钢结构课程设计_门式钢架.doc

1. 设计资料 某车间跨度9m，长度90m, 柱高4.5m，柱距，采用单跨双破门式钢架，檩条间距，屋面坡度，当地雪荷载0.25kN/㎡，基本风压0.4 KN/㎡，地面粗糙度：B类，风载体型系数如下图 　　 钢材采用Q235钢，焊条E43型。 屋面材料： 夹芯板 墙面材料： 夹芯板 檩条墙梁： 薄壁卷边C型钢 本课程设计不考虑地震作用 2．屋面构件 1.夹芯板 夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为0.50㎜，板厚为80㎜。 2.檩条 檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢180×70×20×3.0，跨中设拉条一道。 3．荷载和内力计算 3．1 荷载 1. 永久荷载标准值 屋面夹芯板 0.25 kN/㎡ 檩条 0.05 kN/㎡ 悬挂构件 0.15 kN/㎡ 0.50 kN/㎡ 2.可变荷载标准值 由于钢架的受荷水平投影面积为9×6=54㎡＜60㎡，故取屋面活荷载标准值为0.5kN/㎡，雪荷载为0.25kN/㎡，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/㎡. 3.风荷载标准值 基本风压0.4 kN/㎡，地面粗糙度为B类，μz=1.0,风荷载形体系数μs迎风面柱及屋面分别为+0.25和-1.0；背风面柱及屋面μ分别为-0.55和-0.65。 3.2 荷载计算值 1.屋面风荷载 迎风面：ω2=1.4×﹙-0.1﹚×1.0×0.4×6=-3.36kN/㎡ 背风面：ω3=1.4×﹙-0.65﹚×1.0×0.4×6=-2.18kN/㎡ 2.墙面风荷载 背风面：ω1=1.4×0.25×1.0×0.4×6=0.84kN/㎡ 背风面：ω4=1.4×﹙-0.55﹚×1.0×0.4×6=-1.85kN/㎡ 3.屋面恒荷载 g1=1.2×0.45××4.5=2.45 kN/㎡ 4.柱身恒荷载 g2=1.2×0.45×6=3.24 kN/㎡ 5.屋面活荷载 q=1.4×0.5×4.5=3.15 kN/㎡ 4. 屋面支撑 1.屋面支撑布置 檩条间距1.5m，水平支撑截距3m。 2.屋面荷载及内力 屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢。 节点荷载标准值 Fwk =0.4×1.0×1.0×3.0×﹙4.5＋0.3＋0.45﹚／2＝3.15kN 节点荷载设计值 Fw =3.15×1.4=4.41kN 斜杆拉力设计值 N=4.41／cos26.6°=4.93kN 3.斜杆 斜杆选用φ12的圆钢，截面面积A=113.0㎜2 强度校核：/㎜2＜f 5. 柱间支撑 柱间支撑直杆用檩条兼用，因檩条留有一定的应力余量，可不再验算。 1．柱间支撑布置 2.柱间支撑荷载及内力 作用于两侧山墙顶部节点的风荷载为（山墙高度取5.25m） 取μs=0.8+0.5=1.3 ω1=1.3×1.0×0.4×9×=16.38kN 按一半山墙面作用风荷载的1/3考虑节点荷载标准值为： Fwk =2.73kN 节点荷载设计值 Fw =2.73×1.4=3.82kN 斜杆反力设计值 N=3.82/cos37°=4.78kN 3.斜杆校核 斜杆选用φ12的圆钢，截面面积A=113.0㎜2 强度校核：/㎜2＜f 6. 杆件内力 计算各种荷载作用下的门式钢架内力，并经最不利组合得出内力图。计算结果显示钢架内力一般由恒荷载加活荷载组合控制。 1.截面内力 恒载 (单位：kN·m) (单位：kN) (单位：kN) 活荷载 (单位：kN·m) (单位:kN) (单位:kN) 风荷载 (单位：kN·m) (单位:kN) (单位:kN) 2.内力组合 1-1截面控制内力：M=0kN·m ， N=-27.72kN ， V=11.9kN 2-2截面控制内力：M=-29.0kN·m ， N=-27.72kN ， V=10.14kN 3-3截面控制内力：M=-29.0kN·m ，N=3.58kN ， V=40.3kN 4-4截面控制内力：M=20.80kN·m ， N=0.23kN ，V=-1.80kN 7.构件截面设计 1.构件截面几何参数