门式刚架课程设计 变截面

《房屋钢结构》门式钢架课程设计

姓名：杜修磊

学号：20110380

班级：2011级土木3班 指导教师：张杰

2014年12月

一、题目要求

现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m。

设计参数：

1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年； 2、基本风压为0.4kN/m（50年一遇），B类粗糙度； 3、基本雪压为0.35kN/m（50年一遇）；

4、屋面恒载为0.3kN/m，屋面活载为0.5kN/m；

5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II类，抗震设防类别为丙类； 6、基础顶面标高为0.000m。

结构布置形式如图所示：

2222

二、输入参数

工程名: 01

************ PK11.EXE ***************** 日期:12/18/2014 时间: 20:12:44 设计主要依据:

《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);

《轻型门式刚架》课程设计任务书

一、课程设计目的与要求

培养学生综合运用所学《钢结构设计》知识，计算和设计轻钢门式刚架结构。训练提高学生查阅资料，全面掌握钢结构的选型、柱网布置、荷载计算、结构分析、构件和节点设计、绘制钢结构施工图等专门知识，从而培养学生分析问题和解决实际工程问题的综合能力。

二、设计资料

1、参考尺寸：某地区拟建轻钢结构，建筑面积不少于1500m2，屋面坡度采用1:10。柱距7.5米、跨度和檐口高见图1。

2、材料：梁、柱均采用Q235-B钢材；屋面、墙面采用彩色钢板或夹芯板。 3、建筑物安全等级为2级。地震设防烈度：7度，场地土为II类；

4、控制指标：柱顶水平位移h/60（h为柱高度）；横梁挠度L/180（L为构件跨度）。 5、刚架荷载：见表1 6、设计选题：见表2

7、梁、柱参考截面： 梁H440×250×8×10； 柱H（300~650）×250×10×12

图1 刚架计算简图

图2 刚架弯矩图

表1 门式刚架内力简表

表2 门式刚架设计选题表

三、课程设计内容与时间安排

1、内容

（1）确定门式刚架形式；进行结构布置（包括柱网、支撑体系布置）； （2）根据荷载条件进行

设计资料

荆州某单层厂房采用单跨双坡轻型门式刚架，钢架跨度为27m，高度为9m，共11榀钢架，柱距9m，屋面坡度取1/10。刚架为等截面的梁、柱。屋面及墙面均采用彩色压型钢板，檩条及墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m ，材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。 荷载： 恒载：彩色压型钢板 0.35KN/m2

檩条 0.06KN/m2

0.3KN/m2

活载 层面活载和雪载

风荷载 0.35KN/m2

地震：地震设防6度，设计地震分组为一组，设计基本地震加速度值0.05g

一、 钢架布置简图

该厂房长度60m，跨度27m，共有11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。

1:10

C

B

5500

A

12000

刚架立面

二、 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

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: 根据查表h 10m，取1.0， （地面粗糙度B类）

zs根据门式刚架的设计规范，

取下图：

荷载如下图：

三、 内力分析

（1）内力计算

根据各个计算简图，用结构力学求解

1.1轻型门式钢架大作业设计任务书

2013,9,8，土木1004,1005班

1.1.1设计题目：**集团轻钢结构设计

1.1.2建设地点：武汉市（地形图见附图1） 1.1.3 工程概况

**集团轻钢结构房屋工程的具体要求如下：

1、长度120m，柱网分别为4.5~8.1m，跨度分别为21m、24m、27m，檐口高度为9m，屋面坡度为1/10，1/11，屋面材料为单层彩板或夹芯板，墙面材料单层彩板或夹芯板，天沟为彩板天沟或钢板天沟。

2、荷载：静荷载当无有吊顶时为0.2kN/m，有吊顶时为0.45kN/m；活荷载为0.3kN/m22222（计算刚架时）、0.5kN/m（计算檩条时）；基本风压0.35kN/m，地面粗糙度为B类；雪荷载为

0.5kN/m2；地震设防烈度为6度。

3、所有建筑应尽量采用铝合金隔热门窗；建筑外观要求美观、新颖，能够充分体现轻钢结构建筑的美学特点。 1.1.4设计原始资料

1）气象资料

该地区为三级气候分区，其基本气象资料为：

最冷月平均气温：3.0℃；最热月平均气温：28.8℃。 极端最低温度－5℃；极端最高温度41℃。

平均年总降雨量1230.6 mm,日最大降雨量317.4 mm。 最大积雪深度：32 mm。最大

钢结构课程设计—门式钢架

·

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：

2

·

（二）荷载取值计算

长度柱距跨

钢结构课程设计

1. 设计资料 某车间跨度9m，长度90m, 柱高4.5m，柱距6m，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m，屋面坡度

i?1/10，当地雪荷载0.25kN/㎡，基本风压0.4 KN/㎡，地面粗糙度：B类，风载体型系数如下图

钢材采用Q235钢，焊条E43型。 屋面材料： 夹芯板 墙面材料： 夹芯板

檩条墙梁： 薄壁卷边C型钢 本课程设计不考虑地震作用

2．屋面构件

1.夹芯板

夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为0.50㎜，板厚为80㎜。 2.檩条

檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢18037032033.0，跨中设拉条一道。

3．荷载和内力计算

3．1 荷载 1. 永久荷载标准值

屋面夹芯板 0.25 kN/㎡ 檩条 0.05 kN/㎡ 悬挂构件

钢结构课程设计

1. 设计资料 某车间跨度9m，长度90m, 柱高4.5m，柱距6m，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m，屋面坡度

i?1/10，当地雪荷载0.25kN/㎡，基本风压0.4 KN/㎡，地面粗糙度：B类，风载体型系数如下图

钢材采用Q235钢，焊条E43型。 屋面材料： 夹芯板 墙面材料： 夹芯板

檩条墙梁： 薄壁卷边C型钢 本课程设计不考虑地震作用

2．屋面构件

1.夹芯板

夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为0.50㎜，板厚为80㎜。 2.檩条

檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢18037032033.0，跨中设拉条一道。

3．荷载和内力计算

3．1 荷载 1. 永久荷载标准值

屋面夹芯板 0.25 kN/㎡ 檩条 0.05 kN/㎡ 悬挂构件

第一章 编制依据和编制说明

第一节 第二节

公司简介(略) 编制依据 一、 编制依据

1、由四川省商业**设计院有限公司设计的成都**生物科技有限公司邛崃厂区新建工程一期施工图（以下简称本工程）。

2、成都泓乾生物科技有限公司招标文件。

3、国家有关现行施工验收规范、规程、标准以及省、市对于建筑施工管理有关规定。

4、我公司技术管理水平和机械设备装备能力。

本工程《施工组织设计》中未注明的计量单位均为“mm”。 二、 本工程采用主要技术标准、规范、规程、规定

1、 施工规范（略） 三、 钢结构规范（略） 四、 主要施工定额 序号 1 2 3 4 定额名称 《四川省建筑工程计价定额》及其配套文件 《四川省安装工程计价定额》及其配套文件 《四川省建设工程费用定额》及其配套文件 省、市建委造价管理部门下达调整工程造价的文件 编号 五、 有关参考资料

序号 1 2 名称 《建筑施工手册》 《建筑材料施工手册》 出版单位 中国建筑工业出版社 中国建筑工业出版社 第三节 编制说明

一、我公司通过认真研究招标文件和图纸后，针对对本工程的基础施工、地上结构工程施工、屋面工程施工、二装配合施工，分阶段施工总平面布置，工程测量和检验试验，实施“精品工程”

轻型门式刚架钢结构——荷载计算

恒载

恒载包括刚架自重及屋面板，檩条，保温棉等重量。以下为一些常规的恒载取值：

檩条＋屋面板（0.5mm）： 0.10 KN/m2

檩条＋屋面板（0.5mm）+屋面内衬板(0.5mm) 0.15 KN/m2

檩条＋夹芯板： 0.15 KN/m2

具体的恒载计算还需要根据具体情况进行计算，如果屋面悬挂设备较多，用于悬挂设备的联系梁的重量也不容忽视，都应该计入屋面恒载。

活载及屋面悬挂荷载

屋面活荷载：当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向活荷载的标准值应取0.5KN/m2 (注：当刚架或檩条仅有一个可变且受荷面积超过60m2时，对钢框架，活荷载可取0.3KN/m2)。

屋面悬挂荷载是指由喷淋，管道，灯具等，屋面悬挂荷载可以被包括在屋面活荷载内。

常用的屋面悬挂荷载值可参考如下：

石膏天花板吊顶 0.15 KN/m2

空调管道 0.05 KN/m2

灯具 0.05 KN/m2

喷淋 0.15 KN/m2

需要指出的是，由于轻钢结构屋面系统很轻，当采用STS 等设计软件时（该软件不允许用户增加悬挂荷载工况），屋面悬挂核载归并在活荷载是比较适合的。如将屋面悬挂荷载考虑在恒载内，则恒载＋风载组合时设计偏于不安全。

雪荷载

在考虑雪荷载时需要注意：

1．需要按照

（一）荷载分析及受力简图： 1、永久荷载

永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。

恒载标准值（对水平投影面）：

板及保温层 0.30kN/㎡ 檩条 0.10kN/㎡ 悬挂设备 0.10kN/㎡ 0.50kN/㎡

换算为线荷载：q?7.5?0.5?3.75?3.8KN/m

2、可变荷载标准值

门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。对于屋面结构，《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6，门式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/m2。由荷载规范查得，大连地区雪荷载标准值为0.40kN/㎡。

屋面活荷载取为 0