门钢设计实例.doc

门式刚架厂房设计计算书 门式刚架厂房设计计算书 一、设计资料 该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房跨度21m，长度90m，柱距9m，檐高7.5m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。 材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。 自然条件：基本风压：，基本雪压 地面粗糙度B类300m、横向温度区段不大于150m，因此不用设置伸缩缝。 檩条间距为1.5m。 厂房长度60m，因此在厂房第二开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高柱距，因此柱间支撑不用分层布置。 （布置图详见施工图） 三、荷载的计算 计算模型选取 取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高7.5m，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m；屋面坡度为1：10。 因此得到刚架计算模型： 2.荷载取值 屋面自重： 屋面板：0.18 檩条支撑：0.15 横梁自重：0.15 总计：0.48 屋面雪荷载：0.3 屋面活荷载：0.5（与雪荷载不同时考虑） 柱自重：0.35 风载：基本风压 3.各部分作用荷载： （1）屋面荷载： 标准值： 柱身恒载： （2）屋面活载 屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载 （3）风荷载 （地面粗糙度类） 风载体形系数示意图 荷载如下图： 4.内力计算： （1）截面形式及尺寸初选： 梁柱都采用焊接的H型钢 截面 截面名称 长度 面积 mm mm 柱 234 61.6 梁 234 61.6 （2）截面内力： 根据各个计算简图，用结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内力图如下： 计算项目 计算简图及内力值(M、N、Q) 备注 恒 载 作 用 恒载下弯矩 恒载下剪力 恒载下轴力（忽略柱自重） 弯矩图 剪力图“+” → 轴力图(拉为正，压为负) 活 荷 载 作 用 活荷载(标准值) 弯矩图 弯矩图 活 荷 载 作 用 活荷载(标准值)剪力图 活荷载(标准值)轴力图 剪力图“+” → 轴力图(拉为正，压为负) 风 荷 载 作 用 风荷载(标准值)弯矩图 . 风荷载(标准值)剪力图 风荷载(标准值)轴力图 弯矩图 剪力图“+” → 轴力图(拉为正，压为负) （3）内力组合(由于恒载和活载关于结构竖向对称，因而风荷载只要考虑一个方向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用) 按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合： ① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应 ② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应 ③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应} 取四个控制截面：如下图： 各情况作用下的截面内力 截面 内力 恒载 活载 左风 Ⅰ－Ⅰ 0 0 0 -45.36 -47.25 46.95 -19.32 -18.05 24.55 Ⅱ－Ⅱ -127.84 -129.94 147.59 -45.36 -47.25 46.95 -19.32 -18.05 16.45 Ⅲ－Ⅲ -127.84 -129.94 147.59 -21.75 -22.66 21.04 43.41 45.22 -45.08 Ⅳ－Ⅳ 92.83 96.70 -77.574 -21.75 -22.66 21.04 2.18 2.27 -1.81 内力组合值 截面 内力 Ⅰ－Ⅰ 0 0 0 -120.58 11.30 -54.85 -48.45 11.19 -15.45 Ⅱ－Ⅱ -335.33 53.22 -132.40 -120.58 11.30 54.79 -48.45 11.19 -25.09 Ⅲ－Ⅲ -335.33 53.22 -132.40 -64.30 3.36 -28.03 115.40 -11.02 51.93 Ⅳ－Ⅳ 246.78 2.79 134.16 -57.82 -3.36 -28.03 5.79 0.08 3.16 4.截面验算 控制内力组合项目有： ① ＋Mmax与相应的N，V(以最大正弯矩控制) ② －Mmax与相应的N，V(以最大负弯矩控制) ③ Nmax与相应的M，V(以最大轴力控制) ④ Nmin与相应的M，V(以最小轴力控制) 所以以上内力组合值，各截面的控制内力为： 1-1截面的控制内力为 2-2截面的控制内力为 3-3截面的控制内