钢结构厂房计算书.docx
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钢结构厂房计算书
《xx钢结构厂房》工程设计计算书
编制:
校对
审核:
设计单位:
设计日期:
《单层厂房》工程设计计算书
================刚架部分================
一、概况
工程名称:
单层厂房
工程所在地:
xxxx
建筑物安全品级:
二级
建筑屋类型:
封锁式
大体风压:
kN/m2
大体雪压:
kN/m2
地震烈度:
6度
场地土类别:
2类
地面粗糙度:
2
建筑物室内地坪标高:
m
建筑物柱底标高:
m
跨数:
1,各跨跨度:
纵向开间数:
12,计算开间:
柱顶标高:
屋面隅撑间距:
屋面坡度:
第1跨为双坡屋面,坡度:
左坡1:
,右坡1:
二、设计依据
1.《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)
2.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
3.《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)
4.《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
5.《门式刚架轻型衡宇钢结构技术规程》(CECS102:
2002)
6.《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-2002)
7.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
8.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
9.《压型金属板设计施工规程》(YBJ216-88)
10.《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91)
三、荷载(标准值)
1.恒载(SG),主要包括结构及围护结构、永久性设备重等。
这里,
1)屋面均布恒载,包括屋面板、保温层、檩条、支撑、等:
第1跨屋面均布恒载为:
kN/m2
2)刚架自重,由程序按照截面大小自动计算。
3)柱顶集中荷载,主如果作用于柱上的围护结构(已由程序自动导到柱顶)、天沟等重:
无
2.活载(SQ),主要包括屋面雪载或施工荷载等。
第1跨屋面均布活载为:
kN/m2
3.风载(SW),含左风、右风。
由程序自动计算。
注:
风载按《门式刚架轻型衡宇钢结构技术规程》(CECS102:
2002)
4.吊车荷载(SC)
第1跨吊车台数为:
1台;
吊车对柱的最大竖向作使劲为:
吊车对柱的最小竖向作使劲为:
吊车对柱的最大刹车力为:
吊车梁轨顶标高为:
吊车梁牛腿标高为:
吊车桥架跨度为:
吊车梁轨道高度为:
134mm
吊车梁截面高度为:
500mm
吊车梁中心线偏左柱中心线距离为:
750mm
吊车梁中心线偏右柱中心线距离为:
750mm
吊车梁工作制:
轻级
5.地震作用(SE)
采用振型分解反映谱法计算:
1)反映谱采用GB50011-2001规范谱
2)抗震设防烈度:
6
3)场地土类别:
2类
四、荷载效应组合
1.强度及稳定验算
1).+++
2).+
3).++
4).++
5).+++
6).+++
7).+++
8).+++
2.变形计算
1).+++
2).+
3).++
4).++
5).+++
6).+++
7).+++
8).+++
注:
以上组合为大体组合,程序生成最后的荷载组合时考虑了以下因素:
a)地震有左、右两方向;
b)风载有左风、右风;
c)无刹车力,最大轮压在左、最大轮压在右,考虑四台吊车参与组合;
d)吊车刹车力向左、向右,最大轮压在右、最大轮压在左,考虑两台吊车参与组合
五、刚架截面
注:
1).截面符号前的“Q”表示轻型钢结构
2).H类型截面表示法:
截面高X截面宽X腹板厚X翼缘厚,单位mm,“~”表示变截面
3).截面符号“H”表示焊接H型截面
1.柱截面:
第1列:
(钢材:
Q235)QH450x300x6x10
第2列:
(钢材:
Q235)QH450x300x6x10
2.梁截面(注:
此处列出的与柱相连的梁段长度是从柱中心算起的)
第1跨(钢材:
Q235)
第1段:
QH700~470x230x6x8长度
第2段:
QH470x230x6x8长度
第3段:
QH470x230x6x8长度
第4段:
QH470~700x230x6x8长度
六、边界条件
第1列柱与基础刚接,与屋面梁刚接
第2列柱与基础刚接,与屋面梁刚接
七、基础计算条件
基础1:
混凝土品级C30
基础埋深m
作用于基础上的附加集中荷载:
kN、面荷载(地面堆载):
kN/m2
经深度和宽度修正后的地基承载力设计值f:
150kN/m2
基础底面上土体和基础平均比重:
m3
基底最小反力与最大反力比值允许值:
基础2:
混凝土品级C30
基础埋深m
作用于基础上的附加集中荷载:
kN、面荷载(地面堆载):
kN/m2
经深度和宽度修正后的地基承载力设计值f:
150kN/m2
基础底面上土体和基础平均比重:
m3
基底最小反力与最大反力比值允许值:
八、刚架部份用钢量估算(不含节点重,供参考,详见工程概算)
每榀用钢量(t):
t
每榀用钢量(t):
t
每榀刚架总用钢量(t):
t
刚架平米用钢量重(kg/m2):
kg/m2
九、计算结果
****刚架计算结果****
[详细结果参考文件temp.SA3]
立柱最大侧移控制指标:
H/150.
屋面梁最大挠度控制指标:
L/180.
立柱最小安全度控制指标:
屋面梁最小安全度控制指标:
1.各构件最大位移(单位:
mm)
立柱1最大侧移:
H/388.=,知足要求。
立柱2最大侧移:
H/388.=,知足要求。
所有立柱最大侧移:
H/388.=,知足要求。
第1跨屋面梁最大挠度:
L/319.=,知足要求。
所有屋面梁最大挠度:
L/319.=,知足要求。
2.腹板抗剪强度(单位:
kN)
立柱1腹板抗剪强度知足要求:
V=62. 立柱2腹板抗剪强度知足要求: V=62. 第1跨屋面梁腹板抗剪强度知足要求: V=77. 3.在轴力、弯矩和剪力一路作用下的强度(单位: kNm) 立柱1强度知足要求: M=276. 立柱2强度知足要求: M=276. 第1跨屋面梁强度知足要求: M=276. 4.各构件最小安全裕度 立柱(钢柱)1最小安全裕度: 由平面内稳定控制,知足用户要求! 立柱(钢柱)2最小安全裕度: 由平面内稳定控制,知足用户要求! 所有立柱(钢柱)最小安全裕度: 由平面内稳定控制知足用户要求! 第1跨屋面梁最小安全裕度: 由平面内稳定控制,知足要求。 所有屋面梁最小安全裕度: 由平面内稳定控制,知足要求。 5.钢构件长细比检查: 立柱1平面内长细比知足要求: λ=75. 平面外长细比知足要求: λ=83. 立柱2平面内长细比知足要求: λ=75. 平面外长细比知足要求: λ=83. 第1跨屋面梁平面内长细比知足要求: λ=108. 平面外长细比知足要求: λ=65. 附: 各钢构件安全裕度(<= 表中参数的含义: 1.不考虑地震作历时: 安全裕度=钢材强度设计值/(结构重要性系数x综合应力) 考虑多遇地震作历时: 安全裕度=钢材强度设计值/(γREx综合应力),承载力抗震调整系数γRE= 2.DS─截面由正应力控制;SI12─截面由平面内稳定控制; SO12─截面由平面外稳定控制; 3.─轴压构件;─轴拉构件;─偏压构件; ─偏拉构件;BEND─受弯构件。 工况构件号位置轴力弯矩状态安全度; [m][kN][kN-m] _______________________________________________________ 121SO12 221SO12 261SO12 261SO12 341SO12 32SI12 182SI12 302SI12 342SI12 342SI12 183SO12 223SO12 303SO12 303SO12 343SO12 34SI12 124SI12 224SI12 224SI12 264SI12 185SI12 345SI12 345SI12 1218SI12 2218SI12 2218SI12 ==========基础设计结果========== 1.基础1 1)基础反力设计值 Mmax=N=Q= Nmax=M=Q= Qmax=M=N= Nmin=M=Q= 2)柱脚抗剪键: 没必要加。 3)柱脚底板: HxBxt=28.;材质: Q345;弱轴加劲肋: 有 加劲肋: bxhxt=4)锚栓 : 6M36.;锚栓长1100. 5)基础埋深: 2500.,基底=.,短柱=900.,锥高=650. pmax=154 p0=91 pmin/pmax= 6)基础配筋: 长边=Φ12.@100.,短边=φ8.@200.,短柱配筋率: 2.基础2 1)基础反力设计值 Mmax=N=Q= Nmax=M=Q= Qmax=M=N= Nmin=M=Q= 2)柱脚抗剪键: 没必要加。 3)柱脚底板: HxBxt=28.;材质: Q345;弱轴加劲肋: 有 加劲肋: bxhxt=4)锚栓 : 6M36.;锚栓长1100. 5)基础埋深: 1500.,基底=.,短柱=900.,锥高=650. pmax=108 p0=67 pmin/pmax= 6)基础配筋: 长边=Φ12.@100.,短边=φ8.@200.,短柱配筋率: ==========节点设计结果========== 1.JONIT1 1)螺栓: 级摩擦型高强螺栓,12M24. 螺栓间距: 60601053541056060 承载力: Nt=;Nv=;Ntb=;Nvb= Nt/Ntb+Nv/Nvb=< 2)连接板厚: 20.;有加劲板,材质: Q235 2.JONIT2 1)螺栓: 级摩擦型高强螺栓,8M24. 螺栓间距: 60603346060 承载力: Nt=;Nv=;Ntb=;Nvb= Nt/Ntb+Nv/Nvb=< 2)连接板厚: 20.;有加劲板,材质: Q235 3.JONIT3 1)螺栓: 级摩擦型高强螺栓,12M24. 螺栓间距: 60601053541056060 承载力: Nt=;Nv=;Ntb=;Nvb= Nt/Ntb+Nv/Nvb=< 2)连接板厚: 20.;有加劲板,材质: Q235 ==========隅撑设计结果========== 1.刚架梁必需加隅撑的范围 第1跨需加隅撑的范围(自左端算起) 全跨。 2.刚架梁隅撑 所选隅撑截面L56X5 λx=147 λy=94 支撑长细比知足要求。 长细比小于150 截面面积(mm)542 支撑强度(Mpa)32 强度知足要求。 单位长度重(Kg/m) 连接螺栓: 一个;直径: 12 3.若墙梁作为柱侧向支撑时所需增加的隅撑 所选隅撑截面L50X5 λx=129 λy=83 支撑长细比知足要求。 长细比小于150 截面面积(mm)480 支撑强度(Mpa)48 强度知足要求。 单位长度重(Kg/m) 连接螺栓: 一个;直径: 12 ==================檩条部分================== 1. 檩条挠度控制指标L/150 檩条安全度控制指标 檩条跨度(m) 檩距(m) 屋面静载(kN/m2) 屋面活载(kN/m2) 檩条截面: 材质(1-Q345,3-Q235)=3 毛截面面积(mm2)A=809. 对X轴(强轴)毛截面惯性矩(mm4)I3=3895071. 对Y轴(弱轴)毛截面惯性矩(mm4)I2=384408. 对X轴毛截面抵抗矩(mm3)W3=43279. 对Y轴最大毛截面抵抗矩(mm3)W2=21891. 对Y轴最小毛截面抵抗矩(mm3)W21=9058. 有效截面面积(mm2)An=805. 对X轴(上翼缘)有效截面抵抗矩(mm4)W3n=42673. 对X轴(下翼缘)有效截面抵抗矩(mm4)W31n=43127. 单位长度重(Kg/m) X轴弯矩设计值(kN-m)Mx= Y轴弯矩设计值(kN-m)My= 拉条根数1 拉条直径(mm)10 最大应力σ(Mpa): ,知足要求。 钢材强度设计值(Mpa)205 最大挠度(mm): ;相当于跨度的1/225.,知足要求。 平面内长细比: 86 平面外长细比: 137 该檩条长细比小于200,可作为刚性系杆。 ==================墙梁部分================== 1. 墙梁挠度控制指标L/200 墙梁安全度控制指标 墙梁跨度(m) 檩距(m) 墙体荷载(kN/m2) 风荷载(kN/m2) 墙梁截面: QCZ200X70X20X3 材质(1-Q345,3-Q235)=3 毛截面面积(mm2)A=1081. 对X轴(强轴)毛截面惯性矩(mm4)I3=6471711. 对Y轴(弱轴)毛截面惯性矩(mm4)I2=671749. 对X轴毛截面抵抗矩(mm3)W3=64717. 对Y轴最大毛截面抵抗矩(mm3)W2=33384. 对Y轴最小毛截面抵抗矩(mm3)W21=13468. 有效截面面积(mm2)An=1081. 对X轴(上翼缘)有效截面抵抗矩(mm4)W3n=64717. 对X轴(下翼缘)有效截面抵抗矩(mm4)W31n=64717. 单位长度重(Kg/m) X轴弯矩设计值(kN-m)Mx= Y轴弯矩设计值(kN-m)My= 拉条根数2 拉条直径(mm)10 最大应力σ(Mpa): ,知足要求。 钢材强度设计值(Mpa)220 最大水平挠度(mm);相当于跨度的1/278.,知足要求。 最大竖向挠度(mm);相当于跨度的1/8045.,知足要求。 平面内长细比: 90 平面外长细比: 93 2. 墙梁挠度控制指标L/200 墙梁安全度控制指标 墙梁跨度(m) 檩距(m) 墙体荷载(kN/m2) 风荷载(kN/m2) 墙梁截面: QCZ180X60X20X3 材质(1-Q345,3-Q235)=3 毛截面面积(mm2)A=961. 对X轴(强轴)毛截面惯性矩(mm4)I3=4581347. 对Y轴(弱轴)毛截面惯性矩(mm4)I2=445105. 对X轴毛截面抵抗矩(mm3)W3=50904. 对Y轴最大毛截面抵抗矩(mm3)W2=25375. 对Y轴最小毛截面抵抗矩(mm3)W21=10483. 有效截面面积(mm2)An=961. 对X轴(上翼缘)有效截面抵抗矩(mm4)W3n=50904. 对X轴(下翼缘)有效截面抵抗矩(mm4)W31n=50904. 单位长度重(Kg/m) X轴弯矩设计值(kN-m)Mx= Y轴弯矩设计值(kN-m)My= 拉条根数1 拉条直径(mm)10 最大应力σ(Mpa): ,知足要求。 钢材强度设计值(Mpa)222 最大水平挠度(mm);相当于跨度的1/312.,知足要求。 最大竖向挠度(mm);相当于跨度的1/2173.,知足要求。 平面内长细比: 86 平面外长细比: 139 ================抗风柱部分================ 抗风柱挠度控制指标H/400 抗风柱安全度控制指标 抗风柱与基础铰接 抗风柱下段高度(m) 抗风柱间距(m) 墙体(含墙梁)重(kN/m2) 大体风压(kN/m2) 抗风柱材质: Q235 程序自动选取的截面(焊接H型): 最大挠度(mm): ;相当于跨度的H/405.,知足要求。 安全裕度: ,知足要求。 腹板抗剪强度知足要求: V=27. 腹板在轴力、弯矩和剪力一路作用下的强度知足要求: M=62. 抗风柱每米重(kg/m) ================抗风柱基础================ 1.抗风柱基 1)基础反力设计值 Nmax=M=Q= Qmax=M=N= Nmin=M=Q= 2)柱脚抗剪键: 没必要加。 3)柱脚底板: HxBxt=16.;材质: Q235;弱轴加劲肋: 无 4)锚栓 : 4M20.;锚栓长650. 5)基础埋深: 1500.,基底=.,短柱=450.,锥高=500 pmax=87 p0=56 pmin/pmax= 与地基接触比= 6)基础配筋: 长边=φ8.@200.,短边=φ8.@200.,短柱配筋率: ===============柱间支撑部分=============== 1, 下交叉撑截面L100X6 λx=211 λy=273 支撑长细比知足要求。 长细比小于300 截面面积(mm)1193 支撑强度(Mpa)84 强度知足要求。 单位长度重(Kg/m) 上交叉撑截面L75X5 λx=224 λy=288 支撑长细比知足要求。 长细比小于300 截面面积(mm)741 支撑强度(Mpa)71 强度知足要求。 单位长度重(Kg/m) 节点板厚(mm)8 ===============屋面支撑部分=============== 1 自动选交叉支撑直径Φ20 支撑强度(Mpa)141 单位长度重(Kg/m) 节点板厚(mm)8 ================第1跨吊车梁================ 吊车梁安全度控制指标 ***m跨吊车梁验算结果*** 一、输入数据 吊车梁跨度(m) 吊车工作制 轻级 吊钩类型 软钩 吊车梁上的散布荷载(kN/m) 支座形式 突缘式 制动结构 无 吊车梁变截面处离左支距离(m) 吊车梁轨道型号 TG38 吊车梁轨道高度(m) 吊车梁轨道连接螺栓间距(mm)90 吊车台数 1 第1台吊车额定起重量Q(t) 小车重量g(t) 吊车单侧轮数2 吊车桥架宽(m) 最大轮压(kN)依次为 最小轮压(kN)依次为 轮距(m)依次为 二、吊车梁及刚架柱的最不利内力(标准值) 1.最大弯矩 最大弯矩处距梁左端距离(m) 最大弯矩(kN-m) 水平弯矩(kN-m) 最大弯矩处剪力(kN) 产生最大弯矩的荷载位置(注: 第一个轮距为第一轮压距左端距离): 轮压(kN) 轮距(m) 2.最大剪力 最大剪力位于支座处 最大剪力(kN) 最大剪力处弯矩(kN-m)0 产生最大剪力的荷载位置(注: 第一个轮距为第一轮压距左端距离): 轮压(kN) 轮距(m) 3.吊车对柱最大作使劲 最大轮压引发的竖向力(kN) 最小轮压引发的竖向力(kN) 两台吊车最大横向刹车力(kN) 第一台吊车最大横向刹车力(kN) 第二台吊车最大横向刹车力(kN) 产生对柱最大作使劲的荷载位置(注: 第一个轮距为第一轮压距框架柱距离): 轮压(kN) 轮距(m) 4.吊车最大纵向刹车力(kN) 三、强度校核 1.材料及其截面特性 截面标记=H500X300X6X12X200X8 截面类型代码=6 材质(1-Q345,3-Q235)=3 毛截面面积(mm2)A=8080. 单位长度重(Kg/m)W= 对3轴(排架方向)毛惯性矩(mm4)I3=6. 对2轴(垂直向上)毛惯性矩(mm4)I2=. 对3轴,沿2轴正方向毛截面抵抗矩(mm3)W3=1772893. 对3轴,沿2轴负方向毛截面抵抗矩(mm3)W31=1093203. 对2轴,沿3轴正方向毛截面抵抗矩(mm3)W2=215613. 对2轴,沿3轴负方向毛截面抵抗矩(mm3)W21=215613. 对3轴(排架方向)净惯性矩(mm4)I3n=0. 对3轴,沿2轴正方向净截面抵抗矩(mm3)W3n=1565769. 对3轴,沿2轴负方向净截面抵抗矩(mm3)W31n=1075783. 上翼缘对2轴净截面抵抗矩(mm3)Wyn=127728. 2.强度校核结果 (1)强度计算 (a)上翼缘正应力=Mpa (b)下翼缘正应力=Mpa (c)剪应力=Mpa (d)局部压应力=Mpa (e)折算应力=Mpa (2)整体稳定性计算 稳定应力=Mpa(ψb= (3)强度计算结论 安全裕度K=,由应力控制,知足要求。 这里: 剪力设计值=kN 平面内弯矩设计值=kN-m 平面外弯矩设计值=kN-m 最大轴力设计值=kN 最大轮压设计值=kN 综合应力
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