钢结构单层厂房结构计算书.doc

钢结构课程设计
---王子涵
一、设计资料
该设计为单层厂房设计,采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度18m,柱高6m;共有12榀刚架,柱距6m,屋面坡度1:10;地震设防列度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值0、05g。刚架平面布置见图1(a),刚架形式及几何尺寸见图1(b)。屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板,详细做法见建筑专业设计文件;考虑经济、制造与安装方便,檩条与墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢,间距为1、5m,钢材采用Q235钢,焊条采用E43型。
二、荷载计算
(一)荷载取值计算
(对水平投影面)
YX51-380-760型彩色压型钢板
0、15 KN/m2
50mm厚保温玻璃棉板
0、05 KN/m2
PVC铝箔及不锈钢丝网
0、02 KN/m2
檩条及支撑
0、10 KN/m2
刚架斜梁自重
0、15 KN/m2
悬挂设备
0、20 KN/m2
合计
0、67 KN/m2

屋面活荷载:按不上人屋面考虑,取为0、50KN/m2。
雪荷载:基本雪压S0=0、45KN/m2。对于单跨双坡屋面,屋面坡角
α=5°42′38″,μr=1、0,雪荷载标准值Sk=μrS0=0、45KN/m2。
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0、50KN/m2,不考虑积灰荷载。
(包括柱、墙骨架等)0、50 KN/m2

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=1、05×0、45 KN/m2,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)。

据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中第18、8、1条建议:单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。故本工程结构设计不考虑地震作用。
(二)各部分作用的荷载标准值计算
屋面:
恒荷载标准值:0、67×6=4、02KN/m
活荷载标准值:0、50×6=3、00KN/m
柱荷载:
恒荷载标准值:0、5×6×6+4、02×9=54、18KN
活荷载标准值:3、00×9=27、00KN
风荷载标准值:
迎风面:柱上qw1=0、47×6×0、25=0、71KN/m
横梁上qw2=－0、47×6×1、0=－2、82KN/m
背风面:柱上qw3=－0、47×6×0、55=－1、55KN/m
横梁上qw4=－0、47×6×0、65=－1、83KN/m
三、内力分析
考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便,刚架采用等截面,梁柱选用相同截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架内力。引用《钢结构设计与计算》(包头钢铁设计研究院编著,机械工业出版社)中表2－29(铰接柱脚门式刚架计算公式)计算刚架内力。

λ=l/h=18/6=3
ψ=f/h=0、9/6=0、15
k=h/s=6/9、0449=0、6634
μ=3+k+ψ(3+ψ)=3+0、6634+0、15×(3+0、15)=4、1359
HA=HE=qlλΦ/8=4、02×18×3×0、5289/8=14、35KN
MC=ql2[1－(1+ψ) Φ]/8=4、02x182[1－(1+0、15)×0、5289]=63、78KN·m
MB=MD=－ql2Φ/8=－4、02×182×0、5289/8=－86、11KN·m
刚架在恒荷载作用下的内力如图。
内力计算的“+、－”号规定:弯矩图以刚架外侧受拉为正,在弯矩图中画在受拉侧;轴力以杆件受压为正,剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。

VA=VE=27、00KN
HA=HE=3、00×18×3×0、5289/8=10、71KN
MC=3、00×182[1－(1+0、15)×0、5289]/8=47、60KN·m
MB=MD=－3、00×182×0、5289/8=－64、26KN·m
刚架在活荷载作用下的内力如图。

对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力qx与竖向的分力qy。现分别计算,然后再叠加。
(1)在迎风面横梁上风荷载竖向分力qw2y作用下
VA=2、82