1、某單層工業(yè)廠房,采用單跨雙坡門式剛架,剛架跨度24m,長度48m,柱距6m,檐口標(biāo)高11m,屋面坡度1/10o屋面及墻面板均為彩色鋼板,內(nèi)填充保溫層,考慮經(jīng)濟、制造和安裝方便,樽條和墻梁均采用冷彎薄壁卷邊C型鋼,鋼材采用Q345鋼,f310N/mm合計1.23kNm2(2)屋面活載和雪載0.30KN/m2(3)輕質(zhì)墻面及柱自重標(biāo)準(zhǔn)值0.50KN/m2(4)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值根本風(fēng)壓：01.050.500.525kN/m.根據(jù)地面粗糙度類別為B類,查得風(fēng)荷載高度變化系數(shù)：當(dāng)高度小于10m時,按10m高度處的數(shù)值采用,z=1.0.風(fēng)荷載體型系數(shù)s：迎風(fēng)柱及屋面分別為+0.25和1.0,背風(fēng)面柱及屋面分別

2、為0.55和0.65.2.3各局部作用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算(1)屋面荷載：,一1_標(biāo)準(zhǔn)值：1.2367.42kN/mcos柱身恒載：0.5063.00kN/m(2)屋面活載一1屋面活載雪載0.3061.81kN/mcos(3)風(fēng)荷載,fv180N/mm2,根底混凝土標(biāo)號C30,fc14.3N/mm2,焊條采用E50型.剛架平面布置圖,屋面樽條布置圖,柱間支撐布置草圖,鋼架計算模型及風(fēng)荷載體形系數(shù)如下列圖所示.剛架平面布置圖屋面楝條布置圖柱間支撐布置草圖計算模型及風(fēng)荷載體形系數(shù)二、荷載計算2.1 計算模型的選取取一根剛架進行分析,柱腳采用錢接,剛架梁和柱采用等截面設(shè)計.2.2 荷載取值計算：(1)屋

3、蓋永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值彩色鋼板0.40kN.m2保溫層0.60kN.m2樽條0.08kN.m2鋼架梁自重0.15kN.m2以左吹風(fēng)為例計算,右吹風(fēng)同理計算,根據(jù)公式zs0計算,z查表h10m,取1.0,s取值如圖1.2所示.地面粗糙度B類迎風(fēng)面?zhèn)让鎘0.251.01.050.500.131kN/m2,q10.1316屋頂1.001.01.050.500.525kN/m2,5q20.525背風(fēng)面?zhèn)让?.551.01.050.500.289kN/m2,q30.289屋頂0.651.01.050.500.341kN/m2,q40.3410.79kN/m63.15kN/m61.73kN/m62.05kN/m

4、三、內(nèi)力計算根據(jù)各個計算簡圖,用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計算,得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力圖如下:注：剪力圖：“+表示方向“f；軸力圖：拉為正,壓為負.3.1 恒載作用標(biāo)準(zhǔn)值下,計算簡圖及內(nèi)力值：恒載作用下軸力圖恒載作用下剪力圖恒載作用下彎矩圖3.2 活載作用標(biāo)準(zhǔn)值下,計算簡圖及內(nèi)力值：活荷載作用下軸力圖活荷載作用下剪力圖活荷載作用下彎矩圖3.3 風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值下,計算簡圖及內(nèi)力值：風(fēng)荷載作用下軸力圖風(fēng)荷載作用下剪力圖風(fēng)荷載作用下彎矩圖由對稱性可知,右風(fēng)作用下,鋼架的內(nèi)力圖與上述各圖分別對稱,可不做分析四、內(nèi)力組合截面內(nèi)力話載左風(fēng)組合值柱端APM0Q0P0N-122.04-21.7240.21-143

5、.08Q-24.27-5.9219.15-21.33柱端BPM-266.98P-65.12162.86:-274.74N-89.04-21.7240.21-103.48Q-24.27-5.9210.46-25.63梁端Brm-266.98:-65.1214.41-399.441N-33.01-8.05-38.97-83.62Q86.1821.02162.86269.65梁端CM232.8056.79-78.09293.27N-33.01-8.0514.41-38.78Q-3.30-0.81-0.99-5.93五、剛架設(shè)計5.1截面形式及尺寸初選梁柱都采用焊接的工字型鋼,梁截面高度h一般取(1/

6、301/45)L,故取梁截面高度為800mm暫取梁截面尺寸為H800x300x10x14,如下列圖所示,柱的截面采用與梁相同.截面截面名稱面積(mmIX10ho工f1.080.8s1.081.4,所以375.34,235fV10.64(s0.8)fv0.8208,梁的抗剪承載力設(shè)計值0.8208772101801140.58kNVmax,滿足要求.mmW104mmIY106mmW104mmixmmiymm柱H800X300X10X14161201681420634232363梁H800X300X10X141612016814206342323635.2構(gòu)件驗算:(1)構(gòu)件寬厚比驗算(2)平面內(nèi)

7、計算長度平面外長度計算系數(shù)：考慮壓型鋼板墻面與強梁緊密連接,起到應(yīng)力蒙皮作用,與柱連接的強梁可作為柱平面外的支撐點,但為了平安起見計算長度按兩個強梁間距考慮,即H0Y11000/25500mm(3)剛架柱的驗算A.柱有效截面特征B.抗剪驗算Vu0.8208hwtwfv柱截面的最大剪力是Vmax=25.63kN,考慮到僅有支座加勁肋,彎剪壓共同作用下的驗算:由于V0.5Vu,按公式MM；MeNWe/Ae進行驗算,其中MeWef420104215106903kNmC.整體穩(wěn)定驗算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=143.08kN,M=274.74kNma.剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算剛架柱高H=11000mm柱

8、的計算長度系數(shù)01.05.剛架柱的計算長度xlox/ix39.20.6d.驗算剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移Ic1btIcl/1bh24000/110002.18剛架柱頂?shù)刃搅Γ篐0.67(qw1qw3)h0.67(0.791.73)1118.57kN(4)剛架梁的驗算A.梁有效截面特征B.抗剪驗算梁截面的最大剪力是Vmax=83.62kN,考慮到僅有支座加勁肋,由于是等截面,同理得Vu0.8208hwtwfv0.8208772101801140.58kNVmax,滿足要求.彎剪壓共同作用下的驗算:由于V0.5Vu,按公式MMeMeNWe/Ae進行驗算,其中MeWef42010421510690

9、3kNmC.整體穩(wěn)定驗算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=-83.62kN,M=-399.44kNma.剛架梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算：計算長度取橫梁長度10x=12060mmxlox/ix37.340.6六、節(jié)點設(shè)計:(1)梁柱連接節(jié)點設(shè)計A.螺栓強度驗算梁柱節(jié)點采用10.9級M30高強摩擦型螺栓連接,如下列圖所示.構(gòu)件截面采用噴連接處傳遞內(nèi)力設(shè)砂,摩擦面抗滑移系數(shù)=0.50,每個高強螺栓的預(yù)拉力是355kN,計值：N=-83.62kN,V=269.65kN,M=399.44kN-m=螺栓抗拉;螺栓抗剪H80OX300X10X14284kN+70180f80M7第因片0.8Ptn14

10、+N14-M30住與剛架梁的連接節(jié)點算海或+XI力赤載載2承O0OH800X300X10X14QQCON：0.9nfP0.910.50355159.75kNNV5.97kN,滿足要求.14最外排一個螺栓的抗剪、抗拉承載力驗算：B.端板厚度驗算端板厚度取t20mm,按二邊支撐端板外伸計算：t/6fWN/6607384.04103Rewb2ef(efew)f73300260(6073)310C.梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算D.螺栓處腹板強度驗算翼緣內(nèi)第二排第一個螺栓的軸向拉力設(shè)計值：13.71mm,滿足要求.取Nt2142kN(2)梁梁連接節(jié)點設(shè)計A.螺栓強度驗算梁梁連接節(jié)點采用10.9級M30高強摩擦

11、型螺栓連接,如下列圖所示.構(gòu)件接觸面采用噴砂,摩擦面抗滑移系數(shù)=0.50,每個高強螺栓的預(yù)拉力是355kN,連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值如下：N=-38.78kN,V=-5.93kN,M=293.27kN-m(a)H800X300M0次4節(jié)點螺栓抗拉承載力驗算:0.50355159.75kN最外排一個螺栓的抗明|*抗拉承載力驗算:B.端板厚度驗算T-端板厚度取t20mm按二邊支撐端板外伸計一-二二-,t6efewNt,T1616073lewb2ef(efew)fV73300260C.梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算1D.螺栓處腹板強度驗算+-14+38.7810*43.88k3雜33,34150150,10-M30有1Nq,滿足要求150.39mm,滿足要求.翼緣內(nèi)第二排第一個螺栓的軸向拉力設(shè)計值:取Nt2142kN(3)柱腳設(shè)計剛架柱與根底較接,采用平板式較接柱腳.根底采用C20混凝土,2fc=9.6N/mma.柱腳內(nèi)力設(shè)計值如下：N143.08kN,V21.33kNb.柱腳底板尺寸確定Bb2c3002(2050)=340400mm取B=360mm底板反力為qN/LB143.081