下圖的連連連接方式式計(jì)算算。（1）節(jié)點(diǎn)連接接方方式：節(jié)點(diǎn)點(diǎn)采用M24（10.9級(jí)）高強(qiáng)強(qiáng)度度摩擦型型高強(qiáng)強(qiáng)螺栓連連接，構(gòu)構(gòu)件接觸觸采用用噴砂，摩摩擦擦面抗滑滑移系系數(shù)u=0..445，每個(gè)高高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓栓的預(yù)預(yù)拉力P=22255KN（查《鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)手冊(cè)冊(cè)》，表4-12）。（2）節(jié)點(diǎn)內(nèi)力力：：M=35544.2，N=788KKN，Q=855KKN。（3）螺栓桿軸軸方方向受拉受受受剪驗(yàn)算算：（4）端板厚度度計(jì)計(jì)算：a）伸臂類端板板板：；b）兩邊支承類類類端板：當(dāng)端板外伸時(shí)，；當(dāng)端板平齊時(shí)，；故，取端板厚度度度。7.3屋脊脊脊梁梁拼拼接節(jié)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)（1）節(jié)點(diǎn)連接接方方式：節(jié)點(diǎn)點(diǎn)采用M24（10.9級(jí)）高強(qiáng)強(qiáng)度度摩擦型型高強(qiáng)強(qiáng)螺栓連連接，構(gòu)構(gòu)件接觸觸采用用噴砂，摩摩擦擦面抗滑滑移系系數(shù)u=0..445，每個(gè)高高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓栓的預(yù)預(yù)拉力P=22255KN（