单层钢结构厂房结构计算

1、单层钢结构厂房结构计算18m,柱高 6m；、设计资料 河南省某加工厂一厂房，该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度 共有12榀刚架，柱距6m,屋面坡度1:10 ;地震设防列度为 6度，设计地震分组为第一组,1(b)。设计基本地震加速度值0.05g。刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图屋面及墙面板均为聚氨酯复合保温板；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯 薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用 Q235钢，焊条采用 E43型。II|r600GOOD60006M(.i.6000600060006000GOOD600060006O0Q66000T图1Q),刚架平面布置图

2、18000图i(b).刚架形式及几何尺寸 二、荷载计算（一）荷载取值计算1屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）YX51-380-760型彩色压型钢板 0.15 KN/m250mm厚保温玻璃棉板 0.05 KN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网 0.02 KN/m2檩条及支撑 0.10 KN/m2刚架斜梁自重 0.15 KN/m2悬挂设备0.20 KN/m2合计 0.67 KN/m22 屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 KN/m2。雪荷载：基本雪压 S0=0.45 KN/m2。对于单跨双坡屋面，屋面坡角a =5 42 38，卩 r=1.0，雪荷载标准值 Sk=卩 rS0=0.

3、45 KN/m2。取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 KN/m2，不考虑积灰荷载。3. 轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m24. 风荷载标准值按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102 2002附录A的规定计算。基本风压3 0=1.05 X 0.45 KN/m2,地面粗糙度类别为 B类；风荷载高度变化系数按建筑结 构荷载规范（GB50009-2001）的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，卩z=1.0。风荷载体型系数卩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 和一0.65（CECS102: 2002 中

4、间区）。5. 地震作用据全国民用建筑工程设计技术措施一结构中第 18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。故本工程结构设计不考虑地震作用。（二）各部分作用的荷载标准值计算屋面：恒荷载标准值：0.67 X 6=4.02KN/m活荷载标准值：0.50 X 6=3.00KN/m柱荷载:恒荷载标准值：0.5 X 6 X 6+4.02 X 9=54.18KN活荷载标准值：3.00 X 9=27.00KN风荷载标准值：迎风面：柱上 qw仁0.47 X 6 X 0.25=0.71KN/m横梁上 qw2=- 0.47 X 6X 1.0= 2.82KN/

5、m背风面：柱上 qw3= 0.47 X 6X 0.55= 1.55KN/m横梁上 qw4= 0.47 X 6X 0.65= 1.83KN/m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，梁柱选用相同截面。 柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架内力。引用钢结构设计与计算（包头钢铁设计研究院编著，机械工业出版社）中表2 29 （铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。1 在恒荷载作用下入=l/h=18/6=32 =f/h=0.9/6=0.15k=h/s=6/9.0449=0.6634卩=3+k+ 2 (3+ 2 )=3+0.6634+0.15

6、 X (3+0.15)=4.1359= 0:5289HA=HE=ql入 /8=4.02 X 18 X 3X 0.5289/8=14.35KNMC=ql21 (1+ 2 )/8=4.02x1821 (1+0.15) X 0.5289=63.78KN mMB=MDql2 /8= 4.02 X 182X 0.5289/8= 86.11KN m刚架在恒荷载作用下的内力如图。内力计算的“ +、一 ”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力 以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。图3刚架在恒荷载作用F的N图14. 35KN图丄刚架在恒荷载作用下的图2 在活荷载作用下VA=VE

7、=27.00KNHA=HE=3.00X 18 X 3X 0.5289/8=10.71KNMC=3.00X 1821 - (1+0.15) X 0.5289/8=47.60KN mMB=MD=3.00 X 182X 0.5289/8= - 64.26KN m刚架在活荷载作用下的内力如图。U-3. OOKX/tn11J 127. OOKN27- OOKN图3刚架在汪荷载作用卜的1僞13.31K10. 65K13, 31K27. OOKX妾6.刚架圧沽荷载作用下的、閤27. 00KX18000图二刚架在活荷载作用下的v图3 在风荷载作用下对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力qx和竖向的分力q

8、y。现分别计算，然后再叠加。(1)在迎风面横梁上风荷载竖向分力qw2y作用下(8 + 5 x0_15) = 013221CX4.1359xl8= 6J35VVA=2.82 X 9-6.35=19.03KNHA=HE=ql入 /4=2.82 X 18 X 3X 0.1322/4=5.03KNMB=MD=5.0X 6=30.18KN mMC= ql2 a 2 (1+ 2 )/4=2.82 X 182X 0.52 1.15 X 0.1322/4=22.38KN m刚架在qw2y作用下的内力如图* 2. 82KN/d(2)在背风面横梁上风荷载竖向分力qw4y作用下.03KX.35KNVA=1.83 X

9、 9 4.12=12.35KNHA=HE=ql入 /4=1.83 X 18 X 3X 0.1322/4=3.27KNMB=MD=3.2X 6=19.62KN mMC= ql2 a 2 (1+ 2 )/4=1.83 X 182X 0.52 1.15 X 0.1322/4=14.52KN m刚架在qw4y作用下的内力如图。a =1 ,中=丄血 2 + 够 + 6 x(2 + Q.15 +0.6634) -0.6634 I2 = O.9S034“4x439V沪-Vb= -qhr/2L=- OJlx6/(2x 18-0.71KN码一血(2-弘)一2-丄7咖帖T.22JW He=0 71x6-5.22=

10、1.04KNMs =葺叭2 )工 _ 0号甜3= 6.52A1V mAfc 二 qk a 1-(1 + 警)二1 1 -(1+ 0J5)x 0.9803) = -0.8lKIVffl44VA=- VB= qh12/2L= 0.71 X 62/(2 X 18)= 0.71KN刚架在qw1作用下的内力如图。a SlKX-m（4）在背风面柱上风荷载qw3作用下VAVB= qh12/2L= 1.55 X 62/(2 X 18)= 1.55KNHA=1.55X 6 7.02=2.28KNMD=7.02X 6 1.55 X 62/2=14.22KN mMB=2.28X 6=13.68KN mMc = D-

11、a += -D-a4015)x0803) =M44刚架在qw3作用下的内力如图。(5)在迎风面横梁上风荷载水平分力qw2x作用下a =1,3 =0-(4+3x1x0.15) = 0.0202 8x4.1359乙二-7 二上 2Qx6 + 0-9)二 0 91V昇f 2x18Ha=2.82x0.9(1+0.0202)2=1.29KNHe=2,82xQ.9-1291.25KNXfc - 2-S2-9x6p 15 x 0.5 1.15 x 0.0202 - Q39KN-WMe=1.2?x6=7_?4KN mMd=1.25x6=7.50KN m刚架在qw2x作用下的内力如图。7, 71KA m(6)在背风面横梁上风荷载水平分力qw4x作用下lSSxO.92x18(2 k 6 +0.9 =-0.59JCVHa=1 30.9(1+0.0202) 2=0 S4KNHe=1 3x0.9- O.S4=O.E1KNA 二 1S3xQx60.15x0.5-1.0.0202 =m2Mb=0.S1x6=4.86KN mMd=0.84x6=5,04KN - is刚架在qw4x作用下的内力如图。q 82KN/m、卜 I I 1恥尸 1 * 83KX5)左风t门t t f 11800025. 09KNJ6. 76KX圏14.刚架堆仝氏向风荷载中作用下的蛆图38.