门式框架设计计算书

门式框架设计计算书一、设计资料某单层厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度为15m，檐口6m，共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度为。柱网及平面布置图见图1，刚架形式和几何尺寸见图2和图3,。梁柱节点采用高强螺栓连接，刚架平面外设柱间支撑，檩条端部隅撑在a、b点分别提供柱、梁的侧向支撑点，钢材采用Q235-B.F，焊条采用E43型。设计条件如下：1）屋面材料：夹芯板。2）墙面材料：夹芯板。3）天沟：彩钢板天沟。4）荷载荷载：0.7N/mm2活载：0.2N/mm2风荷载：基本风压=，地面粗糙度为A类雪荷载：0.4N/cm25）钢材采用Q235-B.F二、构件截面确定（一）、钢架柱的截面确定1.假设长细比==1002.计算回转半径，取=6m=3m=/=600/100=6cm=/=300/100=3cm截面属于b类截面，按查教材附表5.2可得柱稳定系数分别为==0.5553.计算截面面积，=18*6*7.5*10/(0.555*215)=67.9cm2所以钢架柱和钢架梁都取H型钢HW250*250*14*14，但是由于后面截面校核的时候该截面不符合要求，所以经验算选取截面为HW400*400*15*15的截面该截面特性如表1表1梁柱截面特性截面截面名称面积cmcm柱H4004001515178.454804024761625580916.419.54梁H4004001215178.454804024761625580916.419.54三、荷载计算1.荷载取值计算屋面自重（标准值，沿坡向）:双层压型钢板复合保温板0.2檩条及支撑0.15刚接斜梁自重0.15总计0.5屋面雪荷载（标准值）0.4屋面均布活载（标准值）0.2屋面均布活载不与雪荷载同时考虑，因此按雪荷载取0.4墙面及柱自重（包括墙面材料、墙梁及钢架柱）0.5风荷载：基本风压=0.6地面粗糙等级A类，风荷载体型系数见图3已柱顶为准，风压高度系数=1.17=0.6以屋顶为准，风压高度系数=1.17=0.62.各部分作用荷载=1\*GB3①屋面荷载荷载标准值（0.5+0.7）6=7.2活载标准值0.46=2.4=2\*GB3②柱荷载恒载标准值0.56=3.0=3\*GB3③风荷载标准值迎风面柱上=1.170.60.86=3.37横梁上=-1.170.60.66=-2.53背风面柱上=-1.170.60.56=-2.1横梁上=-1.170.60.56=-2.1四、钢架内力计算钢架内力分析可以采用《建筑结构静力计算手册》中的方法进行，见下表2计算项目计算简图及内力图（M、N、Q）恒荷载作用活（雪）荷载作用风荷载作用五、内力组合1.钢架柱=1\*GB3①柱顶截面。因风荷载内力与竖向荷载内力符号相反，故钢架柱身只考虑恒荷载的组合。第一种组合：M=1.294.8+1.431.59=157.986kN.mN=1.2(-55.08)+1.4(-18.36)=﹣91.856kNQ=1.2(±15.79)+1.45.27=±26.370kN第二种组合：M=1.3594.8+1.40.931.59=167.78kN.mN=1.35（-55.08）+1.40.9（-18.36）=﹣97.49kNQ=1.35（±15.79）+1.40.9（±5.27）=±27.96kN=2\*GB3②柱底截面Nmax组合：M=0N=-1.298.28-1.418.36=﹣143.64kNQ=-1.215.79-1.45.27=﹣26.33kNNmin组合：N=98.28-1.424.45=64.036kNQ=15.79+1.4(-22.9)=﹣16.27kNQmax组合：N=-1.298.28-0.91.4(18.36-10.27)=﹣128.082kNQ=-1.215.77-1.4(10.30+5.27)=﹣40.759kN2、钢架横梁BC支点（B点）截面，因风荷载内力与竖向荷载内力符号相反，故只考虑竖向荷载+活载的组合。Mmax组合：M=1.294.8+1.431.59=157.986kNN=1.226.28+1.48.76=43.8kNQ=1.250.88+1.417=84.856kN六、截面验算1、柱截面验算=1\*GB3①确定计算长度=±=±=MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h==-0.84=20.19==0.14<0.8因此不考虑屈曲后强度K1==6000/15298=0.39查《钢结构设计规范》附录，得=3.8平面内计算长度Hoy=3.86000=22860mm平面外计算长度Hox=3000mm=2\*GB3②强度验算=69.70<215强度满足要求，对热轧型钢构件可不验算抗剪强度=3\*GB3③稳定验算由=22860/164.1=131.63<=150及b类截面查表得=0.38=1901.69KN==81.68<f=215平面外稳定验算：=74.48<f=215满足要求=4\*GB3④局部稳定验算：翼缘：=12.8腹板：=±=±=MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h=当1.6<2.0时==24.67（48+0.5-26.2）=112.6满足要求。2、梁截面验算：=1\*GB3①计算长度k2=查《钢结构原理与设计》表得：=2.14=2.14×15298=32737.72mm=2\*GB3②强度验算=66.48<215满足要求强度满足要求，对热轧型钢构件可不验算抗剪强度。=3\*GB3③刚度验算=33.54<=150满足要求=4\*GB3④稳定性验算a.平面内稳定验算横斜度为1/5，可不做此验算b.平面外稳定验算取平面外侧向支撑点为3200mm，即屋面没有支撑点的距离=33.54查表得：=0.92=66.48<f=215=±=±=MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h=当1.6<2.0时，==24.67（48+0.5-26.2）=112.6（其中=100）满足要求七、梁柱节点连接计算梁柱节点采用伸式平端板连接接头，如图3接头内力计算连接处内力组合为恒荷载+雪荷载，计算结果为：M=157.986kN.m梁端B点内力N=43.8kNQ=84.856kNM=157.986kN.m柱端B点内力N=-91.856kNQ=26.37kN一般为安全起见，将节点B的内力值B’作为连接接头处内力计算，用