钢结构厂房课程设计

1、1.335恒荷荷载标准准值计算算的荷载载效应+0.771.44活荷载载标准值值计算的的荷载效效应。本工程不进进行抗震震验算。最最不利内内力组合合的计算算控制截截面取柱柱底、柱柱顶、梁梁端及梁梁跨中截截面。对对于刚架架梁，截截面可能能的最不不利内力力组合如如下。 梁端端截面:Mmaxx及相应应的N、VV；Mmmin及及相应的的N、VV。 梁跨跨中截面面：Mmmax及及相应的的N、VV；Mmmin及及相应的的N、VV。 对于于刚架柱柱,截面面的最不不利组合合有Mmax及及相应的的N、VV；Mmmin及及相应的的N、VV；Nmaax及相相应的MMmaxx、V；Nmiin及相相应的MMmaxx、V。内

2、力组合见见表4-1。 表表4.11 钢架架内力组组合（左左半跨）截面内力组组合合项目荷载组合方方式荷载组合项项目M/kNmN/kNV/kN刚架柱柱顶B（1）恒活518.997 1400.455-86.55（2）恒风-33.3312.5-22.99（1）恒活518.997140.445-86.55（2）恒风-33.3312.5-22.99柱底A（1）恒活0165.665-86.55（2）恒风033.527.2刚架梁支座B（1）恒活518.7772.1125.668（2）恒风-33.33-12.440.89跨中C（2）恒风-78.44-17.993.87（1）恒活-312.358.111-8.63

3、3 刚架设计5.1 截截面设计计初选梁柱截截面均用用热轧普普通工字字钢I663c :633018001722，截面特性： =1800,=6300, =17.00，=22.00，=1799.799， =10223399, =32448.99，=23.86； =18442.44，=2044.7，=3.220。5.2 构构件验算算（1）验算算刚架柱柱在风荷荷载作用用下的侧侧移=10223399，=/=270000/60000=4.5 刚架柱顶顶等效水水平力： =16.68 =0.67116.668=111.118kNN = =6.220=/660=1100（2） 构件件宽厚比比验算翼缘部分：/=81

4、.5/22=3.77815=115 满足足腹板部分：/=5866/177=34.472250=2500 满足足（3）刚架架梁的验验算抗剪验算：梁截面最大大剪力为为=1255.688，考虑到到仅有支支座加劲劲肋，=0.6200.8， =5886171255=12445=1255.688kN，满满足要求求。弯、剪、压压共同作作用下的的验算：取梁端截面面进行验验算，=72.1, =1255.688，=5188.977。因0.5,取=00.5，按按钢结结构设计计规范（GGB500017720003）验验算= =8200.999=5188.977，取= 故 =001，满满足要求求。整体稳定验验算：=72

5、.11, =5188.977梁平面内的的整体稳稳定性验验算：计计算长度度取横梁梁长度=271135，=/=271135/2388.6=1133.733=1150，bb类截面面，查表表得=00.4772。 =25666.55,=1.00 + =+ =1700.388=2955，满足足要求 横梁梁平面外外的整体体稳定验验算：考考虑屋面面压型钢钢板与檩檩条紧密密连接，有有蒙皮作作用，檩檩条可作作为横梁梁平面外外的支承承点，但但为安全全起见，计计算长度度按两个个檩距或或隅撑间间距考虑虑，即=30115。对对于等截截面构件件=/=30015/32=94.2,bb类截面面，查表表得=00.5993。, =

6、1.26990.6 = =1666.888=2955按钢结构构设计规规范（GGB5000177-20003）校校核横梁梁腹板容容许高厚厚比：梁端截面： = = =11.933故=34.47=1133.544，满足足要求梁跨中截面面： = = =1.91 故故=34.47=1122.588，满足足要求验算檩条集集中荷载载下的局局部受压压承载力力：檩条传给横横梁上翼翼缘的集集中荷载载。 =10.21 =1300 =4.662=2955验算腹板上上翼缘处处的折算算应力。取梁端截面面处的内内力=518.97，=72.1, =1255.688， =1088.011 =/=6.226/ =/ =1006.

7、333=3544，满足足要求（4） 刚架柱柱的验算算抗剪验算：柱截面最大大剪力为为=86.5，考虑到到仅有支支座加劲劲肋，=0.4410.8，=586617170=6933.5=86.5，满满足要求求。弯、剪、压压共同作作用下的的验算：取柱顶截面面进行验验算=140.45，=86.5，=5188.977因0.5,取=00.5，按按钢结结构设计计规范（GGB500017720003）验验算= = =5377.699.0=5188.977，取= 故 =001，满满足要求求。整体稳定验验算构件的最大大内力：=1655.655, =5188.977刚架柱平面面内的整整体稳定定性验算算：刚架柱高=600

8、00，梁长长=271135，柱柱的线刚刚度=/ =10023339/60000=17005655；梁线刚度=/(22)=10023339/271135=377714.8，/=17005655/377714.8=4.55，查表表得柱的的计算长长度系数数=2.0755。刚架柱的的计算长长度=2.075560000=124450。=/=124450/2388.6=52.18=1150，bb类截面面，查表表得=00.8445 =121192.46，=1.00+=+ =1566.088/=2955/，满足足要求刚架柱平面面外的整整体稳定定验算： 考考虑屋面面压型钢钢板墙面面与墙梁梁紧密连连接，起起到应力

9、力蒙皮作作用，与与柱连接接的墙梁梁可作为为柱平面面外的支支承点，单单位安全全起见，计计算长度度按两个个墙梁距距离或隅隅撑间距距考虑，即即=30015mmm。对对于等截截面构件件，=/=30015/32.0=94.2,bb类截面面，查表表得=00.5993 =11.266900.6 =/ =1172.75/=2955/ 按钢钢结构设设计规范范（GGB5000177-20003）校校核钢架架柱腹板板容许高高厚比：a.柱顶截截面：=/=/ =1.991 故=34.47=1288.6，满满足要求求b.柱底截截面：=0 故=34.47=1177.3，满满足要求求5.3 节节点验算算梁柱连接节节点：（见见

10、图5-1） 图5-1 刚架架柱与刚刚架梁的的连接节节点螺栓强度验验算：梁柱节点采采用100.9级级M222高强度度摩擦型型螺栓连连接，构构件接触触面采用用喷砂，摩摩擦面抗抗滑移系系数=00.455，每个个高强度度螺栓的的预拉力力为1990，连连接处传传递内力力设计值值： =72.7, =1255.688，=5188.977螺栓抗拉承承载力验验算： =0.88=1522 = =螺栓的抗剪剪承载力力验算： =00.9=0.9910.4451990 =766.955=1255.699/8=15.71，满满足要求求最外排一个个螺栓的的抗剪、抗抗拉承载载力验算算 =00.8551，满足足要求端板厚度验验

11、算：端板厚度取取=20，按二二边支撑撑类端板板计算:=15.66梁柱节点域域的剪应应力验算算：=/ =1511.122/=1800/ 满足要要求。螺栓处腹板板强度验验算：=755.70.4=00.4=76=/，满满足要求求（2）横梁梁跨中节节点（见见图5-2） 图5-2 刚架梁梁跨中节节点螺栓强度验验算横梁跨中节节点采用用10.9级MM20高强度度摩擦型型螺栓连连接，构构件接触触面采用用喷砂，摩摩擦面抗抗滑移系系数=00.455，每个个高强度度螺栓的的预拉力力为1555kNN，连接接处传递递内力设设计值： =26.17, =2.661，=1233.455螺栓抗拉承承载力验验算：=0.8=0.8

12、8155=1244= =1188.333=1244螺栓的抗剪剪承载力力验算：=0.9=0.9910.445155 =62.78=8.663/88=1.008，满满足要求求 最外排排一个螺螺栓的抗抗剪、抗抗拉承载载力验算算 =0.971，满足要要求端板厚度验验算： 端板板厚度取取=18，按按二边支支撑类端端板计算算: =177.100螺栓处腹板板强度验验算：=577.722 0.4=00.41155=62=/，满满足要求求（3）柱脚脚设计（见见图5-3）图5-3 刚架架柱铰接接 刚架柱柱与基础础铰接，采采用平板板式铰接接柱脚。柱脚内力设设计值：=1655.655，相应应的=86.5； =33.5

13、5，相应应的=27.2。由于柱脚剪剪力=86.50.4=66,26，故故在设置置柱间支支撑的开开间必须须设置剪剪力键。另另0，考考虑柱间间支撑竖竖向 上拔拔力后，锚锚栓仍不不承受拉拉力，故故仅考虑虑柱在安安装过程程中的稳稳定，按按构造要要求设 置锚栓栓即可，采采用4MM24。柱脚底板面面积和厚厚度计算算。柱脚底板面面积确定定基础采用CC20混混凝土，=9.6，验算底板下混凝土的轴心抗压强度设设计值：=/=0.755/=9.6/ 满足要要求。 b.底板厚厚度的确确定根据柱底板板被柱腹腹板和翼翼缘所分分割的区区段分别别计算底底板所承承受的最最大弯矩矩: 三三边支承承板：/=96/5866=0.11

14、60.3，按按悬臂板板计算 =116616对于悬臂板板部分：=9000底板厚度：=15.0，取取=20。 6.其他他构件设设计 6.1 檩条的的设计 檩条条形式为为卷边槽槽形冷弯弯型钢，按按单跨简简支构件件设计。屋屋面坡度度1/110，檩檩条跨度度6m，于于跨中设设一道拉拉条，水水平檩距距1.55m，材材质为钢钢材Q3345。 （1）荷荷载及内内力：考虑永久荷荷载与屋屋面活荷荷载的组组合为控控制效应应。檩条线荷载载标准值值：=1.53 檩条条线荷载载设计值值 =1.9908 =ssin=0.1189kkN/mm，=coss=1.8899 kN/m 弯矩矩设计值值： ， （2）截面面选择及及截面

15、特特性选用C (见图66-1)： ,;,. 图6-1 薄壁壁C型钢截面面先按毛截面面计算的的截面应应力为 受压板件的的稳定系系数 腹板板： 上翼翼缘板： 受压板件的的有效宽宽度： 腹板板：， 。 板件约束束系数 由于，取取 ， ，. 则截面有有效宽度度 上翼缘板板：， 。 板件约束束系数 由于，取取 ， ，. 则截面有有效宽度度下翼缘板：下q翼缘板板全截面面受拉，全全部有效效。有效净截面面模量 上翼翼缘板的的扣除面面积宽度度为（770-553.553）mmm=116.447mmm；腹板板的扣除除面积宽宽度为 （994.224-776.888）mmm=117.336mmm，同时时在腹板板的计算算

16、截面有有一直径径13mmm拉条条连接孔孔（距 上翼缘板边边缘355mm），孔孔位置与与扣除面面积位置置基本相相同。所所以腹板板的扣除除面积按按直径 13mm拉拉条连接接孔计算算。有效效净截面面模量为为： （3）强强度验算算： 按屋面能能阻止檩檩条侧向向失稳和和扭转考考虑 =/ （4）挠挠度验算算：= =29.27/2000=300，满足足要求 （5）构构造要求求：=60000/700.6=85.0=2200，=3000/25.5=117.6=200 6.2 隅隅撑的设设计（见见图6-2）图6-2 刚架架梁跨隅隅撑布置置隅撑按轴心心受压构构件设计计，轴心心力为 =27.38连接螺栓采采用普通通C

17、级螺螺栓M112，隅隅撑的计计算长度度取两端端连接螺螺栓中心心的距离离为=6333。选用用L5004，截截面特性性：=33.900，=144.699，=4.16，=1.94，=0.99，=/=6333/199.4=32.6=2200，bb类截面面，查表表得=00.9227。单单面连接接的角钢钢强度设设计值乘乘折减系系数，=633/9.99=633.944，=0.6+00.00015=0.6696=1008.881N/=295N/，满足足要求. 6.3墙墙梁的设设计本工程为单单层厂房房，刚架柱距距为6m，以以上采用用彩色压压型钢板板。墙梁梁间距11.5mm，跨中中设一道道拉条，钢钢材为QQ3455。（1）荷载载计算墙梁采用冷冷弯薄壁壁卷边CC型钢，自自重=77/；墙重重；基本风压=，风荷荷载标准准值按CCECSS1022:20002中中的围护护结构计计算，本工程外墙墙为落地地强，计计算墙梁梁是不计计墙重，另另因墙梁梁先安装装故不计计拉条作作用。， （2）内力力计算 （3）强度度计算墙梁，平放放，开口口向上，截截面特性性：，参考屋面檩檩条的计计算结果果及工程程实践经经验，取， =/=176.6/在风吸力下下拉条设设置在墙墙梁内测测，并在在柱底设设斜拉条条。此时时压型钢钢板与墙墙梁外侧侧牢固相相连，可可不验算算墙梁的的整体稳稳定性。（4）挠度度计算 =20.98/1500