钢结构单层厂房结构计算书

---子涵压S=0.45KN/m2角0=°4′3″，μ=1.，荷载标准值SkμS=0.45KN/2。r r0与中的较大值0.50KN/m2积灰、设计资料该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高m；共有2榀刚架，柱距m，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，设计基本地震加速度值0.05g。刚架平面布置见图)，刚架形1(b),棉板，详细做法见建筑专业设计文件；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C1.5m钢材采用Q235E43型。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0.15KN/m250mm厚保温玻璃棉板0.05KN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网0.02KN/m2檩条及支撑0.10KN/m2刚架梁0.15KN/m2设备0.20KN/m2计2．屋面荷载标准值0.67KN/m20.50KN/m2。0.50KN/m2CECS102002A=1.05×0.45KN/2B0系数建筑范(GB50009-2001)10m10m数采用，μz

=1.0体系数μ迎分s0.25和－1.0＋0.55和－0.65(CECS1022002中间区)。地震作用据全国民用建筑工设措施—二各部分作用恒0.6×6=4.02KN/m活0.5×6=3.00KN/m恒0.×6×6+4.0×9=54.18KN活3.0×9=27.00KN迎q=0.47×6×0.25=0.71KN/mw1横梁上q=－0.47×6×1.0=－2.82KN/mw2背q0.47×6×0.55=－1.55KN/mw3横梁上q=－0.47×6×0.65=－1.83KN/mw4、内力分析22=l/h=18/6=3=f/h=0.9/6=0.15k=h/s=6/9.0449=0.6634=3+k+(3)=3+0.6634+0.15(3+0.15)=4.1359H=H=ql/8=4.02130.5289/8=14.35KNEM=q2[1(1)]/8=4.02x18[1(1+0.15)0.5289]=63.78KN·mCM=M=ql2/84.02120.5289/8=86.11KN·mD的如图。画受拉侧；轴以杆件受压为正剪以绕杆端顺时针向旋转为正。活V=V=27.00KNA EH=H=3.001830.5289/8=10.71KNEM=3.01[1(1+0.15)0.5289]/8=47.60KN·mCM=M=3.001820.5289/8=64.26KN·mD活的如图。qx

qyqV=2.896.35=19.03KNA

w2y

H=H=ql/4=2.82130.1322/4=5.03KNEM=M=5.036=30.18KN·mDM=q2[α2(1ψ)]/4=2.8212[0.521.150.1322]/4=22.38KNmC刚架qw2y

内如图背qV=1.894.12=12.35KNA

w4y

H=H=ql/4=1.83130.1322/4=3.27KNEM=M=3.276=19.62KN·mDM=q2[α2(1ψ)]/4=1.8312[0.521.150.1322]/4=14.52KNmC刚架qw4y

内如图。柱qw1

=，V=V=qh2/2L=0.762/(218)=0.71KNA B 1h22M (B 4

)

0.7164

1

(20.9803

)6.52N

H=0.76－E3.22=1.04KNM=1.06=6.24KN·mDqw1

qw3

V=V=qh2/2L=1.562/(218)=1.55KNA B 1H=1.567.02=2.28KNAM=7.061.5562/2=14.22KN·mDM=2.26=13.68KN·mBqw3

迎横梁水平分qα=1，β=0H=2.80.9(1+0.0202)/2=1.29KNAH=2.80.1.29=1.25KNEM=1.26=7.74KN·mBM=1.26=7.50KN·mD

w2x

qw2x

横梁水平分qH=1.80.9(1+0.0202)/2=0.84KNAH=1.80.0.84=0.81KNEM=0.86=4.86KN·mBM=0.86=5.04KN·mD

w4x

qw4x

叠加绘制组合、内力组合(GB500092001)=1.0。0

SR0SA1.+1.4B1.+1.4C1.+1.4+0.1.4D1.+1.4+0.1.4E1.35+0.1.4(1)Mmax

NV(2)Mmin

NV

max

NV(2)Mmin

NV(1)Mmax

NV(2)Mmin

NV(3)Nmax

±Mmax

V(4)Nmin

±M Vmax1。1面

M N V式 KmK）K）Mmax

NV

1.+1.4×193.30 活

32.21B

Mmin

NV B

1.+1.4×7.89 1.05 1.6风架 N

V A

1.+1.4×193.30 81.22

32.21max柱

max

活1.+1.4×

N

V

7.89 1.05 1.6min

max风底A

MmaxMmin

NNN

、V

1.2

0

－32.21max

max活

（→）N

、V

1.0

0 19.05 4.30（←）min

max风支座（B）刚

MmaxM

N、V AN、V B

1.2活1.0×

193.30 39.89 77.60（↑）－7.89 1.57 0.89（↑）mini架

风1.0×恒+1.4×梁跨中（C）

MmaxMmin

N、V BN、V A

风1.2活

－9.40 －2.03 0.60（↓）－3.21－143.18 31.81（↑）注：内力计算“+、－”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。、刚架设计45020012，B=200mH=450mmt=8.0mmt=12.0mmA=82.1cm2w fI=28181cm4W=1252cmi=18.53cmx x xI=1602c4W=160.2cmi=4.42cmy x x

b/t

96/128

15235/fy235/fy

h/t0

426/853.25250

250235/fy(1)235/fyV=77.60KNmaxf=125N/mm2vV=htf=4268125=426000N=426.0KNu wwvV=77.60KN<Vmax uN=39.89KNV=77.60KNM=193.30KNN=220.90KN·m>M=193.30KN·m，取M=Mf故( V

1)2

MMf

01

，满足要求。05Vu

M Meu f整体稳定验算N=39.89KN，M=193.30KN·mA．梁平面内的整体稳定性验算。l=18090mm，xλ=l/i=18090/185.3=97.63<[λ]=150，bψ

=0.570x xN'

x2e0

206

10

8210

1592.0N

x=1.0EX

1.12

1

97.632 =165.15N/mm2<f=215N/mm2，满足要求。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l=3015mm。y对于等截面构件γ=0，μ=μ=1s wλy=μl/i=3015/44.2=68.2，bψ

=0.762s y0 y取ψ’=1.07－0.282/ψ=0.821b故0h 5325(48故0t 0w

by235fy0526235fy

115

，满足要求。梁跨中截面：故0h 5325(48故0t 0w

05262)

115

，满足要求。235235fyF=(1.0.276+1.43.00)3=18.43KNL=a+5h+2h=70+512+0=130mmz y RM=193.30KN·m，N=39.89KNV=77.60KNσ=17.72N/mm2cVS

776010

20012419

34.61N/mm2It 281811048w222 32c c146103989)2177221772146103989)334612=130.65N/mm2<1.2f=258N/mm2，满足要求。3．刚架柱（1）抗剪柱最大剪V=32.21KNmax考虑仅有支座加劲肋，f=125N/mm2vV=htf=4268125=426000N=426.0KNu wwvV=32.21KN<Vmax u弯、剪、压共同作用下进行N=81.22KN，V=32.21KN，M=193.30KN·N=215.61KN·m>M=193.30KN·m，M=Mf故( V

1)2

MMf

01，满足要求。0.5Vu

M Meu f整体稳定N=102.82KNM=193.30KNmA．刚架柱平面整体稳定性验算。刚架柱高H=6000mm梁长L=18090mm.柱线刚度K=I/h=28181×14/6000=46968.3mm31 c1梁线刚度K=I/(2ψS)=2818×14/(2×9045)=15578.2mm32 b0K2/K1=0.332查表得柱计算长度系数μ=2.93。刚架柱lx

=μh=17604mm。λ=l/i=17604/185.3=95。0<[λ]=150b类截面查表得ψ=0.588xN'EX

x xe02e01.12

2061.1

10395

82102

1681.4

xβ=1.0mx=181.45N/mm2<f=215N/mm2满足要求。B．刚架柱平面外整体稳定验算考虑屋面压型钢板墙面与墙梁紧密连接起到应蒙皮作用与柱连接墙梁可作为柱平面外支承点但为安全起见计算长度按两个墙梁距离或隅撑间距考虑l=3000mm。y对于等截面γ=0μ=μ=1s wyμl/i=3000/44.2=67.9b类截面查表得ψ

=0.764s y0 y取ψ’=1.07－0.282/ψ=0.822b by235fy按《钢结235fy故0h 5325(48故0t 0w

05262)

111

满足要求。柱底截面：0h 53.250t w

0.5

72.5235fy235fyI=I=28181cm4=I l/hI=18000/6000=3.0c b t c bH=0.67W=0.6713.56=9.09KNW=()·h=(0.71+1.55)6.0=13.56KN Hh312EIc

1 4(2)t

9.09103600031220610328181104

(23)14.1mm[]h/15040mm（三）节点1梁螺栓强度梁节点采10.9M22构件接触面采喷砂，摩擦面抗滑系数=0.45每个高强度螺栓预拉为190KN连接处传递内设值N=39.89KNV=77.60KNM=193.30KN·m。每个螺栓拉螺栓群抗剪Nb0.9nV

11908

V

最外排一个螺栓抗剪、抗拉NVNt

/8

1Nb NbV t

.6/8

152(2)端板厚度端板厚度取为t=21mm。(3) Mdd

1933010642642610

106.52N/mm2

f 125N/mm2vb cc(4)N=75.70KN<0.4P=0.4190=76.0KNt204P0419010

206.52N/mm2

f215N/mm2

et 468ww210.9M20=0.45155KNN=31.81KNV=3.21KNM=143.18KN·m。群Nb0.9nV

0

1045155

502.2

V3.21

最外排一、NVNt

3.21/8

95.01

0.771Nb NbV t

502.2/8

124

厚厚取t=18mm。Nt2=55.79KN<0.4P=0.4155=62.0KN04P0415510

168.48N/mm2

f215N/mm2et 468w w

(1)Nmax=102.82KNV=32.21KN；Nmin=19.05KNV=4.30KN。(2)max=32.21KN<0.4Nmax=41.13KN，Nmin>

20.4M24(3)b=b0+2t+2c=200+2×12+×(20~50)=264~324mm取b=300mm；h=h0+2t+2c=450+2×12+×(20~50)=514~574mm取h=550mm；布如验下混凝土轴心抗压强C20混凝土fc=9.6N/mm2N

102.8210

0.62N/2 f

9

N/2bh 300

550

c c b2/b1=96/426=0.225<0.3b2M66/

1a2 4

120.62502

775Nm

6M /f max

t=20mm。、其它构件设计NCM12。l0=633mm。L50×4截面特性：A=3.90cm2Iu=14.69cm4Wu=4.16cm3iu=1.94cmiv=0.99cmλu=l0/iu=633/19.4=32.6<[λ]=200，b查表得ψu=0.927单面角钢强值乘以折减系数αy=633/9.9=63.94，αy=0.6+0.0015λ=0.696N ANy u

12.161030.6960.927

48.0N/mm2

215N/mm2

1/1m1.5mQ235。Pk=(0.27+0.5)1.5=1.155KN/mPk=(1.0.27+1.40.51.5=1.536KN/mPx=Psi=0.153KN/mPy=Pcos=1.528KN/m；Mx=Pyl2/8=1.52862/8=6.88KN·mMy=Pxl2/8=0.15362/32=0.17KN·m截择截特性C180722.2Ix=374.90cm4Wx=41.66cm3ix=7.06cm；Iy=48.97cm4Wymax=23.19cm3Wymin=10.02cm3iy=2.55cmχ0=2.11c；先毛截算截 M1 W

MW

6.8810641.66103

0.1710623.19103

172.48N/mm2

）xM M2 Wx

ymaxMy Wymin

6.8810641.66103

0.1710610.02103

148.18N/mm2

）x M Mx3 W W

6.88106 41.66103

0.1710623.19103

157.82N

/mm

x ymaxAmin/max=157.82/172.48=0.915>1，k=7.6.29+9.782=21.743B=min/max=148.18/172.48=0.859>1，kc=5.8911.59+6.682=0.863Ak=21.74kc=0.863b=180mmc=70mmt=2.2mm1=172.48N/mm2k1=0.11+0.93/(0.05)2=0.367=min/max<0=1.，bc=b/()=180/(1+0.915)=93.99mmb/t=180/2.2=81.821=18×1.15×3.080=63.7638=3×1.15×3.080=134.60所以1<b/t<38则截面be1=0.4be=0.4×81.62=32.65mmbe2=0.6be=0.6×81.62=48.97mmk=0.86kc=21.743b=70mmc=180mm1=172.48N/mm2

1/

1/

1.3980.5121=/max>0=1.150.15=1.10.15×0.859=1.021，bc=b=70mmb/t=70/2.2=31.821=18×1.021×1.197=22.0038ρ=3×1.021×1.197=46.440.5121所以1ρ<b/t<38ρ截面有效宽度be1=0.4be=0.4×57.05=22.82mmbe2=0.6be=0.6×57.05=34.23mm下翼缘板

12.95下翼缘全截面受拉全部有效。(4)有效净截面模量上翼缘的扣除面积宽度为：7－57.05=12.95mm；腹的扣除面积宽度为：

22.825331

34.2393.981.62=12.37mm同时在腹的计算截

图22.檩条上翼缘及腹板的有效净截面面有一φ13拉条连接孔（距上翼缘边缘35m，的扣除面积按φ13见图Wenx/Wx=0.915Wenymax/Wymax=0.973Wenymin/Wymin=0.9724．强度计算按屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转考虑：5．挠度计算 5y

4103.9104

]l/

求。6x=600/7.06=85.0<[]=200y=300/2.55=117.6<[]=2001mm1.200m1.5mQ235。C1660202.g=7kg/m；0.22KN/m2；0=1.050.45=0.473KN/m2CECS1022002中kszs=1.+1.0）qx=1.0.07=0.084KN/mqy=1.10.4731.51.4=1.093KN/mMx=0.0862/8=0.378KN·mMy=1.09362/8=4.919KN·m强度C160622.平放开口朝上Wxmax=19.47cm3Wmin=8.66cm3Wy=36.02cm3Iy=288.13cm4参考屋面檩果及实践经验，Wenx=0.9WxWeny=0.9Wy

1.11.5

2.mm

l/

mm384

103104

6274mmm0=0.45KN/m2B3.0m。Q23530200610g1=44.6kg/mg2=7kg/mCECS102:2002ksz0s=1.0(+1.0)0=1.050.45=0.473KN/m2qz=1.(0.0763+44.6.2710-2)=4.87KNqy=1.1.1.00.476=3.97KN/m1.20.07630.23=0.35KNmN=4.87KM=1/83.976.2742+0.35=19.88KNm235/fy235/fy 0

max

max

min

1.6α0<2.0，l0=6274mmλx=l0/ix=48.5<[λ]=1500(480故

0.526.2)

91.5h235fy0235fy0w

2806

46.7

满足要求。强度截面特：A=56.8cm2Ix=9511cm4Wx=634.1cm3ix=12.94cm，Iy=1334cm4Wy=133.4cm3iy=4.85cm弯矩作用平面内λ=48.5b类截面查表得ψx=0.863N'

2

2

103

4463.1KNEX

1.148.52

βmx=1.0=30.85N/mm2<f=215N/mm2满足要求。弯矩作用平面外考虑隅撑为抗风柱平面外侧向支撑点l0y=3000mmλy=l0y/iy=3000/48.5=61.9<[λ]=150b类截面查表得ψy=0.7972 f b

y

y

η0βtx=1.0=32.97N/mm2<f=215N/mm2满足要求。挠度抗风柱在水平风荷载作用下可视为单跨简支梁按下式计其水平挠度：40×300×20；锚栓2M20平面布置如图。（五）间支撑间支撑布置如图间支撑为斜杆带张紧装置十字交叉圆钢支撑直杆檩条兼檩条留有一应力裕量根据经验及类似工程不再作压弯杆件刚度及力验算。间支撑及内力支撑算简图如图。作于两侧ft墙顶部节点（ft墙高度取7.2：

图23.节点取s=0.8+0.5=1.31=1.3×1.0×0.45×1×7.35/2=38.70KN005600 54006000600060005400 6006600016712图24.间支撑布置图一半ft墙面作1/3标准值为：FW00255400FW00255400图25.柱间支撑算简图Fw=1.46.45=9.03KNN=9.03/cos43.9191°=12.54KN截面及强度验算选用φ12A=113.0mm2强度验算：N/A=12.54103/113.0=111.0N/mm2<f=215N/mm2刚度验算：张紧的圆钢不需要考虑长细比的要求。但从构造上考虑采用φ16。（六）屋面支撑屋面支撑布置1.5m3m，如图。屋面支撑及内力屋面支撑采用张紧的圆钢，支撑算简图如图。一侧ft墙的风体型系数μs=1.0，标准Fwk=0.451.01.03.07.35/2=4.96KN；Fw=4.961.4=6.94KN；N=2.56.94/cos29.0546°=19.85KN；3．截面及强度验算选用φ12A=113.0mm2强度验算：N/A=19.85103/113.0=175.7N/mm2<f=215N/mm21616000mm1500mQ235YX51380760C18×7×2×2.2。荷载(1)永YX5380760板 0.15KN/m2、梁及其它件 0.10KN/m2合计 0.25KN/m2则作于梁线荷载标准值为0.25×3=0.75KN/m2(2)活荷载沿宽每隔1.0m取一个施工或检修集中荷载每个集中荷载取1.0KN作位置取最外端则作于梁3.5KN。风荷载风荷载体系数μs=2.00=0.45KN/m2ωk=μsμzω0=2.0×1.0×0.45=0.90KN/m2折成作于梁荷载标准值为0.9×3=2.70KN/mP=4.9KNg+q=4.68KNm/1500图27.简图内力P=4.9KNg+q=4.68KNm/1500图27.简图g+q=1.20.75+1.42.70=4.68KN/mP=1.3.5=4.9KNM=12.62KNmV=11.92KN。(200~100)1568。A=3504mIx=61843/12+8159622=2523104mm4，Wx=252104/96=26.3104mm3 V

119210

10.8N/mm2

125N/mm2ht 60w

184

v Mx

126210

45

N/mm2

215N/mm2Wx

105263104

4M20C1±0.000m~－0.6m回填土含腐殖γ=16KN/mfak=80KN/m2，E=300N/mm2；－0.6m~－2.70mγ=20KN/m3fak=230KN/m2E=500N/mm2；－2.70m以风化混合土fak=300KN/m2E=600~1000N/mm2；水位位于－5.0m。综合考虑建筑物的途的式荷大小及水文条fak=230KN/m21.0。a：fa=fakb(b3)+dm(d0.5)=230+1.6×[(16×0.6+200.4)/1.0]×(1.0.5)=244.1KN/m2采用C20混凝fc=9.6N/mm2ft=1.10N/mm2钢筋采用HPB235fy=210N/mm2钢筋混凝保护厚40m；垫层采用C10100mm。底面内及底面积计算柱底截面采用荷载本组合时内设计值：N=102.82KNV=32.21KNM=0相应荷载效应标准组合时内值Nk=81.18KNVk=25.06KNMk=0采用锥形假定高H0=400mm，按(1.1~1.4)A0底面积A：A=(1.1~1.4)×0.36=0.40~0.50m2A=bl=1.5×1.0m=1.5m2W=0.375m3，形状、尺寸及布如图。图28.刚架柱下独立Gk=24(1.51.00.4)+1(1.1.00.6)=28.80KNNk=81.18+28.80=109.98KNMk=25.01.0=25.06KN·m压验算：1.2fa=292.92KN/m2>pkmax，pkmin>0，(pkmax+pkmin)/2<fa，故尺寸满足要求。本工程地可不变形验算。验算变阶处受冲切承按本求得净反N=102.82KN，M=32.211.0=32.21KN·