門式框架設計計算書

門式框架設計計算書一、設計資料某單層廠房采用單跨雙坡門式剛架，廠房橫向跨度為15m，檐口6m，共有12榀剛架，柱距6m，屋面坡度為。柱網(wǎng)及平面布置圖見圖1，剛架形式和幾何尺寸見圖2和圖3,。梁柱節(jié)點采用高強螺栓連接，剛架平面外設柱間支撐，檁條端部隅撐在a、b點分別提供柱、梁的側向支撐點，鋼材采用Q235-B.F，焊條采用E43型。設計條件如下：1）屋面材料：夾芯板。2）墻面材料：夾芯板。3）天溝：彩鋼板天溝。4）荷載荷載：0.7N/mm2活載：0.2N/mm2風荷載：基本風壓=，地面粗糙度為A類雪荷載：0.4N/cm25）鋼材采用Q235-B.F二、構件截面確定（一）、鋼架柱的截面確定1.假設長細比==1002.計算回轉半徑，取=6m=3m=/=600/100=6cm=/=300/100=3cm截面屬于b類截面，按查教材附表5.2可得柱穩(wěn)定系數(shù)分別為==0.5553.計算截面面積，=18*6*7.5*10/(0.555*215)=67.9cm2所以鋼架柱和鋼架梁都取H型鋼HW250*250*14*14，但是由于后面截面校核的時候該截面不符合要求，所以經(jīng)驗算選取截面為HW400*400*15*15的截面該截面特性如表1表1梁柱截面特性截面截面名稱面積cmcm柱H4004001515178.454804024761625580916.419.54梁H4004001215178.454804024761625580916.419.54三、荷載計算1.荷載取值計算屋面自重（標準值，沿坡向）:雙層壓型鋼板復合保溫板0.2檁條及支撐0.15剛接斜梁自重0.15總計0.5屋面雪荷載（標準值）0.4屋面均布活載（標準值）0.2屋面均布活載不與雪荷載同時考慮，因此按雪荷載取0.4墻面及柱自重（包括墻面材料、墻梁及鋼架柱）0.5風荷載：基本風壓=0.6地面粗糙等級A類，風荷載體型系數(shù)見圖3已柱頂為準，風壓高度系數(shù)=1.17=0.6以屋頂為準，風壓高度系數(shù)=1.17=0.62.各部分作用荷載=1\*GB3①屋面荷載荷載標準值（0.5+0.7）6=7.2活載標準值0.46=2.4=2\*GB3②柱荷載恒載標準值0.56=3.0=3\*GB3③風荷載標準值迎風面柱上=1.170.60.86=3.37橫梁上=-1.170.60.66=-2.53背風面柱上=-1.170.60.56=-2.1橫梁上=-1.170.60.56=-2.1四、鋼架內(nèi)力計算鋼架內(nèi)力分析可以采用《建筑結構靜力計算手冊》中的方法進行，見下表2計算項目計算簡圖及內(nèi)力圖（M、N、Q）恒荷載作用活（雪）荷載作用風荷載作用五、內(nèi)力組合1.鋼架柱=1\*GB3①柱頂截面。因風荷載內(nèi)力與豎向荷載內(nèi)力符號相反，故鋼架柱身只考慮恒荷載的組合。第一種組合：M=1.294.8+1.431.59=157.986kN.mN=1.2(-55.08)+1.4(-18.36)=﹣91.856kNQ=1.2(±15.79)+1.45.27=±26.370kN第二種組合：M=1.3594.8+1.40.931.59=167.78kN.mN=1.35（-55.08）+1.40.9（-18.36）=﹣97.49kNQ=1.35（±15.79）+1.40.9（±5.27）=±27.96kN=2\*GB3②柱底截面Nmax組合：M=0N=-1.298.28-1.418.36=﹣143.64kNQ=-1.215.79-1.45.27=﹣26.33kNNmin組合：N=98.28-1.424.45=64.036kNQ=15.79+1.4(-22.9)=﹣16.27kNQmax組合：N=-1.298.28-0.91.4(18.36-10.27)=﹣128.082kNQ=-1.215.77-1.4(10.30+5.27)=﹣40.759kN2、鋼架橫梁BC支點（B點）截面，因風荷載內(nèi)力與豎向荷載內(nèi)力符號相反，故只考慮豎向荷載+活載的組合。Mmax組合：M=1.294.8+1.431.59=157.986kNN=1.226.28+1.48.76=43.8kNQ=1.250.88+1.417=84.856kN六、截面驗算1、柱截面驗算=1\*GB3①確定計算長度=±=±=MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h==-0.84=20.19==0.14<0.8因此不考慮屈曲后強度K1==6000/15298=0.39查《鋼結構設計規(guī)范》附錄，得=3.8平面內(nèi)計算長度Hoy=3.86000=22860mm平面外計算長度Hox=3000mm=2\*GB3②強度驗算=69.70<215強度滿足要求，對熱軋型鋼構件可不驗算抗剪強度=3\*GB3③穩(wěn)定驗算由=22860/164.1=131.63<=150及b類截面查表得=0.38=1901.69KN==81.68<f=215平面外穩(wěn)定驗算：=74.48<f=215滿足要求=4\*GB3④局部穩(wěn)定驗算：翼緣：=12.8腹板：=±=±=MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h=當1.6<2.0時==24.67（48+0.5-26.2）=112.6滿足要求。2、梁截面驗算：=1\*GB3①計算長度k2=查《鋼結構原理與設計》表得：=2.14=2.14×15298=32737.72mm=2\*GB3②強度驗算=66.48<215滿足要求強度滿足要求，對熱軋型鋼構件可不驗算抗剪強度。=3\*GB3③剛度驗算=33.54<=150滿足要求=4\*GB3④穩(wěn)定性驗算a.平面內(nèi)穩(wěn)定驗算橫斜度為1/5，可不做此驗算b.平面外穩(wěn)定驗算取平面外側向支撐點為3200mm，即屋面沒有支撐點的距離=33.54查表得：=0.92=66.48<f=215=±=±=MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h=當1.6<2.0時，==24.67（48+0.5-26.2）=112.6（其中=100）滿足要求七、梁柱節(jié)點連接計算梁柱節(jié)點采用伸式平端板連接接頭，如圖3接頭內(nèi)力計算連接處內(nèi)力組合為恒荷載+雪荷載，計算結果為：M=157.986kN.m梁端B點內(nèi)力N=43.8kNQ=84.856kNM=157.986kN.m柱端B點內(nèi)力N=-91.856kNQ=26.37kN一般為安全起見，將節(jié)點B的內(nèi)力值B’作為連接接頭處內(nèi)力計算，用