说明随云钢排架设计计算书.docx

一 设计题目柱顶标高9.0m，牛腿顶标高6.0m；
梁跨度12m，吊车起重量10t；柱距6m。
设计内容： 梁、柱、牛腿、吊车梁、柱脚
钢材Q235B，焊条E43xx型，高强螺栓10.9级扭剪型
电算（PKPM、MTS、3D3S、SAP2000等）、AUTOCAD绘制图纸
工程建设地点：济南,基本风压取0.4kN/m^2
屋面永久荷载:0.3kN/m^2,屋面可变荷载0.5kN/m^2

二 设计依据
1《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
2《钢结构设计规范》GB50017-2003
3《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002
4 《H型钢中国标准》GB-T11263-1998
5 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001);
6 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);

三 荷载计算
1 永久荷载 0.3kN/m^2
2 可变荷载
屋面可变荷载 0.5kN/m^2
雪荷载 0.3kN/m^2
取两者之大值 0.5kN/m^2
3风荷载 基本风压取0.4kN/m^2
风荷载体形系数,如右图
地面粗糙度类别按B类处理
风压高度变化系数 μz=1
kN/m
kN/m
计算简图:

4 吊车荷载
10t吊车的技术参数如下
吊车吨位
Q(kN)
吊车宽
轮距
Pmax
Pmin
Q1(KN)
10
100
5000
4000
110
20
38

Dmax=110*(1+0.833+0.333+0.167) =256.6300kN
Dmin=20*(1+0.833+0.333+0.167) =46.6600 kN
吊车水平荷载, α=0.12
T=0.25*0.12*(100+38)=4.1400 kN
Tmax=4.1400*(1+0.833+0.333+0.167) =9.6586 kN

四 PKPM 计算内容

总信息
结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构
设计规范: 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算
结构重要性系数: 1.00
节点总数: 7
柱数: 4
梁数: 2
支座约束数: 2
标准截面总数: 2
活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置
风荷载计算信息: 计算风荷载
钢材: Q235
梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算
恒载作用下柱的轴向变形: 考虑
梁柱自重计算增大系数: 1.20
基础计算信息: 不计算基础
梁刚度增大系数: 1.00
钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.95
门式刚架梁平面内的整体稳定性: 不验算
钢结构受拉柱容许长细比: 400
钢结构受压柱容许长细比: 500
钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180
柱顶容许水平位移/柱高: l / 60
抗震等级: 2(钢结构为考虑地震作用)
计算震型数： 3
地震烈度： 6.00
场地土类别：Ⅱ类
附加重量节点数： 0
设计地震分组：第一组
周期折减系数:0.80
地震力计算方法：振型分解法
结构阻尼比：0.050
按GB50011-2001 地震效应增大系数 1.000
窄行输出全部内容

标准截面特性
截面号 Xc Yc Ix Iy A
1 0.12000 0.20000 0.17585E-03 0.18439E-04 0.61440E-02
2 0.09000 0.15000 0.58626E-04 0.58372E-05 0.38880E-02
截面号 ix iy W1x W2x W1y W2y
1 0.16918E+00 0.54783E-01 0.87925E-03 0.87925E-03 0.15366E-03 0.15366E-03
2 0.12280E+00 0.38747E-01 0.39084E-03 0.39084E-03 0.64858E-04 0.64858E-04

吊车荷载计算...

吊车连接节点数: 2
吊车连接节点号: 1, 2,
最大轮压在左侧产生的各节点竖向荷载(Dmax在跨左): 89.900, 22.600,
最大轮压在右侧产生的各节点竖向荷载(Dmax在跨右): 22.600, 89.900,
空车最大轮压在左侧产生的各节点竖向荷载(Wmax在跨左): 0.000, 0.000,
空车最大轮压在右侧产生的各节点竖向荷载(Wmax在跨右): 0.000, 0.000,
吊车竖向荷载与节点竖向偏心距(m): 0.750, -0.750,
吊车水平刹车力在各节点产生的最大水平力(Tmax): 6.150, 6.150,
吊车的横向水平荷载与各节点的垂直距离(m): 1.030, 1.030,
考虑空间工作和扭转影响的效应调整系数: 1.000
吊车桥架引起的地震剪力与弯矩增大系数: 1.000
吊车桥架重量: 36.950
单跨吊车组合荷载折减系数:1.000
两跨吊车组合荷载折减系数:1.000

荷载效应组合计算...
----- 荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算 -----
考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号: 83, M= -133.10, N= 74.28, M= -81.60, N= -159.59
考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785
抗剪强度计算控制组合号: 83, V= -32.20
抗剪强度计算应力比 = 0.112
平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 177.21
平面内稳定计算最大应力比 = 0.824
平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 202.95
平面外稳定计算最大应力比 = 0.944
门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] = 250.00
翼缘容许宽厚比 [B/T] = 15.00

考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785 < 1.0
抗剪强度计算应力比 = 0.112 < 1.0
平面内稳定计算最大应力 < f= 215.00
平面外稳定计算最大应力 < f= 215.00
腹板高厚比 H0/TW= 64.00 < [H0/TW]= 250.00
翼缘宽厚比 B/T = 14.62 < [B/T]= 15.00
压杆,平面内长细比 λ= 94. < [λ]= 500
压杆,平面外长细比 λ= 110. < [λ]= 500

构件重量 (Kg)= 289.38
--------------------------------------------------------------------------------
钢 柱 2
截面类型= 16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 15.97, Ly= 6.00; 长细比：λx= 94.4,λy= 109.5
构件长度= 6.00; 计算长度系数: Ux= 2.66 Uy= 1.00
截面参数: B1= 240, B2= 240, H= 400, Tw= 6, T1= 8, T2= 8
轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类
验算规范: 门规CECS102:2002

考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号: 69, M= 133.10, N= 74.28, M= 81.60, N= -159.59
考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785
抗剪强度计算控制组合号: 69, V= 32.20
抗剪强度计算应力比 = 0.112
平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 177.21
平面内稳定计算最大应力比 = 0.824
平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 202.95
平面外稳定计算最大应力比 = 0.944
门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] = 250.00
翼缘容许宽厚比 [B/T] = 15.00

考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.785 < 1.0
抗剪强度计算应力比 = 0.112 < 1.0
平面内稳定计算最大应力 < f= 215.00
平面外稳定计算最大应力 < f= 215.00
腹板高厚比 H0/TW= 64.00 < [H0/TW]= 250.00
翼缘宽厚比 B/T = 14.62 < [B/T]= 15.00
压杆,平面内长细比 λ= 94. < [λ]= 500
压杆,平面外长细比 λ= 110. < [λ]= 500

构件重量 (Kg)= 289.38
--------------------------------------------------------------------------------
钢 柱 3
截面类型= 16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 15.97, Ly= 3.00; 长细比：λx= 94.4,λy= 54.8
构件长度= 3.00; 计算长度系数: Ux= 5.32 Uy= 1.00
截面参数: B1= 240, B2= 240, H= 400, Tw= 6, T1= 8, T2= 8
轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类
验算规范: 门规CECS102:2002

考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:119, M= -24.01, N= 12.25, M= -68.14, N= -31.96
考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389
抗剪强度计算控制组合号: 87, V= -25.10
抗剪强度计算应力比 = 0.087
平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 87.46
平面内稳定计算最大应力比 = 0.407
平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 83.74
平面外稳定计算最大应力比 = 0.389
门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] = 250.00
翼缘容许宽厚比 [B/T] = 15.00

考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389 < 1.0
抗剪强度计算应力比 = 0.087 < 1.0
平面内稳定计算最大应力 < f= 215.00
平面外稳定计算最大应力 < f= 215.00
腹板高厚比 H0/TW= 64.00 < [H0/TW]= 250.00
翼缘宽厚比 B/T = 14.62 < [B/T]= 15.00
压杆,平面内长细比 λ= 94. < [λ]= 500
压杆,平面外长细比 λ= 55. < [λ]= 500

构件重量 (Kg)= 144.69
--------------------------------------------------------------------------------

钢 柱 4
截面类型= 16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 15.97, Ly= 3.00; 长细比：λx= 94.4,λy= 54.8
构件长度= 3.00; 计算长度系数: Ux= 5.32 Uy= 1.00
截面参数: B1= 240, B2= 240, H= 400, Tw= 6, T1= 8, T2= 8
轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类
验算规范: 门规CECS102:2002

考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:117, M= 24.01, N= 12.25, M= 68.14, N= -31.96
考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389
抗剪强度计算控制组合号: 73, V= 25.10
抗剪强度计算应力比 = 0.087
平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 87.46
平面内稳定计算最大应力比 = 0.407
平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) = 83.74
平面外稳定计算最大应力比 = 0.389
门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] = 250.00
翼缘容许宽厚比 [B/T] = 15.00

考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.389 < 1.0
抗剪强度计算应力比 = 0.087 < 1.0
平面内稳定计算最大应力 < f= 215.00
平面外稳定计算最大应力 < f= 215.00
腹板高厚比 H0/TW= 64.00 < [H0/TW]= 250.00
翼缘宽厚比 B/T = 14.62 < [B/T]= 15.00
压杆,平面内长细比 λ= 94. < [λ]= 500
压杆,平面外长细比 λ= 55. < [λ]= 500

构件重量 (Kg)= 144.69
--------------------------------------------------------------------------------
钢 梁 1
截面类型= 16; 布置角度= 0;计算长度： Lx= 12.04, Ly= 3.00
构件长度= 6.02; 计算长度系数: Ux= 2.00 Uy= 0.50
截面参数: B1= 180, B2= 180, H= 300, Tw= 6, T1= 6, T2= 6
轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类
验算规范: 门规CECS102:2002

--- 梁的弯矩包络 ---

考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.874
抗剪强度计算应力比 = 0.142
平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 187.89
平面外稳定计算最大应力比 = 0.874

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.874 < 1.0
抗剪强度计算应力比 = 0.142 < 1.0
平面外稳定最大应力 < f= 215.00
腹板高厚比 H0/TW= 48.00 < [H0/TW]= 250.00 (CECS102:2002)
翼缘宽厚比 B/T = 14.50 < [B/T] = 15.00

钢 梁 2
截面类型= 16; 布置角度= 0;计算长度： Lx= 12.04, Ly= 3.00
构件长度= 6.02; 计算长度系数: Ux= 2.00 Uy= 0.50
截面参数: B1= 180, B2= 180, H= 300, Tw= 6, T1= 6, T2= 6
轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:b类
验算规范: 门规CECS102:2002

--- 梁的弯矩包络 ---
梁下部受拉:
截面 1 2 3 4 5 6 7
弯矩 -31.83 -24.94 -21.77 -13.82 -9.27 -13.04 -49.11

梁上部受拉:
截面 1 2 3 4 5 6 7
弯矩 9.83 4.83 6.59 7.63 8.20 18.94 68.19

考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.874
抗剪强度计算应力比 = 0.142
平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 187.89
平面外稳定计算最大应力比 = 0.874

考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.874 < 1.0
抗剪强度计算应力比 = 0.142 < 1.0
平面外稳定最大应力 < f= 215.00
腹板高厚比 H0/TW= 48.00 < [H0/TW]= 250.00 (CECS102:2002)
翼缘宽厚比 B/T = 14.50 < [B/T] = 15.00

--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---
截面 1 2 3 4 5 6 7
挠度值 0.00 2.49 3.38 2.90 1.57 0.23 0.00

最大挠度值 = 3.38 最大挠度/梁跨度 = 1/ 1779.

斜梁坡度初始值: 1/ 12.50
变形后斜梁坡度最小值: 1/ 13.36
变形后斜梁坡度改变率 = 0.064 < 1/3

构件重量 (Kg)= 183.71
--------------------------------------------------------------------------------

风荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:
节点( 3), 水平位移 dx= 14.766(mm) = H / 610.
地震荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:
节点( 4), 水平位移 dx= 3.542(mm) = H / 2541.
梁的(恒+活)最大挠度:
梁( 1), 挠跨比 = 1 / 1779.
风载作用下柱顶最大水平位移: H/ 610< 柱顶位移容许值: H/ 60
地震作用下柱顶最大水平位移: H/ 2541< 柱顶位移容许值: H/ 60
梁的(恒+活)最大挠跨比: 1/ 1779< 梁的容许挠跨比: 1/ 180

所有钢柱的总重量 (Kg)= 868.
所有钢梁的总重量 (Kg)= 367.
钢梁与钢柱重量之和 (Kg)= 1236.

-----PK11 计算结束-----