钢结构厂房计算书

1、一、设计资料1.1 厂房信息该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m柱顶高度5.1m,共8根刚架，柱距6.3m,屋面坡度1/10,柱底较接。窗高出柱脚1.5m,尺寸为1.5x3m,每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个(居中)，尺寸为3.3x4.5m。1.2材料刚架构件截面采用等截面焊接工字形。钢材采用Q235B焊条E43型。1 屋面及墙面材料屋面及墙面均为带100mm?岩棉夹层的双层压型钢板；楝条(墙梁)采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。1 自然条件抗震设防烈度为6度(不考虑地震作用)。地面粗糙度系数按C类。二、结构布置该厂房跨度12m,柱距6m,共8幅刚架，所以厂房纵向长度6

2、.3x(8-1)=44.1m,由于纵向温度区段不大于300m横向温度区段不大于150ml因此不用设置伸缩缝。柱间支撑宜布置在温度区段的中部，以减小纵向温度应力的影响。并在屋盖相应部位设置楝条、拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向水平支撑。由于无吊车，且柱高柱距，因此柱间支撑不用分层布置。结构布置图见附录截面尺寸确定(1)焊接工字型截面尺寸：截面高度h以10mnd模数；截面宽度b以5mm为模数，但工程中经常以10mm模数；月S板厚度tw可取4mm5mm6mm大于6mntZ2mm模数；翼缘厚度t>6mm以2mmfc模数，且大于腹板厚度。(2)工字型截面的高厚比(h/b):通常

3、取h/b=25;梁与柱采取端板竖放连接时，该梁端h/b<6.5o(3)等截面梁的截面高度一般取跨度的1/401/30,即300mm-400mm综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面H型钢300X300X10X15ini2.2截面几何特性构件名称截面A(mr2)IxxiyXWxxixmmiymmWyx梁11850202006750135013175.5450柱11850202006750135013175.5450三、荷载计算荷载计算简图荷载取值计算(1)屋面不可变荷载标准值(按水平投影面)：0.5kN/褶(包括构件自重)；(2)屋面可变荷载标准值(按水平投影面)：0.4kN/m2；(3)基

4、本雪压So=0.35kN/nf；对于单跨双坡屋面，屋面坡度a=5.71C,zz=1.0雪荷载标准值Sk=SXzz=0.35kN/m20.4kN/m2,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为0.4kN/m2,不考虑积灰荷载。(4)基本风压：0.35kN/nf。按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定计算，基本风压0=1.0X0.35=0.3675kN/m2,地面粗糙度系数按C类。风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用z=0.74。风荷载体型系数pS,迎风面柱及屋面分别为+0.80和-0.60,背风面柱及屋面分别为-0.50和-0.50。-0.5+0.

5、8荷载标准值计算(1)屋面恒荷载标准值：0.5x6.3=3.15kN/m(2)屋面活荷载标准值：0.4X6.3=2.52kN/m(3)风荷载标准值:qk=1.05nsnz0X柱距迎风面：柱上5=1.05X0.8X0.74X0.3675X6.3=1.44kN/m横梁上q2=-1.05X0.6X0.74X0.3675X6.3=-1.08kN/m背风面：柱上q3=-1.05X0.5X0.74X0.3675X6.3=-0.90kN/m横梁上q4=-1.05X0.5X0.74X0.3675X6.3=-0.90kN/m荷载简图如下所示：0kN/m四、内力计算及组合刚架内力计算注：剪力图：“+”表示方向“一

6、”；轴力图：拉为正，压为负。(1)在不可变荷载作用下内力图M图（单位kNm）-7.52N图(单位kN)(2)在可变荷载作用下内力图V图（单位kN）-6.01（3）在风荷载作用下内力图（左风）M图（单位kNm）N图（单位kN）（4）在风荷载作用下内力图（右风）V图（单位kN）荷载组合该结构只考虑承受屋面不可变荷载、屋面可变荷载、风荷载，所以进行刚架内力分析时，所需考虑的荷载效应组合主要有：1.2X不可变荷载+1.4xmax但T变荷载，雪荷载;1.2X不可变荷载+1.4X风荷载；1.2X不可变荷载+0.85X1.4X（不可变荷载+风荷载）内力组合根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力

7、组合，控制截面的位置一般在柱底（1-1）、柱顶（2-2）、梁支座（3-3）、梁跨中（4-4）等截面。控制截面的内力组合主要有：最大轴压力Nmax和同时出现的M及V较大值。最大弯矩Mmax和同时出现的N及V较大值。鉴于轻型门式刚架自重较轻，锚栓在强风下可能受到拔起力，需考虑组合。最小轴压力Nmin和同时出现的M及V较大值，出现在不可变荷载和风荷截面内力怕福载活向载风柿栽1.2不可父+1.4可变福我1.2不可父+1.4风柚鼓1.2/、可变+1.4*0.85（可变+风荷载）1-1M000000N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.538.37-13.

8、362.21-3.352-2M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-39.42N-18.90-15.128.70-44.60-16.02-30.32V-5.66-4.531.03-13.36-6.69-10.963-3M-28.88-23.1123.96-68.16-11.68-35.67N-7.52-6.011.89-17.74-8.26-13.93V18.2414.59-8.5543.04-35.8029.084-4M24.4219.53-7.9857.62-43.7643.05N-5.64-4.511.89-13.31-10.16-9.89V-0.56-0.45-2

9、.04-1.32-3.23-3.64各情况下的截面内力值及组合值由上表可知，各控制截面的内力为：柱底截面：M=0,N=-44.60kN,V=-13.36kN柱顶截面：M=-68.16kN-mN=-44.60kNV=-13.36kN梁支座截面：M=-68.16kNmN=-17.74kNV=43.04kN梁跨中截面：M=57.62kN-mN=-13.31kNV=-3.64kN五、刚架梁、柱的截面及稳定验算构件的宽厚比验算翼缘部分：b/t=145/15=9.67<15=15,满足；腹板部分：hJt后270/10=270250=250,满足。刚架梁的验算(1)梁的抗剪验算梁支座V=43.04kN

10、查书可知5.34梁支座处腹板的平均切应力：=15.94N/mn2所以一一<,满足;故Vd=hwtwfv=270X10X125=337.5kN>40.04kN,满足。梁跨中V=-3.64kN查表可知心=5.34梁跨中腹板的平均切应力：1.35N/mn2所以一-<,满足故Vd=hwtwfv=270X10X125=337.5kN>3.64kN,满足。综上所述：梁的抗剪强度满足要求。(2)有效宽度验算梁支座处：M=-68.16kN-mN=-17.74kNV=43.04kN=1.50±45.55所以1=47.05N/mn2<f2=-44.05N/mn2所以腹板全截

11、面有效M=Wf=1350X103X215X10-6=290.25kNm-kNm>68.16kNm,满足。(3)整体性验算当斜梁不超过1:5时，因为轴力很小可以把构件当做压弯构件计算，由于该厂房的坡度为1:10,因此可以不进行稳定性验算。刚架柱的验算(1)抗剪验算柱顶：柱的内力V=13.36kN查书可知k丁=5.34柱顶腹板的平均切应力：=4.95N/mm一_-一<,满足；Vd=hwtwfv=270X10X125=337.5kN>13.36kN,满足。柱底：柱的内力V=13.36kN查书可知k=5.34V2柱底腹板的平均切应力：=4.95N/mm一_-一<,满足；Vd=h

12、wtwfv=270X10X125=337.5kN>13.36kN,满足。所以柱的抗剪强度满足要求。(2)有效宽度验算柱顶M=-68.16kN-mN=-44.60kNV=-13.36kN=3.76±45.55所以1=49.31N/mn2<f2=-41.79N/mm2-二,满足故腹板全截面有效M=WXf=1350X103X215X10-6=290.25kNmkNm>68.16kNm,满足。(3)整体性验算平面内稳定性验算：柱的计算长度一端较接一端固定计算长度系数J=0.7所以，柱的计算长度l0=5100x0.7=3570mm一一b类截面查表得Q=0.94222N/mm<f=235N/mm所以柱的平面内整体稳定性验算满足要求六、节点设计(1)构造要求1)螺栓排列应符合构造要求，采用端板平放。2),应满足扣紧螺栓的净空要求，通常不小于35mm匕节点处ew=56mmef=50mm3)螺栓排列端距不应小于两倍螺栓孔径，选取10.9级M20高强螺栓，两排螺栓之间最小距离为三倍直径，最大距离不应超过400mm因此可确定端板长L=880mm宽b=400mm6.2节点验算(1)每个受拉螺栓的最大拉力kN其