3门式刚架轻钢结构设计例题.doc

第一章 荷载统计
1.1恒荷载设计
结构自重（包括屋面板、檩条、支撑、钢架、墙架等），初步计算时，此折算荷重按0.55KN/m2（标准值）近似采用。
1.2活荷载统计
1屋面活荷载：对不上人屋面一般按取0.5 KN/m2（标准值）取用。
2雪荷载：
查《建筑结构荷载规范》秦皇岛市=50时S0=0.25 KN/m2，Sk=1X0.25=0.25 KN/m2,局部最大的雪荷载为1.25X0.25X2=0.625 KN/m2，由于0.625 KN/m2是局部的雪压所以在活荷载与雪荷载之间取其中较大的值0.5 KN/m2
3风荷载：
按照地面粗糙程度等级为B类，查得基本风压W0=0.45 KN/m2 ，风振系数

图1.1 左风作用下风荷载体形系数

图1.2 右风作用下风荷载体形系数

4. 吊车荷载
本工程采用大连起重机厂电动桥式吊钩起重机20吨中级工作制吊车两台，10吨中级工作制吊车两台。
吊车的荷载标准值及各种数据如下表所示：
起重量
Q(t)
跨度
S(m)
最大轮压Pmax(KN)
最小轮压Pmin(KN)
轮距
K(mm)
吊车宽度
B(mm)
吊车总重
G(KN)
小车重g(KN)
20/5
28.5
214.6
66.2
5000
6210
365.5
68.6
10
16.5
107.8
23.5
4050
5150
164.6
34.4
吊车竖向荷载：（标准值/设计值）
30米跨内两台20吨吊车组合如图所示

图1.3
=214.6×(1+)×0.9 =379.52KN/531.33KN
=66.2×(1+)×0.9=117.07 KN/163.90KN
18米跨两台10吨吊车组合如图所示

=107.8(1+)0.9=219.75KN/307.65KN
=23.5(1+)0.9= 47.90KN/67.07KN

图1.4

吊车横向荷载：(标准值/设计值)
T20==1/4×0.1×(20+7)×9.8=6.62KN/9.27KN
T10==1/4×0.12×(10+3.51)×9.8=3.97KN/5.56KN
吊车的横向荷载作用时的最不利组合的标准值/设计值
⑴大跨内两台20吨吊车同时向同一方向刹车时

⑵小跨内两台10吨吊车同时向同一方向刹车时

⑶大跨内一台20吨吊车和小跨内一台10吨吊车同时向同一方向刹车时

5. 整个厂房各部分作用的荷载(标准值与设计值)：
30米跨 屋面 恒荷载 标准值：0.55×=3.31KN/m
设计值： 3.31×1.2=3.97KN/m
活荷载 标准值：0.5×=3KN/m
设计值：3×1.4=4.2KN/m
18米跨 屋面 恒荷载 标准值：0.55=3.31KN/m
设计值：3.31×1.2=3.97KN/m
活荷载 标准值：0.5=3KN/m
设计值：3×1.4=4.2KN/m
风荷载
左风时

右风时

第二章 各种荷载作用下的内力分析
2.1内力设计值
恒荷载作用下的弯矩剪力和轴力图

104.53
73.33
-83.44
-83.44
63.94
-110.96
167.79
-253.25
-253.25
-250.91
-250.91
173.57

M图

-101.64
-64.25
-14.96
-31.66
-35.44
-19.72
-59.76
-27.69
-31.65
-59.60
-88.94
-55.09
-125.86

N图

57.63

27.74
37.26
-34.20
17.40
10.34
-57.78
-24.74

V图

其他内力图均由结构力学求解器得出，内力值见下页
加图

荷载类别
序号
A柱在各种荷载作用下的内力设计值
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
Ⅳ-Ⅳ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
173.57
-88.94
-27.74
-176.00
-64.09
-27.74
-176.00
-64.09
-27.74
-250.91
-59.60
-27.74
屋面活载
2
183.58
-63.06
-29.35
-186.19
-63.06
-29.35
-186.19
-63.06
-29.35
-265.43
-63.06
-29.35
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
94.08
-528.90
-28.62
-266.49
-528.90
-28.62
132.01
2.43
-28.62
54.74
2.43
-28.62
AB跨B柱左
4
117.94
-166.04
-16.92
-95.30
-166.04
-16.92
27.62
-2.14
-16.92
-18.07
-2.14
-16.92
BC跨B柱右
5
-26.75
0.51
2.24
1.41
0.51
2.24
1.41
0.51
2.24
7.45
0.51
2.24
BC跨C柱
6
40.97
-0.77
-3.44
-2.33
-0.77
-3.44
-2.33
-0.77
-3.44
-11.61
-0.77
-3.44
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车
7
-99.86
1.40
11.22
41.53
1.40
11.22
41.53
1.40
-6.99
22.66
1.40
-6.99
99.86
-1.40
-11.22
-41.53
-1.40
-11.22
-41.53
-1.40
6.99
-22.66
-1.40
6.99
BC跨两吊车
8
-28.53
0.49
2.37
1.31
0.49
2.37
1.31
0.49
2.37
7.71
0.49
2.37
28.53
-0.49
-2.37
-1.31
-0.49
-2.37
-1.31
-0.49
-2.37
-7.71
-0.49
-2.37
两跨各一吊车
9
-121.68
1.81
12.63
37.44
1.81
12.63
37.44
1.81
-3.07
29.15
1.81
-3.07
121.68
-1.81
-12.63
-37.44
-1.81
-12.63
-37.44
-1.81
3.07
-29.15
-1.81
3.07
风荷载
左风
10
-239.89
30.20
43.98
115.07
30.20
12.36
115.07
30.20
12.36
142.19
30.20
4.08
右风
11
45.83
16.39
-9.27
25.84
16.39
6.10
25.84
16.39
6.10
52.61
16.39
10.13

荷载类别
序号
A柱在各种荷载作用下的内力设计值
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
Ⅳ-Ⅳ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
173.57
-88.94
-27.74
-176.00
-64.09
-27.74
-176.00
-64.09
-27.74
-250.91
-59.60
-27.74
屋面活载
2
183.58
-63.06
-29.35
-186.19
-63.06
-29.35
-186.19
-63.06
-29.35
-265.43
-63.06
-29.35
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
94.08
-528.90
-28.62
-266.49
-528.90
-28.62
132.01
2.43
-28.62
54.74
2.43
-28.62
AB跨B柱左
4
117.94
-166.04
-16.92
-95.30
-166.04
-16.92
27.62
-2.14
-16.92
-18.07
-2.14
-16.92
BC跨B柱右
5
-26.75
0.51
2.24
1.41
0.51
2.24
1.41
0.51
2.24
7.45
0.51
2.24
BC跨C柱
6
40.97
-0.77
-3.44
-2.33
-0.77
-3.44
-2.33
-0.77
-3.44
-11.61
-0.77
-3.44
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车
7
-99.86
1.40
11.22
41.53
1.40
11.22
41.53
1.40
-6.99
22.66
1.40
-6.99
99.86
-1.40
-11.22
-41.53
-1.40
-11.22
-41.53
-1.40
6.99
-22.66
-1.40
6.99
BC跨两吊车
8
-28.53
0.49
2.37
1.31
0.49
2.37
1.31
0.49
2.37
7.71
0.49
2.37
28.53
-0.49
-2.37
-1.31
-0.49
-2.37
-1.31
-0.49
-2.37
-7.71
-0.49
-2.37
两跨各一吊车
9
-121.68
1.81
12.63
37.44
1.81
12.63
37.44
1.81
-3.07
29.15
1.81
-3.07
121.68
-1.81
-12.63
-37.44
-1.81
-12.63
-37.44
-1.81
3.07
-29.15
-1.81
3.07
风荷载
左风
10
-239.89
30.20
43.98
115.07
30.20
12.36
115.07
30.20
12.36
142.19
30.20
4.08
右风
11
45.83
16.39
-9.27
25.84
16.39
6.10
25.84
16.39
6.10
52.61
16.39
10.13

荷载类别
序号
B柱在各种荷载作用下的内力设计值(1)
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
Ⅳ-Ⅳ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
73.33
-125.86
10.34
-13.52
-108.90
10.34
-13.52
-108.90
10.34
-50.74
-101.64
10.34
屋面活载
2
77.61
-101.50
10.94
-14.28
-101.50
10.94
-14.28
-101.50
10.94
-53.66
-101.50
10.94
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
115.82
-161.95
16.13
-19.70
-161.95
16.13
-19.70
-161.95
16.13
77.77
-161.95
16.13
AB跨B柱左
4
75.50
-523.26
25.33
-137.31
-523.26
25.33
-137.31
-523.26
25.33
-228.51
-523.26
25.33
BC跨B柱右
5
-31.41
-305.01
-18.98
128.02
-305.01
-18.98
-102.72
2.64
-18.98
-34.40
2.64
-18.98
BC跨C柱
6
-100.12
-67.73
-16.50
38.48
-67.73
-16.50
-11.82
-0.67
-16.50
47.58
-0.67
-16.50
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车同时刹车
7
100.78
4.25
10.92
9.04
4.25
10.92
9.04
4.25
10.92
-30.28
4.25
10.92
-100.78
-4.25
-10.92
-9.04
-4.25
-10.92
-9.04
-4.25
-10.92
30.28
-4.25
-10.92
BC跨两吊车同时刹车
8
76.86
0.72
12.44
-27.66
0.72
12.44
-27.66
0.72
-0.15
-27.13
0.72
-0.15
-76.86
-0.72
-12.44
27.66
-0.72
-12.44
27.66
-0.72
0.15
27.13
-0.72
0.15
两跨各一吊车刹车
9
182.73
4.56
24.93
-26.70
4.56
24.93
-26.70
4.56
9.23
-59.94
4.56
9.23
-182.73
-4.56
-24.93
26.70
-4.56
-24.93
26.70
-4.56
-9.23
59.94
-4.56
-9.23
风荷载
左风
10
38.78
43.78
1.33
27.59
43.78
1.33
27.59
43.78
1.33
11.64
43.78
1.33
右风
11
-104.82
13.06
-12.81
2.28
13.06
-12.81
2.28
13.06
-12.81
69.36
13.06
-12.81

荷载类别
序号
B柱在各种荷载作用下的内力设计值(2)
Ⅴ-Ⅴ
Ⅵ-Ⅵ
Ⅶ-Ⅶ
Ⅷ-Ⅷ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
-161.70
-65.46
27.74
-178.35
-64.25
27.74
-178.35
-64.25
27.74
-253.25
-59.76
27.74
屋面活载
2
-171.09
-63.22
29.35
-188.70
-63.22
29.35
-188.70
-63.22
29.35
-267.94
-63.22
29.35
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
-46.78
-166.33
28.62
-63.95
-166.33
28.62
58.97
-2.44
28.62
-18.30
-2.44
28.62
AB跨B柱左
4
-296.44
-529.19
16.92
-306.60
-529.19
16.92
91.90
2.14
16.92
46.21
2.14
16.92
BC跨B柱右
5
-15.29
-0.51
-2.24
-13.95
-0.51
-2.24
-13.95
-0.51
-2.24
-7.91
-0.51
-2.24
BC跨C柱
6
22.69
0.77
3.44
20.63
0.77
3.44
20.63
0.77
3.44
11.35
0.77
3.44
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车
同时刹车
7
14.76
-1.40
25.20
-0.36
-1.40
25.20
-0.36
-1.40
6.99
-19.23
-1.40
6.99
-14.76
1.40
-25.20
0.36
1.40
-25.20
0.36
1.40
-6.99
19.23
1.40
-6.99
BC跨两吊车
同时刹车
8
-14.72
-0.49
-2.37
-13.30
-0.49
-2.37
-13.30
-0.49
-2.37
-6.91
-0.49
-2.37
14.72
0.49
2.37
13.30
0.49
2.37
13.30
0.49
2.37
6.91
0.49
2.37
两跨各一吊车刹车
9
-5.63
-1.81
18.77
-16.90
-1.81
18.77
-16.90
-1.81
3.07
-25.19
-1.81
3.07
5.63
1.81
-18.77
16.90
1.81
-18.77
16.90
1.81
-3.07
25.19
1.81
-3.07
风荷载
左风
10
120.44
27.22
2.13
94.31
27.22
2.13
94.31
27.22
2.13
97.52
5.88
-4.08
右风
11
49.51
13.97
-12.81
28.64
13.97
-12.81
28.64
13.97
-16.65
72.68
13.97
-10.13

荷载类别
序号
30M跨左梁在各种荷载作用下的内力设计值
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
-250.91
-31.65
57.63
70.35
-29.66
27.85
167.79
-27.68
-1.92
屋面活载
2
-265.43
-33.48
60.96
74.43
-31.38
29.46
177.52
-29.28
-2.04
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
54.74
-28.39
-4.33
22.17
-28.39
-4.33
-10.39
-28.39
-4.33
AB跨B柱左
4
-18.07
-17.03
1.01
-10.46
-17.03
1.01
-2.86
-17.03
1.01
BC跨B柱右
5
7.45
2.26
-0.36
4.73
2.26
-0.36
2.00
2.26
-0.36
BC跨C柱
6
-11.61
-3.48
0.54
-7.59
-3.48
0.54
-3.57
-3.48
0.54
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车
同时刹车
7
22.66
-6.88
-1.86
8.69
-6.88
-1.86
-5.27
-6.88
-1.86
-22.66
6.88
1.86
-8.69
6.88
1.86
5.27
6.88
1.86
BC跨两吊车
同时刹车
8
7.71
2.40
-0.33
5.24
2.40
-0.33
2.77
2.40
-0.33
-7.71
-2.40
0.33
-5.24
-2.40
0.33
-2.77
-2.40
0.33
两跨各一吊
车刹车
9
29.15
-2.94
-2.01
14.03
-2.94
-2.01
-1.09
-2.94
-2.01
-29.15
2.94
2.01
-14.03
2.94
2.01
1.09
2.94
2.01
风荷载
左风
10
-29.80
6.08
-29.86
-28.45
5.12
-15.54
-1.21
4.17
-1.21
右风
11
-52.61
-11.19
-15.68
-29.76
10.57
-6.23
-41.10
9.94
3.22

荷载类别
序号
C柱在各种荷载作用下的内力设计值
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
Ⅳ-Ⅳ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
104.53
-55.09
17.40
-41.67
-38.52
17.40
-41.67
-38.52
17.40
-83.44
-19.72
17.40
屋面活载
2
110.58
-37.49
18.41
-44.05
-37.49
18.41
-44.05
-37.49
18.41
-88.23
-37.49
18.41
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
101.81
-4.39
12.48
-3.05
-4.39
12.48
-3.05
-4.39
12.48
-33.02
-4.39
12.48
AB跨B柱左
4
-59.51
6.07
-8.41
11.14
6.07
-8.41
11.14
6.07
-8.41
31.32
6.07
-8.41
BC跨B柱右
5
79.87
-70.22
16.74
-60.78
-70.22
16.74
22.65
-3.51
16.74
-17.53
-3.51
16.74
BC跨C柱
6
9.24
-306.23
19.94
-158.23
-306.23
19.94
72.51
1.42
19.94
24.67
1.42
19.94
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车
同时刹车
7
114.71
-5.65
14.28
-5.21
-5.65
14.28
-5.21
-5.65
14.28
-39.48
-5.65
14.28
-114.71
5.56
-14.28
5.21
5.56
-14.28
5.21
5.56
-14.28
39.48
5.56
-14.28
BC跨两吊车
同时刹车
8
69.87
-1.20
10.37
-17.23
-1.20
10.37
-17.23
-1.20
-2.22
-11.90
-1.20
-2.22
-69.87
1.20
-10.37
17.23
1.20
-10.37
17.23
1.20
2.22
11.90
1.20
2.22
两跨各一吊车刹车
9
186.03
-6.37
25.24
-25.98
-6.37
25.24
-25.98
-6.37
9.54
-48.87
-6.37
9.54
-186.03
6.37
-25.24
25.98
6.37
-25.24
25.98
6.37
-9.54
48.87
6.37
-9.54
风荷载
左风
10
75.95
4.94
14.17
-3.60
4.94
4.77
-3.60
4.94
4.77
-12.38
4.94
1.74
右风
11
-143.26
9.93
-29.47
25.64
9.93
-10.74
25.64
9.93
-10.74
46.51
9.93
-4.72

荷载类别
序号
30M跨左梁在各种荷载作用下的内力设计值
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
-250.91
-31.65
57.63
70.35
-29.66
27.85
167.79
-27.68
-1.92
屋面活载
2
-265.43
-33.48
60.96
74.43
-31.38
29.46
177.52
-29.28
-2.04
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
54.74
-28.39
-4.33
22.17
-28.39
-4.33
-10.39
-28.39
-4.33
AB跨B柱左
4
-18.07
-17.03
1.01
-10.46
-17.03
1.01
-2.86
-17.03
1.01
BC跨B柱右
5
7.45
2.26
-0.36
4.73
2.26
-0.36
2.00
2.26
-0.36
BC跨C柱
6
-11.61
-3.48
0.54
-7.59
-3.48
0.54
-3.57
-3.48
0.54
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车
同时刹车
7
22.66
-6.88
-1.86
8.69
-6.88
-1.86
-5.27
-6.88
-1.86
-22.66
6.88
1.86
-8.69
6.88
1.86
5.27
6.88
1.86
BC跨两吊车
同时刹车
8
7.71
2.40
-0.33
5.24
2.40
-0.33
2.77
2.40
-0.33
-7.71
-2.40
0.33
-5.24
-2.40
0.33
-2.77
-2.40
0.33
两跨各一吊
车刹车
9
29.15
-2.94
-2.01
14.03
-2.94
-2.01
-1.09
-2.94
-2.01
-29.15
2.94
2.01
-14.03
2.94
2.01
1.09
2.94
2.01
风荷载
左风
10
-29.80
6.08
-29.86
-28.45
5.12
-15.54
-1.21
4.17
-1.21
右风
11
-52.61
-11.19
-15.68
-29.76
10.57
-6.23
-41.10
9.94
3.22

荷载类别
序号
30M跨右梁在各种荷载作用下的内力设计值
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
167.79
-27.69
1.77
69.17
-29.67
-28.01
-253.25
-31.66
-57.78
屋面活载
2
177.52
-29.29
1.87
73.17
-31.39
-29.63
-267.94
-33.49
-61.13
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
-10.39
-28.72
-0.53
-14.34
-28.72
-0.53
-18.30
-28.72
-0.53
AB跨B柱左
4
-2.86
-16.74
3.26
21.67
-16.74
3.26
46.21
-16.74
3.26
BC跨B柱右
5
2.00
2.20
-0.66
-2.96
2.20
-0.66
-7.91
2.20
-0.66
BC跨C柱
6
-3.57
-3.38
0.99
3.89
-3.38
0.99
11.35
-3.38
0.99
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车同时刹车
7
-5.27
-7.07
-0.93
-12.25
-7.07
-0.93
-19.23
-7.07
-0.93
5.27
7.07
0.93
12.25
7.07
0.93
19.23
7.07
0.93
BC跨两吊车
同时刹车
8
2.77
2.33
-0.64
-2.07
2.33
-0.64
-6.91
2.33
-0.64
-2.77
-2.33
0.64
2.07
-2.33
0.64
6.91
-2.33
0.64
两跨各一吊
车刹车
9
-1.09
-3.19
-1.60
-13.14
-3.19
-1.60
-25.19
-3.19
-1.60
1.09
3.19
1.60
13.14
3.19
1.60
25.19
3.19
1.60
风荷载
左风
10
-91.42
3.97
-1.76
-50.79
4.93
12.57
97.52
5.88
26.89
右风
11
-41.10
10.28
-1.87
-5.63
10.65
7.57
72.68
11.03
13.27

荷载类别
序号
18M跨梁在各种荷载作用下的内力设计值
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
M
N
V
M
N
V
M
N
V
屋面恒载
1
-110.96
-14.96
37.26
63.94
-17.34
1.53
-83.44
-19.72
-34.2
屋面活载
2
-117.44
-15.82
39.42
67.64
-18.34
1.62
-88.23
-20.86
-36.18
吊车竖向荷载Dmax作用于
AB跨A柱
3
30.99
-12.75
-3.55
-1.01
-12.75
-3.55
-33.02
-12.75
-3.55
AB跨B柱左
4
-67.93
8.80
5.50
-18.30
8.80
5.50
31.32
8.80
5.50
BC跨B柱右
5
19.11
-16.92
-2.03
0.79
-16.92
-2.03
-17.53
-16.92
-2.03
BC跨C柱
6
-24.88
-19.80
2.75
-0.11
-19.80
2.75
24.67
-19.80
2.75
吊车横向荷载Tmax作用于
AB跨两吊车
同时刹车
7
45.04
-14.62
-4.68
2.78
-14.62
-4.68
-39.48
-14.62
-4.68
-45.04
14.62
4.68
-2.78
14.62
4.68
39.48
14.62
4.68
BC跨两吊车
同时刹车
8
12.41
2.14
-1.35
0.26
2.14
-1.35
-11.90
2.14
-1.35
-12.41
-2.14
1.35
-0.26
-2.14
1.35
11.90
-2.14
1.35
两跨各一吊车刹车
9
54.31
-9.94
-5.72
2.72
-9.94
-5.72
-48.87
-9.94
-5.72
-54.31
9.94
5.72
-2.72
9.94
5.72
48.87
9.94
5.72
风荷载
左风
10
72.95
-2.83
-16.40
-10.02
-2.12
-5.68
-12.38
-1.41
5.05
右风
11
-30.12
4.72
0.60
-8.72
5.07
5.10
46.51
5.37