1、word門式鋼架設(shè)計、設(shè)計資料某廠房為單跨雙坡門式剛架，跨度24m,長度90m,柱距6m,檐高8m,屋面坡度1/10。剛架為等截面的梁、柱，柱腳為剛接。屋面材料、墻面材料采用單層彩板。楝條和墻梁均采用冷彎薄壁卷邊Z型鋼，間距為1.5m,鋼材采用Q235鋼，焊條采用E43型。根本風(fēng)壓Wo0.55KN/m2,根本雪壓0.2KN/m2,地面粗糙度B二、結(jié)構(gòu)平面柱網(wǎng)與支撐布置該廠房長度90m,跨度24m,柱距6m,共有1613根剛架，由于縱向溫度區(qū)段不大于300m、橫向溫度區(qū)段不大于150m,因此不用設(shè)置伸縮縫。廠房長度60m,因此在廠房第一開間和中部設(shè)置屋蓋橫向水平支撐；并在屋蓋相應(yīng)部位設(shè)置楝條、斜

2、拉條、拉條和撐桿，楝條間距為1.5m；同時應(yīng)該在與屋蓋橫向水平支撐相對應(yīng)的柱間設(shè)置柱間支撐，由于柱高柱距，因此柱間支撐用分層布置，布置圖詳見施工圖。剛架平面布置見圖1,剛架形式與幾何尺寸見圖2。圖1剛架平面布置圖L4旬 LOI1.一 一 號',SO 00圖2剛架形式與幾何尺寸三、荷載的計算一計算模型的選取取一幅剛架進(jìn)展分析，柱腳采用剛接，剛架梁和柱采用等截面設(shè)計。廠房檐高8m；屋面坡度為1:10。二荷載取值計算長度Cm柱距Cm跨度Cm檐高CmkN/m2kN/m2根本風(fēng)壓kN/m290308902481 .屋蓋永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板0.30KN/m2剛架斜梁自重先估算自重0.15KN/m2

3、合計KN/m22 .屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面活荷載：按不上人屋面考慮,取為KN/m2KN/m2取屋面活荷載與雪荷載中的較大值0.50KN/m2,不考慮積灰荷載。3 .輕質(zhì)墻面自重標(biāo)準(zhǔn)值KN/m24 .風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102:2002附錄A的規(guī)定計算。根本風(fēng)壓0=KN/m2,地面粗糙度類別為B類；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)(GB50009-2001)的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時，按10m高度處的數(shù)值采用，Nz=1.0。風(fēng)荷載體型系數(shù)仙s：迎風(fēng)面柱與屋面分別為+0.25和1.0,背風(fēng)面柱與屋面分別為+0.55和一0.65(CECS1022002中間區(qū))。

4、三各局部作用荷載:1屋面荷載：1標(biāo)準(zhǔn)值：0.4562.71KN/Mcos柱身包載：0.2561.5KN/M2屋面活載1屋面雪何載小于屋面活何載，取活何載0.5063.01KN/Mcos以風(fēng)左吹為例計算，風(fēng)右吹同理計算：根據(jù)公式k 1.05 z s 0計算:z根據(jù)查表h 10m,取1.0, s根據(jù)門式剛架的設(shè)計規(guī)范，取下圖：3風(fēng)荷載地面粗糙度B類15 / 19迎風(fēng)面背風(fēng)面0.5775 63.47kN / m0.3176 61.91kN/m0.3754 62.25kN/m側(cè)面k1.051.00.250.550.144kN/m2,q10.14460.86kN/m屋頂k1.051.01.00.550.

5、5775kN/m2,q2側(cè)面k1.051.00.550.550.3176kN/m2,q3屋頂k1.051.00.650.550.3754kN/m2,q4風(fēng)荷載如如下圖:四力計算:1截面形式與尺寸初選梁柱都采用焊接的H型鋼梁的截面高度h一般取(1/301/45)L,故取梁截面高度為600mm暫取H60030068,截面尺寸見圖所示，柱的截面采用與梁相同VI1rlCX截面截面名稱長度(mm2)IxWxIyWyixiy(mm)(106mm4)(104mm3)(106mm4)(104mm3)mmmm柱H60030068720094725201733624234梁H6003006810552947252

6、01733624234EA2.0610894721061.95106kn,EIx2.0610852010610121.07105kn?m22截面力根據(jù)各個計算簡圖，用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計算，得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的力圖如下：注：剪力圖：”+表示方向“7 軸力圖：拉為正，壓為負(fù)。A包載作用（標(biāo)準(zhǔn)值）下，計算簡圖與力值:恒載作用下軸力圖恒載作用下剪力圖恒載作用下彎矩圖B活荷載作用下軸力圖活荷載作用下剪力圖活荷載作用下彎矩圖C風(fēng)荷載作用（標(biāo)準(zhǔn)值）下，計算簡圖與力值:風(fēng)荷載作用下軸力圖風(fēng)荷載作用下剪力圖風(fēng)荷載作用下彎矩圖3力組合由于包載和活載關(guān)于結(jié)構(gòu)豎向?qū)ΨQ，因而風(fēng)荷載只要考慮一個方向作用，風(fēng)荷載只引起剪

7、力不同，而剪力不起控制作用。剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)(GB500092001)的規(guī)定，采用荷載效應(yīng)的根本組合：T0S<R。本工程取丫0=1.0o按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)展力分析，需要進(jìn)展以下3種組合：組合1:1.2X永久荷載+1.4xmax屋面均布活荷載、雪荷載風(fēng)荷載組合2:1.2X永久荷載+1.4X0.7xmax屋面均布活荷載、雪荷載+1.4X風(fēng)荷載組合3:1.0X永久荷載+1.4X風(fēng)荷載組合1、2-用于截面強度和構(gòu)件穩(wěn)定性計算，組合3-用于錨栓抗拉計算。本工程不進(jìn)展抗震驗算。最不利力組合的計算控制截面取柱底、柱頂、梁端與梁跨中截面，取四個控制截面：如如下圖：

8、控制截面示意圖各情況作用下的截面力與力組合見下表：各情況作用下的控制截面力截面力左風(fēng)1-1NQM2-2NQM3-3NQM4一4NQM控制截面力組合截面力XXXXXXX風(fēng)荷載XX風(fēng)荷載1-1N-66.96-35.84-104.12Q-30.80-8.97-58.59M-97.73-31.60-180.66N-42.77-11.65-79.9322Q37.5418.6058.59M-175.65-78.67-288.1033N-52.38-30.43-77.03Q48.5719.4983.45M175.6578.67288.104一4N-33.67-13.23-58.32Q-0.29-3.905.

9、83M119.0062.42179.92五截面驗算控制力組合項目有:+Mmax與相應(yīng)的N,V（以最大正彎矩控制）一Mmax與相應(yīng)的N,V（以最大負(fù)彎矩控制）Nmax與相應(yīng)的M,V（以最大軸力控制）Nmin與相應(yīng)的M,V（以最小軸力控制）所以以上力組合值，各截面的控制力為:104.12KN, Q 58.59KN79.93KN, Q 58.59KN77.03KN, Q 83.45KN58.32 KN, Q 5.83 KN1-1截面的控制力為M2-2截面的控制力為M3-3截面的控制力為M4-4截面的控制力為M180.66kN?m,N288.10KN?M,N288.10KN?M,N179.92KN?M

10、,N1剛架柱驗算:取2-2截面力7.5 1.51+4 7.5 1.51 11.115,平面長度計算系數(shù):0JT+4-，其中K=*四竺1.51,7.5K1IRH8H0x81.1158.92M平面外長度計算系數(shù):考慮壓型鋼板墻面與墻梁緊密連接，起到應(yīng)力蒙皮作用，與柱連接的墻梁可作為柱平面外的支承點，但為了安全起見計算長度按兩個墻梁間距考慮,即H)Y8000/24000mm892023438.1,400061664.9A局部穩(wěn)定驗算構(gòu)件局部穩(wěn)定驗算是通過限制板件的寬厚比來實現(xiàn)的柱翼緣150 3 223512.17 15fy15滿足要求15235235柱腹板hw600 16 146235250fy23

11、5250250235滿足要求B柱有效截面特征288.10 KN ?M , N79.93KN, Q58.59KNmaxN M 79.93103 2 88.10 1 06minA WX9472173 1048.48 166.15174.632N / mm 157.67max min174.63 157.67 1.90max174.63h058497 48 0 0.5 x 26.2 84.1因97>70,故可以考慮屈曲后強度。由于考慮屈曲后強度:hc二上 157.671174.63174.630.90584174.63 157.67306.9mm21.50.56 0.8,16(1)20.112

12、(1)20.51hw/tw_584/8_p28.1k235/fy28.1215則1,截面全部有效。C抗剪強度驗算:柱截面的最大剪力為Vmax58.59kN0.8Vdhw / tw37 k 235/fy584 / 837 J5.34 10.85whwtwf1.4，則 fv' 1 0.64(v 584 8 121.63 10一一一 一一 一 一 一 一20.8) fv 0.973 125 121.63N / mm3 568.2KN Vmax,滿足要求。彎剪壓共同作用下的驗算：因為V0.5Vd,按公式MM；MeNWe/Ae進(jìn)行驗算，其中MeWef173104215106371.95kNmM：

13、MeNWe/Ae371.9579.93371.95/9472371.953.14368.81kNm288.10kNm,滿足要求。D穩(wěn)定性驗算：剛架柱平面穩(wěn)定性驗算:x38.1180,x、fy/23538.1x 0.906b類截面，由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附表C-2查得,NexNxA2ea(1.1x2)_2_5_3.142.06109472(1.138.12)12048kN,mx1.0，則mxMx79.931031.0288.10106x10.8(N/Nex)Wx0.9069472105173104(10879.93)120489.31159.45168.76N/mm2f滿足要求。剛架柱平面外穩(wěn)定性驗算

14、y.,7723564.9b類截面，由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范查得，y0.78M21tx0.650.3520.650.350.825M12一2264.91.071.070.974440044000NtxMx79.93103dM0.825288.10106txx1.0yAbWpx0.7894720.974173104ypx10.81141.01151.82N/mm2f滿足要求。2剛架梁驗算:77.03KN, Q 83.45KN取3-3截面力；M288.10KN?M,NA局部穩(wěn)定驗算梁翼緣15032仆仃.23523515、151J,6fy235滿足要求bt梁腹板hw留146250.235250235250tw

15、4Vfy”235滿足要求B梁有效截面特征門式剛架坡度為1/10<1/5,可以不考慮橫梁軸梁的影響，按受彎構(gòu)件驗算。MWX288.101062166.53N/mm173104hc584292mm16(1)2 0.112(1hw / tw28.1235/ fy1,截面全部有效。)20.5 1584/828.1 一 23.911623.919112 40.53 0.8,C強度計算抗剪強度驗算:梁截面的最大剪力為Vmax83.45kN5.34hw/tw37k235/fy584/8：=-0.85375.3410.8whwtwf1.4，則仁10.64(2w0.8)fv0.973125121.63N/

16、mm2v5848121.63103568.25kN,滿足要求。word彎矩作用下的驗算：MdM173104215106371.95kNm288.10kNm,滿足要求。D穩(wěn)定性驗算N梁N柱，Mb =M主，因而可以滿足要求。剛架梁平面穩(wěn)定驗算：驗算方法與柱平面內(nèi)的穩(wěn)定驗算相同，由于剛架梁平面外穩(wěn)定驗算:一般剛架平面外穩(wěn)定靠支撐來保證，考慮檀條處設(shè)置隅撐以保證屋脊負(fù)彎矩使下翼緣受壓時有支撐，在支撐點處設(shè)置隅撐以保證橫梁全截面受支承，則橫梁成為平面外3m支撐的壓彎構(gòu)件，取其中一段計算。由300046.2及b類截面查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范得，0,874y64.9y2由于有端彎矩與橫梁荷載，取tx1.0,則b1.

17、071,0244000由于內(nèi)力沿桿件線性變化，取較大值77.07kN從而里txMx77.07103101.0288.10106yAbWpx0.8749472.1.021731049.31163.27172.58N/mm2f滿足要求。四、位移驗算一柱頂水平位移驗算:位移驗算為正常使用極限狀態(tài)下的承載力驗算，荷載應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)值。構(gòu)件截面參數(shù)：EA2.0610894721061.95106kn,EIx2.0610852010610121.07105kn?m2剛架柱頂?shù)刃搅Π聪率接嬎悖簒# / 19IcLIbH2400038000word其中W=(i+4)h=(0.86+1.91)x17 / 19F

18、H 3 3 2 t24EIc WT11.14 800035624 2.06 10 520 1032.1424000 747 2503231.481.52.98mm33H/15053.3mm二橫梁擾度驗算:荷載標(biāo)準(zhǔn)值=1.0恒載+1.0活載=4.3+4.5=8.8kN/m,由矩陣位移法結(jié)構(gòu)力學(xué)計算程序計算位移，位移圖如下:五、節(jié)點設(shè)計一梁柱節(jié)點設(shè)計:梁柱節(jié)點形式見如下圖：連接處選用如下組合力值:wordQ 58.59KNM288.10KN?M,N79.93KN(使螺栓受壓),21 / 19P=225kN,采用摩擦型高強螺栓，采用摩擦面采用噴砂的處理方法,10.9級M24g栓，預(yù)壓力摩擦系數(shù)=0.

19、45,螺栓承受拉力為:第一排:第二排:第三排:2yi_ My.288.10 0.3724 (0.132 2+0.2122 0.3722)288.10 0.2124 (0.132 2+0.2122 0.372 2)288.10 0.1 3279.931079.9310133.4676.067.997.99125.47kN68.07kN2I24 (0.132 +0.212T0.372 )79.931047.367.9939.37kN其抗拉承載力為：>12547kN,滿足要求。176.2kNN；=0.8P=0.8225=180kNNbd；ftb/421.182500/4螺栓群的抗剪力(M24螺

20、栓)(下面三排不計外加壓力，只考慮預(yù)壓力)Vb0.9f(P1.25Nt)20.90.45(2251.25125.47)0.90.45(2251.2568.07)0.90.45(2251.2539.37)0.90.452256227.6156.6671.19 546.78 857.7kN 58.59kN端板厚確定:第一排螺栓端板厚第二排螺栓端板厚24.99mm,第三排螺栓端板厚3ewNt(0.5aew)f339739.3710320.20mm,(0.58097)205采用端板厚t26mmo端部腹板設(shè)置加勁肋，加強腹板強度，詳見施工圖二梁梁節(jié)點設(shè)計:梁梁節(jié)點形式見如下圖:連接處選用如下組合力值:M 179.92KN ?M , N58.32KN （使螺栓受壓）， Q 5.83KN采用摩擦型高強螺栓，采用 摩擦面采用噴砂的處理方法,10.9級M2鬻栓，預(yù)壓力P=225kN,摩擦系數(shù)=0.45螺栓承受拉力為:第一排：N|=第二排：N2=My2VMy2V179.920.3724(021220.3722)179.920.2124(0.21220.3722)583291.277.2983.98kN858.3252.017.2943.72kN8其抗拉承載力為:Nbd；N；=0.8P=0.8225=180kNftb/421.182500/4176.2kN&g