钢结构课程设计单跨双坡门式刚架设计.doc

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1、 应用技术学院 系（院） 建筑工程系 课程名称 钢结构设计 课题名称 单跨双坡门式刚架设计 专业班级 土木工程1182班 学 号 姓 名 指导教师 建 筑 工 程 系设计资料某地区拟建单跨双坡门式刚架的机械厂房，坡面1：10，刚架为变截面梁，柱，柱脚为铰接，柱距6m,厂房总长90m。材料采用Q345-B钢材，焊条采用E50型。屋面板和墙面板采用EPS荚芯板，底面和外层采用镀锌彩板（屋面板和墙面板自重取值如下所示），檩条采用高强度镀锌冷弯薄壁卷边Z形钢檩条。荷载： 恒载：彩色压型钢板 0.42KN/m2檩条 0.06KN/m2活载 层面活载和雪载 0.5KN/m2风荷载 0.32KN/m2地面粗

2、糙度为B类，地下水位低于地方6m，修正后的低级承载力为f=200KN/ m2钢架布置简图该厂房长度90m，跨度24m，共有16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，檩条间距为1.5m。CBA2700090001:10刚架立面一、 荷载计算与荷载简图1.荷载计算荷载计算如下表2荷载简图（1） 恒载： （2） 屋面活载 （3）风荷载（地面粗糙度类）荷载如下图：二、 内力分析（1）内力计算根据各个计算简图，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：计算项目计算简图及内力值(M、N、Q)备注恒载作用 恒载下弯矩 恒载下剪力 恒载下轴力（

3、忽略柱自重）弯矩图剪力图“+”轴力图(拉为正，压为负)活荷载作用活荷载(标准值) 弯矩图弯矩图活荷载作用活荷载(标准值)剪力图活荷载(标准值)轴力图剪力图“+”轴力图(拉为正，压为负)风荷载作用风荷载(标准值)弯矩图.风荷载(标准值)剪力图风荷载(标准值)轴力图弯矩图剪力图“+”轴力图(拉为正，压为负)（2）控制截面内力确认取控制截面为下图中的A、B、C三处共四个截面：柱上A、柱上B、梁上B、梁上C。此设计只考虑全部荷载同时作用的一种情况，即：1.2X恒载+1.4X0.9 X（活载+风载）三、 钢架设计（一）截面设计初选梁柱截面均采用焊接工字钢600X200X8X10，截面特征如下表所示：（二

4、构件验算1.构件宽厚比验算翼缘部分：腹板部分：2.钢架柱验算抗剪验算柱截面的最大剪力值为26.68KN，考虑仅有支座加劲肋，,满足要求。弯、剪、压共同作用下的验算取柱端截面进行验算，N102.46KN V26.68KN M215.65KNm因V0.5Vu，取V0.5Vu，按钢结构设计规范（GB500172003）式（4.4.1-1）验算。整体稳定性验算a) 柱平面内的整体稳定性验算：b) 柱平面外的整体稳定验算：考虑屋面压型钢板与墙梁紧密连接，有蒙皮作用，墙梁可作为横梁平面外的支承点，但为了安全起见，计算长度按两个墙梁或隅撑间距考虑， 3.刚架梁的验算抗剪验算梁截面的最大剪力值为99.62K

5、N，考虑仅有支座加劲肋，,满足要求。弯、剪、压共同作用下的验算取梁端截面进行验算，N36.76KN V99.62KN M215.65KNm因V0.5Vu，取V0.5Vu，按钢结构设计规范（GB500172003）式（4.4.1-1）验算。整体稳定性验算a) 梁平面内的整体稳定性验算： b)横梁平面外的整体稳定验算：考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接，有应力蒙皮作用，与梁连接的檩条可作为柱平面外的支承点，但为了安全起见，计算长度按两个檩条距离或隅撑间距考虑， 4.刚架在风荷载作用下的侧位移：（三）节点验算（1）梁柱连接节点a) 螺栓强度验算螺栓抗拉强度验算 b) 端板厚度验算c) 梁柱结点域的剪应力验算d) 螺栓处腹板强度强度验算（2）横梁跨中节点验算e) 螺栓强度验算螺栓抗拉强度验算 f) 端板厚度验算g) 螺栓处腹板强度强度验算（3） 柱脚设计钢架柱与基础铰接，采用平板式铰接柱脚。1) 柱脚内力设计值：Nma102.46KN，相应的V21.237由于柱底剪力较小，Vmax21.237KN0，考虑柱间支撑竖向拔力后，锚栓仍不承受拉力，故仅考虑柱在安装过程中的稳定，按构造要求设置锚栓即可，采用4M24。2) 柱脚底板面积和厚度的计算a) 柱脚底板面积确定b) 底板厚度确定