建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大作業(yè)一、 設(shè)計(jì)資料 1、車間柱網(wǎng)布置：長(zhǎng)度120m，柱網(wǎng)分別為6m、7.5m、9m，跨度分別為21m、24m、27m、30m，檐口高度分別為6m、8m、9m，屋面坡度為1/10，屋面材料為單層彩板或夾芯板，墻面材料單層彩板或夾芯板，天溝為彩板天溝或鋼板天溝。2、 荷載：靜荷載當(dāng)無(wú)有吊頂時(shí)為，有吊頂時(shí)為；活荷載為（計(jì)算剛架時(shí)）、（計(jì)算檁條時(shí)）；基本風(fēng)壓，地面粗糙度為B類；雪荷載為；地震設(shè)防烈度為7度。3、 材質(zhì):Q235或Q345 鋼材 4、 地質(zhì)水文條件: 場(chǎng)地平坦,周圍無(wú)相鄰建筑物,II類場(chǎng)地土, 自上而下土層分布情況為: (1)素填土,FK=50kPa,ES=2.8MPa,

2、厚度0.51.m，灰褐色，軟塑 (2)粘土,FK=170kPa,ES=7.0MPa,厚度0.41.m，黃褐色，可塑 (3）粘土,FK=280kPa,ES=12.0MPa,厚度3.0m，褐色，硬塑 (4)粘土,FK=420kPa,ES=15.0MPa,厚度2.9m， 黃褐色，硬塑 (5)強(qiáng)風(fēng)化巖層，F(xiàn)K=420kPa，堅(jiān)硬 地下水位較低,無(wú)侵蝕性。 施工技術(shù)條件:各種機(jī)具、材料和施工質(zhì)量能滿足要求。2、 作業(yè)要求 根據(jù)不同柱網(wǎng)、跨度、檐口高度、荷載可以有多種不同的組合。每人取其中的一種組合（不得雷同），獨(dú)立完成輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。要求計(jì)算書(shū)內(nèi)容要有系統(tǒng)地編排，字體要端正，表示要清楚，計(jì)算步

3、驟明確，計(jì)算公式和數(shù)據(jù)來(lái)源應(yīng)有依據(jù)，并應(yīng)附有與設(shè)計(jì)有關(guān)的插圖和說(shuō)明。三、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)內(nèi)容1、確定柱網(wǎng)和屋面及其支撐布置，選擇鋼材及焊接材料，并明確提出對(duì)保證項(xiàng)目的要求；2、門式剛架選型，確定梁柱截面形式，并初估截面尺寸；3、梁柱線剛度計(jì)算及其計(jì)算長(zhǎng)度確定；4、荷載統(tǒng)計(jì)及計(jì)算荷載計(jì)算；5、用結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算各工況下的內(nèi)力、柱頂水平位移及橫梁撓度；6、進(jìn)行荷載組合、內(nèi)力組合（不考慮地震計(jì)算）；7、構(gòu)件及連接節(jié)點(diǎn)（梁柱連接節(jié)點(diǎn)、屋面梁拼接節(jié)點(diǎn)）設(shè)計(jì)計(jì)算；8、柱腳設(shè)計(jì)計(jì)算。要求計(jì)算書(shū)內(nèi)容要有系統(tǒng)地編排，字體要端正，表示要清楚，計(jì)算步驟明確，計(jì)算公式和數(shù)據(jù)來(lái)源應(yīng)有依據(jù)，并應(yīng)附有與設(shè)計(jì)有關(guān)的插圖和說(shuō)明。四、教材

4、及參考書(shū)1.馬人樂(lè)等編著，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（第二版），同濟(jì)大學(xué)出版社，2000年10月2.建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，劉錫良、陳志華編著，天津大學(xué)出版社，2004年3.建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程（JGJ81-2002)5.鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收規(guī)范（JGJ82-91)6.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003)7.冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)8.門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（CECS 102:98)9.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205-2001)10.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50205-2001)（2006版）11.冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB50018-2002)五、考核方式 占總成績(jī)的2

5、0%.計(jì)算書(shū)有關(guān)資料（一） 鋼架平面圖布置和幾何尺寸如下:16879000圖1(b).剛架形式及幾何尺寸27000（二）各部分作用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.45×9=4.05kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.50×9=4.50kN/m柱荷載：恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.45×9×9+4.05×9=91.13kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：4.50×27/2=60.75kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：迎風(fēng)面：柱上qw1=0.35×9×0.25=0.79KN/m橫梁上qw2=0.35×9×1.0=3.15kN/m背風(fēng)面：柱上qw3

6、=0.35×9×0.55=1.73kN/m橫梁上qw4=0.35×9×0.65=2.05kN/m內(nèi)力分析 考慮本工程剛架跨度較小、廠房高度較低、荷載情況及剛架加工制造方便，剛架采用等截面，梁柱選用相同截面。柱腳按鉸接支承設(shè)計(jì)。采用彈性分析方法確定剛架內(nèi)力。引用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算（包頭鋼鐵設(shè)計(jì)研究院編著，機(jī)械工業(yè)出版社）中表229（鉸接柱腳門式剛架計(jì)算公式）計(jì)算剛架內(nèi)力。1在恒荷載作用下=l/h=27/9=3=f/h=1.6875/9=0.19k=h/s=9/13.6051=0.6613=3+k+(3+)=3+0.6613+0.19×(3+0.19

7、)=4.2674HA=HE=ql/8=4.05×27×3×0.5243/8=21.50kNMC=ql21(1+) /8=4.05x2721(1+0.19)×0.5243=138.80kN·mMB=MD=ql2/8=4.05×272×0.5243/8=193.50kN·m剛架在恒荷載作用下的內(nèi)力如圖。內(nèi)力計(jì)算的“+、”號(hào)規(guī)定：彎矩圖以剛架外側(cè)受拉為正，在彎矩圖中畫在受拉側(cè)；軸力以桿件受壓為正，剪力以繞桿端順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為正。9000-193.50kN·m·27000ABCED138.80KN

8、83;·m-193.50kN··m54.68kN36.45kN36.45kN54.68kN21.50kN21.50kNg=4.05kN/m圖2.剛架在恒荷載作用下的M圖91.13kN91.13kN28.11KN9000圖3.剛架在恒荷載作用下的N圖27000AEBCD54.68KN94.13KN21.33KN28.11KN54.68KN91.13KN+2在活荷載作用下VA=VE=27.00KNHA=HE=4.50×27×3×0.5243/8=23.89KNMC=4.50×2721(1+0.19)×0.5243/8=

9、154.22KN·mMB=MD=4.50×272×0.5243/8=215.00KN·m剛架在活荷載作用下的內(nèi)力如圖。23.89KN-215.00KN··m9000圖5.剛架在活荷載作用下的M圖27000AEB154.22KN·mCq=4.50KN /mD60.75KN-215.00KN··m23.89KN60.75KN9000圖6.剛架在活荷載作用下的N圖27000A+60.75KNE31.35KN60.75KNB23.71KN+C+D31.25KN60.75KN+60.75KN57.32KN6000圖

10、7.剛架在活荷載作用下的V圖1800023.89KNA-E23.89KNB+2.96KNC-D-+2.96KN57.32KN23.89KN23.89KN3在風(fēng)荷載作用下對(duì)于作用于屋面的風(fēng)荷載可分解為水平方向的分力qx和豎向的分力qy?，F(xiàn)分別計(jì)算，然后再疊加。(1)在迎風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載豎向分力qw2y作用下VA=3.15×27/210.63=31.40KNHA=HE=ql/4=3.15×27×3×0.1311/4=8.36KNMB=MD=8.36×9=75.26KN·mMC= ql22(1+) /4=3.15×272×

11、;0.521.15×0.1311/4=53.96KN·m剛架在qw2y作用下的內(nèi)力如圖m=3.15KNq8.368.36KN31.40KN75.26KN·m9000圖8.剛架在風(fēng)荷載qw2y作用下的M圖27000AB53.96KN·mEDw2y/C75.26KN·m8.36KN10.63KN(2)在背風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載豎向分力qw4y作用下VA=2.05×27/26.92=20.75KNHA=HE=ql/4=2.05×27×3×0.1311/4=5.44KNMB=MD=5.44×9=48.98KN

12、·mMC= ql22(1+) /4=2.05×272×0.521.15×0.1311/4=35.12KN·m剛架在qw4y作用下的內(nèi)力如圖。m6.92KN5.44KN9000圖9.剛架在風(fēng)荷載qw4y作用下的M圖27000A48.98KN·mB35.12KN·mC6.92KNEDqw4y=2.05KN/48.98KN·m5.44KN(3)在迎風(fēng)面柱上風(fēng)荷載qw1作用下=1，VA=VB=qh12/2L=0.79×92/(2×27)=1.19 KNMD=1.71×9=15.39KN

13、3;m剛架在qw1作用下的內(nèi)力如圖。1.19KN5.40KN9000qw1=0.79KN/m圖10.剛架在風(fēng)荷載qw1作用下的M圖27000A16.58KN·mBC2.34KN·m1.71KN1.19KNED15.39KN·m(4)在背風(fēng)面柱上風(fēng)荷載qw3作用下VA=VB=qh12/2L=1.73×92/(2×27)=2.60KNHA=1.73×911.82=3.75KNMD=11.82×91.73×92/2=36.32KN·mMB=3.75×9=33.75KN·m剛架在qw3作用下的

14、內(nèi)力如圖。900011.82N2.60KN36.32KN·m3.75KNA2.60KN13.68KN·m5.13KN·mqw3=1.73KN/mDECB27000圖11.剛架在風(fēng)荷載qw3作用下的M圖(5) 在迎風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載水平分力qw2x作用下=1，=0HA=3.15×0.9(1+0.0201)/2=1.45KNHE=3.15×0.91.45=1.385KNMB=1.45×9=13.05KN·mMD=1.385×9=12.465KN·m剛架在qw2x作用下的內(nèi)力如圖。圖12.剛架在風(fēng)荷載qw2x作用

15、下的M圖270001.45KN0.99KN13.05KN·mA6000B0.92KN·mC1.39KN0.99KNqw2x=3.15KN/m12.47KN·mED(6) 在背風(fēng)面橫梁上風(fēng)荷載水平分力qw4x作用下HA=2.05×0.9(1+0.0201)/2=0.94KNHE=2.05×0.90.94=0.91KNMB=0.91×9=8.19KN·mMD=0.94×9=8.46KN·m剛架在qw4x作用下的內(nèi)力如圖。9000圖13.剛架在風(fēng)荷載qw4x作用下的M圖270000.65KN0.94KNAE0.

16、91KN0.65KNqw4x=2.05KN/m8.46KN·mB0.60KN·mC8.19KN·mD(7)用疊加繪制在風(fēng)荷載作用下剛架的組合內(nèi)力。圖14.剛架在左風(fēng)向風(fēng)荷載qw作用下的M圖2700041.77KN22.41KN169.71KN·m9000ABC95.03KN·m27.93KNqw4x2.05KN/mE0.72KND左風(fēng)qw2x=3.15KN/mqw1=0.79KN/m76.54KN·mqw3=1.73KN/m94.86KN·m24.27KN·mqw2y=3.15KN/mqw4y=2.05KN/m90

17、00qw1=0.79KN/mqw2x=3.15KN/m右風(fēng)圖15.剛架在右風(fēng)向風(fēng)荷載qw作用下的M圖2700022.77KN41.77KNAE27.93KN0.72KNqw3=1.73 N/mqw4y=2.05KN/m76.54KN·mqw2y=3.15KN/m94.86KN·m169.71KN·mB95.03KN·mCqw4x=2.05KN/m24.27KN·mD900041.77KN-27000-ABCED20.46KN20.46KN圖16.剛架在左風(fēng)向風(fēng)荷載qw作用下的N圖27.93KN-27.93KN19.60KN19.60KN41.7

18、7KN900015.30KN+-16.29KNCB2.70KN270000.72KN30.16KNA-+22.41KN+ED1.81 KN-25.63KN圖17.剛架在左風(fēng)向風(fēng)荷載qw作用下的V圖內(nèi)力組合剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB500092001)的規(guī)定，采用荷載效應(yīng)的基本組合：0SR。本工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級(jí)為二級(jí)，0=1.0。對(duì)于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S從下列組合值中取最不利值確定：A1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)B1.0×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)

19、準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)C1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.6×1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)D1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.7×1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)E1.35×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.7×1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)本工程不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。最不利內(nèi)力組合的計(jì)算控制截面取柱底、柱頂、梁端及梁跨中截面，對(duì)于剛架梁，截面可能的最不利內(nèi)力組合有：梁端截面：(1)Mmax及相應(yīng)的N、

20、V；(2)Mmin及相應(yīng)的N、V梁跨中截面：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V；(2)Mmin及相應(yīng)的N、V對(duì)于剛架柱，截面可能的最不利內(nèi)力組合有：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V；(2)Mmin及相應(yīng)的N、V(3)Nmax及相應(yīng)的±Mmax、V；(4)Nmin及相應(yīng)的±Mmax、V內(nèi)力組合見(jiàn)表1。剛架內(nèi)力組合表（以左半跨為例）表1截面內(nèi)力組組合項(xiàng)目荷載組合方式荷載組合項(xiàng)目M（KN·m）N（KN）V（KN）剛架柱柱頂（B點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N、VA1.2×恒+1.4×活533.20150.6762.85（）Mmin及相應(yīng)的N、VB1.0×恒+1

21、.4×風(fēng)44.1052.480.08（）Nmax及相應(yīng)的±Mmax、VA1.2×恒+1.4×活533.20150.6762.85（）Nmin及相應(yīng)的±Mmax、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)44.1052.480.08（）柱底（A點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N、VMmin及相應(yīng)的N、VNmax及相應(yīng)的±Mmax、VA1.2×恒+1.4×活0147.1659.25（）Nmin及相應(yīng)的±Mmax、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)032.659.87（）剛架梁支座（B點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N

22、、VA1.2×恒+1.4×活533.2077.48148.55（）Mmini及相應(yīng)的N、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)44.100.53421.08（）跨中（C點(diǎn)）Mmax及相應(yīng)的N、VB1.0×恒+1.4×風(fēng)5.767.311.11（）Mmin及相應(yīng)的N、VA1.2×恒+1.4×活382.4758.797.35（）注：內(nèi)力計(jì)算的“+、”號(hào)規(guī)定：彎矩圖以剛架外側(cè)受拉為正，軸力以桿件受壓為正，剪力以繞桿端順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為正。剛架設(shè)計(jì)(一）截面設(shè)計(jì)參考類似工程及相關(guān)資料，梁柱截面均選用焊接工字鋼600×300&#

23、215;12×16，截面特性：B=600mm，H=600mm，tw=12.0mm，tf=16.0mm，A=164.16cm2Ix=100199cm4，Wx=3340cm3，ix=24.71cmIy=7208cm4，Wx=481cm3，ix=6.63cm（二）構(gòu)件驗(yàn)算1構(gòu)件寬厚比的驗(yàn)算翼緣部分： 腹板部分： 2剛架梁的驗(yàn)算(1)抗剪驗(yàn)算梁截面的最大剪力為Vmax=148.55KN考慮僅有支座加勁肋，fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=568×12×125=852000N=852.0KNVmax=148.55KN<Vu，滿足要求。(2)彎、剪、壓共同作用下

24、的驗(yàn)算取梁端截面進(jìn)行驗(yàn)算N=77.48KN，V=148.55KN，M=533.20KN·N因V<0.5Vu，取V=0.5Vu，按規(guī)范GB70017式4.4.1-1驗(yàn)算，=589.46KN·m>M=533.20KN·m，取M=Mf故，滿足要求。(3) 整體穩(wěn)定驗(yàn)算N=77.48KN，M=533.20KN·mA梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。計(jì)算長(zhǎng)度取橫梁長(zhǎng)度lx=27120mm，x=lx/ix=27120/247.1=109.75<=150，b類截面，查表得x=0.493，mx=1.0=163.57N/mm2<f=215 N/mm2，滿足

25、要求。B橫梁平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，有蒙皮作用，檁條可作為橫梁平面外的支承點(diǎn)，但為安全起見(jiàn)，計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)檁距或隅撐間距考慮，即ly=3015mm。對(duì)于等截面構(gòu)件=0，s=w=1y=sl/iy0=3015/66.3=45.5，b類截面，查表得y=0.876取b=1.070.282/by=0.848故，滿足要求。梁跨中截面：故，滿足要求。(5)驗(yàn)算檁條集中荷載下的局部受壓承載力檁條傳給橫梁上翼緣的集中荷載：F=(1.2×0.27×9+1.4×4.50)×3=27.648KNLz=a+5hy+2hR=70+5×12+0=

26、130mm驗(yàn)算腹板上邊緣處的折算應(yīng)力：取梁端截面處的內(nèi)力：M=533.20KN·m，N=77.48KN，V=148.55KNc=17.72N/mm2=103.40 N/mm2<1.2f=258 N/mm2，滿足要求。3剛架柱的驗(yàn)算抗剪驗(yàn)算柱截面的最大剪力為Vmax=62.85KN考慮僅有支座加勁肋，fv=125N/mm2Vu=hwtwfv=568×12×125=852000N=852.0KNVmax=62.85KN<Vu，滿足要求。(2)彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取梁端截面進(jìn)行驗(yàn)算N=150.67KN，V=62.85KN，M=533.20KN·

27、;N因V<0.5Vu，取V=0.5Vu，按規(guī)范GB70017式4.4.1-1驗(yàn)算，=576.96KN·m>M=533.20KN·m，取M=Mf故，滿足要求。(3)整體穩(wěn)定驗(yàn)算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=150.67KN，M=533.20KN·mA剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。剛架柱高H=9000mm，梁長(zhǎng)L=27090mm.柱的線剛度K1=Ic1/h=100199×104/9000=111332.2mm3梁線剛度K2=Ib0/(2S)=100199×104/(2×13545)=36987.4mm3K2/K1=0.332，查表得柱的

28、計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)=2.934。剛架柱的計(jì)算長(zhǎng)度lx=h=17604mm。x=lx/ix=26406247.1=106.86<=150，b類截面，查表得x=0.512，mx=1.0=182.35N/mm2<f=215 N/mm2，滿足要求。B剛架柱平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算考慮屋面壓型鋼板墻面與墻梁緊密連接，起到應(yīng)力蒙皮作用，與柱連接的墻梁可作為柱平面外的支承點(diǎn)，但為安全起見(jiàn)，計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)墻梁距離或隅撐間距考慮，即ly=3000mm。對(duì)于等截面構(gòu)件=0，s=w=1y=sl/iy0=3000/66.3=45.25，b類截面，查表得y=0.876取b=1.070.282/by=0.850(4)按

29、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500172003)校核剛架柱腹板容許高厚比柱頂截面：故，滿足要求。柱底截面：故，滿足要求。4驗(yàn)算剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)移Ic=Ib=100199cm4，t= Ic l/hIb=27000/9000=3.0剛架柱頂?shù)刃搅Π聪率接?jì)算：H=0.67W=0.67×20.34=13.63KN其中W=(1+4)·h=(0.71+1.55)×9.0=20.34KN（三）節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算1梁柱連接節(jié)點(diǎn)(1) 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算梁柱節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M22高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)=0.45，每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力為190KN，連接處傳遞

30、內(nèi)力設(shè)計(jì)值：N=39.89KN，V=77.60KN，M=533.20KN·m。每個(gè)螺栓的拉力：螺栓群的抗剪力：，滿足要求。最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉力：，滿足要求。(2)端板厚度驗(yàn)算端板厚度取為t=21mm。按二邊支承類端板計(jì)算：(3)梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算，滿足要求。(4)螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算Nt2=118.58KN>0.4P=0.4×190=76.0KN，滿足要求。2橫梁跨中節(jié)點(diǎn)橫梁跨中節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M20高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)=0.45，每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力為155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值：N=58.79KN，V=7.3

31、5KN，M=382.47KN·m。每個(gè)螺栓的拉力：螺栓群的抗剪力：，滿足要求。最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉力：，滿足要求。(2)端板厚度驗(yàn)算端板厚度取為t=20mm。按二邊支承類端板計(jì)算：(3)螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算Nt2=90.71KN>0.4P=0.4×155=62.0KN，滿足要求。3 柱腳設(shè)計(jì) 剛架柱與基礎(chǔ)鉸接，采用平板式鉸接柱腳。(1)柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值Nmax=150.67N，相應(yīng)的V=62.85KN；Nmin=32.65KN，相應(yīng)的V=9.87KN。(2)由于柱底剪力較小，max<0.4Nmax，故一般跨間不需剪力鍵；但經(jīng)計(jì)算在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間必須設(shè)置剪力

32、鍵。另Nmin>0，考慮柱間支撐豎向上拔力后，錨栓仍不承受拉力，故僅考慮柱在安裝過(guò)程中的穩(wěn)定，按構(gòu)造要求設(shè)置錨栓即可，采用4M24。(3)柱腳底板面積和厚度的計(jì)算A柱腳底板面積的確定b=b0+2t+2c=200+2×12+2×(2050)=264324mm，取b=300mm；h=h0+2t+2c=450+2×12+2×(2050)=514574mm，取h=550mm；底板布置如圖。驗(yàn)算底板下混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：基礎(chǔ)采用C20混凝土，fc=9.6N/mm2，滿足要求。B底板厚度的確定根據(jù)柱底板被柱腹板和翼緣所分割的區(qū)段分別計(jì)算底板所承受的最大

33、彎距：對(duì)于三邊支承板部分：b2/b1=96/426=0.225<0.3，按懸伸長(zhǎng)度為b2的懸壁板計(jì)算：對(duì)于懸壁板部分：底板厚度，取t=20mm。其它構(gòu)件設(shè)計(jì)（一）隅撐的設(shè)計(jì)隅撐按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。軸心力N按下式計(jì)算：連接螺栓采用普通C級(jí)螺栓M12。隅撐的計(jì)算長(zhǎng)度取兩端連接螺栓中心的距離：l0=633mm。選用L50×4，截面特性：A=3.90cm2，Iu=14.69cm4，Wu=4.16cm3，iu=1.94cm，iv=0.99cmu=l0/ iu=633/19.4=32.6<=200，b類截面，查表得u=0.927單面連接的角鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以折減系數(shù)y：=633/9.9

34、=63.94，y=0.6+0.0015=0.696，滿足要求。（二）檁條的設(shè)計(jì)1 基本資料檁條選用冷彎薄壁卷槽形鋼，按單跨簡(jiǎn)支構(gòu)件設(shè)計(jì)。屋面坡度1/8，檁條跨度9m，于跨中設(shè)一道拉條，水平檁距1.5m。材質(zhì)為鋼材Q345。2 荷載及內(nèi)力考慮永久荷載與屋面活荷載的組合為控制效應(yīng)。檁條線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk=(0.45+0.5)×1.5=1.425KN/m檁條線荷載設(shè)計(jì)值：Pk=(1.2×0.45+1.4×0.5)×1.5=1.86KN/mPx=Psin=0.185KN/m，Py=Pcos=1.851KN/m；彎距設(shè)計(jì)值：Mx=Pyl2/8=1.851×

35、;92/8=18.74KN·mMy=Pxl2/8=0.185×92/360=0.416KN·m3 截面選擇及截面特性(1) 選用C220×75×20×2.5Ix=703.76cm4，Wx=63.98cm3，ix=8.5cm；Iy=68.66cm4，Wymax=33.11cm3，Wymin=12.65cm3，iy=2.66cm，0=2.07cm；先按毛截面計(jì)算的截面應(yīng)力為：（壓）（壓）（拉）(2)受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)A腹板腹板為加勁板件，=min/max=280.34/305.47=0.918>1，k=7.86.29+9.782=1

36、0.26B上翼緣板上翼緣板為最大壓力作用于部分加勁板件的支承邊，=min/max=260.02/305.47=0.851>1，kc=5.8911.59+6.682=0.865(3)受壓板件的有效寬度A腹板k=10.26，kc=0.865，b=220mm，c=75mm，t=2.5mm，1=305.47N/mm2板組約束系數(shù)k1=0.11+0.93/(0.05)2=0.846由于=min/max<0，取=1.15，bc=b/(1)=220/(1+0.851)=118.85mmb/t=220/2.5=8818=18×1.15×2.413=49.95，38=38

37、5;1.15×2.413=105.45所以18<b/t<38則截面有效寬度be1=0.4be=0.4×86.65=34.66mm，be2=0.6be=0.6×86.65=51.99mmB上翼緣板k=0.865，kc=10.26，b=75mm，c=220mm，1=305.47N/mm2板組約束系數(shù)由于=min/max>0，則=1.150.15=1.150.15×0.851=1.022，bc=b=75mm，b/t=75/2.5=3018=18×1.022×0.793=14.59，38=38×1.022×

38、;0.793=30.80所以18<b/t<38則截面有效寬度20.0212.9530.033513圖22.檁條上翼緣及腹板的有效凈截面be1=0.4be=0.4×50.06=20.02mm，be2=0.6be=0.6×50.06=30.03mmC下翼緣板下翼緣板全截面受拉，全部有效。(4)有效凈截面模量上翼緣板的扣除面積寬度為：7550.06=24.94mm；腹板的扣除面積寬度為：93.9981.62=12.37mm，同時(shí)在腹板的計(jì)算截面有一13拉條連接孔（距上翼緣板邊緣35mm），孔位置與扣除面積位置基本相同。所以腹板的扣除面積按13計(jì)算，見(jiàn)圖。有效凈截面模量

39、為：Wenx/Wx=1.137，Wenymax/Wymax=0.971，Wenymin/Wymin=0.9804強(qiáng)度計(jì)算按屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)考慮：5撓度計(jì)算，滿足要求。6構(gòu)造要求x=900/8.5=105.9<=200，滿足要求y=300/2.66=112.8<=200，滿足要求（三）墻梁設(shè)計(jì)1基本資料本工程為單層廠房，剛架柱距為9m；外墻高10.35m，標(biāo)高1.200m以上采用彩色壓型鋼板。墻梁間距1.5m，跨中設(shè)一道拉條，鋼材為Q345。2荷載計(jì)算(1) 墻梁采用冷彎薄壁卷邊C型鋼200×70×20×2.5，自重g=7kg/m；(2) 墻

40、重0.22KN/m2；(3) 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓0=1.05×0.35=0.3675KN/m2，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按CECS102：2002中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算：k=sz0，s=1.1（+1.0）本工程外墻為落地墻，計(jì)算墻梁時(shí)不計(jì)墻重，另因墻梁先安裝故不計(jì)拉條作用。qx=1.2×0.07=0.084KN/m，qy=1.1×0.3675×1.5×1.4=0.8489KN/m3內(nèi)力計(jì)算Mx=0.084×92/8=0.851KN·m，My=1.093×92/8=8.595KN·m4強(qiáng)度計(jì)算墻梁C200×70

41、5;20×2.5，平放，開(kāi)口朝上Wxmax=28.18cm3，Wmin=11.25cm3，Wy=53.82cm3，Iy=538.21cm4參考屋面檁條的計(jì)算結(jié)果及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取Wenx=0.9 Wx，Weny=0.9 Wy在風(fēng)吸力下拉條位置設(shè)在墻梁內(nèi)側(cè)，并在柱底設(shè)斜拉條。此時(shí)壓型鋼板與墻梁外側(cè)牢固相連，可不驗(yàn)算墻梁的整體穩(wěn)定性。5撓度計(jì)算，滿足要求。（四）山墻抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)1 基本資料本工程山墻墻板為自承重墻；抗風(fēng)柱9274mm，間距采用9m，承受的荷載有自重、墻梁重量及山墻風(fēng)荷載?？癸L(fēng)柱與基礎(chǔ)鉸接，按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)?？癸L(fēng)柱視為支承于剛架橫梁和基礎(chǔ)的簡(jiǎn)支構(gòu)件。該地區(qū)基本風(fēng)壓0=0.45K

42、N/m2，地面粗糙度類別為B類，隅撐間距3.0m?？癸L(fēng)柱采用Q235鋼。2 荷載計(jì)算(1) 抗風(fēng)柱選用焊接工字鋼450×200×8×12，自重g1=62.40kg/m(2) 墻梁及其支撐構(gòu)件重量取g2=7kg/m(3) 風(fēng)荷載：按CECS102:2002中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算。k=sz0，s=1.0(+1.0)，0=1.05×0.45=0.473KN/m2qz=1.2×(0.07×9×3+62.40×9.274×10-2)=7.70KNqy=1.4×1.0×1.0×0.3675×9=4.63KN/m墻梁自重對(duì)抗風(fēng)柱的偏心力矩為1.2×0.07×9×3×0.23=0.522KN·m3 內(nèi)力計(jì)算N=4.87KN，M=1/8×4.63×9.2742+0.35=50.30KN·m4 驗(yàn)算構(gòu)件的局部穩(wěn)定性翼緣寬厚比b/t=96/12=8<