单层门式刚架厂房结构计算与设计

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1、《钢结构设计》课程实践任务书单层门式刚架厂房结构计算与设计一、设计资料车间柱网布置为长度90m、柱距分别为7.5m、跨度27m、柱高7.2m；屋面坡度1:10；屋面材料为夹芯板；墙面材料为夹芯板；檩条墙梁为薄壁卷边C型钢；荷载：静载（永久荷载）、活载（可变荷载）、风载：基本风压（0.3kN/m2），地面粗糙度为B类，风载体型系数如下图雪载为0.25kN/m2；地震荷载：抗震设防烈度为8度，设计基本加速度值0.3g，场地为二类。材料选择：（1）钢材采用Q235钢，主钢架梁柱节点连接采用10.4级摩擦型高强螺栓，焊条E43型。（2）屋面板采

2、用W600型0.8mm厚压型金属屋面板，上涂保温层即可，墙面异同。屋面檩条为C型钢（C）。（3）基础混凝土为C25等级，钢筋采用HPB235级与HRB335级。55二、计算单元，计算简图及梁柱面确定（1）计算单元选取如图所示计算单元（1）刚架计算简图如图所示55刚架计算简图注：暂定柱脚标高-0.300m55（1）截面选取及特性部位截面简图截面特性刚架柱边柱柱底1-1剖面250×250×9×14刚架柱边柱柱底2-2剖面500×200×9×1455刚架柱边柱中柱3-3剖面450×200×9×14部位截面简图截面特性刚架横梁4-4剖面388×

3、402×15×15注：计算过程如1—1剖面。三、荷载计算（标准值）（1）恒载①屋面自重夹芯板55檩条及其支撑钢架横梁刚架上的恒载作用如图所示②柱自重A、C柱（边柱）：B柱（中柱）：③墙体自重夹芯板55④各柱恒载作用位置如图3.45KN/m（1）屋面活荷载屋面均布活荷载（由于活荷载面积为，故取雪荷载：）活荷载二者之中较大者积灰荷载合计活荷载标准值（2）风荷载55基本风压，地面粗糙度为B类，以柱顶为准，风压变化系数，，以屋顶为准，风压变化系数，钢架风载体型系数如下图（按封闭式建筑取中间单元）风荷载标准值：迎风面：柱斜梁被风柱：柱斜梁钢架风荷

4、载作用如下图：（1）地震作用①　计算简图，其上重力荷载取自计算单元范围内。55a.计算单元范围内重力荷载值见表计算单元范围内重力荷载值荷载类型重力荷载屋盖自重柱自重边柱中柱6.97KN雪荷载外纵墙自重积灰荷载b.按周期等效集中于柱顶的重力荷载代表值c.按地震作用等效集中于柱顶的重力荷载代表值①　横向基本周期在计算基本周期时，将结构进行等效，等效简图如图55利用虚功原理有①　钢架底部总水平地震作用标准值采用底部剪力法进行计算，抗震设防烈度为8度，设计基本加速度值0.3g，场地为二类由《建筑抗震设计规范》查得（特征周期）设计基本加速度值0.

5、3g所以地震影响系数55其中：(曲线下降段衰减系数）则底部总水平地震作用标准值为：为质点水平地震作用，见图：三、位移计算在风荷载作用下柱顶位移计算。依据《门式钢架轻型房屋钢架结构技术规范》可将结构取为如图所示来进行计算。55当估算钢架在沿柱高度均布的水平风荷载作用下的侧移时，柱顶等效水平力可取(柱脚铰接）则，满足规范要求。五、内力计算及内力组合内力计算采用电算，由于是楔形柱，故将楔形柱划分成段(边柱)须满足通过计算可知将变截面划分为10段可满足要求(取三段验算）。划分后共有11个截面（取三段验算），截面特性见表，截面划分见图55截面19

6、1431068922225029343213313573753954331973492500通过力学求解器，建立力学模型并将所需值代人，得出内力计内力组合过程具体见表恒载作用下计算简图及刚架内力图55活载作用在左跨上计算简图及刚架内力图55弯矩M55活载作用在左右两跨计算简图及钢架内力图55弯矩M左风作用下计算简图及钢架内力图55计算简图弯矩M右风作用下计算简图及刚架内力图55地震作用向右计算简图及刚架内力图55地震作用向左计算简图及刚架内力图55弯矩M55边柱（A、C)内力表截面内力恒载活载风荷载地震作用（左右）作用AB（左）作用BC

7、（右）左风右风②②③④⑤⑥1-1M(KN·m）00-2.694000V(KN)-2.618-5.2430.359-2.699-6.1847.444N(KN)-6.331-21.8130.7935.3745.3654.7642-2M(KN·m）-19.634-39.321040.881-13.15755.830V(KN)-2.618-5.2430.359-2.699-6.1847.444N(KN)-6.331-21.8130.7935.3745.3654.7643-3M(KN·m）-12.93-26.21-1.7927.26-8.7737

8、.22V(KN)-2.618-5.2430.359-2.699-6.1847.444N(KN)-6.331-21.8130.7935.3745.3654.76455中柱B柱内力表截面位置截面内力恒载活载风荷