單層鋼結構廠房-檁條的設計

單層鋼結構廠房--檁條的設計（一）隅撐的設計隅撐按軸心受壓構件設計。軸心力N按下式計算：連接螺栓采用普通C級螺栓M12。隅撐的計算長度取兩端連接螺栓中心的距離：l0=633mm。選用L50×4，截面特性：A=97.5px2，Iu=367.25px4，Wu=104px3，iu=48.5px，iv=24.75pxλu=l0/iu=633/19.4=32.6<[λ]=200，b類截面，查表得ψu=0.927單面連接的角鋼強度設計值乘以折減系數(shù)αy：λ=633/9.9=63.94，αy=0.6+0.0015λ=0.696，滿足要求。（二）檁條的設計1．

基本資料檁條選用冷彎薄壁卷槽形鋼，按單跨簡支構件設計。屋面坡度1/10，檁條跨度6m，于跨中設一道拉條，水平檁距1.5m。材質為鋼材Q235。2．

荷載及內(nèi)力考慮永久荷載與屋面活荷載的組合為控制效應。檁條線荷載標準值：Pk=(0.27+0.5)×1.5=1.155KN/m檁條線荷載設計值：Pk=(1.2×0.27+1.4×0.5)×1.5=1.536KN/mPx=Psinα=0.153KN/m，Py=Pcosα=1.528KN/m；彎距設計值：Mx=Pyl2/8=1.528×62/8=6.88KN·mMy=Pxl2/8=0.153×62/32=0.17KN·m3．

截面選擇及截面特性(1)選用C180×70×20×2.2Ix=9372.5px4，Wx=1041.5px3，ix=176.5px；Iy=1224.25px4，Wymax=579.75px3，Wymin=250.5px3，iy=63.74999999999999px，χ0=52.75px；先按毛截面計算的截面應力為：(2)受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)A．腹板腹板為加勁板件，ψ=σmin/σmax=－157.82/172.48=－0.915>－1，k=7.8－6.29ψ+9.78ψ2=21.743B．上翼緣板上翼緣板為最大壓力作用于部分加勁板件的支承邊，ψ=σmin/σmax=148.18/172.48=0.859>－1，kc=5.89－11.59ψ+6.68ψ2=0.863(3)受壓板件的有效寬度A．腹板k=21.743，kc=0.863，b=180mm，c=70mm，t=2.2mm，σ1=172.48N/mm2由于ψ=σmin/σmax<0，取α=1.5，bc=b/(1－ψ)=180/(1+0.915)=93.99mmb/t=180/2.2=81.8218αρ=18×1.15×3.080=63.76，38αρ=38×1.15×3.080=134.60所以18αρ<b/t<38αρ則截面有效寬度be1=0.4be=0.4×81.62=32.65mm，be2=0.6be=0.6×81.62=48.97mmB．上翼緣板k=0.863，kc=21.743，b=70mm，c=180mm，σ1=172.48N/mm2be1=0.4be=0.4×57.05=22.82mm，be2=0.6be=0.6×57.05=34.23mmC．下翼緣板下翼緣板全截面受拉，全部有效。(4)有效凈截面模量上翼緣板的扣除面積寬度為：70－57.05=12.95mm；腹板的扣除面積寬度為：93.99－81.62=12.37mm，同時在腹板的計算截面有一φ13拉條連接孔（距上翼緣板邊緣35mm），孔位置與扣除面積位置基本相同。所以腹板的扣除面積按φ13計算，見圖。有效凈截面模量為：Wenx/Wx=0.915，Wenymax/Wymax=0.973，Wenymin/Wymin=0.9724．強度計算按屋面能阻止檁條側向失穩(wěn)和扭轉考慮：5．撓度計算6．構造要求λx=600/7.06=85.0<[λ]=200，滿足要求λy=300/2.55=117.6<[λ]=200，滿足要求（三）墻梁設計1．基本資料本工程為單層廠房，剛架柱距為6m；外墻高7.35m，標高1.200m以上采用彩色壓型鋼板。墻梁間距1.5m，跨中設一道拉條，鋼材為Q235。2．荷載計算(1)墻梁采用冷彎薄壁卷邊C型鋼160×60×20×2.5，自重g=7kg/m；(2)墻重0.22KN/m2；(3)風荷載基本風壓ω0=1.05×0.45=0.473KN/m2，風荷載標準值按CECS102：2002中的圍護結構計算：ωk=μsμzω0，μs=－1.1（+1.0）本工程外墻為落地墻，計算墻梁時不計墻重，另因墻梁先安裝故不計拉條作用。qx=1.2×0.07=0.084KN/m，qy=－1.1×0.473×1.5×1.4=－1.093KN/m3．內(nèi)力計算Mx=0.084×62/8=0.378KN·m，My=1.093×62/8=4.919KN·m4．強度計算墻梁C160×60×20×2.5，平放，開口朝上Wxmax=486.75px3，Wmin=216.5px3，Wy=900.5000000000001px3，Iy=7203.25px4參考屋面檁條的計算結果及工程實踐經(jīng)驗，取Wenx=0.9Wx，Weny=0.9Wy在風吸力下拉條位置設在墻梁內(nèi)側，并在柱底設斜拉條。此時壓型鋼板與墻梁外側牢固相連，可不驗算墻梁的整體穩(wěn)定性。5．撓度計算（四）山墻抗風柱設計1．

基本資料本工程山墻墻板為自承重墻；抗風柱6274mm，間距采用6m，承受的荷載有自重、墻梁重量及山墻風荷載?？癸L柱與基礎鉸接，按壓彎構件設計?？癸L柱視為支承于剛架橫梁和基礎的簡支構件。該地區(qū)基本風壓ω0=0.45KN/m2，地面粗糙度類別為B類，隅撐間距3.0m?？癸L柱采用Q235鋼。2．

荷載計算(1)抗風柱選用焊接工字鋼300×200×6×10，自重g1=44.6kg/m(2)墻梁及其支撐構件重量取g2=7kg/m(3)風荷載：按CECS102:2002中的圍護結構計算。ωk=μsμzω0，μs=－1.0(+1.0)，ω0=1.05×0.45=0.473KN/m2qz=1.2×(0.07×6×3+44.6×6.274×10-2)=4.87KNqy=1.4×1.0×1.0×0.473×6=3.97KN/m墻梁自重對抗風柱的偏心力矩為1.2×0.07×6×3×0.23=0.35KN·m3．

內(nèi)力計算N=4.87KN，M=1/8×3.97×6.2742+0.35=19.88KN·m4．

驗算構件的局部穩(wěn)定性翼緣寬厚比b/t=96/10=9.6<5．

強度驗算截面特性：A=1420px2，Ix=237775px4，Wx=15852.5px3，ix=323.5px，Iy=33350px4，Wy=3335px3，iy=121.24999999999999px6．

驗算彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性λ=48.5，b類截面，查表得ψx=0.863=30.85N/mm2<f=215N/mm2，滿足要求。7．

驗算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性考慮隅撐為抗風柱平面外的側向支撐點l0y=3000mm，λy=l0y/iy=3000/48.5=61.9<[λ]=150，b類截面，查表得ψy=0.797，η=1.0，βtx=1.0=32.97N/mm2<f=215N/mm2，滿足要求。8．

撓度驗算抗風柱在水平風荷載作用下，可視為單跨簡支梁按下式計算其水平撓度：9．

柱腳設計因抗風柱承受的豎向荷載很小，故墊板尺寸按構造要求確定。采用－400×300×20；錨栓采用2M20，平面布置如圖。（五）柱間支撐的設計1．

柱間支撐的布置如圖2．柱間支撐為斜桿，采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐。直桿用檁條兼用，因檁條留有一定的應力裕量，根據(jù)經(jīng)驗及類似工程，不再作壓彎桿件的剛度及承載力驗算。3．柱間支撐荷載及內(nèi)力支撐計算簡圖如圖。作用于兩側山墻頂部節(jié)點的風荷載為（山墻高度取7.2m）：取μs=0.8+0.5=1.3，ω1=1.3×1.0×0.45×18×7.35/2=38.70KN按一半山墻面作用風載的1/3考慮節(jié)點荷載標準值為：Fwk=1/3×1/2×38.70=6.45KN節(jié)點荷載設計值Fw=1.4×6.45=9.03KN斜桿拉力設計值N=9.03/cos43.9191°=12.54KN4．斜桿截面設計及強度驗算斜桿選用φ12圓鋼，A=113.0mm2強度驗算：N/A=12.54×103/113.0=111.0N/mm2<f=215N/mm2剛度驗算：張緊的圓鋼不需要考慮長細比的要求。但從構造上考慮采用φ16。（六）屋面支撐設計1．屋面支撐布置檁條間距1.5m，水平支撐間距3m，如圖。2．屋面支撐荷載及內(nèi)力屋面支撐斜桿采用張緊的圓鋼，支撐計算簡圖如圖。一側山墻的風荷載體型系數(shù)μs=1.0，節(jié)點荷載標準值Fwk=0.45×1.0×1.0×3.0×7.