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单跨双破门式钢架设计
单层房屋采用单跨双破门式钢架,钢架跨度18m,柱高8m,共有15榀,柱距6m,屋面坡度
1/10,地震设防烈度为7度,。屋面采用彩色钢板波形瓦;钢
材采用Q235,焊条E43型。
荷载
永久荷载标准值

檩条自重(预估)²
²
雪荷载
按《建筑结构荷载规范》²
活荷载
由于钢架的受荷水平投影面积18*6=108m²>60m²,故按《建筑结构荷载规范》取屋面活
荷载(按不上人屋面)²,²,取屋面荷载与雪载中较大值
。
风荷载标准值
²,
风压标准值Wuuw
zzs0
各系数取值
荷载效用不同组合
自重+雪荷载
自重+风荷载
自重+风荷载+雪荷载
檩条设计

屋面板(转化到与屋面垂直)²
²
²
**1/cosα=**²
雪载为主要控制荷载
*+*=²
Qx=1/8**6000=²
Qy=
弯矩设计值Mx=1/8ql²=1/8**36=²:.
My=1/8ql²=1/8**36=²

MM
5*
w103mm3
nx*215
x
W
X
g
I198cm4
x
选用[10i
x
I
y
W
Y
i
y

1111
中间弯矩:M=FLql21636m
4848
103
<215N/mm2
103
NX

檩条之间设有拉条,可不必验算稳定性。
..强度的验算
**106
Xy<215N/mm2
****103
xNXyNy
故强度满足要求。

v5ql35**600031
kx*103挠度满足要求。
l384EI206000*198*104150
X
:.
作为屋架上弦支撑的横杆或刚性撑杆的檩条,应验算长细比
l6000l3000
x152200,y212200故知檩条在坡向刚度不足,

xy
l3000
可焊小角钢予以加强,也可改为[,i,y191200,不必考虑

y
加强。不作支撑或刚性系杆的檩条可不必加强。

6101/10
檩条作用于梁上为集中力,由于檩条分布较密可视为
布荷载荷载值大小:6
101
梁自重:1KN/m
10
材料自重合计:++=
柱身荷载估计为2KN/m
*6=

;:.
类取风荷载高度变化系数按照《建筑荷载设计规范》(GB
5009-201)的规定采用,当高度小于10m时,按照10m的高
度取值,迎风面柱及屋面分别为
zs
-+;背风面柱及屋面为:--;
屋面风荷载迎风面-****6=-
1
背风面-****6=-
2
***1.*6=

3
背风面-***1*6=-
4
(2)3(3)
24
(1)(4)
15
风荷载示意图
荷载的组合
荷载示意图:当自重、风载、雪载同时考虑的时候风载为有利荷载,故不计荷载分项系数自
重、雪载均记荷载分项系数.
荷载组合有:
○1自重+雪载雪载为主要控制荷载时
*+*=
永久荷载为主要控制荷载时
KN/m
*+**=
故取雪载为主要控制荷载
:.
3
--
(2)(3)
2--
--
(1)(4)
1--
轴力图
x

-
(2)(3)
24
-
(1)-(4)
15
剪力图
x
3
-(2)(3)
-
-
-
(1)(4)
15
弯矩图
+雪载+风载
雪载为主要控制荷载屋顶风载为有利荷载不计分项系数,维护构件为不利荷载,计分项系
数。
考虑风载标准荷载分布如下:x:.
荷载分布图
--
(2)(3)
2--
--
(1)(4)
1--
轴力图
3
--
(2)(3)
2-
x
-
(1)(4)

剪力图
x:.
-
3
(2)(3)

-

(1)(4)

弯矩图
○3自重+风载

-
x(2)(3)
--
-
(1)(4)
1--
轴力图
3
(2)--(3)
x2-
-
-
(1)(4)

剪力图
x:.
-
(2)(3)
-

(1)(4)

弯矩图
x
-
(2)(3)
-

(1)(4)

y
x
弯矩图
各种构建的设计取三种状态下的最危险状态
三梁的截面选择

:.
M169220
2试选截面X33
W1078610mm
X205
选HW250250H=250mmB=255mmt14mm,t14mm
12
21135cm4I3875KN/m2
XY
i,i,W907cm3,W304cm3
xyxy
截面示意图
3梁的安全性检验
○1梁的抗剪强度的检验
S=255*14*118+111*14*111/2=507507mm3
103507507
215N/mm2

IT2113510414
W
抗剪强度满足要求
○2梁的抗弯强度的验算
106
x215N/mm2
907103
xNX
梁的抗弯强度满足要求
○3刚度的验算
在荷载标准值作用下:.
5ql35450031
t103
l384EI38420610321135104250
刚度满足要求
○4稳定性的验算

当斜坡度不超过1:5时,因轴力很小可按压弯构件计算其
强度和钢价平面外的稳定性,不计算平面内的稳定性。

考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接,有蒙皮作用,檩条可
作为横梁平面外的支撑点,为了安全起见计算长度按两个檩
条间距考虑。l=3015mm
y
l3015235
因y16故不必计算平面外的稳定性。
b255f
y
四柱的截面选择
最危险截面为梁柱交界处选择截面仍为
选HW250250H=250mmB=255mmt14mm,t14mm截
12
21135cm4I3875KN/m2
XY
i,i,W907cm3,W304cm3
xyxy
钢架柱的验算
○1强度的验算
钢架柱的验算按弯剪压共同作用下的压弯构件计算,并取最
不利的柱顶截面,,,剪力
:.
○1柱强度的验算
106
X2<f=215N/mm2

A907103
nXNX
故柱的强度满足要求。
○2整体稳定性的验算

NM
采用Xf215N/mm2
A
xN
W1
XNX
N
EX
柱的计算长度
HH柱上端与梁刚性连接,下端与基础铰接,
0
l18000
K=H
==*8000=16800mm
H80000
H16800
0

x
=
x
2EA220600013345
N955210N

X
NM
X=
A
xN
W1
XNX
N
EX
106
2
f215N/mm
13345
9071031

故平面内柱的稳定性满足要求。

考虑到压型钢板与墙梁紧密连接,起到应力蒙皮作用,与柱
连接的墙梁可作为柱平面外的支撑点计算长度按两个墙梁:.
间距考虑。即l3000mm
y
3000
等截面构件,查表得稳定性系数


y
2f2

整体稳定性系数yy1取
=1
b4400023544000b
106
X2
f215N/mm
A133451907103
ybnx
故柱的平面外稳定性系数满足要求。

由柱为压型H型钢,可不必验算局部稳定性。
五节点的设计
柱脚的节点的设计
柱脚节点为铰接,柱与底板焊缝连接。设有靴梁。轴力设计

(1)底板的计算
底板的面积底板的平面尺寸取决于基础材料的抗压能力,基
础对底板的压力近似认为均匀分布,所需要的地板净面积
103
2考虑到柱的截面尺寸及构造要求
A10258mm

c
取底板为宽400mm,长450mm,毛面积18000,净面积(减
锚栓孔面积大约1200mm2)为16800mm2
*103
基础对底板的压应力为
16800
底板厚度计算底板分两区:.
11N/mm2
○1区为悬臂板部分Mpc2**90217820
122
○区为三边支撑板b100查表得=
21
a250
1
N/mm2
Ma2P2502**11550
22
两区弯矩相差不大,不必调整底板平面尺寸及隔板位置。
最大弯矩M17820N/mm2
MAX
6M6*17820

t
f215
厚的构造要求。
(1)靴梁的计算
靴梁与柱身的连接(四条焊缝),按承受柱的压力N=
此焊缝为侧面角焊缝,设h12mm,取10mm.
f1
计算焊缝的长度:
*103
。按构造要求取高度400mm,
l
w4**hfw4**10*160
ff
厚度取10mm.
靴梁作为支撑柱边的悬伸梁验算抗剪抗弯强度
V**225*9044550N/mm2
max
V44550
f125N/mm2
ht400*10v
M**225*9024009500N/mm2
max
M4009500N/mm2
maxf215N/mm2
W10*4002
靴梁与底板的连接焊缝传递全部柱的压力,设焊缝的焊脚尺
寸均为h
=10mm
f:.
所需焊缝总计算长度为:
N73860

l54mm
**h***10*160
ff
显然焊缝的尺寸已经明显超过此尺寸。
柱脚与基础的连接按照构造要求采用两个20mm的锚栓。
梁柱节点的设计
○
梁柱连接为刚接,采用摩擦性高强螺栓(喷砂丸面处理)。
梁的端部焊接端板。
,,轴力

。有效截面积459mm2
单个高强度螺栓的设计预拉力值为290KN
受拉承载力设计值Nt*290232KN
b
单个高强螺栓受剪承载力设计值
b>N
NnP*2**290235KN
vv
f
106
N166KNNb232KN
t4*255t:.

弯剪共同作用下验算满足要求:vt1
NbNb235232
vt
螺栓强度满足要求。
○2端板厚度
按构造要求,与斜梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚。
端板厚度可根据支撑条件,但不应小于16mm.
1区按照伸臂类板计算
6eN6*60*166*103
tft
bf250*215
3eN3*60*166000
无加肋端板twt
ef(*6060)215
w
2区按照三边支撑类端板
6eeN6*60*60*166000
tfwt
[e(b2b)4e2]f(60*2504*60)215
wsf
取板厚40mm.
梁梁节点的设计
梁梁连接类似于梁柱连接,刚接,采用高强摩擦型螺栓连接,:.
喷砂丸处理。,,轴力

‘
○1螺栓选择

单个高强度螺栓的设计预拉力值为225KN
受拉承载力设计值t
N*225180KN
b
单个高强螺栓受剪承载力设计值
NbnP*2**225>N
vfv
106
NNb180KN
t4*180t

弯剪共同作用下验算满足要求:vt1

vt
螺栓强度满足要求。
○2端板厚度的选择
1区按照伸臂类板计算:.
6eN6*60**103
tft
bf250*215
3eN3*60*159500
无加肋端板twt
ef(*6060)215
w
2区按照三边支撑类端板
6eeN6*60*60*159500
tfwt
[e(b2b)4e2]f(60*2504*60)215
wsf
取短板厚度为40mm.

柱间支撑为柔性杆件,采用张紧的圆钢16,圆钢支撑设置花
篮螺栓张紧。:.
柱间支撑布置图
杆件规格截长度材料表质量(kg)备注
号面H300×(mm)数量单个合计
1H300×30090003273422500
2H300×300905047402960
3434300[10300[1090506000905060002243274060236801344

注:其他未统计的材料参照施工平面图和结构施8普通锚68
门式钢架结构施工图
门式钢架平面图::.
:.
:.