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XX除锈喷漆工房设计说明书
建筑设计部分
1. 概况
1.1概况
根据生产发展需要,决定于2009年7月1日在咸阳市新建一除锈喷漆单层钢结构工业厂房。厂房建筑面积为3024 m2。
1.2设计原始资料
(一)气象条件
1. 冬季采暖室外计算温度-5°C。
2. 主导风向:东北。基本风压0.35kN/m2。
3. 基本雪压:0.25kN/m2。
4. 年降雨量:632mm;日最大降雨量:92mm;时最大降雨量:56mm;雨季集中在9、10月份。
5. 土壤最大冻结深度450mm。
(二)工程地质条件
1. 建筑场地地貌单元属黄土梁南缘,场地工程地质条件见附录2。
2. 地下水稳定埋深8.4~9.6m,属潜水类型。地下水对钢结构和混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性,但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。场地水位以上土质对钢结构和混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。
3. I级非自重湿陷性黄土,地基承载力特征值为170kPa。
4. 抗震设防烈度7度0.15g,建筑场地类别为II类。
5. 根据场地岩土工程条件和建筑物荷载特点,建议本工程采用换土垫层法处理地基,基础形式采用柱下独立基础。
(三)施工条件
1. 建设场地平坦,道路通畅,水、电就近可以接通,基本具备开工建设条件。
2. 拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。
2.建筑设计说明
2.1厂房的平面设计
2.1.1建筑平面形式的选择
由于工艺对建筑上无特殊要求,且本厂房的生产工艺流程为直线型,即材料由厂房一端进入,经过除尘、除锈后喷漆,最后由另一端运出,生产工艺流程简单。考虑到生产工艺流程及建筑和结构的简单及合理性,本厂房平面采用矩形平面形式。由于厂房面积不是很大,并考虑到大空间作业面要求,提高厂房通用性,本厂房采用单跨结构。
2.1.2柱网的选择:
本厂房的建筑面积为3024 m2,由于厂房荷载较小,所以选择质量较轻,工业化程度较高,施工周期短,结构形式较简单的轻型门式钢架结构。由于墙梁、檩条等结构构件均是以9米为模数制造的,为了减少构件的规格,便于机械化生产,减少造价,所以柱距选择9米。
对于跨度的选择,应尽量选择较大的跨度,因为跨度较大可以扩大柱网,这样可以提高厂房的通用性,扩大生产面积,节约用地,加快建设速度,提高吊车的服务范围等。但由于轻型门式钢架其本身跨度做的不宜过大。因此,本厂房采用21米跨度。
2.1.3定位轴线的划分
本厂房设计中纵向定位轴线由下向上依次定为A、B、C、D;横向定位轴线从左到右依次为1、2、3、4、……、17。
横向定位轴线的确定,为了使吊车梁、连系梁、屋面檩条等一系列纵向构件的标志长度均与柱距相同,使构件规格一致,便于统一构造连接,一般位置柱的中心线与横向定位轴线重合。
纵向定位轴线的确定,本厂房纵向定位轴线通过柱中心线,外墙墙梁内缘与柱外缘重合。
2.2厂房的剖面设计
2.2.1厂房高度的确定
根据设计资料所给图示轨高为140mm,并设吊车梁高为900mm,则可知牛腿标高H=8.5-0.9-0.14=7.46m,取3M的模数,则牛腿顶面标高为7.5m。
2.2.2室内外高差的确定
考虑到运输工具基础厂房的便利及防止雨水侵入室内,取厂房室内外高差为300mm。
2.3厂房天然采光设计
根据我国《建筑采光设计标准》(GB/T50033—2001)之规定可知,本厂房的采光等级为Ⅲ级。本厂房拟采用双侧采光,因此根据《建筑采光设计标准》(GB/T50033—2001)之规定,床地面积比为Ac/Ad应大于1/4。
由于侧面采光的效果较好,应用较多,且侧面开窗经计算以满足采光面积,不必开天窗,所以本厂房采用侧面采光。又由于单侧采光光线衰减幅度较大,光线不均匀,工作面上近窗点光线强,远光点光线弱,所以本厂房采用双侧采光。为了满足采光面积又不使窗高过大,本厂房将侧窗开为上下两层。低窗窗台高度取在厂房底部砌体的顶面(0.9米)处,以便于施工,窗高3.0米。由于吊车梁顶面距梁柱交点的净空尺寸较小,所以高侧窗开在吊车梁底面即牛腿底面以下,其上缘距距牛腿顶面1.174米,标高为 米,窗高1.5米。为了满足采光面积还应在两山墙上设一道侧窗,为了便于施工,侧窗尺寸及标高与纵墙上侧窗一致。
则纵墙上的开窗面积为:3.0×5.4×28+1.5×5.4×32=712.8 m2
山墙上的开创面积为:3.0×5.4×4+1.5×5.4×6=113.4 m2
则开窗总面积为:712.8+113.4=826.2 m2
又建筑面积为3024 m2,则窗地面积比为:826.2/3024=1/3.66>1/4
所以采光面积足够。
2.4厂房屋面排水设计
为了减少室内排水设施,避免排水管道对生产工艺的影响,本厂房采用有组织外排水方式。考虑到咸阳地区的气象条件以及厂房最大高度的限制,厂房屋面排水坡度取1/20,天沟纵向坡度取1/200。
2.5厂房立面设计
厂房立面利用水平方向的带形窗,墙体勒角等水平构件及其色彩变化,形成水平条带的立面划分形式,使立面显得既简洁又大方,具有开朗、明快的效果。
立面上采用白色为主色调,底部为900mm高砖砌体,表面以水泥砂浆抹面。门窗框口包角板均采用蓝色钢板,以丰富立面。同时也突出了门窗的重点部位。纵向侧立面底侧窗在开门洞口处打断,使立面不至于过于单调。
正立面图
2.6厂房的构造设计
2.6.1外墙
本厂房外墙下部为900mm高240的砖砌体墙,上部为压型钢板,以避免压型钢板直接着地而产生锈蚀。压型钢板采用保温复合式压型钢板。板外侧采用YX35-175-65型压型钢板,内板采用平板式钢板。压型钢板外墙构造力求简单,施工方便,与墙梁连接可靠。转角处以包角板与压型钢板搭接,搭接长度为350mm,以保证防水效果。
2.6.2外维结构的保温设计
咸阳地区冬季室内温度较低,对生产工人身体的健康不利,应考虑采暖要求。为了节约能源,不使外维结构流失的热量过多,外墙、屋面应采取保温措施。此外,为了防止热量过多流失,还应提高门窗缝隙的密封性能防止冷风渗透,以改善室内热环境。
本厂房外维护结构采用压型钢板+矿棉板保温层+压型钢板的构造,室内相对适度=55%,冬季室内计算温度为16,室外计算温度为-5。压型钢板的厚度为0.53 mm,矿棉板的导热系数为0.07,维护结构内表面感热阻Ri取0.115,外表面感热阻Re取0.043,根据规范规定室内相对湿度=55%的车间外墙室内与围护结构内表面之间的允许温差为7.5,则可计算矿棉板保温层厚度如下:
要求,即,得
又考虑到保温复合式压型钢板的规格,可取矿棉板保温层厚为50mm。
2.6.3屋顶构造
本厂房屋面采用压型钢板有檩体系即在钢架斜梁上放置C型或Z型冷扎薄壁钢檩条,再铺设压型钢板屋面。压型钢板凹槽沿排水方向铺设,以利于排水,排水坡度为1/20。
2.6.4散水构造
厂房周围作宽1m的混凝土散水,散水坡度取1/10。散水构造由下至上依次为素土夯实、80厚碎砖打底、60厚C10混凝土、10厚1:2.5水泥砂浆抹面。
2.7门窗明细表
门窗编号
尺寸mm
数量(个)
M1
4200×5000
6
C1
5400×3000
32
C2
5400×1500
38
结构设计说明
第一章 方案选择
1.1材料的选择
由于本厂房为轻型门式刚架结构,本身自重较轻且吊车吨位较小,刚架承受荷载也较小,所以厂房梁、柱、檩条、墙梁等结构构件可选用Q235钢,又由于厂房对材料的冲击韧性无特殊要求,所以质量等级可以选用B级,又厂房对钢材无特殊要求,为了节省造价,可采用沸腾钢。因此,厂房梁、柱、檩条、墙梁等结构构件可选用Q235B.F钢材。吊车梁选用Q235A.F钢。压型钢板选用Q235B.F钢。
1.2柱网布置
本厂房的建筑面积为3024 m2,由于厂房荷载较小,所以选择质量较轻,工业化程度较高,施工周期短,结构形式较简单的轻型门式钢架结构。由于墙梁、檩条等结构构件均是以9米为模数制造的,为了减少构件的规格,便于机械化生产,减少造价,所以柱距选择9米。
对于跨度的选择,应尽量选择较大的跨度,因为跨度较大可以扩大柱网,这样可以提高厂房的通用性,扩大生产面积,节约用地,加快建设速度,提高吊车的服务范围等。但由于轻型门式钢架其本身跨度做的不宜过大。因此,本厂房采用21米跨度。
1.3屋面布置
根据屋面压型钢板的规格,檩条沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中6.3.1之规定,由于檩条跨度为9m,所以采用实腹式檩条。根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中6.3.5和6.3.6之规定,应在檩条三分点处各设置一道拉条。拉条采用10圆钢,圆钢拉条设在距檩条上翼缘1/3腹板高度范围内。屋脊拉条为刚性。
1.4柱间支撑布置
根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中4.5.2之规定应在厂房梁端第一柱间设置柱间支撑,并依次间隔四个柱距设置一个柱间支撑,共设置4个柱间支撑。
1.5屋盖支撑布置
由于本厂房长145m,宽21m,根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中4.5.1之规定,整个厂房可划分为一个温度区段。在设置柱间支撑的四个开间,分别设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系。并在上述相应位置设置刚性杆件。
1.6墙面结构布置
根据墙板的板型和规格,墙梁沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根据《冷弯薄壁钢结构技术规程》GB50018中8.4.2之规定,本厂房墙梁应在跨中三分点处各设置一道拉条,拉条承担的墙体自重通过斜拉条传至承重柱和墙架柱,应每隔5道拉条设置一对斜拉条,以分段传递墙体自重。拉条为10。
根据《门式刚架轻型钢结构技术规程》CECS102中6.4.2之规定,应设置墙架柱。且由于墙架柱需承受墙板重及自重,所以应考虑为双向受弯构件。
第二章
2.1荷载的计算
2.1.1最大轮压的计算
由设计任务书所给吊车资料可知,其最大轮压为57.6KN,最小轮压11KN,则根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中5.1.1之规定可知:
竖向荷载标准值为:
2.1.2横向荷载设计值
由设计任务书所给吊车资料可知,吊车额定起重量为16吨,小车重量为1.07吨,又吊车工作制为A5级,为轻级工作制,因此其每个轮上的横向荷载标准值为:
由《建筑结构荷载规范》5.1.2之规定可知
则:
横向荷载其设计值为:
2.2内力计算
由于吊车梁两端设计为铰接,厂房柱距为9m,综合设计资料,计算图如上图2.2.1所示,则最大弯矩点(C点)的位置为:
查《钢结构设计手册》表8-2得吊车梁自重影响系数=1.04,则
最大弯矩标准值:
最大弯矩处的相应剪力标准值为:
最大剪力标准值为:
横向荷载产生的内力标准值:
则根据以上计算,汇总所需内力如表2.21所示。
388.13
1.4×1.05×388.13=570.55
13.8
1.4×1.05×13.8=20.29
50.76
1.4×1.05×50.76=74.62
188.45
1.4×1.05×188.45=277.02
2.3截面选择
根据经验取吊车梁为单轴对称工字形截面900×500×300×10×18,截面如图:
2.3.1毛截面特性
2.3.2净截面特性:
上翼缘对y轴的特性:
2.4强度验算
2.4.1正应力
按《钢结构设计规范》GB50017-2003中公式4.1.1计算上翼缘正应力,由于吊车梁要进行疲劳验算,所以、均取1.0,则上翼缘应力:
下翼缘应力:
2.4.2剪应力
按照《钢结构设计规范》GB50017-2003中公式4.1.2计算
2.2.3腹板的局部压应力:
采用《钢结构设计规范》GB50017-2003中公式4.1.3之规定:
吊车轨道自重为430,轨高140
集中荷载增大系数,,则
2.4.4腹板计算高度边缘处的这算应力:
按照《钢结构设计规范》GB50017-2003中公式4.1.1之规定:
因为与同号,所以,则:
2.5稳定性验算
2.5.1梁的整体稳定性
按照《钢结构设计规范》GB50017-2003中公式4.2.3之规定:
,应计算梁的整体,《钢结构设计规范》GB50017-2003中公式4.2.1有:
由《钢结构设计规范》GB50017-2003中表B.1得:
则:
则:
所以满足要求。
2.5.2腹板的局部稳定性
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003中4.3.2之规定:
由于,所以应按构造配置横向加劲肋。且应在支座处配置支撑加劲肋。
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003中4.3.6之规定:
横向加劲肋在与之间取横向加劲肋间距,横向加劲肋在腹板两侧成对称布置。其外伸宽度应有,取,则腹板加劲肋厚度为。
计算跨度处,吊车梁腹板计算高度边缘处的弯曲压应力为:
腹板的平均剪应力:
腹板边缘局部压应力为:
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003中4.3.3可求,,
(1)的计算
由于
所以
(2)的计算
,所以
由于,则
(3)的计算
由于,所以
由于,所以
所以,局部稳定性满足要求。
2.6挠度验算
验算吊车梁的挠度是应按标准值进行计算,且不乘动力系数,则挠度为:
满足刚度要求。
2.7支撑加劲肋的验算
取支座加劲肋为2-110×10,其布置图如下:
则支座加劲肋的端面承受压应力为:
稳定验算
属b类截面,查表得,则支座加劲肋在腹板平面外的稳定性:
所以满足要求。
2.8焊缝计算
2.8.1上翼缘与腹板连接处的焊缝设计
取
2.8.2下翼缘与腹板的连接焊缝
取
2.8.3支座加劲肋与腹板的焊缝
设,则
取
2.9疲劳验算
由于循环次数为次,根据《刚结构设计规范》GB50017-2003中6.1.1之规定,应进行疲劳验算。
(1)最大弯矩(C点截面)处下翼缘连接焊缝附近主体金属的疲劳应力幅
根据《刚结构设计规范》GB50017-2003中附表E之规定可知:构件和连接类别为2类,在查表6.2.1可知:
,则:
,所以满足要求。
(2)横向加劲肋下端部附近主体金属的疲劳应力幅
横向加劲肋下端部(离腹板下边缘60mm)附近主体金属的应力幅(近似取C点的M)
查《刚结构设计规范》GB50017-2003中附表E之规定可知,构件和连接类别为4类,查表6.2.1得:
,则:
,所以满足要求。
第三章 檩条设计
3.1荷载设计
1、永久荷载
压型钢板(YX75-200-600型)1.0mm厚,0.0785
玻璃棉板保温层(50mm厚)1×0.05=0.05
压型钢板(两层,含保温层) 0.25
檩条(包括拉条) 0.05
0.03
2、可变荷载
(1)屋面均布活荷载标准值
由于采用压型钢板轻型屋面板,且为不上人屋面,屋面竖向均布活荷载标准值(按水平投影面积计算)取0.5
施工或检修集中荷载标准值为1,则转化为线性荷载为:
(2)屋面雪荷载标准值
由设计任务书可知,基本雪压,根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中6.2之规定取雪荷载标准值为:,视雪荷载为均匀分布,屋面坡度为1/20,,则:
(3)屋面风荷载标准值
由设计任务书可知,基本风压,则根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中7.1.1之规定,取风荷载标准值为:
其中由于高度不超过15米,故由风引起的结构振动不明显,取。
中间区①
边缘带②
角 部③
(C类地面粗糙度)
(吸力)
3、荷载组合:
(1)1.2×永久荷载+1.4×
弯矩设计值:
参考《钢结构设计手册》由于,所以应验算拉条负弯矩处,则有:
(2)1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载
弯矩设计值:
3.2截面选择及截面特性
试选用H型钢200×150×3.2×4.5(如下图)3
查表得H型钢200×150×3.2×4.5的截面特性如下:
由于受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比,不考虑截面的塑性发展,即,,并取,则受压翼缘的有效宽度为,每侧扣除宽度,计算截面有一拉条连接孔,其距上翼缘为40mm处,则净截面模量为:
屋面能阻止檩条失稳和扭转
3.3稳定性验算
屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转,则当上翼缘受压时,稳定问题得到保证,不必进行验算,本设计中风荷载较大,应考虑其作用下翼缘受压时的稳定问题计算。
整体调整系数
风荷载作用下翼缘
,
由于,则
所以
满足要求。
3.4挠度要求
参考《钢结构计算手册》(上册)表2-11可知,并参考公式7-29有:
满足要求。
3.5构造要求
故此檩条在平面内、外均满足要求。
第四章 抗风柱设计
4.1荷载计算
1、恒载
山墙墙面板及墙梁自重为0.35,不考虑下部900高墙体自重,其直接传至基础。近似认为恒载作用于柱截面中心(抗风柱等截面),取基础标高0.500米。
柱高
取1M的模数,则
2、风荷载
基本风压为0.35,本厂房由于跨中1/3处设有抗风柱,地面类别为B类,则由《门式钢架轻型钢结构技术规程》CECS102:2002表A.0.2-4得:
,,则:
风压标准值
3、单根抗风柱承受的均布线荷载设计值为:
恒 载:
风荷载:
则,计算简图如下所示:
4.2内力分析
抗风柱的柱脚和柱顶分别有基础和屋面支撑提供竖向及水平支撑
可得构件的最大轴压力为:
最大弯矩为:
4.3截面的选择
选用H400×200×8×13×16型柱,则住的截面性质如下:
强度校核:
4.4稳定性验算
1、平面内稳定性
由于抗风柱两端铰接,所以,则:
截面属b类,查表得又
则有:
2、平面外稳定性
考虑到抗风柱的柱间支撑,所以,则:
截面属b类,查表得
,
4.5挠度验算
满足要求。
第五章 牛腿设计
5.1荷载计算
根据吊车梁的设计说明可知,吊车梁自重为1808.64,轨道自重为430。由吊车最大轮压引起的支座反力标准值为:
则牛腿根部所承受的剪力为:
5.2截面选择
牛腿选用H400-350×250×6×10,偏心据为e=300mm,外伸长度d=200mm,截面高h=450mm,截面宽b=250mm,翼缘板厚mm,腹板厚mm,力作用点处截面为H370×250×6×10。则:
5.3截面特性
根部截面:
5.4强度验算
1、抗弯强度
2、抗剪强度
3、腹板计算高度边缘处这算应力
由于力作用点处有支撑加劲肋,所以:
满足要求。
5.5焊缝验算
焊角尺寸选用,则焊缝的计算如下图:
腹板上竖向焊缝有效截面面积为:
全部焊缝对X轴的惯性距为:
焊缝最外边缘的截面模量为:
翼缘和腹板的连接处的截面模量为:
弯矩作用下的角焊缝最大应力为:
牛腿翼缘和腹板交接处的折算应力:
满足要求。
5.6加劲肋设计
加劲肋伸出长度为90mm,宽度为6mm,则:
稳定性验算:
截面属b类截面,查表得,则:
满足要求。
第六章 刚架设计
对于刚架柱初步拟选用等截面刚架,为H500×300×300×10×16×16型截面,对于刚架梁,在三分点处边侧选用变截面变截面刚架,为H(650~400)×250×250×8×10×10型截面,三分点内侧拟选用等截面刚架,为H400×180×180×6×8×8型截面。
6.1荷载计算
1、恒荷载的计算
屋面压型钢板及保温层自重标准值 0.25
檩条(包括拉条)自重标准值 0.05
刚架梁自重标准值 0.51
墙梁及墙梁自重标准值 0.35
钢窗自重标准值 0.40
刚架柱自重标准值 1.16
2、活荷载的计算
(1)屋面均布竖向活荷载设计值 0.30
(2)雪荷载标准值:
由《建筑荷载规范》GB50009—2001中6.2之规定有:
(3)风荷载标准值
墙面风荷载标准值:由于厂房梁柱交点处与自然地面间的距离为10.5+0.3=10.8m,根据《建筑荷载规范》GB50009—2001中表7.3.1得:
墙面迎风面
墙面背风面
屋面风荷载标准值:屋脊处与自然地面间的距离为11.6米,根据《建筑荷载规范》GB50009—2001中表7.2.1及表7.3.1得:(以做吹风为例)
左边迎风面
右边背风面
3、吊车及吊车荷载
(1)最大轮压作用下牛腿的最大反力
(2)最小轮压作用下牛腿的最大反力
(3)横向荷载作用下的最大反力
4、作用在刚架上的荷载标准值计算
(1)作用于柱上的恒荷载
由于侧墙上大面积为窗,所以可以以窗的自重作为均布荷载并考虑钢柱自重,则柱上线荷载为:
(2)屋面与檩条引起的线荷载:(考虑刚架梁自重)
,则:
(3)吊车梁自重引起的恒荷载标准值
竖向力:
弯 矩:
(4)由于屋面活荷载大于雪荷载,所以取屋面活荷载,则由屋面活荷载引起的线荷载:
(5)风荷载(以左吹风为例)
左边柱上的线荷载:
右边柱上的线荷载:
左边迎风面上线荷载:
右边迎风面上线荷载:
计算简图如下图所示:
(6)吊车荷载
①最大轮压作用于A柱列
A柱列所受竖向力及弯矩
B柱列所受竖向力及弯矩
计算简图如下图所示:
②最大轮压作用于B柱列
A柱列所受竖向力及弯矩
B柱列所受竖向力及弯矩
计算简图同上图所示。
③横向荷载作用于AB跨
计算简图如下图所示:
5、地震荷载
(1)结构自振周期的计算
计算自振周期时集中时屋盖的重力荷载代表值:
则:
其中由PKPM软件算出。
(2)地震力的计算
由于场地类型为三类,地震分组为第一组,地震烈度为7度(0.15g),所以:
,
由于,,所以阻尼调整系数,则:
地震影响系数
计算地震力时屋盖的重力荷载代表值为:
集中于AB跨吊车梁顶面的吊车荷载代表值为:
6.2内力计算
在以上荷载的作用下的内力计算由PKPM软件算出,起结果见附录。
6.3构件验算
6.3.1、刚架梁的验算
(1)构件的几何参数:
由于厂房跨度大,为了节约钢材,降低成本,采用变截面形式梁,在第一个三分点处分为左右两段。
左段为楔形截面梁,截面尺寸为:(650~400)×250×8×10
左端:
右端:
右段为等截面形式梁,截面尺寸为:400×180×6×8
(2)构件宽厚比的验算
翼缘部分: ①
②
腹板部分:①
②
(3)抗剪验算
梁截面的最大剪力为:
则根据规范规定有:
由于腹板高度变化大于,则不考虑利用腹板屈曲后的抗剪强度。
,其中,,
对于左截面:
对于右截面:
则均能满足承载力要求。
有段考虑到屈曲后强度 , 由于 则
所以
所以满足要求。
(4)弯、剪、压共同作用下的验算
对于V—V截面: , ,
根据《门式刚架轻型房屋结构技术规程》CECS102:2002中6.1.2中弟2款之规定进行下列验算。
,所以
,则:
,全截面有效,所以:
,
满足要求。
对于VI—VI截面: , ,
根据《门式刚架轻型房屋结构技术规程》CECS102:2002中6.1.2中弟2款之规定进行下列验算。
,所以
,则:
,全截面有效,所以:
,
满足要求。
(5)整体稳定验算:
,
A、 横梁平面内的稳定性验算
计算长度的计算:
参数,, 由规范查得,换算长度系数
平面内计算长度
截面属b类截面,可查得,又
取,则应有:
满足要求。
B、考虑屋面压型钢板与檩条紧密联结,有蒙皮效应,檩条可作为横梁平面外的支撑点,但为了安全起见计算按两个檩条间距考虑,即。
(1)对楔形段:
, ,
对C类截面,查表得:
偏于安全的考虑近似认为两端弯曲应力相等,则:
计算时所需参数:
所以 取 则:
(2)对等截面段:
, ,
对C类截面,查表得
所以
6.3.2 刚架柱的验算
(1) 构件的几何参数:
柱选用截面为H550×300×10×16的焊接工字型截面梁,且为等截面柱,则:
(2) 构件的宽厚比验算
翼缘部分:
腹板部分:
(3)抗剪验算
梁截面的最大剪力为:
所以
所以满足要求。
(4)弯、剪、压共同作用下的验算
, ,
根据《门式刚架轻型房屋结构技术规程》CECS102:2002中6.1.2中弟2款之规定进行下列验算。
,所以
,则:
,全截面有效,所以:
,
满足要求。
(5)整体稳定验算:
A、钢架柱平面内稳定性验算:
柱顶最不利组合: ,
柱底最不利组合: ,
①平面内计算长度: 由规范知
计算长度系数
所以
②稳定性验算
对有侧移的门架柱 经分析全截面有效
对b类截面,查表得: 则:
对柱顶:
对柱底:
所以平面内稳定性满足要求。
B、 钢架柱平面外的整体稳定性验算
考虑柱间支撑作为柱的平面外支撑,所以柱的平面外验算应分为上柱和下柱分别验算。
①上柱平面平面外稳定性验算
由柱间支撑可知上柱计算长度为: ,
上柱的最不利组合为: ,
根据《门式刚架轻型房屋结构技术规程》CECS102:2002中6.1.4之规定进行验算:
又截面属于b类截面,查表得:
对于等截面构件,则,由强度验算可知,全截面有效,且腹板受压区高度,则:
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003进行修正 取, 则:
满足要求。
②下柱平面平面外稳定性验算
由柱间支撑可知下柱计算长度为:
下柱的最不利组合为: ,
腹板的受压区高度:
,
又经验算全截面有效,则:
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003进行修正 取
又
又截面属于b类截面,查表得:,则:
满足要求。
第七章 节点设计
7.1、梁柱节点
7.1.1
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