钢结构课程设计—门式钢架

钢结构课程设计—门式钢架

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门式钢架设计

一、设计资料

某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m，檐高H=7.5m，屋面坡度B=1/10，跨度L=15m，柱距S=7.5m。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。

屋面材料、墙面材料采用单层彩板。

檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

基本风压 WO?0.35kN/m2，地面粗糙度B类。

二、结构平面柱网及支撑布置

该厂房长度150m，跨度12m，柱距7.5m，共有21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。

厂房长度>60m，因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为1.5m；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高＞柱距，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。

三、荷载的计算

（一）计算模型的选取

取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高7.5m，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m；屋面坡度为1：10。因此得到刚架计算模型：

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（二）荷载取值计算

长度柱距跨度檐高恒载活载基本风压（m） （m） （m） （m） （kN/m2） （kN/m2） （kN/m2） 150 7.5 12 7.5 0.6 0.5 0.35

1．屋盖永久荷载标准值

屋面板

0Nm/2 0.6k0.15kN/m2

刚架斜梁自重（先估算自重） 合计

0.75kN/m2

2．屋面可变荷载标准值

屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50kN/m2，不考虑积灰荷载。 3．轻质墙面及柱自重标准值 0.25kN/m2 4．风荷载标准值

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；

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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和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。

（三）各部分作用荷载：

（1）屋面恒载：

标准值： 0.75?1?7.5?5.60kN/m cos?柱身恒载：0.25?7.5?1.88kN/m

（2）屋面活载 屋面活荷载0.50?1?7.5?3.76kN/m cos?

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（3）风荷载

以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式?k??z?s?0计算:?z根据查表h?10m，取1.0，?s根据门式刚架的设计规范，取下图：（地面粗糙度B类）

—0.6 —0.5

风载体形系数示意图

风荷载如下图：

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（四）内力计算： （1）截面形式及尺寸初选

梁、柱都采用热轧中翼缘H型钢

梁的截面高度h一般取(1/30?1/45)L,故取梁截面高度为600mm；

暂取HM588?300，截面尺寸见图所示,柱的截面采用与梁相同 长度 Ix截截面名面 称 面积 6 4Wx4 3Iy6 4Wy4 3ix(mm) （m㎡） (?10mm)(?10mm)(?10mm)(?10mm) iy mm mm HM 柱 588?3007200 HM 梁 600?3006030 18721 1128.27 18721 1128.27 388.95 90.09 60.07 247.15 69.37 388.95 90.09 60.07 247.15 69.37 6

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（四）内力计算： （1）截面形式及尺寸初选

梁、柱都采用热轧中翼缘H型钢

梁的截面高度h一般取(1/30?1/45)L,故取梁截面高度为600mm；

暂取HM588?300，截面尺寸见图所示,柱的截面采用与梁相同 长度 Ix截截面名面 称 面积 6 4Wx4 3Iy6 4Wy4 3ix(mm) （m㎡） (?10mm)(?10mm)(?10mm)(?10mm) iy mm mm HM 柱 588?3007200 HM 梁 600?3006030 18721 1128.27 18721 1128.27 388.95 90.09 60.07 247.15 69.37 388.95 90.09 60.07 247.15 69.37 6

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