钢结构课程设计计算书--门式刚架设计

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1、钢结构课程设计 门式刚架设计 班级： B1141 学号： 41 姓名： 李谛 目目 录录 1 设计资料. 1 2 钢架布置简图 . 1 3 荷载计算与荷载简图 . 2 3.1 荷载计算 2 3.2 荷载简图 3 3.3 内力分析 . 4 3.3.1 内力计算 . 4 3.3.2 控制截面内力组合 12 4 钢架设计 12 4.1 截面设计 12 4.2 构件验算 13 4.2.1 构件宽厚比验算 13 4.2.2 钢架柱验算 . 13 4.2.3 刚架梁的验算 15 4.2.4 刚架在风荷载作用下的侧位移： 17 4.3 节点验算 17 4.3.1 梁柱连接节点 17 4.3.2 屋脊节点验算

2、 19 4.3.3 柱脚设计 20 1 1 设计资料设计资料 单跨双坡轻型门式刚架， 钢架跨度为 18 m， 高度为 9 m， 柱距 6 m， 屋面坡度 5 %。刚架为等截面的梁、柱。材料采用 Q 235 钢材，焊条采用 E 43 型。 风振系数和风压高度变化系数均取 1.0。 荷载： 恒载 横梁（含上方屋面板及檩条重） 0.50 KN/m 2 立柱（含墙重） 0.45 KN/m 2 活载 风荷载 0.30 KN/m 2 屋面活荷载 0.30 KN/m 2 雪荷载 0. 40 KN/m 2 2 钢架布置简图钢架布置简图 该厂房长度 60m， 跨度 27m， 共有 11 榀刚架， 由于纵向温度区

3、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。 图 2.1 刚架立面 1: 20 A B C 2 3 荷载计算与荷载简图荷载计算与荷载简图 3.1 荷载计算荷载计算 将各项面荷载值乘以柱距得出分布于刚架上的各项线荷载。 风荷载还需考虑 刚架的体型系数。活载标准值在屋面活载与雪载中选较大值。 0.25 -1.00-0.65 -0.55 图 3.1 风荷载体型系数 荷载计算如下表： 表 1.1 各线荷载标准值/ /kN/m 各荷载标 准值计算 屋面 活载标准值 2.4 刚架 横梁（含上方屋面板及檩条重） 3 立柱（包括墙重） 4.05 风荷载 迎风面

4、 柱上qw1 0.45 横梁上qw2 1.8 背风面 柱上qw3 -0.99 横梁上qw4 -1.17 3 3.2 荷载简图荷载简图 （1） 恒载： （2） 屋面活载 （3）风荷载（以左风为例） 荷载如下图： 4 3.3 内力分析内力分析 3.3.1 内力计算内力计算 根据各个计算简图，求得结构在各种荷载作用下的内力图如下： 表格 4.1 计算简图及内力值(M、N、Q) 恒 载 作 用 1 2 3 4 5 ( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 ) -59.78 -59.78 58.7358.73 -59.78 -59.78 弯矩图 剪力图 5 恒载下弯矩 1 2 3 4 5 ( 1 ) (

5、 2 )( 3 ) ( 4 ) -6.64 26.63 -0.33 0.33 -26.63 6.64 恒载下剪力 轴 力 图 ( 拉 为 正， 压为 负) 6 1 2 3 4 5 ( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 ) -63.45 -27.00 -6.63 -7.98-7.98 -6.63 -27.00 -63.45 恒载下轴力（忽略柱自重） 活 荷 载 作 用 弯矩图 剪力图 7 1 2 3 4 5 ( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 ) -47.82 -47.82 46.9946.99 -47.82 -47.82 活荷载(标准值) 弯矩图 1 2 3 4 5 ( 1 ) (

6、2 )( 3 ) ( 4 ) -5.31 21.31 -0.27 0.27 -21.31 5.31 轴 力 图 ( 拉 为 正， 压为 负) 8 活荷载(标准值)剪力图 1 2 3 4 5 ( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 ) -21.60 -5.31 -6.39-6.39 -5.31 -21.60 活荷载(标准值)轴力图 9 风 荷 载 作 用 1 2 3 4 5 ( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 ) 57.76 57.76 -28.07-28.07 2.00 -29.66 2.00 -9.03 风荷载(标准值)弯矩图 弯矩图 剪力图 轴 力 图 ( 拉 为 正， 压为 负) 10 1 2 3 4 5 ( 1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 ) 8.44 4.39 -17.64 -1.42 -1.93 8.61 -4.68 4.23 . 风荷载(标准值)剪力图 11