1. 设计资料某车间跨度9m,长度90m,柱髙，柱距6m，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m，屋面坡度i = 1/10 , 当地雪荷载基本风压KN/m?，地面粗糙度：B类，风载体型系数如下图钢材采用Q235钢，焊条E43型。 屋面材料：夹芯板 墙面材料：夹芯板檩条墙梁：薄壁卷边C型钢 本课程设计不考虑地震作用2屋面构件1.夹芯板夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为mm,板厚为80 mm。 2.檩条檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢180X70X20X，跨中设拉条一道。 3荷载和内力计算31 荷载1. 永久荷载标准值（kN/m kN/m kN/m屋面夹芯板 檩条 悬挂构件kN/m2. 可变荷载标准值由于钢架的受荷水平投影面积为9x6=54 m60 m，故取屋面活荷载标准值为m,雪荷载为m, 取屋面活荷载与雪荷载中较大值m.3. 风荷载标准值基本风压kN/m，地面粗糙度为B类，卩=,风荷载形体系数卩迎风面柱及屋面分别为+和；背风 zs面柱及屋面卩分别为和。$荷载计算值1. 屋面风荷载迎风面：3 =x（）xxx6二2背风面：3 =x（）xxx6=m?32. 墙面风荷载背风面：3=xxxx6=m2背风面：3 =x（）xxx6=m?413. 屋面恒荷载g = xxx= kN/ m1COS a4. 柱身恒荷载g= XX6= kN/m?5. 屋面活荷载q=XX= kN/tf4. 屋面支撑1. 屋面支撑布置檩条间距，水平支撑截距3m。2. 屋面荷载及内力 屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢。节点荷载标准值F =XXXX(+)/2 =wk( 节点荷载设计值 Fw =X=w斜杆拉力设计值 N=/=3. 斜杆斜杆选用12的圆钢，截面面积A二mm?N 4932强度校核：2 = H3 = 43.6N/m2 Vf A 1135. 柱间支撑柱间支撑直杆用檩条兼用，因檩条留有一定的应力余量，可不再验算 1柱间支撑布置2. 柱间支撑荷载及内力作用于两侧山墙顶部节点的风荷载为(山墙高度取) 取 口 =+=s5.25s =XXX9X =12按一半山墙面作用风荷载的1/3考虑节点荷载标准值为：Fwk节点荷载设计值 Fw=X=w斜杆反力设计值 N=cos37=3. 斜杆校核 斜杆选用12的圆钢，截面面积A二mm?N 4780强度校核：丁 = -3 = 43.3N /m2 VfA 1136. 杆件内力 计算各种荷载作用下的门式钢架内力，并经最不利组合得出内力图。计算结果显示钢架内力一般由 恒荷载加活荷载组合控制。1.截面内力恒载（单位：kNm）2-jL!、rpr,rH144H*木T和不进行抗離脸算最不利内力纠介的计算捋制截曲取粒底、林顶、梁端 及粱彎截向,取M个控制ffillll：如下風内力1.2X恒荷载+0.9X1.4 （屋面活+风）1.0X恒荷载+1.4X风控制截面示盍图M0011N-27.7206-2.454V11.90768.53M-28.9944-12.16422N-27.7206-2.454V10.14366.57M-28.9944-12.16433N-2.8713.582V40.319421.934M20.8056-7.59644N0.22564.682V-1.7994-1.524截面1- 1截面控制内力：M=OkNm , N= , V=2- 2截面控制内力：M=m , N= , V=3- 3截面控制内力：M=m ,N二，V=4-4截面控制内力：M=m , N二，V二7. 构件截面设计1.构件截面几何参数梁柱均为髙频焊接轻钢 H 型钢（mm） 300X150XX8, I 二cm, I = 450.22cm4 , W 二 398.4cm3 , x y xW =60.03cm3, i =12.75cm , i =3.50cm, A = 36.78cm2。y x y2）构件宽厚比的验算翼缘部分：b1 =t150 - 4.5 X1 = 9.09 152 8y235 = 15=300- 2X8 = 63.1 250 4.5y235 = 250h腹板部分：ftw(3)刚架梁的验算O强度刚架梁端部为最不利截面，M二m ,N二，V=a.梁截面的最大剪力为V = maxah考虑仅有支座加劲肋，即按一1或者一w =0计算，因不设中间加劲肋，所以k =,haTw63.12353心34气玉=0.74 vV=ht f =（3002X8）XX125= d w w vV =V ,满足要求max db梁抗弯承载力设计值Me先计算梁的有效截面：腹板的最大应力和最小盈应力b :max minN M y 3.58X10329.0X106 X14268.87N / mm（2 受拉）二一土 一二土 = 0.97 二C A I36785976.11 x 104-67.93N/mnu（受压）x腹板的受压区髙度：68.87X284h = mmc 68.87 + 67.930 二/ b 二_/ = _min maxJ(i+B )2+o.ii2*(i B )2 +(i+p)16(1-0.986)2 + 0.112 x(l + 0.986)2 +(1-0.986)由于b = N / mm2 f= 215 N / mm2，故取丫 b = x = N / mm2max R maxh /1 f 63.1,75.76九=w 単=二vp 28.1#235 28.W23.7235b因此，p =1,即梁腹板不屈曲全部有效。从而可得按有效设计截面计算的梁抗弯承载力设计值:M = W f = W f = X10X215= kN me e xc.弯剪压共同作用下的验算由于V= M= kNmO整体稳定验算a. 横梁平面内的整体稳定性验算 当斜梁坡度不超过1:5时，因轴力很小可按弯压构件计算其强度和刚架平面外的稳定，不计算平面内的 稳定。b. 横梁平面外的整体稳定验算考虑屋面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承点，但为了安全起见计 算长度按两个檩条或者隅撑间距考虑，即l = 3015 mmyl 3015 235因扌=16，因此需计算刚架梁平面外整体稳定。b 150f对于等截面构件丫 =0,有卩=卩 =Y yY z九=3015/35 =y根据试验，轻型H型钢课按b类截面，查附表得 =。 yby4320 Ah 右矿y 0x 0计算：(x t +y o oI 4.4h 丿、 0 7竺 x 3$78 % 2&4疋页)x 235 = 86.12398.44.4 x 28.42350.282Q 二二b 1.745又有：0 = 1.0 -tNNEx0+ 0.75NNEx0N / mm2f,满足要求N 0 M 35801x 29.0x106+ t+Q A Q W 0.647 x 36780.91 x 398.4 x 103Y e 0b e14.刚架柱的验算 o强度钢架柱的强度也需按弯、剪、压共同作用下的压弯构件计算，并取最不利的柱顶面,N=, V=, M= KN im。a.柱抗剪承载力设计值Vd柱截面的最大剪力为V =maxah考虑仅有支座加劲肋，则k二，即按1或者一w=0计算:Thawxwf f = 125 N / mm2vvV = h t f =284XX125 = kN d w w vV V 满足要求 max db.柱抗弯承载力设计值Me先计算柱的有效截面：腹板的最大应力和最小应力b 为：max minN M y 27.72x 103 29 x 106 x 14276.44N/mm2(受压)b = y = = C A_ I 3678 5976.11 x 104 -61.36N/mm2(受拉)x腹板的受压区高度：76.44 x 284h =mmc 76.44 + 61.360 =-/ = - 得：16;(1+ 0 )2 + 0.112*(1 - 0 )2 + (1+ 0)16(l-0.8)2 + 0.112 x(l + 0.8)2 +(1-0.8)X = N / mm2 代替 f ,y即：由于b = N / mm2 f= 215 N / mm2，故取丫 b =maxR max, h /1 f63.184.08A wy =x=28.1、 k235 28.1 x、. 20.62235b得p =1,即柱腹板全部有效，故同样可得:M W f = X10X215= mexc.d. 弯压剪共同作用下的验算d.由于V= M=kNmO整体稳定性验算构件的最大内力“=,M=m。a.刚架柱平面内的整体稳定性验算刚架柱髙H二4500 mm,梁长L二9060mm。课计算得梁柱线刚度比:1IL L由于柱为等截面，根据柱的计算长度系数为卩=刚架柱的计算长度10 =卩H = X4500 = 11925，则九l=子x ixl 11925=-0 =i 127.5xb类截面，查附表得9 =xNEx0兀2EA3.142 x 206 x 103 x 3678云=-=776kNx1.1 x 93.532另外，对有侧翼刚架取0=，有:mxN / mm2f,满足要N 卩 M _ 27.72 x 1031 x 29 x 106_9 A + (1 N