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门式刚架计算书
一、设计资料
(1)厂房柱网布置
厂房为单跨双坡门式刚架(见图1-1)。长度90m,柱距6m,跨度18m,门式刚架檐高9m,屋面坡度为1:10。
图1-1 门式刚架简图
(2)材料选用
屋面材料:单层彩板。墙面材料:单层彩板。天沟:钢板天沟
(3)结构材料材质
钢材:,
基础混凝土:
(4)荷载(标准值)
Ⅰ静载: Ⅱ活载:
Ⅲ风载:大体风压,地面粗糙度为B类,风载体型系数按《门式刚架轻型衡宇钢结构技术规程》(CECS102:2002)封锁式建筑类型中间区的风荷载体型系数采纳。
确信Z值: ①
②
取较小值为,依照《门式刚架轻型衡宇钢结构技术规程》表
-1注3,因柱距,故风荷载取中间值。
详见图1-2所示
图1-2 风荷载体型系数示用意(左风)
Ⅳ雪荷载:
(5)其它
本课程设计不考虑地震作用
二、荷载计算
(1)荷载取值
屋面静载: 屋面活载:
轻质墙面及柱自重(包括柱、墙骨架):
风荷载:大体风压,按地面粗糙度为B类;
以柱顶为准风压高度转变系数;
以屋顶为准风压高度转变系数
(2)各部份作用荷载
1)屋面
静载 标准值:
活载 标准值:
2)柱荷载
静载 标准值:
3)风荷载
迎风面:柱上
横梁上
背风面:柱上
横梁上
3、内力分析
采纳结构力学求解器求解内力,计算简图及结果如下:
(1)静载作用下的内力计算
图3-1-1 静载内力计算简图(单位:KN/m)
图3-1-2 静载作用下弯矩图(单位:KN·m)
图3-1-3 静载作用下剪力图(单位:KN)
图3-1-4 静载作用下轴力图(单位:KN)
(2)活载作用下的内力计算
图3-2-1 活载内力计算简图(单位:KN/m)
图3-2-2 活载作用下弯矩图(单位:KN·m)
图3-2-3 活载作用下剪力图(单位:KN)
图3-2-4 活载作用下轴力图(单位:KN)
(3)风载作用下的内力计算
1)左风情形下:
图3-3-1 左风载内力计算简图(单位:KN/m)
图3-3-2 左风载作用下弯矩图(单位:KN·m)
图3-3-3 左风载作用下剪力图(单位:KN)
图3-3-4 左风载作用下轴力图(单位:KN)
2)右风情形下:右风荷载作用下,个内力图与左风荷载作用下的内力图恰好对称,再也不画出。
4、内力组合
(1)计算刚架内力组合时,依照如下四种荷载组合进行:
① ;
② ;
③ ;
④ 。
图4-1 门式刚架计算截面
各工况作用下的截面内力见下表4.1。
各荷载作用下的截面内力
截面
内力
静载
活载
左风
右风
1-1
-
6
-
2-2
3-3
-
-
4-4
0
0
0
0
-
-
-
由以上计算内力,依照荷载组合规那么进行计算,内力组合值如下表4.2所示。
内力组合值
截面
内力
左风
右风
左风
右风
左风
右风
1-1
-
-
-
-
-
-1
-
-
-
2-2
119.7
-
-
-
-
-
-
-
3-3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-17.1
-
-
-
-
3.39
4-4
0
0
0
0
0
0
0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
五、截面选择与强度验算
(1)截面形式及尺寸初选
截面参数表
截面
尺寸
长度
面积
1-1
L420×180
×6×10
9000
6000
18332
2-2
9000
6000
18332
3-3
Z420×180
×6×10
9045
6000
18332
4-4
9045
6000
18332
图5-1 梁、柱截面形式和尺寸
(2) 刚架横梁
1)截面特性
2)局部稳固验算
翼缘:
腹板:
3)强度验算
因为梁是等截面,因此高度转变率符合的条件,因此考虑板件的屈曲后强度,腹板抗剪承载力依照下式计算:。梁柱都不设置横向加劲肋。
,,
因此
①1-1截面的强度验算
因为1-1截面受到压弯作用,采纳以下荷载组合进行验算:
a、正应力验算:
故截面的边缘正应力比值
用代替公式中的:
因为,因此,即1-1截面全数有效。
1-1截面受到剪力、弯矩、轴力的一起作用
因此采纳以下公式进行强度验算:
体会算2-2截面强度知足要求。
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