文档介绍：门式钢架设计
一、设计资料
某厂房为单跨双坡门式刚架,长度150m,檐高H=,屋面坡度B=1/10,跨度L=15m,柱距S=。刚架为等截面的梁、柱,柱脚为铰接。
屋面材料、墙面材料采用单层彩板。
檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢,,钢材采用Q235钢,焊条采用E43型。
基本风压,地面粗糙度B类。
二、结构平面柱网及支撑布置
该厂房长度150m,跨度12m,,共有21榀刚架,由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m,因此不用设置伸缩缝。
厂房长度>60m,因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑;并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆,;同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑,由于柱高>柱距,因此柱间支撑用分层布置,布置图详见施工图。
三、荷载的计算
(一)计算模型的选取
取一榀刚架进行分析,柱脚采用铰接,刚架梁和柱采用等截面设计。,考虑到檩条和梁截面自身高度,;屋面坡度为1:10。因此得到刚架计算模型:
(二)荷载取值计算
长度(m)
柱距(m)
跨度(m)
檐高(m)
恒载(kN/m2)
活载(kN/m2)
基本风压(kN/m2)
150
12
屋面板
刚架斜梁自重(先估算自重)
合计
屋面活荷载:按不上人屋面考虑,,不考虑积灰荷载。
按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002附录A的规定计算。基本风压ω0=× kN/m2,地面粗糙度类别为B类;
风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用,当高度小于10m时,按10m高度处的数值采用,μz=。
风荷载体型系数μs:迎风面柱及屋面分别为+-,背风面柱及屋面分别为--(CECS102:2002中间区)。
(三)各部分作用荷载:
(1)屋面恒载:
标准值:
柱身恒载:
(2)屋面活载
屋面活荷载
(3)风荷载
(地面粗糙度类)
— —
风载体形系数示意图
风荷载如下图:
(四)内力计算:
(1)截面形式及尺寸初选
梁、柱都采用热轧中翼缘H型钢
截面
截面名称
长度
面积
(m㎡)
mm
mm
柱
HM
7200
18721
梁
HM
6030
18721
(2)截面内力
根据各个计算简图,用《》计算,得结构在各种荷载作用下的内力图如下:
注:剪力图:“+”表示方向“→”;轴力图:拉为正,压为负。
( A ) 恒载作用(标准值)下,计算简图及内力值():
恒载作用下轴力图
恒载作用下剪力图
恒载作用下弯矩图
( B )活载作用(标准值)下,计算简图及内力值():
活荷载作用下轴力图
活荷载作用下剪力图
活荷载作用下弯矩图
(C)风荷载作用(标准值) 下,计算简图及内力值(不考虑基础埋深):
风荷载作用下轴力图
风荷载作用下剪力图
风荷载作用下弯矩图
(3)内力组合
由于恒载和活载关于结构竖向对称,因而风荷载只要考虑一个方向作用,风荷载只引起剪力不同,而剪力不起控制作用。
刚架结构构件按承载能力极限状态设计,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定,采用荷载效应的基本组合:γ0S≤R。本工程结构构件安全等级为二级,γ0=
按承载能力极限状态进行内力分析,需要进行以下3种组合:
A:×永久荷载+×max{屋面均布活荷载} +×
B:×永久荷载+××max{屋面均布活荷载}+×风荷载
C:×永久荷载+×风荷载
组合A、B --用于截面强度和构件稳定性计算,
组合C --用于锚栓抗拉计算。
本工程不进行抗震验算。最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面,取四个控制截面:如下图: