单层钢结构厂房结构计算.docx
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单层钢结构厂房结构计算
单层钢结构厂房结构计算
、设计资料河南省某加工厂一厂房，该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度共有12榀刚架，柱距6m,屋面坡度1:
10;地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组,
设计基本地震加速度值0.05g。
刚架平面布置见图1（a），刚架形式及几何尺寸见图
屋面及墙面板均为聚氨酯复合保温板；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯
薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
图UG.刚架平面布置图
18000
图i（b）・刚架形式及几何尺寸
二、荷载计算
（一）荷载取值计算
1屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）
YX51-380-760型彩色压型钢板0.15KN/m250mm厚保温玻璃棉板0.05KN/m2
PVC铝箔及不锈钢丝网0.02KN/m2
檩条及支撑0.10KN/m2
刚架斜梁自重0.15KN/m2
悬挂设备0.20KN/m2
合计0.67KN/m2
2.屋面可变荷载标准值
雪荷载：
基本雪压S0=0.45KN/m2。
对于单跨双坡屋面，屋面坡角a=5°42'38〃，卩r=1.0，雪荷载标准值Sk=卩rS0=0.45KN/m2。
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50KN/m2，不考虑积灰荷载。
4.风荷载标准值
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,
卩z=1.0。
风荷载体型系数卩s:
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和一0.65（CECS102:
2002中间区）。
5.地震作用
钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。
故本工程结构设计不考
虑地震作用。
（二）各部分作用的荷载标准值计算屋面:
恒荷载标准值：
0.67X6=4.02KN/m
活荷载标准值：
0.50X6=3.00KN/m
柱荷载:
风荷载标准值:
横梁上qw2=—0.47X6X1.0=—2.82KN/m
背风面：
柱上qw3=—0.47X6X0.55=—1.55KN/m
横梁上qw4=—0.47X6X0.65=—1.83KN/m
三、内力分析
考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面,
架计算公式）计算刚架内力。
1.在恒荷载作用下
入=l/h=18/6=3
e=f/h=0.9/6=0.15
k=h/s=6/9.0449=0.6634
卩=3+k+e（3+e）=3+0.6634+0.15X（3+0.15）=4.1359
6=泄=5J泗
4#-1x4.1359
HA=HE=ql入①/8=4.02X18X3X0.5289/8=14.35KN
MC=ql2[1—（1+e）①]/8=4.02x182[1—（1+0.15）X0.5289]=63.78KN-m
MB=MD—ql2①/8=—4.02X182X0.5289/8=—86.11KN-m
刚架在恒荷载作用下的内力如图。
内力计算的“+、一”号规定：
弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力
以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。
恒荷载标准值:
0.5X6X6+4.02X9=54.18KN
图3•刚架在恒荷载作用F的“图
图丄刚架在恒荷载作用下的U图
2.在活荷载作用下
VA=VE=27.00KN
HA=HE=3.O0<18X3X0.5289/8=10.71KN
MC=3.00X182[1—（1+0.15）X0.5289]/8=47.60KN-m
MB=MD=3.00X182X0.5289/8=—64.26KN-m
27,OOKX
27.OOKA'
图6.刚架在活荷载作用下的
3.在风荷载作用下
对于作用于屋面的风荷载可分解为水平方向的分力
qx和竖向的分力qy。
现分别计算，然后
再叠加。
®=—（8+5电）=倦+5x0_15）=01322
16aiex1.135S>
VA=2.82X9-6.35=19.03KN
HA=HE=ql入①/4=2.82X18X3X0.1322/4=5.03KN
MB=MD=5.0X6=30.18KN-m
MC=ql2[a2—（1+e）①]/4=2.82X182X[0.52—1.15X0.1322]/4=22.38KN-m
刚架在qw2y作用下的内力如图
（2）在背风面横梁上风荷载竖向分力qw4y作用下
VA=1.83X9-4.12=12.35KN
HA=HE=ql入①/4=1.83X18X3X0.1322/4=3.27KN
MB=MD=3.2X6=19.62KN-m
MC=ql2[a2—（1+e）①]/4=1.83X182X[0.52—1.15X0.1322]/4=14.52KN-m
刚架在qw4y作用下的内力如图。
3.27KN
in35KN
a=1,
①=—[6（2十少十—讣————[6;<（2+0.15+06634）-06634xf]=0.95034m4x4.1359
A\=-V沪—qhr/2L=-OJlx6逬2xl8>-0.71K?
J
{2-^x0,98O3）=-3.22i：
iV
22
„qkj、a,、0.71其6x1
H丄=--——（2—一朮）=一
」22
He=0.71x6-5.22=1.04KN
应月=妙仝（2-①）="7以"汁（1-0.9803）=6S2KN-期
44
Md=1.0-4x6=6.24KN■m
Afc二空纟一[1-（1+0）0]二况1卩一（I+O-l?
）xO.9SO3）]二一0送1◎匚用
44
VA=-VB=—qh12/2L=—0.71X62/（2X18）=—0.71KN
刚架在qw1作用下的内力如图。
VA=-VB=-qh12/2L=—1.55X62/（2X18）=—1.55KN
TTqha,—1-55x6x1^1
H=—Q——=（2——xO_98O35=7_02A3W
222
HA=1.55X6-7.02=2.28KN
MD=7.02X6-1.55X62/2=14.22KN-m
MB=2.28X6=13.68KN-m
%=9——D-0+以］=D-O015）X0^803）1=一L78AW-nt
44
刚架在qw3作用下的内力如图。
（5）在迎风面横梁上风荷载水平分力qw2x作用下
a=1,3=0
0H
①=—一｛4+3x1x0.15）=0.02028x4.1359
Er二-r,二（2H6+0_9）=o.gijcv
爲2x18
Ha=2-S2x0.9（1+0_0202>2=1.29KN
He=2.S2x0.9-1,29=1.25KN
J/c=2曲罗“卩15x0.5-1.15X0_'0202]=039JLV-w
Ve=1.29x6=7_74KN*m
\Id=125x6=7.50KN-m
刚架在qw2x作用下的内力如图。
L25KA-
0-91K\
（6）在背风面横梁上风荷载水平分力qw4x作用下
1C2V00
；=#E=一-（2x6+0.9）=-0.59jCA^
Ha=1.£3>0.9（1+0.0202>2=[）S4KN
HE=l.S3xO.ei-O.S4^0.S1KN
1STX仃©
[0.15X0.5-1.15X0.0202]=0.26^Vws
Mb=0.81x6=4.86KN■m
Md=0.84^$=5,O4KN-m
刚架在qw4x作用下的内力如图。
（7）用叠加绘制在风荷载作用下刚架的组合内力。
验利二1.83K\-^Tti
左凤
82KX加
图1反刚架在左风向凤荷载恥作用下的“圏
0.86KX
刚架在左风向凤荷载如作用下的¥图
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