1、1. 設(shè)計(jì)資料某車間跨度9m，長度90m, 柱高4.5m，柱距，采用單跨雙破門式鋼架，檁條間距，屋面坡度，當(dāng)?shù)匮┖奢d0.25kN/，基本風(fēng)壓0.4 KN/，地面粗糙度：B類，風(fēng)載體型系數(shù)如下圖鋼材采用Q235鋼，焊條E43型。屋面材料： 夾芯板墻面材料： 夾芯板檁條墻梁： 薄壁卷邊C型鋼本課程設(shè)計(jì)不考慮地震作用2屋面構(gòu)件 1.夾芯板 夾芯板型號采用JXB42-333-1000，芯板面板厚為0.50，板厚為80。 2.檁條 檁條采用冷彎薄壁卷邊槽鋼18070203.0，跨中設(shè)拉條一道。 3荷載和內(nèi)力計(jì)算31 荷載 1. 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面夾芯板 0.25 kN/檁條 0.05 kN/懸掛構(gòu)件

2、0.15 kN/ 0.50 kN/2.可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值由于鋼架的受荷水平投影面積為96=5460，故取屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/，雪荷載為0.25kN/，取屋面活荷載與雪荷載中較大值0.5kN/.3.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓0.4 kN/，地面粗糙度為B類，z=1.0,風(fēng)荷載形體系數(shù)s迎風(fēng)面柱及屋面分別為+0.25和-1.0；背風(fēng)面柱及屋面分別為-0.55和-0.65。3.2 荷載計(jì)算值1.屋面風(fēng)荷載迎風(fēng)面：2=1.4-0.11.00.46=-3.36kN/背風(fēng)面：3=1.4-0.651.00.46=-2.18kN/2.墻面風(fēng)荷載背風(fēng)面：1=1.40.251.00.46=0.84kN/背風(fēng)面：4

3、=1.4-0.551.00.46=-1.85kN/3.屋面恒荷載 g1=1.20.454.5=2.45 kN/4.柱身恒荷載 g2=1.20.456=3.24 kN/5.屋面活荷載 q=1.40.54.5=3.15 kN/4. 屋面支撐1.屋面支撐布置 檁條間距1.5m，水平支撐截距3m。2.屋面荷載及內(nèi)力 屋面支撐斜桿采用張緊的圓鋼。 節(jié)點(diǎn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Fwk =0.41.01.03.04.50.30.4523.15kN節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值 Fw =3.151.4=4.41kN斜桿拉力設(shè)計(jì)值 N=4.41cos26.6=4.93kN3.斜桿 斜桿選用12的圓鋼，截面面積A=113.0 強(qiáng)度校核：/f

4、5. 柱間支撐柱間支撐直桿用檁條兼用，因檁條留有一定的應(yīng)力余量，可不再驗(yàn)算。1柱間支撐布置2.柱間支撐荷載及內(nèi)力作用于兩側(cè)山墻頂部節(jié)點(diǎn)的風(fēng)荷載為（山墻高度取5.25m）取s=0.8+0.5=1.3 1=1.31.00.49=16.38kN按一半山墻面作用風(fēng)荷載的1/3考慮節(jié)點(diǎn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： Fwk =2.73kN節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值 Fw =2.731.4=3.82kN斜桿反力設(shè)計(jì)值 N=3.82/cos37=4.78kN3.斜桿校核斜桿選用12的圓鋼，截面面積A=113.0強(qiáng)度校核：/f6. 桿件內(nèi)力計(jì)算各種荷載作用下的門式鋼架內(nèi)力，并經(jīng)最不利組合得出內(nèi)力圖。計(jì)算結(jié)果顯示鋼架內(nèi)力一般由恒荷載加活荷

5、載組合控制。 1.截面內(nèi)力恒載 (單位：kNm) (單位：kN) (單位：kN)活荷載(單位：kNm) (單位:kN)(單位:kN)風(fēng)荷載(單位：kNm)(單位:kN)(單位:kN) 2.內(nèi)力組合1-1截面控制內(nèi)力：M=0kNm ， N=-27.72kN ， V=11.9kN2-2截面控制內(nèi)力：M=-29.0kNm ， N=-27.72kN ， V=10.14kN3-3截面控制內(nèi)力：M=-29.0kNm ，N=3.58kN ， V=40.3kN4-4截面控制內(nèi)力：M=20.80kNm ， N=0.23kN ，V=-1.80kN 7.構(gòu)件截面設(shè)計(jì)1.構(gòu)件截面幾何參數(shù)梁柱均為高頻焊接輕鋼H型鋼（m

6、m）3001504.58，Ix =5976.11，。2）構(gòu)件寬厚比的驗(yàn)算翼緣部分：腹板部分： (3)剛架梁的驗(yàn)算強(qiáng)度剛架梁端部為最不利截面，M=-29.0kNm ，N=3.58kN ， V=40.3kNa梁截面的最大剪力為=40.3kN考慮僅有支座加勁肋，即按1或者=0計(jì)算，因不設(shè)中間加勁肋，所以=5.34，=0.8=(30028) 4.5125=159.75kN=40.3kN,滿足要求b梁抗彎承載力設(shè)計(jì)值先計(jì)算梁的有效截面：腹板的最大應(yīng)力和最小盈應(yīng)力：= 68.9 =腹板的受壓區(qū)高度： =143.0 =/=67.9368.87=0.986=23.7由于= 68.87f= 215,故取= 1.

7、168.87 =75.76=0.2620.8因此，=1，即梁腹板不屈曲全部有效。從而可得按有效設(shè)計(jì)截面計(jì)算的梁抗彎承載力設(shè)計(jì)值：= 398.410215=85.66 kNmc彎剪壓共同作用下的驗(yàn)算由于V=40.3 M=29.0 kNm整體穩(wěn)定驗(yàn)算a 橫梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)斜梁坡度不超過1:5時(shí)，因軸力很小可按彎壓構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度和剛架平面外的穩(wěn)定，不計(jì)算平面內(nèi)的穩(wěn)定。b 橫梁平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，有蒙皮作用，檁條可作為橫梁平面外的支承點(diǎn)，但為了安全起見計(jì)算長度按兩個檁條或者隅撐間距考慮，即= 3015 mm因= = 20.1 ,因此需計(jì)算剛架梁平面外整體穩(wěn)定。

8、對于等截面構(gòu)件=0，有 =1.0 = 3015/35 = 86.1 根據(jù)試驗(yàn)，輕型H型鋼課按b類截面，查附表4.2得=0.647 。計(jì)算： = = 1.745 0.6 =1.07=0.91 又有：1= 81.51或者=0計(jì)算： = 0.740.8 = 125 =2844.5125 = 159.75 kN 滿足要求b 柱抗彎承載力設(shè)計(jì)值先計(jì)算柱的有效截面：腹板的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力為：=7.5468.9=腹板的受壓區(qū)高度：=157.5=61.3676.44=0.80得： =20.62由于= 76.44f= 215,故取= 1.176.44=84.08代替，即：=0.300.8得=1，即柱腹板全部有

9、效，故同樣可得：= 398.410215=85.66kNmc 彎壓剪共同作用下的驗(yàn)算由于V=10.14kN M= 29.0 kNm整體穩(wěn)定性驗(yàn)算構(gòu)件的最大內(nèi)力N= -27.72kN，M=29.0kNm。a 剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算剛架柱高H= 4500 mm，梁長L= 9060mm。課計(jì)算得梁柱線剛度比： =0.497由于柱為等截面，根據(jù)柱的計(jì)算長度系數(shù)為= 2.65 剛架柱的計(jì)算長度= 2.654500 = 11925，則= =93.53 b類截面，查附表4.2得=0.598 =776kN另外，對有側(cè)翼剛架取=1.0，有：=+ = 86.98 0.6 = 1.07 =0.91=1.027

10、.727760.7527.72776=0.96= 88.39f,滿足要求5.剛架柱頂位移計(jì)算由于剛架梁坡度不大于1:5，故剛架側(cè)移可估算，且其數(shù)值不應(yīng)超過規(guī)定的h/60。= 90604500 = 2.01H= 0.67()4.5 = 5.76 kN= (2+2.01) = 14.24 mm= 83.3 mm，滿足要求。8.節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算 1.梁柱連接節(jié)點(diǎn)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 梁柱節(jié)點(diǎn)采用10.9級M16高強(qiáng)度螺栓摩擦連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，摩擦面抗滑移系數(shù)=0.45，每個高強(qiáng)度螺栓的預(yù)壓應(yīng)力按表3.8為100kN，見圖，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值N=-3.58kN，V=40kN，M=29kNm。每個螺栓的拉

11、力： 螺栓群得抗拉力：0.910.451008=324kNV=40.0kN最外排一個螺栓的抗剪、抗拉力，應(yīng)用式：從安全和構(gòu)造上考慮最好采用大于M20的螺栓。（2）端部厚度驗(yàn)算端板厚度取為t=22mm，寬度b=150mm。按式伸臂類端板計(jì)算：14.7mm若計(jì)算不能滿足，可在兩塊端板外側(cè)分別加設(shè)加勁肋后按相鄰邊支撐的端板計(jì)算，能滿足要求。（3）梁柱點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)式：79.9125N/4.螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算 當(dāng)Nt2=29.8kN0.4P時(shí) 240.2N/f=215N/經(jīng)計(jì)算不能滿足要求，此時(shí)設(shè)置腹板加勁肋或局部加厚腹板。本題采用局部加厚腹板的方法來解決。取距端板3000范圍腹板厚為6。180.2 N/f=215N/5.梁跨中拼接節(jié)點(diǎn)及鋼架柱腳橫梁中拼接節(jié)點(diǎn)如圖所示，計(jì)算從略。柱腳節(jié)點(diǎn)見圖，柱底板、地腳錨栓采用Q235B鋼制作，地腳錨栓選用M20，基礎(chǔ)材料采用C20混凝土，=9.6N/mm ，柱底軸力N= -27.72 KN。柱腳底板面積柱腳底板應(yīng)力驗(yàn)算： 按一邊支承（懸臂板）計(jì)算彎矩 N柱腳底板厚度： =7.36宜按構(gòu)造取底板厚度=209.位移及用鋼量根據(jù)計(jì)算結(jié)果，鋼架最大相對豎向位移為 15.6（滿足規(guī)范要求）。剛架用鋼量為：635.9kg10.門式鋼架施工