单层厂房门式刚架结构计算书.docx

单层厂房门式刚架结构计算书.docx

《单层厂房门式刚架结构计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单层厂房门式刚架结构计算书.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

单层厂房门式刚架结构计算书

单层厂房门式轻钢结构计算书

一、设计资料

现青岛地区某村委计划建设某单层门式轻钢厂房,无吊车荷载,占地面积20x50m2,地址条件很好,0、8m厚覆土,下部就是强风化岩,地耐力450KPa,无地下水。

请给其做建筑施工图与结构施工图,应能达到施工深度。

要求:

1、给出设计过程简介与设计注意事项。

2、给出主要构件设计计算过程。

3、提供施工图。

该厂房为单层,采用单跨双坡轻型门式刚架结构,厂房跨度18m,总长度50m,檐口高度8、6m,牛腿标高为5、50m,屋面坡度为0、10;共有9榀刚架,两侧柱距7m,其她柱距6m;刚架平面布置见图,刚架形式及几何尺寸见图。

刚架梁、柱除,另有注明外,均采用Q345钢。

高强螺栓除另有注明外,均采用10、9级摩擦型连接高强度螺栓。

锚栓除另有注明外,均采用Q345钢。

刚架形式及几何尺寸图

二、设计荷载

1、屋面恒载:

0、30kN/m2

计算刚架活载:

0、30kN/m2

计算檩条活载:

0、50kN/m2

雪荷载:

0、20kN/m2

基本风压:

0、6kN/m2风压调整系数:

1、05

2、由于青岛地区地震设防烈度为6度,故本工程结构设计不考虑地震作用

三、内力分析

考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便,刚架采用等截面,梁柱选用变截面。

柱脚按铰接支承设计。

采用弹性分析方法确定刚架内力。

1、在恒载作用下

2、在活载作用下

3、在风荷载作用下

四、截面设计

该门式轻钢厂房的柱截面采用焊接工字钢450*250*10*12,梁截面采用两种焊接工字钢:

变截面焊接工字钢（H1~H2）*B1*B2*Tw*T1*T2=（600~450）*250*250*6*10*10

不变截面焊接工字钢（H1~H2）*B1*B2*Tw*T1*T2=（450~450）*250*250*8*10*10

柱的截面特性A=121、8cm2Xc=12、5cm;Yc=22、5cm;Ix=43774cm4;Iy=41702cm4

高厚比、宽厚比

腹板计算高厚比H0/Tw=41、8,满足要求;翼缘宽厚比B/T=7、50,满足要求

梁的截面属性

截面:

H形变截面:

（H1~H2）*B1*B2*Tw*T1*T2=（600~450）*250*250*6*10*10

小头截面特性:

A=75、80cm2;Xc=12、5cm;Yc=22、5cm;Ix=28180cm4;Iy=2、6049cm4;

大头截面特性:

A=84、8cm2;Xc=12、5cm;Yc=30cm;Ix=53272cm4;Iy=26052cm4;

高厚比、宽厚比

大头截面腹板计算高厚比H/Tw=96、67,满足要求;

小头截面腹板计算高厚比H/Tw=71、67,满足要求

翼缘宽厚比B/T=12、20,满足要求

H形截面:

（H1~H2）*B1*B2*Tw*T1*T2=（450~450）*250*250*8*10*10

截面特性:

A=84、4cm2;Xc=12、5cm;Yc=22、5cm;Ix=29505cm4;Iy=26060cm4;

高厚比、宽厚比

大头截面腹板计算高厚比H/Tw=53、75,满足要求;

小头截面腹板计算高厚比H/Tw=53、75,满足要求

翼缘宽厚比B/T=12、10,满足要求

五、刚架梁设计

本刚架梁柱就是从中间7榀中选出

钢梁1

截面类型=27;布置角度=0;计算长度:

Lx=18、09,Ly=3、00

构件长度=3、01;计算长度系数:

Ux=6、00Uy=1、00

变截面H形截面H:

B1=250,B2=250,H1=600,H2=450T1=6T2=10T3=10

轴压截面分类:

X轴:

b类,Y轴:

c类;构件钢号:

Q345

梁的弯矩包络

梁下部受拉:

截面1234567

弯矩-41、69-35、71-33、61-31、22-28、54-25、57-23、70

梁上部受拉:

截面1234567

弯矩140、50112、8391、9371、8552、5837、9428、51

考虑屈曲后强度计算应力比=0、304

抗剪强度计算应力比=0、130

平面内稳定最大应力（N/mm*mm）=88、55

平面内稳定计算最大应力比=0、286

平面外稳定最大应力（N/mm*mm）=85、93

平面外稳定计算最大应力比=0、277

考虑屈曲后强度计算应力比=0、304<1、0

抗剪强度计算应力比=0、130<1、0

平面内稳定最大应力

平面外稳定最大应力

腹板高厚比H0/TW=84、17<[H0/TW]=206、33（CECS102:

2002）

翼缘宽厚比B/T=12、20<[B/T]=12、38

（恒+活）梁的相对挠度（mm

）截面1234567

挠度值0、00-0、020、110、340、671、071、51

最大挠度值=1、51最大挠度/梁跨度=1/5995、

斜梁坡度初始值:

1/10、00

变形后斜梁坡度最小值:

1/10、40

变形后斜梁坡度改变率=0、038<1/3

六、刚架柱设计

本刚架梁柱就是从中间7榀中选出

钢柱3

截面类型=16;布置角度=0;计算长度:

Lx=14、24,Ly=3、10;长细比:

λx=75、1,λy=53、0

构件长度=3、10;计算长度系数:

Ux=4、59Uy=1、00

截面参数:

B1=250,B2=250,H=450,Tw=10,T1=16,T2=16

轴压截面分类:

X轴:

b类,Y轴:

b类;构件钢号:

Q345验算规范:

门规CECS102:

2002

考虑腹板屈曲后强度,强度计算控制M=-140、50,N=-54、44

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0、278

抗剪强度计算控制,V=-25、77

抗剪强度计算应力比=0、034

平面内稳定计算最大应力（N/mm*mm）=80、10

平面内稳定计算最大应力比=0、258

平面外稳定计算最大应力（N/mm*mm）=78、53

平面外稳定计算最大应力比=0、253

门规CECS102:

2002腹板容许高厚比[H0/TW]=206、33

翼缘容许宽厚比[B/T]=12、38

考虑屈曲后强度强度计算应力比=0、278<1、0

抗剪强度计算应力比=0、034<1、0

平面内稳定计算最大应力

平面外稳定计算最大应力

腹板高厚比H0/TW=41、80<[H0/TW]=206、33

翼缘宽厚比B/T=7、50<[B/T]=12、38

压杆,平面内长细比λ=75、≤[λ]=180

压杆,平面外长细比λ=53、≤[λ]=180

验算刚架在风荷载作用下的侧移

风荷载作用下柱顶最大水平（X向）位移:

节点（4）,水平位移dx=11、630（mm）=H/739、

梁的（恒+活）最大挠度:

梁（4）,挠跨比=1/2161、

风载作用下柱顶最大水平位移:

H/739<柱顶位移容许值:

H/180

梁的（恒+活）最大挠跨比:

1/2161<梁的容许挠跨比:

1/180

七、隅撑的设计

隅撑计算

轴力N=A*f/60/cosθ*sqrt（fy/235）;应力=N/φ/A

梁下翼缘截面面积A=0、0025m*m;横梁钢材型号Q345钢

翼缘钢板厚度10mm;横梁钢材屈服强度值fy=345N/mm2

横梁钢材强度设计值f=310N/mm2;角钢计算长度=733、249mm

角钢截面=L50x4角钢回转半径=0、99cm;角钢截面面积=0、00039m*m

长细比λ=74、0656<=220;折减系数=0、6+0、0015*λ=0、711098

稳定系数φ=0、628263;轴力N=11、0665kN;应力=45、1653N/mm2<220、44N/mm2

螺栓计算

角钢钢材钢号Q235钢;檩条的板件厚度2mm;螺栓直径14mm

螺栓有效截面面积115、4mm*mm;螺栓孔径15mm

螺栓连接抗剪强度设计值140N/mm2;螺栓连接抗压强度设计值305N/mm2

螺栓连接抗剪承载力设计值16、156kN;螺栓连接抗压承载力设计值8、54kN

螺栓连接承载力设计值<轴力N=11、0665kN

八、檩条的设计

冷弯薄壁型钢檩条设计

屋面坡度（度）:

5、711

檩条跨度（m）:

6、000

檩条间距（m）:

0、750

设计规范:

门式刚架规程CECS102:

2002

风吸力下翼缘受压稳定验算:

按附录E验算

檩条形式:

斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2、0

钢材钢号:

Q235钢

拉条设置:

设置一道拉条

拉条作用:

能约束檩条上翼缘

净截面系数:

1、000

檩条仅支承压型钢板屋面（承受活荷载或雪荷载）,挠度限值为1/150

屋面板为两跨或两跨以上面板

屋面板能阻止檩条侧向失稳

构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性

每米宽度屋面板的惯性矩（m4）:

0、200000E-06

建筑类型:

封闭式建筑

分区:

中间区

基本风压:

0、630

风荷载高度变化系数:

1、000

风荷载体型系数:

-1、200

风荷载标准值（kN/m2）:

-0、756

屋面自重标准值（kN/m2）:

0、300

活荷载标准值（kN/m2）:

0、500

雪荷载标准值（kN/m2）:

0、300

积灰荷载标准值（kN/m2）:

0、000

检修荷载标准值（kN）:

1、000

截面及材料特性

檩条形式:

斜卷边Z形冷弯型钢XZ140X50X20X2、0

b=50、000h=140、000c=20、000t=2、000

A=0、5392E-03Ix=0、1860E-05Iy=0、1547E-06

It=0、7190E-09Iw=0、1299E-08

Ix1=0、1621E-05Iy1=0、3936E-06θ=0、2199E+02

Wx1=0、3038E-04Wx2=0、2247E-04Wy1=0、6107E-05Wy2=0、8067E-05

钢材钢号:

Q235钢

屈服强度fy=235、000

强度设计值f=205、000

考虑冷弯效应强度f'=215、220

截面验算

|1、2恒载+1、4（活载+0、9积灰）组合|

弯矩设计值（kN、m）:

Mx=3、653

弯矩设计值（kN、m）:

My=0、268

有效截面计算结果:

Ae=0、5364E-03θe=0、2204E+02Iex=0、1845E-05Iey=0、1545E-06

Wex1=0、2868E-04Wex2=0、2221E-04Wex3=0、2902E-04Wex4=0、2241E-04

Wey1=0、5871E-05Wey2=0、7711E-05Wey3=0、5890E-05Wey4=0、7678E-05

截面强度（N/mm2）:

σmax