学号 2009021225
钢结构设计》课程设计。
哈尔滨市轻型门式钢架设计。
院 （系）名称： 航天与建筑工程学院。
专业名称： 土木工程。
学生姓名： 宋健。
指导教师： 陈树华
2024年6月
1.设计资料。
哈尔滨市某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度15m，柱距9m，柱高8m，屋面坡度1/10，**设防烈度为6度。刚架平面布置如下图1.1所示，刚架形式及几何尺寸如下图1.
2所示。屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充以保温玻璃棉板，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1.5米，采用q345钢，焊条采用e43型。
图1.1 刚架平面布置图。
图1.2 刚架形式及几何尺寸。
2.荷载计算。
2.1荷载取值计算：
1）屋盖永久载荷标准值（对水平投影面）
yx51-380-760型彩色压型钢板 0.15kn/m
50mm后保温玻璃棉板0.05kn/m
pvc 铝箔及不锈钢丝0.02kn/m
檩条及支撑0.10kn/m
刚架斜梁自重（有吊顶0.15kn/m
悬挂设备 (有附加荷载0.50kn/m
合计0.97kn/m
2）屋面可变载荷标准值。
屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.48kn/m。
雪荷载：基本雪压。对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=542′38″，，雪荷载标准值。
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.48kn/m，不考虑积灰荷载。
3）轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）
0.50kn/m
4）风荷载标准值。
按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（cecs102:2002）附录a规定计算。
基本风压，地面粗糙类别为b类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》（gb 50009-2001）规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，。风荷载体型系数。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-0.
65（cecs102:2002中间区）。
5）**作用。
据《全国民用建筑工程设计措施—结构》中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震烈度小于7度的地区可不进行抗震计算。故本工程结构设计不考虑**作用。
2.2各部分作用的载荷标准值计算。
1）屋面。恒荷载标准值：
活荷载标准值：
2）柱荷载。
恒荷载标准值：
活荷载标准值：
3）风荷载标准值。
迎风面：柱上。
横梁上。背风面：柱上。
横梁上。3.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，梁柱选用相同截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架内力。
3.1在恒荷载作用下：
3.2在活荷载作用下：
3.3在风荷载作用下：
4.内力组合。
刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据《建筑结构荷载规范》（gb 50009—2001）的规定，采用荷载效应的基本组合：。本工程结构构件安全等级为二级，。
本工程不进行抗震验算。最不利内力组合的计算截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面。对于刚架梁，截面可能的最不利组合如下。
梁端截面：mmax及相应的n、v；mmin及相应的n、v。
梁跨中截面：mmax及相应的n、v；mmin及相应的n、v。
对于刚架柱，截面可能的最不利组合有。
mmax及相应的n、v；mmin及相应的、v；nmax及相应的±mma、v；nmin及相应的mma、n。
内力组合见表4.1
表4.15.刚架设计。
5.1截面设计：
初选梁柱截面均用焊接工字钢450×200×8×12，截面特性：b=200mm，h=450mm， mm， mm，a=82.1， =28181， =1252， =18.
53cm， =1602,， 160.2， =4.42cm。
5.2构件验算：
1）构件宽厚比验算。
翼缘部分： =96/12=8<
腹板部分： =426/8=53.25<
2）刚架梁的验算。
抗剪验算。梁截面最大剪力为=120.53，考虑到仅有支座加劲，满足要求。
弯、剪、压共同作用下的验算。
取梁段截面进行验算，n=40.09，v=120.53，m=223.22。
因v<0.5，取v=0.5，按《钢结构设计规范》（gb50017—2003）验算。
=226.01> m=223.22,取m=
故满足要求。
整体稳定性验算。
n=40.09，m=223.22
梁平面内的整体稳定性验算：计算长度取横梁长度=15075， =81.35<150，b类截面，查表得0.679。
187.62<，满足要求。
梁平面外的整体稳定性验算：考虑压型钢板与檩条紧密连接，有蒙皮作用，檩条可作为横梁平面外的支撑点，但为安全起见，计算长度按两个檩距或隅撑间距考虑，即=3015。对于等截面构件，，b类截面，查表得=0.
762。
取， 满足要求。
按《钢结构设计规范》（gb50017—2003）校核该梁腹板容许高厚比。
粱端截面：故，满足要求。
梁跨中截面：
故，满足要求。
.验算檩条集中荷载下的局部受压承载力。
a．檩条传给横梁上翼缘的集中荷载。
b．验算腹板上边缘处的折算应力。
取梁端截面处的内力m=223.22，n=40.09，v=120.53。，满足要求。
3）刚架柱的验算。
a.抗剪验算。
柱截面的最大剪力是=27.89kn，考虑到仅有支座加劲肋， ，满足要求。
b.弯、剪、压共同作用下的验算。
取柱端截面进行验算n=123.82，v=27.89，m=223.22。
因v<0.5，取v=0.5，按《钢结构设计规范》（gb50017—2003）验算。
>,取m=
故满足要求。
c.整体稳定验算。
构件的最大内力：n=167.12n，m=223.22
a.刚架柱平面内的整体稳定性验算。
刚架柱高h=8000，梁长l=15075，柱的线刚度，梁的线刚度，，查表得柱的计算长度系数=2.612。刚架柱的计算长度。＜[150，b类截面，查表得=0.476。
满足要求。b.刚架柱作用平面外的整体稳定性验算。
考虑屋面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撑点，但为安全起见，计算长度按两个墙梁间距或隅撑间距考虑，即。
对等截面构件，，b类截面，查表得=0.762。
取0.970,
.按《轻型门式刚架设计规程》校核刚架柱腹板容许高厚。
a.柱顶截面。
故，满足要求。
b.柱底截面。， 满足要求。
4）验算刚架在风荷载作用下的侧移。
刚架柱顶等效水平力：
其中。满足。
5.3节点验算：
1）梁柱连接节点。
螺栓强度验算。
梁柱节点采用10.9级m30高强摩擦型螺栓连接，构件截面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数=0.45，每个高强螺栓的预拉力是355kn，连接处传递内力设计值：
n=40.09kn，v=120.53kn，m=223.
22 kn·m。
ab）图5.1 刚架柱与刚架梁的连接节点。
螺栓抗拉承载力验算：
螺栓抗剪承载力验算：
满足。最外排一个螺栓的抗剪、抗拉承载力验算：，满足要求。
端板厚度验算。
端板厚度取t=22mm，按二边支撑类端板计算：
梁柱节点域的剪应力验算。
满足要求。螺栓处腹板强度验算。
满足要求。2）横梁跨中节点。螺栓强度验算。
横梁跨中节点采用10.9级m30高强摩擦型螺栓连接，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数=0.45，每个高强螺栓的预拉力是355kn，连接处传递内力设计值：
n=27.77kn，v=2.79kn，m=220.
60 kn·m。
图5.2 刚架梁跨中节点。
螺栓抗拉承载力验算：
螺栓抗剪承载力验算：
满足。最外排一个螺栓的抗剪、抗拉承载力验算。
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课程名称 钢结构课程设计 设计题目 钢结构平台设计 院系 土木工程系 专业 土木工程 年级2009 姓名。指导教师。2011年12月19日。目录。1总体设计 1 2 平台次梁设计 2 2.1 次梁内力分布 2 2.2 次梁高度 2 2.3 截面选择 3 2.4 截面验算 3 3 平台主梁设计 3 3...
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