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1、精选优质文档-倾情为你奉上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18070203.0，跨中设拉条一道。3荷载和内力计算31 荷载 1. 永久荷载标准值 屋面夹芯板 0.25 kN/檩条 0
2、.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96=5460，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，z=1.0,风荷载形体系数s迎风面柱及屋面分别为+0.25和-1.0；背风面柱及屋面分别为-0.55和-0.65。3.2 荷载计算值1.屋面风荷载迎风面：2=1.4-0.11.00.46=-3.36kN/背风面：3=1.4-0.651.00.46=-2.18kN/2.墙面风荷载背风面：1=1.40.251.00.46=
3、0.84kN/背风面：4=1.4-0.551.00.46=-1.85kN/3.屋面恒荷载 g1=1.20.454.5=2.45 kN/4.柱身恒荷载 g2=1.20.456=3.24 kN/5.屋面活荷载 q=1.40.54.5=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 =0.41.01.03.04.50.30.4523.15kN节点荷载设计值 Fw =3.151.4=4.41kN斜杆拉力设计值 N=4.41cos26.6=4.93kN3.斜杆 斜杆选用12的圆钢，截面面积A=1
4、13.0 强度校核：/f5. 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s=0.8+0.5=1.3 1=1.31.00.49=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 =2.731.4=3.82kN斜杆反力设计值 N=3.82/cos37=4.78kN3.斜杆校核斜杆选用12的圆钢，截面面积A=113.0强度校核：/f6. 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
5、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：kNm) (单位：kN) (单位：kN)活荷载(单位：kNm) (单位:kN)(单位:kN)风荷载(单位：kNm)(单位:kN)(单位:kN) 2.内力组合1-1截面控制内力：M=0kNm ， N=-27.72kN ， V=11.9kN2-2截面控制内力：M=-29.0kNm ， N=-27.72kN ， V=10.14kN3-3截面控制内力：M=-29.0kNm ，N=3.58kN ， V=40.3kN4-4截面控制内力：M=20.80kNm ， N=0.23kN ，V=-1.80kN7.构件截面设计1.构件截面几何参数梁柱均为
6、高频焊接轻钢H型钢（mm）3001504.58，Ix =5976.11，。2）构件宽厚比的验算翼缘部分：腹板部分： (3)刚架梁的验算强度刚架梁端部为最不利截面，M=-29.0kNm ，N=3.58kN ， V=40.3kNa梁截面的最大剪力为=40.3kN考虑仅有支座加劲肋，即按1或者=0计算，因不设中间加劲肋，所以=5.34，=0.8=(30028) 4.5125=159.75kN=40.3kN,满足要求b梁抗弯承载力设计值先计算梁的有效截面：腹板的最大应力和最小盈应力：= 68.9 =腹板的受压区高度： =143.0 =/=67.9368.87=0.986=23.7由于= 68.87f=
7、 215,故取= 1.168.87 =75.76=0.2620.8因此，=1，即梁腹板不屈曲全部有效。从而可得按有效设计截面计算的梁抗弯承载力设计值：= 398.410215=85.66 kNmc弯剪压共同作用下的验算由于V=40.3 M=29.0 kNm整体稳定验算a 横梁平面内的整体稳定性验算当斜梁坡度不超过1:5时，因轴力很小可按弯压构件计算其强度和刚架平面外的稳定，不计算平面内的稳定。b 横梁平面外的整体稳定验算考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接，有蒙皮作用，檩条可作为横梁平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个檩条或者隅撑间距考虑，即= 3015 mm因= = 20.1 ,因此需计算
8、刚架梁平面外整体稳定。对于等截面构件=0，有 =1.0 = 3015/35 = 86.1 根据试验，轻型H型钢课按b类截面，查附表4.2得=0.647 。计算： = = 1.745 0.6 =1.07=0.91 又有：1= 81.51或者=0计算： = 0.740.8 = 125 =2844.5125 = 159.75 kN 满足要求b 柱抗弯承载力设计值先计算柱的有效截面：腹板的最大应力和最小应力为：=7.5468.9=腹板的受压区高度：=157.5=61.3676.44=0.80得： =20.62由于= 76.44f= 215,故取= 1.176.44=84.08代替，即：=0.300.8
9、得=1，即柱腹板全部有效，故同样可得：= 398.410215=85.66kNmc 弯压剪共同作用下的验算由于V=10.14kN M= 29.0 kNm整体稳定性验算构件的最大内力N= -27.72kN，M=29.0kNm。a 刚架柱平面内的整体稳定性验算刚架柱高H= 4500 mm，梁长L= 9060mm。课计算得梁柱线刚度比： =0.497由于柱为等截面，根据柱的计算长度系数为= 2.65 刚架柱的计算长度= 2.654500 = 11925，则= =93.53 b类截面，查附表4.2得=0.598 =776kN另外，对有侧翼刚架取=1.0，有：=+ = 86.98 0.6 = 1.07
10、=0.91=1.027.727760.7527.72776=0.96= 88.39f,满足要求5.刚架柱顶位移计算由于刚架梁坡度不大于1:5，故刚架侧移可估算，且其数值不应超过规定的h/60。= 90604500 = 2.01H= 0.67()4.5 = 5.76 kN= (2+2.01) = 14.24 mm= 83.3 mm，满足要求。8.节点验算 1.梁柱连接节点螺栓强度验算 梁柱节点采用10.9级M16高强度螺栓摩擦连接，构件接触面采用喷砂处理，摩擦面抗滑移系数=0.45，每个高强度螺栓的预压应力按表3.8为100kN，见图，连接处传递内力设计值N=-3.58kN，V=40kN，M=2
11、9kNm。每个螺栓的拉力： 螺栓群得抗拉力：0.910.451008=324kNV=40.0kN最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力，应用式：从安全和构造上考虑最好采用大于M20的螺栓。（2）端部厚度验算端板厚度取为t=22mm，宽度b=150mm。按式伸臂类端板计算：14.7mm若计算不能满足，可在两块端板外侧分别加设加劲肋后按相邻边支撑的端板计算，能满足要求。（3）梁柱点域的剪应力验算根据式：79.9125N/4.螺栓处腹板强度验算 当Nt2=29.8kN0.4P时 240.2N/f=215N/经计算不能满足要求，此时设置腹板加劲肋或局部加厚腹板。本题采用局部加厚腹板的方法来解决。取距端板3000
12、范围腹板厚为6。180.2 N/f=215N/5.梁跨中拼接节点及钢架柱脚横梁中拼接节点如图所示，计算从略。柱脚节点见图，柱底板、地脚锚栓采用Q235B钢制作，地脚锚栓选用M20，基础材料采用C20混凝土，=9.6N/mm ，柱底轴力N= -27.72 KN。柱脚底板面积柱脚底板应力验算： 按一边支承（悬臂板）计算弯矩 N柱脚底板厚度： =7.36宜按构造取底板厚度=209.位移及用钢量根据计算结果，钢架最大相对竖向位移为 15.6（满足规范要求）。刚架用钢量为：635.9kg10.门式钢架施工图见图示门式钢架轻型房屋钢结构的柱脚，宜采用平板式铰接柱脚，当有必要时，也可采用刚接柱脚。变截面柱下端的宽度应根据具体情况确定，但不宜小于200mm。6 主要参考资料1、戴国欣主编钢结构（第三版）武汉：武汉理工大学出版社，20072、建筑结构荷载规范（GB500092001 ）3、钢结构设计规范（GB500172003）4、建筑结构制图标准（GB/T501052001）专心-专注-专业