门式钢架设计实例带计算书Word文档下载推荐.docx
《门式钢架设计实例带计算书Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《门式钢架设计实例带计算书Word文档下载推荐.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（2）屋面活载1
屋面雪何载小丁屋面活何载，取活何载0.509
l;
mkn/m
IJIIIJIIIIIII」IIII
（3）风荷载
以风左吹为例计算，风右吹同理计算:
根据公式k
zs0计算：
s根据门式刚架的设计规范,
（地面粗糙度B类）
z根据查表h取下图：
10m,取1.0,
-0E5
LD
CU
c>
+
风载体形系数示意图
迎风面
侧面k
1.0
0.25
0.5
0.125kN/m2,q1
0.1259
1.125kN/m
屋顶k
2
0.50kN/m,q2
0.509
4.5kN/m
背风面
0.55
0.275kN/m2,
q30.275
92.475kN/m
0.65
0.325kN/m2,
q40.325
92.925kN/m
荷载如下图:
4.内力计算：
（1）截面形式及尺寸初选：
梁柱都采用焊接的H型钢
梁的截面高度h一股取（1/30:
1/45）1,故取梁截面高度为600mm
暂取H60030068,截面尺寸见图所示
柱的截面采用与梁相同
300
截面
截面名称
长度
（mm）
面积
（mm2）
Ix
（106mm4
Wx
）（104mm3
）（g
Wy
ix
mm
）
iy
柱
H60030068
7200
9472
520
173
36
24
234
61.6
梁
H60030068
10552
EA2.0610894721061.95106kn,EIx2.0610852010610121.07105kn?
m2
（2）截面内力:
根据各个计算简图，用结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内
力图如下:
计算
项目
计算简图及内力值（M、N、Q）
备注
弯矩图
剪力图
“+”
包载作用
轴力图（拉为正，压为
负）
包载下轴力（忽略柱自重）
活荷载作用
轴力图
（拉为
正，压为
风荷载作用
“+”
风荷载（标准值）剪力图
4（
1
乳荷载（标准值）轴力图
牛日力图T拉为斗，压为
（3）内力组合（由丁恒载和活载关丁结构竖向对称，因而风荷载只要考虑一个方
向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用）
按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合:
11.2*包载效应+1.4*活载效应
21.2*包载效应+1.4*风载效应
31.2*包载效应+1.4*0.85*（活载效应+风载效应｝
取四个控制截面：
如下图：
各情况作用下的截面内力
内力
恒载
活载
左风
I—I
M
N
-45.36
-47.25
46.95
Q
-19.32
-18.05
24.55
-127.84
-129.94
147.59
n-n
16.45
m-m
-21.75
-22.66
21.04
43.41
45.22
-45.08
w-w
92.83
96.70
-77.574
2.18
2.27
-1.81
内力组合值
1.2恒+1.4活
1.2恒+1.4风
1.2恒+1.40.85（风+活）
l—I
-120.58
11.30
-54.85
-48.45
11.19
-15.45
-335.33
53.22
-132.40
54.79
-25.09
-64.30
3.36
-28.03
115.40
-11.02
51.93
246.78
2.79
134.16
-57.82
-3.36
5.79
0.08
3.16
4.截面验算
控制内力组合项目有：
1+Mmax与相应的N,V（以最大正弯矩控制）
2一Mmax与相应的N,V（以最大负弯矩控制）
3Nmax与相应的M,V（以最大轴力控制）
4Nmin与相应的M,V（以最小轴力控制）
所以以上内力组合值，各截面的控制内力为：
1-1截面的控制内力为M0,N120.58KN,Q48.45KN
2-2截面的控制内力为M335.33KN?
M,N120.58KN,Q48.45KN
3-3截面的控制内力为
335.33KN?
M,N
64.30KN,Q
115.40KN
4-4截面的控制内力为
246.78KN?
57.82KN,Q
5.79KN
A:
刚架柱验算：
取2-2截面内力平■面内长度计算系数：
020.45K,其中@地
irh
H7.22.6619.1M
0x
&
5146
7.2仅6'
°
20.451.46
2.66,
平■面外计算长度：
3600co,
58.4
考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁可作为柱平■面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑,即H0Y7200/23600mm
19100〜汽
X81.6,y
234y
⑴局部稳定验算
构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的
①柱翼缘
15042
6
23515（满足要求）
235
（2）柱有效截面特征
M335.33KN?
120.58KN,Q
48.45KN
max
min
120.58103335.33106
AWX9472173104
206.562
12.73193.83N/mm2
181.10
maxmin
206.56181.10.°
C
1.88
206.56
h。
584
tw6
974800.5x26.2105.28
因97>
70,故可以考虑屈曲后强度。
由丁考虑屈曲后强度：
2181.1
0.88
1206.56
584
206.56311.2mm
206.56181.1
16
[
（1）20.112（1
hw/tw
28.1k235/fy
1,截面全部有效。
抗剪强度验算：
则
（3）
柱截面的最大剪力为
原/tw
37k235/fy
0.8
21.28
）2]0.51
584/8
0.8,
28.121.28
Vmax48.45kN
0.85
37「5.341
w1.4，则fv'
[10.64（w0.8）]fv0.973125121.63N/mm2hwtwfv'
5848121.63103Vnax，满足要求。
弯剪压共同作用下的验算：
因为V0.5Vd,按公式MM：
Me
其中MeWef173104215106
Me
NWe/Ae进行验算,
371.95kNm
MeNWe/Ae371.95120.58
371.9522.59367.2kNm
371.95/9472
335.33kNm,满足要求。
（4）
刚架柱平面内稳定性验算
稳定性验算
81.6
x81.6180,x..fy/235
b类截面，由《钢结构设计规范》附表
2EA3.1422.061059472
22388kN,
（1.181.6）
120.58103
C-2查得,
x0.681
Nex
NxA
2
（1.1x）
mxMx
mx1.0,则
x[10.8（N/Nex）]Wx
1.0335.33106
0.68194721.05173104（10.8呻2388
18.69192.39211.08N/
2
mmf
满足要求。
刚架柱平而外稳定性验算
yf/23558.4
b类截面，由《钢结构设计规范》查得，y0.818
1
tx0.650.3520.650.35
0.825
M1
—22
58.42
b1.07——1.07--
0.99
440044000
NtxMx120.58103
贝U——-txx
八0.825335.33106
1.0
yAW0.8189472
ypx
0.99173104
15.56161.52177N/mm2f满足要求。
B:
刚架梁验算：
取3-3截面内力
M,N64.30KN,Q115.40KN
③梁翼缘
四土212.1715匿15、阡15（满足要求）
6\fy.235
④梁腹板
hw60016235235
146250J——250J——250。
两足要求）
tw4•fy■235
（2）梁有效截面特征
门式刚架坡度为1/10<
1/5,可以不考虑横梁轴梁的影响，按受弯构件验算
335.33106
173104
193.83N/mm2
二W1
1hc584-
kr
[
（1）20.112
（1）2]1
hw/tw_584/8_
p28.1.厂235/fy28.1一23.91
则1,截面全部有效。
（3）强度验算
292mm
0.1124
0.530.8,
23.91
抗剪强度验算:
柱截面的最大剪力为Wax115.4kN
k5.34
37k'
235/fy
37，京41
121.63N/mm2
0.8w1.4，则fv'
[10.64（w0.8）]fv0.973125
hwtwfv'
5848121.63103568.25kNMax,满足要求。
弯矩作用下的验算
Md
M173104215106
371.95kNm335.33kNm,满足要求。
（4）稳定性验算
刚架梁平面内稳定验算
验算方法与柱平面内的稳定验算相同,由于N梁巨主，嗥二M主，因而可以满足要求。
刚架梁平面外稳定验算
一般刚架平面外稳定靠支撑来保证,
考虑檀条处设置隅撑以保证屋脊负弯矩使下翼缘受压时有支撑，
在支撑点处设置隅撑以保证横梁全截面受支承，则横
梁成为平面外3m支撑的压弯构件，取其中一段计算。
由300048.7及b类截面查《钢结构设计规范》得，0.865
y61.6y
由于有端弯矩与横梁荷载，取tx1.0,则b1.07—1.02
44000
由于内力沿杆件线性变化，取较大值64.3kN
从而
txMx64.3103…1.0335.33106
兰x1.0
bWpx0.86594721.03173104
7.85188.19196.04N/mm2f满足要求。
5.位移验算：
（1）柱顶水平位移验算:
由矩阵位移法结构力学计算程序计算位移，
位移验算为正常使用极限状态下的承载力验算，荷载应选用标准值。
构件截面参数：
EA2.0610894721061.95106kn,
EIx2.0610852010610121.07105kn?
荷载标准值即风载，位移图如下：
恒载+1.0活载=4.3+4.5=8.8kN/m
位移图如下:
63.61
21000330
250
满足要求
四、节点设计：
（1）梁柱节点设计:
M,N64.30KN（使螺栓受压），Q115.40KN
螺栓承受拉力为：
第一排：
N=
.My
335.330.372
64.30
155.37
6.43
V\
n
一2___2_一_2、
4（0.132+0.2120.372）
10
第二排：
My
335.330.212
88.54
4（0.1322+0.21220.3722）
第三排：
335.330.132
55.13
4（0.1322+0.21220.3722）
采用摩擦型高强螺栓，采用10.9级M2醵栓，预压力P=225kN,
摩擦面采用喷砂的处理方法，摩擦系数=0.45,
其抗拉承载力为:
148.94kN
82.11kN
48.70kN
[Nb]=0.8P=0.8225=180kN
b/b2>
148.94kN,¥
两足要求。
Ndeftb/421.182500/4176.2kN
螺栓群的抗剪力（M24螺栓）（下面三排不计外加压力，只考虑预压力）
Vb0.9f（P1.25Nt）2[0.90.45（2251.25148.94）0.90.45
（2251.2582.11）0.90.45（2251.2548.70）0.90.452256]
810.26kN115.40kN
端板厚确定：
第一排螺栓端板厚：
t
第二排螺栓端板厚：
第三排螺栓端板厚：
采用端板厚t28mm。
6efNt=fe68148.94103
bf\400205
27.2mm,
16efeNt=6689782.1110
[ewb2ef（efeJ]f一\[97400268（6897）]205
3ewNt
（0.5aew）f
39748.7010_l
I22.5mm,
\（0.58097）205
端部腹板设置加劲肋，加强腹板强度，详见施工图
连接处选用如下组合内力值：
M246.78KN?
M,N57.82KN（使螺栓受压）
16.1mm,
采用摩擦型高强螺栓，采用
10.9级M2很栓，预压力P=225kN,
N1=
0.372
57.82
Yi
4
（0.2122
0.3722）
8
.My2
0.212
~-.-~2
（0.212
__一2、
0.372）
摩擦面采用喷砂的处理方法，摩擦系数=0.45,
螺栓承受拉力为:
其抗拉承载力为:
125.177.23119.94kN
71.347.2364.11kN
[N：
]=0.8P=0.8225=180kN
Nb
d"
ftb/421.182500/4
>
119.94kN,满足要求176.2kN
螺栓群的抗剪力（M24螺栓）（下面二排不计外加压力，只考虑预压力）
Vb0.9f（P1.25Nt）2[0.90.45（2251.25119.94）0.90.45
（2251.2564.11）0.90.452254]
542.65kN5.79kN
采用端板厚t26mm。
400205
24.4mm,
16efewNt=6689764.1110
[ejb2ef（ef%）]f一/[97400268（6897）]205
14.2mm,
（3）柱脚设计：
柱脚节点见下图:
设计内力采用：
N120.78KN（使螺栓受压），Q48.45KN基础混凝土抗压承载力fc12N/mm2，锚栓采用4M20柱脚内力计算：
（1）底板反力f=120.78100.77N/mm2
650350
底板厚度计算：
按一边支承计算，
_.1”2一一,2…一
Mfc0.50.7717511790.6Nmm
x就611790.6
t18.6mm，因此木用t20mm^
'
一f205
（2）抗剪连接件计算
Vfb0.4N0.4120.7848.50kn48.45kn
抗剪承载力满足要求，不需要设置抗剪连接件
五、施工图设计（详见图纸）
升级会员 