湖北工程学院土木工程钢结构课程设计.docxVIP

一、设计资料该厂房采用单跨双坡门式刚架，跨度21m，长度90m，柱距9m，檐高9m，吊车牛腿6m，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面及墙面板为彩钢夹芯板，材料采用Q345B钢材，焊条采用E43型。二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m，跨度21m，柱距9m，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。厂房长度60m，因此在厂房第二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；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱布置图如下三、荷载计算 1.计算模型2.荷载取值屋面恒载 0.35 kN/m2屋面活载 0.5 kN/m2 雪载 0.4 kN/m2 ( 当有活载和雪载时,取较大值)墙体彩钢板 0.3 kN/m2风荷载: 基本风压=1.05*0.4=0.42 kN/m2 地面粗糙度B类按下图取值2.各部分作用荷载风荷载迎风面侧面=1*0.25*0.42=0.105 kN/m2kN/m顶面=1*-1*0.42= - 0.42 kN/m2kN/m背风面侧面=1*-0.55*0.42= -0.231 kN/m2kN/m顶面=1*-0.65*0.42= -0.273 kN/m2kN/m荷载如图屋面荷载恒载0.35*1/cos0*9（柱距）=3.15kN/m2活载0.5*1/cos0*9（柱距）=4.5 kN/m2吊车荷载图3.内力计算恒载作用下内力图活荷载作用风荷载作用四、内力组合1. 1.2恒载+1.4活载2. 1.2恒载+1.4活载+1.4*0.6风载3. 1.2恒载+1.4*0.7*活载+1.4*0.6风载4. 1.0恒载+1.4风载五、钢架梁柱截面设计1、构件截面几何参数本设计梁柱都采用H形钢，截面高度通常取（1/30~1/45跨度），故取截面高度700mm截面名称长度面积cm2Ixcm4Iycm4ixcmiycmWycm3Wycm3柱HN700*300*13*249000231.51936221081428.926.835532720.9梁HN700*300*13*2410552231.51936221081428.926.835532720.9EA=2.06*108*231.5*104=4.77kN EIx=2.06*108*193622*104*10-12=398861.3kN·m22、构件宽厚比验算翼缘板 满足腹板 满足3、钢架梁的验算 (1) 强度刚架梁端为最不利截面N=88.41kNV=43.69kN M=91.09kN·m 梁抗剪承载力设计值Vd梁截面最大剪力为Vmax =43.69考虑只有制作加劲肋，即按因不设中间加劲肋，所以=0.71 0.8 Vmax =43.69kN 满足 梁抗弯承载力设计值Me先计算梁有效截面：腹板的最大应力和最小应力腹板受压区高度正应力作用下屈曲系数26.05由于=0.144 故取ρ=1即腹板不屈曲全部有效从而得按有效截面计算的梁抗弯承载力设计值kN·m弯剪压共同作用下的验算由于V=43.69 0.5Vd=0.5*1440.92=720.46(2) 整体稳定验算4、钢架柱的验算 (1) 强度刚架柱端为最不利截面N=111.63 kNV=-41.17kN M= -140.04kN·m梁抗剪承载力设计值Vd考虑只有制作加劲肋，即按因不设中间加劲肋，所以=0.71 0.8 Vmax =41.17kN 满足柱抗弯承载力设计值Me腹板受压区高度正应力作用下屈曲系数34.84由于=0.145故取ρ=1即腹板不屈曲全部有效从而得按有效截面计算的梁抗弯承载力设计值kN·m弯剪压共同作用下的验算由于V=41.17 0.5Vd=0.5*1440.92=720.46(2) 整体稳定验算构件的最大内力N=111.63kn，M=241.68kn， 刚架柱平面内整体稳定性验算刚架柱高H=9000mm 梁长L=10552mm 可计算得梁的线刚度比由于柱为等截面查表6.3的柱的计算长度系数μ=1.21刚架柱计算长度l0=Μh= 1.21*9000=10874mm则b类截面 查附表4.2的=0.908对有侧移刚架取βmax=1刚架柱平面外整体稳定性验算计算长度取9000mb类截面查表4.2=0.3805、钢架柱顶位移计算 由于刚架梁坡度不大于1:5，刚架侧移可按下式估算，且其数值不应超过表7.10规定的h/60六、节点验算1、梁柱连接节点螺栓强度验算（1）螺栓强度验算梁柱链接节点采用10.9级M20摩擦型高强度螺栓，连接表面采用喷砂处理，摩擦面抗滑移系数μ=045，预拉应力P=15