门式钢架钢结构单层厂房设计

目录

概括

0.简介1

1.建筑设计1

1.1设计条件-------------------------------------------------------------1

1.2建筑平面设计----------------------------------------------------------2

1.3剖面设计-------------------------------------------------------------3

1.4立面设计------------------------------------------------------------4

1.5墙练习--------------------------------------------------------------5

1.6起重机和起重机梁------------------------------------------------------5

1.7地面练习--------------------------------------------------------------5

2、结构方案及结构分析------------------------------------6

2.1结构方案及结构体系----------------------------------------------------6

2.2载荷计算---------------------------------------------------------------7

2.3钢架计算--------------------------------------------------------------10

3.结构件设计-------------------------------------------40

3.1刚架立柱设计----------------------------------------------------------40

3.2防风柱设计-----------------------------------------------------------42

3.3吊梁设计-------------------------------------------------------------43

3.4牛腿设计--------------------------------------------45

3.5楝条设计----------------------------……----------------------------46

3.6墙框设计-------------------------------------------------------------47

3.7基本设计-----------------------------------------------------------47

3.8角撑设计-------------------------------------------------------------48

四、技术经济分析-------------------------------------------48

4.1项目概述--------------------------------------------------------------48

4.2工程特点-------------------------------------------------------------48

4.3价格标准...........................49

4.4成本分析-------------------------------------------------------------49

参考文献---------------------------------------------------50

明---------------------------------------------------------------------51

概括

本设计项目为区内两跨钢结构，每跨配备10t梁式起重机。66

米主要依据《钢结构设计规范｝》GB50017-2003和《门式刚架轻型建

筑钢结构技术规范》GECS102:2002等国家规定，设计规模、跨度、

高度及用途项目综合考虑，根据经济性原则，在可能的条件下注意

美观，对各构件的选材、选材、连接、经济性进行比较，最终选定

单层门式钢架结构形式。梁柱节点刚性连接门式钢架具有结构简单、

刚度好、受力合理、使用空间大、施工方便等特点，便于工业化、

商品化产品生产，轻钢与轻维护材料相匹配。结构框架系统已广泛

应用于建筑结构，本设计是为了进行建筑轻钢结构实际工程的结构、

结构设计与计算。承重结构主要进行受力分析和受力组合。在此基

础上确定梁柱截面，对梁柱进行弯剪压缩计算，校核其平面外稳定

性；梁柱均采用Q235钢，摩擦等级为10.9。式高强度螺栓连接，局

部焊接采用E43型焊条，柱脚为刚性连接，梁柱节点也为刚性连接；

屋顶和墙壁维护使用双层彩色聚苯乙烯夹芯板；另外，特别注意支

撑设置，大括号设置，避免一些常见的拉杆设计错误。

关键词：轻钢结构门式钢架受力分析双层彩色聚苯夹芯板节点

抽象的

本项目所在handan区域为双跨钢结构，66m每跨设10t梁式起

重机。本工程设计严格执行《钢结构设计规范(GF50017-2003)》

和《带门廊的轻型建筑钢结构技术规范(CECS102:2002)》等相关

规定。综合考虑设计工程的规模和跨度使用原则，按照“应用、经

济、美观”的条件下，各部分的连接方法、结构类型和材料由轻钢

组成对别墅进行分析，然后选择使用单层A型钢的建筑形式。梁、

柱节点是一种轻钢结构框架体系，具有结构简单、度数好、受力合

理、使用空间大、施工方便等特点，并易于工业化。商品化生产，

以轻质维护材料套件在建筑施工中已经广泛应用，本设计是对轻钢

结构和实际工程进行建筑、施工设计和计算。论文包括基于这些分

析的内力分析和组合；我们可以选择梁截面和光斑截面。接下来，

检查平面结构的稳定性计算器。钢梁柱采用Q235碳素结构钢。连

接螺栓为摩擦型高强度螺栓，性能等级为10.9。普通螺栓为

Q235-BF钢制成的粗型。手工焊杆总则采用E43O柱腿采用刚性连

接，柱梁连接采用较接。墙面和屋顶采用装饰性彩色聚苯乙烯夹住

电路板。否则，分析风地作用下钢构件建筑支撑系统的受力d状态，

以及较大宽度建筑的支撑桁架设计。避免支架、拉杆、拉杆接头设

计中的一些错误。

关键词：轻钢结构；山墙框架；内力分析；双层彩色聚苯乙烯夹住

电路板；接头

邯郸钢铁有限公司钢包材主厂房设计

学生：导师：

工程大学土木工程学院建筑结构与施工管理学院士

木工程系

0简介

与钢筋混凝土结构相比，钢结构体系本身具有重量轻、强度高、

施工速度快等优点。随着国民经济建设的发展，混凝土和砖石结构

的长期统一正在发生变化。钢结构产品越来越多地应用于大跨度空

间结构、轻钢门式结构、多层及小型高层住宅区，应用领域不断扩

大。从西气东输、西电东送、南水北调、青藏铁路、2008年奥运会

场馆设施、钢结构房屋、西部大开发等建设实践来看，我国建筑钢

结构产业和市场的发展势头正在显现。

十年的改革开放和经济发展，为钢结构系统的应用创造了非常

有利的发展环境。

从钢结构发展的主要物质基础来看：钢材的发展是钢结构发展

的关键因素。为适应建筑市场的需要，成品钢材将始终向材料品种

齐全的标准化力量发展。国内建筑钢结构用钢数量、品种、质量快

速发展，热轧H型钢、彩钢板、冷弯型钢产能大幅提升，为发展创

造了重要条件。的钢结构。其他钢结构中型钢和涂层钢板大幅增加,

产品质量大幅提升。耐火材料、耐候钢、超薄热轧H型钢等一批新

型钢材在工程中得到应用，为钢结构的发展创造了条件。

从设计、生产、施工专业化水平：钢结构行业经过几年的发展,

专业钢结构设计师的素质在实践中不断提高。一批特色鲜明、实力

雄厚的专业研究机构不断研发钢结构设计软件和新技术。近期，国

内多款钢结构设计软件相继问世，可分别适应轻钢结构、网架结构、

高层钢结构和薄壁拱结构的设计需求。随着计算机技术在工程设计

中的广泛应用，钢结构设计软件的功能日益完善，为协助设计人员

完成结构分析设计和施工图提供了极大的便利。

展望未来，随着经济建设的蓬勃发展和交往的进一步扩大，建

设更多的高层建筑、桥梁和大型公共场所等大型、超大型空间建筑

的需求非常强烈。这将为钢结构发展提供更多机遇，钢结构行业繁

荣发展的新局面即将到来。

1建筑设计

1.1设计条件

1.1.1自然条件

施工现场位置

工厂位于邯郸路以南，西邻中华大街主干道，交通便利。场地西

侧远离主干道中心线（30米宽度）30米，场地南北70米、东西长

40米，道路和绿化由设计确定。建筑面积2000平方米约

主导风向：冬季偏西北，夏季偏东南。

土壤冻结深度：0.4米.

场地基础条件：见表1。

抗震设防烈度：7度。

表1土壤分布及土壤物理力学性质

土层埋深土壤主要物理力学

土壤层的描述和识别

数指标

杂填土，棕黄色，以淤

①0.0—泥为主，含大量碎砖、Y=17kN/m3

0.8灰烬、树根等，潮湿，

有塑性

②0.8—粉质粘土，黄褐色，极Y=18.7kN/m3,

4.2湿，可延展状态，含云e=0.900

母等。Es=6.OMPa,fak

=115kPa

③4.2-淤泥，灰褐色，饱和，Y二18.5kN/m3,

可延展至柔软（此层未e=1.050fak

刺破）=95kPa

1.1.2楼层数和建筑高度

层数：1层O

柱顶标鬲：9.5m.

跨度：2个跨度，跨度分别为12m、18m0

列间距：标准6.0m。

结构体系：采用门式刚架结构

屋顶坡度：1:121:18

1.1.3设备条件：市场供热、供电、水、污水均由市政管网直接提

供。

1.2建筑平面设计

1.2.1车间平面图和柱网布局

柱网应根据工艺、建筑面积、结构和经济要求进行布置。根据

施工要求，车间的水平柱间距和垂直柱间距应满足生产工艺、使用

和开发要求。立柱的位置与车间的地上装置、起重运输通道、地下

设备、地基和地下管线相协调。根据结构要求，柱网的布置应尽量

简单，避免在同一截面设置竖跨。根据经济要求，立柱间距往往对

用钢量和造价影响很大。增加柱间距可减少用于柱和基础的材料量。

综合以上原则，结合工程实际情况，设计采用12m双跨、双坡闸式

轻钢结构厂房，跨度分别为。18m柱间距为6m,车间纵向长度为

6m*1k66mo中柱定位轴线穿过立柱质心，侧立柱定位轴线位于立

柱外缘。如建筑平面图所示。

打一门”广一巾“77””.广门，“丁丁口一一疗

A~A&-------1~~rI

W

X

建筑平面图

1.2.2变形缝设计

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》规定，门式刚架轻房屋

钢结构的温度断面长度（伸缩缝间距）应满足以下要求：纵向温度

断面不大于300m;横向温度截面不大，一英寸150m。厂房纵向长度

为10066m,横向跨度为30m100,000,因此无需设置变形缝。

1-3剖面设计

1.3.1柱顶高程的确定

植物立柱标高设置为9.6m,轨顶标高设置为6.6m.符合《厂

房建筑模量协调标准》的柱顶标高H的倍数300mm。

厂房剖面图如下图所示。

剖面图

1.3.2照明设计

植物照明的效果直接关系到生产效率、产品质量和工人的劳动

卫生条件。是衡量工厂建设质量标准的重要因素。为满足房间的采

光要求，采用了侧顶相结合的混合照明。屋顶铺设透明玻纤聚冷采

光板，外墙设置双排窗户，窗户总高度30m..

1.3.3通风设计

厂房采用自然通风，单层厂房的自然通风是靠空气的热量和风

压进行的。两山墙各设一门，两纵墙各设两门。共有6扇门以满足

通风要求。

1.3.4厂房屋顶结构及屋顶排水

厂房为双跨双坡橡条屋顶。屋顶坡度分别为1:12和1:18。屋

面及围护结构采用双层保温彩板填充聚氨酯泡沫保温材料，外形为

波纹状。在脊的两侧铺设玻璃纤维聚酯条。屋顶为非无障碍屋顶，

护栏设置900mm较高。厂房地面采用外排水方式。按照200m每根雨

水管集水面积不超过m，的原则，12m设置每根雨水管（集水面积12m*

18m=216m）略大于200m，，12m*12m=144m2）,共12条雨水管道。

采用热镀锌钢管雨水管，雨水管分布在立柱外侧。雨水管布置如屋

顶平面图所示。

屋顶排水示意图

1-4立面设计

厂房采用左右跨不对称结构，厂房前后也不对称。采用排水方

式，使厂房统一、简洁、层次分明、整洁大方，给人鲜明而强烈的

印象。

正视图

侧立面图

车间主色调为白色，辅以少量灰色，给人清新活泼的感觉。厂

房的正立面和侧立面如上图所示。

1.5墙练习

标高±0.0007.200,四周采用240mm厚混凝土实心砌块和M10

水泥砂浆，物体外墙饰以白色防水涂料；

墙体部分（车间层以上部分1.200m）:墙体部分锚固在工字钢柱

上的墙梁上，墙梁上挂彩板；

彩板部分（用于厂房标高以上部分1.200m）：外壁为60厚双层

压型钢板填充聚氨酯泡沫夹芯板，颜色为白色，导热系数Wo。

4w/mko

1.6起重机和起重机梁

车间配备2台10t横梁起重机（地面控制），型号为LED型电动

单横梁起重机，工作系统为A5,

起重机梁标高6mo

1-7建筑结构设计

1.7.1地面练习

由于车间地面无特殊要求，地面采用水泥砂浆。具体方法是：

平原土夯60mm厚石灰渣垫层；20mm水泥砂浆找平层0mm,厚度1:3;.

1.7.2散水练习

厂房外墙四周设置散水，散水宽度为1000mm,散水坡度为3%。

具体方法是：平原土壤压实；70mm厚C10混凝土；15mm厚水泥砂

浆。各伸缩缝应20mm沿混凝土散水长度方向设置，缝宽处预埋防水

油膏，散水与外墙交界处设置6米全长格子缝。15mm当它下沉时，

松散的水将被分裂。

1.7.3斜坡练习

室内与室外的高差为1o150mm斜坡与室外相连。坡面为水泥之

字形。离门的距离是200mm15m..4.6m.

1.7.4防潮层

底层标高与地圈梁的顶面标高相同，地圈梁也可以作为防潮层，

防止受潮。

1.7.5门窗实操

大门采用金属钢门，门宽4.2m,高3.85m.这是一扇双扇门。

门口顶部500mm设置了厚厚的轻钢雨篷300mm,雨篷为15m..,长

度为4。6m使所有窗户都使用90系铝合金窗户。窗户有自动控

制中悬窗和平推窗两种。中悬窗规格有1200mm*1200mm和

600mm*1200mm两种，均符合3M模数倍数。有一种类型的平面滑动窗

口规范，1200mm*1200mm。绿色中空镀膜玻璃用于外墙、门窗玻璃。

1.7.6防锈及防火措施

因为钢材最大的弱点是容易生锈，不耐火，所以要做好防锈和防

火措施。钢构件及附件表面涂刷防锈防火漆，达到对钢材的防锈防

火效果。其具体要求是：

所有钢制部件和配件均采用红玦琅制成，外露部分未涂红玦

琅。外露零件表面经喷丸或喷砂处理生锈。除锈等级为Sa2。5,然

后在制造商应用环氧树脂。类底漆二度，安装后（包括焊接），在拼

接点重新涂环氧富锌二度。

油漆颜色：钢部件和配件都涂成绿色。

1.7.7建筑结构预留孔洞、预制件等，施工应与水、电、通风等相关

工种的图纸密切配合。

1.7.8.本说明书的部分内容在钢结构设计中按照国家有关规定执

行。

2、结构方案及结构分析

2.1结构方案和结构体系

2.1.1设计依据

业主提供的设计任务、城市规划通知和现行国家规定。如下：

《建筑结构荷载规定》GB50009-2001

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑物抗震设计规范》GB50011-2010

《混凝土上部结构设计规范》GB50010-2010

《钢结构设计手册》第3版，第1卷。

《轻钢结构设计导则》第2版（实例及图集）

建筑结构荷载设计手册第2版

钢结构连接设计手册，第2版。

2.1.2结构形式和布局

建筑物的结构形式应满足传力可靠、受力合理的要求。另外，

车间有两台10t的起重机，所以选择了刚架结构。刚架结构传力清

晰，结构简单，施工方便。本车间主要为冷作车间，照明应为二级。

车间采用无天窗的双跨布局。每个车间配备两台起重机。屋面系统

采用轻钢结构屋架系统，围护结构采用保温彩板。柱网的尺寸应最

大程度满足建筑物的功能要求，然后根据最经济成本的原则，充分

考虑加工、安装等因素综合确定。由于钢结构承载力高、自重轻，

与钢筋混凝土上部结构相比，钢结构应采用更大的柱网尺寸，以节

省成本，提高房屋的利用率。基于以上条件，柱网的尺寸取纵横两

方面6m。（结构方案如图）

结构布局

2.1.3材料选择

主厂房钢柱采用Q235-B型钢，柱腹板、柱间支撑、屋架上下弦

杆、屋架腹板均采用0235-B型钢，材料性能应符合《低合金高强度

结构钢》(GB/T1591)的要求。根据要求，焊接材料应与之相适应。

E50系列焊条用于手工焊接，符合《低合金钢焊条》(GB/T5118)的

要求。T1295)要求。基础采用柱下钢筋混凝土独立基础，钢筋采

用热轧HRB335钢筋，混凝土上层采用C30,基础下100厚混凝土上

垫层采用C15o

1.2米以下墙体采用机制黄河粉砂烧结砖MU10,砂浆为M5(±

0.000以下，水泥砂浆；土0.000以上，混合砂浆)。

屋面系统采用轻钢结构屋架系统，维护结构采用保温彩板。

2.2载荷计算

2.2.1静载标准值:

屋顶：100mm加厚发泡胶夹芯板0.14kN/m2

才禀条及支架0.05kN/m2

刚架斜梁自重0.11斜/

0.30kN/m2

那么恒载的标准值为：0.30x6=1.8KN/m

那么恒载设计值为：1.2*1.8=2.16KN/m

2.2.2变载标准值：

由于刚架的承重水平投影面积为36*6=216mm2>60mm2,根据《建筑

物结构荷载规定”；雪荷载为Sk=urSo=1.0*0.25=0.25KN/

取屋面活载和雪载中较大的值，0.40KN/m%那么变载荷的标准

值为：0.40X6=2.4KN/m0变载荷设计值为：1.4*2.4=3.36KN/m

2.2.3风荷载计算

风压值为3o=0.35KN/m2,柱顶标高9.5米为-0。300m,h1=

0.4m,h2=1.0m,地面粗糙度为B级，刚架计算宽度为B=6m.风

荷载阵风系数9.8m按柱顶高度取Bz=1z=：风荷载高度变化系数按

现行国家《建筑结构荷载规定》风压高度变化系数按柱顶高度变化

柱顶距室外自然地板，值为查表，当I离地时0米，pz=1.0,当离

地时5米，z=1.0,用插值法求uz=1.0时离9.8米地

0.6

风荷载形状因数

左风作用下刚架风荷载示意图

所以Go1k=Bz・US・UZ・30・B=1.0*0.8*1.0*0.35*6=1.68KN/m

GO2k=3z•|is・uz•wO•B=1.0*0.5*1.0*0.35*6=1.05KN/m

33"Bz・us•^z•w0-B=1.0*0.6*1.0*0.35*6=1.26KN/m

34k二Bz・us・|iz・30・B=1.0*0.5*1.0*0.35*6=1.05KN/m

0)1=1.4*1.68=2.35KN/m

32=1.4*1.05=1.4*1.05=1.47KN/m

33=1.4*1.26=1.76KN/m

W4=1.4*1.05=1.47KN/m

2.2.4地震荷载：

该场地抗震设防烈度为7度，设计地震加速度值为015g,则水

平地震影响系数最大值为amax=0.12。地震分为第一组，设计特征

周期为0.45s,建筑工地类别为川类。采用底剪法，结构阻尼比取二

=0.05。本设计在考虑地震作用时假设门架是一个单一的自由系统

（如下图），质点位于柱顶。

G顶二1.8*30=54KN

G吊梁二8340*1(T(-6)*6*7850*10*4*1(T(-3)=15.71KN

G柱二8480*10-(-6)*10.1*7850*10*3*10"(-3)=20.17KN

G纵壁=0.13*9.6*6000*2=14.98KN

计算周期时：

G=1.0G屋顶+0.5G起重机梁+0.25G柱+0.25G纵向墙二81.44KN

计算地震作用时：

G'二1.0G屋顶+0.75G吊梁+0.5G立柱+0.5G纵墙二94.16KN

通过对柱顶施加单位载荷，得到刚架的柔度b=0.25*10-6N/m,则刚

度"1/6=4*106

周期T=2n(m/K)即2*n[8144*10-6/4]^=0.283s

因为TG[0.1s,Ts]所以a1=amax=0.12

底部地震总剪力FEK=a1Geq=0.12*94.16=11.30KN

FE=1.4*11.30=15.82KN

2.2.5起重机负载

起重机采用起重机输送研究所LDB型10t软钩中间工作系统

(A5)电动单梁起重机。起重机选型信息见表2：

表2起重机参数

起重工跨度起升基本尺寸(mm)追踪重量轮压

量Q作小号高度模型(t)(千牛)

⑴系(男)(男)

统乙WH最大最小.

10A510.592500200080038公4.2863.47.64

斤1

10A516.593000250087538公5.8070.911.0

斤57

起重机梁支座反作用力影响线

跨度12m:

Dmax,k1=63.41*(1+2/3)=105.68KND=1.4*105.68=147.95KN

M皿，1=D0，1e=147.95*0.75=110.96KNm

Dmin,1:Pmin/Pmax-Dmax,1=7.64/63.41•147.95=17.82KN

Mmin,kDmin,1•e=17.82*0.75=13.37KN-m

T1k=0.12*(G+g)/2*no=0.12*100/4=3KN

T最大值，尸T1k*D最大值一/P^=3*147.95/63.41=7KN

跨度18m：

Dmax；k2=70.95*(1+2/3)=118.25KNDmax；2=1.4*118.25=165.55KN

MmaX,2-Dmaxo2•e=165.55*0.75=124.16KN•m

Dmin,2=Pmin/Pmax•Dmax,2=11.07/70.95•165.55=25.83KN

Mmin,2~Dmin-e=25.83*0.75=19.37KN,m

T2k=0.12*(G+g)/2*n0=0.12*100/4=3KN

Tmax,2=T2*Dmax,2/P皿=3*165.55/70.95=7KN

2.3刚架计算

2.3.1受力分析

静载

恒载设计值为2.16KN/m,A、B、C三柱截面尺寸为

H600*250*6*10,斜梁截面尺寸为H550*250*6*10.计算图如下图所

示。受力计算采用清华大学结构力学求解器。在材料属性中，EA采

用无穷大，EI采用各构件的相对刚度。

L.

恒载分布图

L.

刚架弯矩图(KN-M)

L.

刚架轴向力图(KN)

L.

刚架剪力图(KN)

刚性变载荷

垂直变载荷设计值为3.36kN/m。计算图如下图所示。受力计算

采用清华大学结构力学求解器。在材料属性中，EA采用无穷大，EI

采用各构件的相对刚度。

L.

垂直变载荷分布图

竖向变载荷下刚架受力图如下图所示：

L.

刚架弯矩图（KN・M）

L.

刚架轴向力图(KN)

L.

刚架剪力图(KN)

风荷载计算

分别考虑了刚架各截面在左半跨左右风作用下的力值。左风分

布图及其受力图如下图所示。

三

一

一

二

三

三

|=:1

1L三

5三

三

三

三

』

"一,k

L.

左风分布图

L.

左风弯矩图（KN・M）

L.

左风轴力图(KN)

左风切变图(KN)

右风分布图及其受力图如下图所示:

L

f7V6

三*

三E

三

三

尸

三s5

三

47一

三

三

三

F

右风分布图

右风弯矩图(KN•M)

5.81

m--------1

24.93

右风轴力图(KN)

L.

右风切变图(KN)

地震荷载计算

对柱施加15.82kN的地震水平集中力，分别考虑左右地震作用

时刚架各截面的力值。左震分布图及其受力图如下图所示：

15.82

L.

左冲击弯矩图（KN•m）

L.

左冲击轴向力图(KN)

L.

左冲击剪切图(KN)

右震分布图及其受力图如下图所示:

15.82

77T7777/77

L.

右冲击分布图（KN）

L.

右冲击弯矩图（KN•m）

L.

右激(KN)轴向力图

右震剪图(KN)

起重机载荷计算

起重机荷载组合较多，故以刚架左半跨为研究对象，当Dmax作

用于左侧Tmax左侧柱时，Dmax作用于右侧左侧柱Tmax,Dmax作用

于左侧Tmax作用于右列，Dmax作用于左列。右列Tmax的四个基本

条件向右，然后用Excel组合所有起重机组合，得到起重机载荷作

用下各控制段的最大M和最小M,并选取相对应力值。下图以起重机

载荷组合的两种情况为例进行说明。

A柱中的Dmaxl

A柱Dmaxl弯矩图

A柱Dmax!轴向力图

13.69-1.35

^M6EB.69

E

,-6.69

A柱处的Dmaxl剪力图

rr^r147.95

13.37110.96

小

(»)

77T77

L.

B柱中的Dmaxl

L.

B柱Dmaxl弯矩图

-516■0.92

-1.26

4.26

9196)8(148M92

(>ti)

2.19

“9.08-148.87

L.

B柱Dmaxl的两轴受力图

L.

B柱处Dmaxl的剪力图

7.007.00

L.

Tmaxl右弯矩图

L.

Tmaxl右轴受力图

L.

Tmaxl的向右剪切力图

7.007.0()

<»>

Z777Z77/77

L.

Tmaxl左

L.

Tmaxl向左弯矩图

L.

Tmaxl向左轴受力图

L.

Tmaxl向左剪力图

25.83~1.65.55

19.37124.16

小

(»

(1)(>>

77/77

L.

C柱中的Dmax2

L.

C柱Dmax2弯矩图

L.

C柱Dmax2轴向力图

L.

C柱处的Dmax2剪力图

165.55-25.83

124.1619.37

小

o)

77T77

L.

B柱Dmax2

L.

Dmax2的B柱弯矩图

L.

B柱Dmax2轴向力图

L.

B柱处的Dmax2剪力图

7.00

Tmax2右弯矩图

L.

Tmax2右轴受力图

L.

Tmax2的向右剪切力图

L.

Tmax2左

L.

Tmax2向左弯矩图

L.

Tmax2向左轴受力图

L.

Tmax2向左剪力图

iv——iv

IDin

I一二7-o

柱子

合力

、荷载

静载+0.9（任意两个或更多活静载+任何类型的活

*合

载）载

投资组合米（千牛N/V投米（千牛N/V

项目米）资米）

组

合力，

合

项

目

+Mmax⑴+0.9((2)158.09-49.13(1)+51.71-35.04

和对+(4)+(5)+(8)(12)

应的+(10)+(12))

N

-Mmax(1)+0.9((3)-111.29134.37(1)+-88.04-2.51

和对+(6)+(7)+(9)(11)

应的+(11))

N

Nmax和⑴+0.9((2)58.47-194.49(1)+8.87-165.98

对应+(3)+(4))(3)

的M

Nmin和(1)+0.9((6)26.48-3.61(1)+51.71-2.2

相应+(12))(12)

的M

二+Mmax(1)+0.9((6)-9.5-3.81(1)+-17-2.2

至和对+(12))(12)

二应的

N

-

Mmax⑴+0.9((2)-112.30-194.72(1)+8.87-165.98

和对+⑶+⑷+(3)

应的(5))

N

Nmax子口⑴+0.9((2)102.53-194.49(1)+51.44-165.98

对应+(3)+(4))(3)

的M

Nmin和⑴+0.9((6)-10.27-3.6(1)+-17.74-2.2

相应+(12))(12)

的M

Ill+Mmax⑴+0.9((3)51.64-3.61(1)+30.15-18.62

和对+(4)+(6)+(3)

III应的(12))

N,V

-M0⑴+0.9((2)-87.54-44.98(1)+-84.11-47.59

和对+(5))(2)

应的

N,V

⑴+0.9((2)

Nmax和-88.56-46.30(1)+-84.11-47.59

对应+(14))(2)

的M,

V

Nmin和(1)+0.9((9)13.07-3.15(1)+-17.74-2.2

对应+(12))(12)

的M,

V

IV+Mmax⑴+0.9((3)24.83-2.82(1)+2.94-2.51

和对+(6)+⑺+(11)

IV应的(11))

N,V

_⑴+0.9((2)

M1rax-146.06-48.63(1)+-104.11-47.59

和对+(4)+(5)+(8)(2)

应的+(10)+(14))

N,V

Nmax中口⑴+0.9((2)-104.43-46.78(1)+-104.11-47.59

对应+(10))(2)

的M,

V

Nmin和⑴+0.9((7)-16.34-2.75(1)+-25.64-2.2

对应+(12))(12)

的M,

V

3.结构件设计

3.1刚架立柱设计

3.1.1元素截面几何

A柱截面为高频焊接H型钢(mm)H600*250*6*10。柱子截面无

孔洞，截面积与净截面积A=A=89.68cm?；x方向的截面惯性矩

为I45.327*104cm”,y方向的截面惯性矩为I尸2.605*103cm4;

x方向的截面阻力矩和净截面阻力矩W,二W的二1.776*103cm3,y方

向的截面阻力矩和净截面阻力矩Wy=Wny=2.08*1。2•3；截面在X方

向的回转半径ix=25.06cm,y截面在i方向的回转半径丫二5.54

52

cm;钢的弹性模量为E2.06*10N/mmo

3.1.2柱强度和稳定性检查

力量组合：

(A)Nmax=一194.49KN,M=58.47KN-m

(B)N=49.13KN,Mmax=158.09KN-m

(C)N=134.37KN,-Mmax=-111.29KN•m

截面强度、条件：N/An+Mx/YxWnx近千

(A)194490/8968+58470000/1.05*1776000=53.04N•mm2^f=215

N,mm2

(B)49130/8968+158090000/1.05*1776000=90.25N«mm2^f=215

N,mm2

(C)134370/8968+111290000/1.05*1776000=74.66N・mm2这

f=215N・mm2

满足要求，即其截面强度满足要求。

弯矩平面稳定性验算计算

条件N/I|JXA+B/YXW1X(1-0.8N/NEX')Wf

计算长度：Iox=9.8m,Ioy=6.3m

长细比:Xx=lox/ix=39.1,入y=loy/iy=113.7

查表，轴压构件整体稳定系数为：ipx=0.903,ipy=0.4703

mx=1.0

欧拉临界力:NE'52EA/1.1Xx2=10985.4KN

(A)194490/0.903*8968+58470000/1.05*1776000(1-0.8*19449

0/10985400)=55.86N-mm2=215N-mm2

(B)49130/0.903*8968+158090000/1.05*1776000(1-0.8*49130

/10985400)=91.17N-mm2Wf=215N-mm2

(0134370/0.903*8968+111290000/1.05*1776000(1-0.8*1343

70/10985400)=76.83N•mm2^f=215N•mm2

是的，即弯矩作用平面的稳定性满足要求。

弯矩作用平面外的稳定性计算条件：N/ipyA+T|0txMx/