轻型门式刚架钢结构课程设计.docx

轻型门式刚架厂房主体结构

1、设计条件
1.1、设计资料
某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度27m，柱距6m，长度
48m。一侧墙上两个开间设3.6m×3.6m门一扇，两纵墙轴线位置上，各开间均设
窗3.6m×1.2m。刚架柱柱脚标高设为±0.000m，刚架檐口高度为9.0m，从而刚

架柱柱高为h=9.0m。屋面坡度1/10。屋面及墙面板均为彩色压型钢板，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。
1.2、设计参数
地面粗糙度：B类
地震设防烈度：6度
设计使用年限：50年
结构重要性系数：γ0=1.0
基本风压：ω0=0.50kN/m
2
屋面活载和雪压:ζ0=0.50kN/m
2
2、布置形式
刚架平面布置如图所示，刚架形式及几何尺寸如图所示。
3、初选截面
钢柱采用等截面H型钢，梁柱初选截面均为H450×200×8×12。
截面特性：
Ix=28181cm
4
Iy=1602cm
4
Wx=1252cm
3
Wy=160.2cm
3
ix=18.53cm
iy=4.42cm
Sx=707.07cm
3
A=8210cm
2
4、荷载计算

4.1屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）
彩色型钢板
檩条及支撑

刚架斜梁自重

合计
0.25kNm2
0.05kNm2
0.15kNm2
0.45kNm2

4.2屋面可变荷载标准值
基本风压：ω0=0.5kN/m
2
4.3轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）
0.5kNm2
4.4风荷载标准值
基本风压：0=1.05×0.50kNm2=0.53kNm2；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10m时，按10m高度处的数值采用，
z=1.0。风荷载体型系数s：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。
4.5地震作用
荆州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。
4.6荷载标准值计算
A、屋面
恒荷载标准值：0.45×6/cosα=2.72kNm
活荷载标准值：0.50×6=3.00kNm
B、柱荷载
柱自重标准值：0.45×6=2.70kNm
C、风荷载标准值
迎风面：柱上qw1k=0.53×6×（+0.25）=0.80kN/m
横梁上qw2k=0.53×6×（-1.0）=－3.18kN/m
背风面：柱上qw3k=0.53×6×（-0.55）=－1.75kN/m
横梁上qw4k=0.53×6×（-0.65）=－2.07kN/m
4.7荷载设计值计算
屋面恒载g1=γGgk1=1.2×2.72=3.26kN/m
柱身恒载g2=γGgk2=1.2×2.70=3.24kN/m
屋面活载q=γQQk=1.4×3.0=4.2kN/m
风载
迎风面：柱上qw1=γQqw1k=1.4×0.80=1.12kN/m
横梁上qw2=γQqw2k=－1.4×3.18=-4.45kN/m
背风面：柱上qw3=γQqw3k=－1.4×1.75=-2.45kN/m
横梁上qw4=γQqw4k=－1.4×2.07=-2.90kN/m

5、内力分析（用结构力学求解器计算求得内力,用AutoCAD绘制）

q=3.00kN/m

g1=2.70kN/m

qw2=-3.18kN/m


qw4=-2.07kN/m


1

g2=2.70kN/m

119.60kN·m


荷载图


g2=2.70kN/m

243.45kN·m

142.45kN·m

M图

39.23kN
1.85kN

18.33kN

0.60kN

Q图


59.02kN
16.24kN
8.25kN
38.29kN

qw3=-1.75kN/m
qw1=0.80kN/m

41.26kN

22.34kN

70.42kN


12.20kN12.32kN

N图


60.93kN

22.22kN

90.09kN

6、构件设计和验算及节点设计和验算
6.1、截面验算
构件宽厚比的验算
翼缘部分：b/tf96/128<96/128<15235fy12

腹板部分：h0/tw426/853.25<25023