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,跨度24m,长度90m,,檐高8m,屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱,柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条与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 ,基本雪压 ,地面粗糙度B类。
二、结构平面柱网及支撑布置
该厂房长度90m,跨度24m,,共有1613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与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、拉条与撑杆,檩条间距为1、5m;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。
刚架平面布置见图1,刚架形式及几何尺寸见图2。
图1 刚架平面布置图
图2 刚架形式及几何尺寸
三、荷载的计算
(一)计算模型的选取
取一榀刚架进行分析,柱脚采用刚接,刚架梁与柱采用等截面设计。厂房檐高8m;屋面坡度为1:10。
(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)
90
7、5
30
8
0、3
0、5
0、55
90
7、5
24
8
0、3
0、5
0、55
屋面板
刚架斜梁自重(先估算自重)
合计 0、45
屋面活荷载:按不上人屋面考虑,取为0、50 。
雪荷载:0、2
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0、50 ,不考虑积灰荷载。
、25
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=0、55 ,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=1、0。风荷载体型系数μs:迎风面柱及屋面分别为＋0、25与－1、0,背风面柱及屋面分别为＋0、55与－0、65(CECS102:2002中间区)。
(三)各部分作用荷载:
(1)屋面荷载:
标准值:
柱身恒载:
(2)屋面活载
屋面雪荷载小于屋面活荷载,取活荷载
(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
梁柱都采用焊接的H型钢
截面
截面名称
长度
面积
mm
mm
柱
234
61、6
梁
234
61、6
(2)截面内力
根据各个计算简图,用结构力学求解器计算,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:
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
由于恒载与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。本工程取γ0=1、0。
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:
组合1:1、2×永久荷载+1、4×max{屋面均布活荷载、雪荷载} +1、4×0、7风荷载
组合2:1、2×永久荷载+1、4×0、7×max{屋面均布活荷载、雪荷载}+1、4×风荷载
组合3:1、0×永久荷载+1、4×风荷载
组合1、2－用于截面强度与构件稳定性计算,
组合3 －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:
控制截面示意图
各情况作