1、目 錄 一、設(shè)計(jì)資料.4 二、結(jié)構(gòu)布置.4 三、內(nèi)力計(jì)算.5 1.計(jì)算模型.5 2.內(nèi)力計(jì)算.6 3.各荷載工況內(nèi)力圖.23 四、內(nèi)力組合.27 五、構(gòu)件截面設(shè)計(jì).29 1.梁截面設(shè)計(jì).29 2.梁截面驗(yàn)算.303.柱截面設(shè)計(jì).33 4.柱截面驗(yàn)算.34 六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì).37 1.梁柱連接.37 2.斜梁連接.393.柱腳的計(jì)算.41 七、參考文獻(xiàn).44 一、設(shè)計(jì)資料1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)車間柱網(wǎng)布置為長(zhǎng)度90m、柱距分別為6m、跨度18m、柱高6m；屋面坡度1:10；屋面材料為壓型鋼板；墻面材料為彩鋼板；天溝使用彩板天溝或鋼板天溝。 基礎(chǔ)混凝土為，。鋼材采用鋼，。1.2 設(shè)計(jì)荷載恒載：有吊頂 活載：

2、不上人 風(fēng)載：基本風(fēng)壓，地面粗糙度為B類，風(fēng)載體型系數(shù)如下圖1-1所示。18000圖1-1 計(jì)算模型及風(fēng)載體形系數(shù)二、結(jié)構(gòu)布置廠房跨度為90m，可不設(shè)置溫度縫。屋面支撐、柱間支撐、拉條和墻梁布置如圖2-1、2-2、2-3、2-4所示。圖2-1 屋面水平支撐布置圖圖2-2 柱間支撐布置圖圖2-3 拉條布置圖圖2-4 墻梁布置圖1、 內(nèi)力計(jì)算 3.1 計(jì)算模型 內(nèi)力計(jì)算模型如圖3-1所示。圖3-1 節(jié)點(diǎn)及單元編號(hào)圖 3.2 內(nèi)力計(jì)算 3.2.1 恒載作用 恒載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-2所示：圖3-2 恒載計(jì)算簡(jiǎn)圖 采用查表法計(jì)算 設(shè) 恒載作用下的彎矩圖如圖3-3所示：圖3-3 恒載作用下的內(nèi)力圖

3、3.2.2 活載作用 活載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-4所示： 1.8圖3-4 活載計(jì)算簡(jiǎn)圖 采用查表法計(jì)算 由屋面恒荷載的計(jì)算已得出， 活載作用下的彎矩圖如圖3-5所示：圖3-5 活載作用下內(nèi)力圖 3.2.3 風(fēng)載作用 3.2.3.1左風(fēng)作用下（采用查表法計(jì)算） 柱頂： 屋頂： 風(fēng)載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3-6和圖3-7所示。圖3-6 左風(fēng)圖3-7 右風(fēng)(1) 左柱風(fēng)載作用下 由屋面恒荷載的計(jì)算已得出， 左側(cè)跨中：= 右側(cè)跨中: = 左柱風(fēng)載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖，如下圖3-8，3-9所示。圖3-8 作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3-9 作用下的內(nèi)力圖(2) 右柱風(fēng)載作用下 左側(cè)跨中：= 右側(cè)跨中: =

4、右柱風(fēng)載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖，如下圖3-12，3-13所示圖3-13 作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3-13 作用下的內(nèi)力圖（M,N,V） (3) 作用下分解成水平均布荷載后計(jì)算內(nèi)力： 風(fēng)載水平分荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖，如下圖3-14、3-15所示 圖3-14 水平分荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-15 水平分荷載內(nèi)力圖分解成豎向均布荷載后計(jì)算內(nèi)力： 風(fēng)載豎向分荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖，如下圖3-16、3-17所示圖3-16 豎向分荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-17 豎向分荷載作用下內(nèi)力圖(4) 作用下分解成水平均布荷載后計(jì)算內(nèi)力： 風(fēng)載水平分荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖，如下圖3-18、3-19所示圖3-1

5、8 水平分荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-19 水平分荷載作用下內(nèi)力圖 分解成豎向均布荷載后計(jì)算內(nèi)力： 風(fēng)載豎向分荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖，如下圖3-16、3-17所示圖3-16 豎向分荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3-17 豎向分荷載作用下內(nèi)力圖 3.2.3.2右風(fēng)作用與左風(fēng)作用產(chǎn)生的內(nèi)力為對(duì)稱關(guān)系，步驟省略。 3.3 各荷載工況內(nèi)力 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力值(M、N、Q)備注恒載作用恒載下彎矩恒載下剪力 恒載下軸力（忽略柱自重） 彎矩圖剪力圖 軸力圖拉正壓負(fù)活荷載作用活荷載(標(biāo)準(zhǔn)值) 彎矩圖活荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)剪力圖活荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)軸力圖彎矩圖剪力圖軸力圖拉正壓負(fù)風(fēng)荷載作用風(fēng)荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)彎矩圖.風(fēng)荷載(標(biāo)

6、準(zhǔn)值)剪力圖風(fēng)荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)軸力圖彎矩圖剪力圖軸力圖拉正壓負(fù)2、 內(nèi)力組合按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行內(nèi)力分析，門式鋼架的荷載效應(yīng)一般有可變荷載控制，則荷載效應(yīng)組合值從下列組合值中取最不利值確定： A1.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng) B1.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4左風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng) C1.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4右風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng) 本工程不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。最不利內(nèi)力組合的計(jì)算控制截面取柱底、柱頂、梁端及梁跨中截面，對(duì)于剛架梁，截面可能的最不利內(nèi)力組合有： 梁端截面：(1)及相應(yīng)的、； (2)及相應(yīng)的、 梁跨中截面：(1)及相

7、應(yīng)的、；(2)及相應(yīng)的、對(duì)于剛架柱，截面可能的最不利內(nèi)力組合有： (1)及相應(yīng)的、； (2)及相應(yīng)的、 (3)及相應(yīng)的、； (4)及相應(yīng)的、由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，取五個(gè)控制截面進(jìn)行設(shè)計(jì)，如下圖：內(nèi)力組合見下表一：表一：各情況作用下的截面內(nèi)力表組合一組合二組合三組合四截面內(nèi)力恒載活載左風(fēng)右風(fēng)一M0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 N-21.60 -16.20 29.38 19.67 -48.60 15.21 -23.92 -0.66 V-8.57 -6.43 15.57 -0.76 -19.29 11.51 -6.21 5.21 二M-51.41 -38.56

8、 78.55 37.24 -115.68 48.28 -49.69 10.49 N-21.60 -16.20 29.38 19.67 -48.60 15.21 -23.92 -0.66 V-8.57 -6.43 10.62 -11.65 -19.29 4.58 -10.37 -1.72 三M-51.41 -38.56 78.55 37.24 -115.68 48.28 -49.69 10.49 N-10.68 -8.01 13.49 13.55 -24.03 6.07 -12.70 -1.78 V20.64 15.48 -28.18 18.41 46.44 -14.68 22.77 0.49

9、四M17.63 13.22 -15.14 -24.03 39.66 -0.04 26.95 12.92 N-9.60 -7.20 13.49 13.56 -21.60 7.37 -10.27 0.31 V9.89 7.42 -13.26 18.69 22.26 -6.70 11.12 0.58 五M38.08 28.56 -41.34 -41.34 85.68 -12.18 50.95 15.81 N-8.53 -6.39 13.49 13.55 -19.18 8.65 -7.85 2.39 V-0.85 -0.64 1.67 -1.04 -1.92 1.32 -0.51 0.69 備注：組合

10、一：1.2+1.4組合二：1.2+1.4組合三：1.2+1.4+1.40.6組合四：1.2+1.40.7+1.4五、構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 5.1 梁截面設(shè)計(jì) 梁上最不利內(nèi)力值： 按強(qiáng)度條件選取截面 初選截面： ，查表有 取 翼緣寬度為，取， 腹板厚度：，取 選用 ，圖5-1為所選截面。 截面特性：圖5-1 梁截面尺寸 5.2 梁截面驗(yàn)算5.2.1 強(qiáng)度驗(yàn)算 支座處局部壓應(yīng)力為： 滿足要求。5.2.2 剛度驗(yàn)算 圖5-2 單位力作用M圖圖5-3 恒載作用下M圖 各單元分別圖層得： 則 滿足要求。5.2.3 整體穩(wěn)定由于門式鋼架橫梁的坡度很小，故而橫梁中的軸力較小，視為純彎構(gòu)件，不會(huì)發(fā)生平面內(nèi)失穩(wěn)。 平面

11、外考慮有檁條對(duì)梁的支撐及隅撐，取為隅撐間距： ，按類截面查表得 取最大值計(jì)算， 截面影響系數(shù)： 滿足要求。5.2.4 局部穩(wěn)定 翼緣：，滿足要求。 腹板： 滿足要求。 5.2.5 梁變截面驗(yàn)算 圖5-4 梁變截面最小尺寸 截面特性： 6號(hào)節(jié)點(diǎn)端： ， ， 截面邊緣正應(yīng)力比值： 因?yàn)?，代替 則 所以有效寬度系數(shù)，即此時(shí)3號(hào)節(jié)點(diǎn)端截面全部有效。 綜上6節(jié)點(diǎn)截面強(qiáng)度滿足要求。5.3 柱截面設(shè)計(jì)初選截面： ，查表有 取 翼緣寬度為，取， 腹板厚度：，取 選用 ，圖5-5為所選截面。 截面特性： 圖5-5 柱截面尺寸 5.4 柱截面驗(yàn)算5.4.1 強(qiáng)度驗(yàn)算正應(yīng)力： 剪應(yīng)力：滿足要求。5.4.2 剛度驗(yàn)

12、算 ，查表得： 計(jì)算長(zhǎng)度：， ， 滿足要求。5.4.3 整體穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定：按類截面查表得 ,結(jié)構(gòu)為側(cè)移框架柱，則：, 滿足要求。 平面外穩(wěn)定：因?yàn)橄露藦澗貫榱?滿足要求。5.4.4 局部穩(wěn)定翼緣：，滿足要求。腹板： 滿足要求。5.4.5 側(cè)移驗(yàn)算 剛架柱側(cè)移主要由水平荷載引起，柱腳為鉸接，則柱頂水平位移： 橫向水平風(fēng)荷載作用下，等效柱頂水平荷載下： 剛架側(cè)移： 滿足要求。 5.4.6柱底變截面驗(yàn)算 截面特性： 圖5-6柱變截面最小尺寸 寬厚比驗(yàn)算： 翼緣：，滿足要求。 腹板：，滿足要求。 梁腹板高厚比變化率： ， 故腹板抗剪可以考慮屈曲后強(qiáng)度，腹板不設(shè)加勁肋。 ， 故，柱的抗剪承載力設(shè)計(jì)值

13、柱下端荷載值：, 柱下端彎矩為0，截面邊緣正應(yīng)力比值 因，計(jì)算參數(shù)可用代替，則 所以有效寬度系數(shù)，即此時(shí)柱下端截面全部有效。 強(qiáng)度滿足要求。六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 6.1 梁柱連接 6.1.1 節(jié)點(diǎn)螺栓設(shè)計(jì) 梁柱節(jié)點(diǎn)采用8.8級(jí)M20摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，構(gòu)件孔徑，摩擦面 要求作噴砂處理，摩擦抗滑移系數(shù)，螺栓預(yù)拉力。梁與柱連接節(jié)點(diǎn)及螺栓布置如圖6-1所示。連接處組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為： 圖6-1 梁柱連接節(jié)點(diǎn)螺栓布置 6.1.2 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 螺栓承受的拉力： 第一排 第二排 螺栓抗拉滿足要求。 每個(gè)螺栓承受的剪力： 螺栓抗剪滿足要求。 最外排螺栓驗(yàn)算： 滿足要求。 6.1.3 端板厚度驗(yàn)算 端板厚度t根據(jù)支

14、承條件計(jì)算確定，該節(jié)點(diǎn)螺栓均為兩邊支承類端板（端板外伸）。 由圖5-1可知 取端板厚度為t=20mm. 6.1.4 節(jié)點(diǎn)域剪力計(jì)算 節(jié)點(diǎn)域剪應(yīng)力滿足要求。 6.1.5 端板螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算 鋼架梁腹板強(qiáng)度滿足要求。 6.2 斜梁連接 6.2.1 節(jié)點(diǎn)螺栓設(shè)計(jì) 梁截面為。采用級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，構(gòu)件孔徑，摩擦面要求作噴砂處理，摩擦抗滑移系數(shù)，螺栓預(yù)拉力。梁與柱連接節(jié)點(diǎn)及螺栓布置如圖6-2所示。連接處組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值為： 。圖6-2 斜梁連接節(jié)點(diǎn)螺栓布置 6.2.2 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 螺栓承受的拉力： 第一排 第二排 螺栓抗拉滿足要求。 螺栓群抗剪力驗(yàn)算（下排不記外加壓力，只考慮預(yù)壓力）： 滿足要

15、求。 6.2.3 端板厚度驗(yàn)算 端板厚度t根據(jù)支承條件計(jì)算確定，該節(jié)點(diǎn)螺栓均為兩邊支承類端板（端板外伸）。 由圖5-1可知 取端板厚度為 6.2.4 端板螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算 鋼架梁腹板強(qiáng)度滿足要求。 6.3 柱腳的計(jì)算 柱底內(nèi)力組合的最大內(nèi)力為， 采用帶靴梁的柱腳，底板與靴梁采用鋼材，型焊條，基礎(chǔ)采用混凝土強(qiáng)度 等級(jí)為， ，設(shè)錨栓孔面積 6.3.1底板計(jì)算 因柱翼緣的截面高度為，必須大于，取 作用在底板單位面積上的壓力為 各區(qū)格單位寬度的最大彎矩 四邊支承板的彎矩 由，查表得 三邊支承板的彎矩 ，按懸臂長(zhǎng)為的懸臂板來計(jì)算 懸臂板的彎矩 最大彎矩 底板厚度為 故取底板厚度為 6.3.2靴梁計(jì)算 柱與靴梁的豎直焊縫的焊腳尺寸用 柱與靴梁的豎直焊縫為 ，取 焊縫為8條，考慮內(nèi)部4條焊縫焊接條件較差，計(jì)算時(shí)只考慮外面4條焊縫。 靴梁高度取，厚度為，柱腳尺寸見圖6-3所示。圖6-3 鉸接柱腳 因柱與底板直接連接的焊縫質(zhì)量不能保證，柱端與底板可能有較大的縫隙，故偏安 全不考慮其受力，靴梁與底板連接焊縫總長(zhǎng)度為 取 靴梁板承受的最大彎矩為 6.3.3 抗剪驗(yàn)算 柱腳錨栓不宜用于承受柱腳底部的水平剪力。此水平剪力可由底板與混凝土基礎(chǔ)間 的摩擦力（摩擦系數(shù)可取）或設(shè)置抗剪鍵承受。 抗