轻型门式刚架设计课程设计.doc
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1、学 号 钢结构设计课程设计某轻型门式刚架设计院 (系)名 称: 专 业 名 称:学 生 姓 名: 指 导 教 师: 年 月 目录1.设计资料22.荷载计算32.1荷载取值计算:3(1)屋盖永久荷载标准值(对水平投影面)3(2)面可变荷载标准值3(3)轻质墙面及柱自重标准值(包括柱、墙骨架等)3(4)风荷载标准值3(5)地震作用42.2各部分作用的荷载标准值计算:4(1)屋面4(2)柱荷载4(3)风荷载标准值43.内力分析43.1在恒荷载作用下:43.2在活荷载作用下:53.3在风荷载作用下:64.内力组合85.刚架设计95.1截面设计:95.2构件验算:9(1)构件宽厚比验算9(2)刚架梁的验
2、算9(3)刚架柱的验算11(4)验算刚架在风荷载作用下的侧移135.3节点验算:13(1)梁柱连接节点13(2)横梁跨中节点14(3)柱脚设计156.其他构件设计166.1檩条的设计:16(1)荷载及内力17(2)截面选择及截面特性17(3)强度验算19(4)挠度计算19(5)构造要求196.2隅撑的设计:206.3墙梁的设计:20(1)荷载计算20(2)内力计算20(4)挠度计算21参考文献211.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24m,柱距6m,柱高8m,屋面坡度1/10,地震设防烈度为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
3、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,钢材采用Q345钢,焊条采用E50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)屋盖永久荷载标准值(对水平投影面)YX51380760型彩色型钢板 0.15 50 厚保温玻璃棉板 0.05 PVC铝箔及不锈钢丝网 0.02 檩条及支撑 0.10 刚架斜梁自重 0.15 悬挂设备 0.40 合计 0.87 (2)面可变荷载标准值屋面活荷载:0.48雪荷载:基本雪压=0.45。对于单跨双坡屋面,屋面坡角=,=1.0,雪荷
4、载标准值 :=1.00.45=0.45。取屋面活荷载和雪荷载中的较大值0.48,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)0.5(4)风荷载标准值基本风压:=1.050.55=0.58;根据地面粗糙度列别为B类,查得风荷载高度变化系数:当高度小于10时,按10高度处的数值采用,=1.0。风荷载体型系数:迎风柱及屋面分别为0.25和1.0,背风面柱及屋面分别为0.55和0.65。(5)地震作用哈尔滨地区抗震设防烈度为6度,根据全国民用建筑工程设计技术措施-结构中第18.8.1条的建议,所以不考虑地震作用。2.2各部分作用的荷载标准值计算:(1)屋面恒荷载标准值:0.876=
5、5.22活荷载标准值:0.486=2.88(2)柱荷载恒荷载标准值:0.5685.2212=86.64活荷载标准值:2.8812=34.56(3)风荷载标准值迎风面:柱上 横梁上背风面:柱上 横梁上3.内力分析利用结构力学求解器进行内力分析结果如下:3.1在恒荷载作用下:图3.1 恒荷载作用下的M图图3.2 恒荷载作用下的N图图3.3 恒荷载作用下的V图3.2在活荷载作用下:图3.4 活荷载作用下的M图 图3.5 活荷载作用下的N图图3.6 活荷载作用下的V图3.3在风荷载作用下:图3.7 左风向风荷载作用下的M图 图3.8 左风向风荷载作用下的N图图3.9 左风向风荷载作用下的V图 图3.1
6、0 右风向风荷载作用下的M图图3.11 右风向风荷载作用下的N图图3.12 右风向风荷载作用下的V图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(GB500092001)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,。刚架内力组合(左半跨)见表4.1。表4.1 内力组合表截面内力组组合项目荷载组合方式荷载组合项目M/KNmN/KNV/KN刚架柱柱顶 B(1)392.10123.55-49.01(2)-3.105.87-4.48(1)392.10123.55-49.01(2)-3.105.87-4.48柱底 A(1)0151.20-49.01(2)028
7、.915.26刚架梁刚架梁支座B(1)392.1061.06118.06(2)-3.105.055.4跨中C(2)-46.66-1.19-1.55(1)-290.4148.76-4.875.刚架设计5.1截面设计:初选梁柱截面均用焊接工字钢。截面特性:5.2构件验算:(1)构件宽厚比验算翼缘部分: =120/12=10腹板部分:=576/10=57.6,满足要求。B.弯、剪、压共同作用下的验算取梁段截面进行验算,N=61.06kN,V=118.06kN,M=392.10kN.m。 因VM=392.10kN.m,取M= 故 ,满足要求。C.整体稳定性验算N=61.06kN,M=392.10kN.
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