一、设计资料
1.1厂房信息
该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m，柱顶高度 5.1m，共8榀刚架，柱距6.3m，屋面坡度1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m，尺寸为1.5x3m，每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个（居中），尺寸为3.3x4.5m。
1.2材料
刚架构件截面采用等截面焊接工字形。钢材采用Q235B，焊条E43型。
1.3屋面及墙面材料
屋面及墙面均为带100mm厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条（墙梁）采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。
1.4自然条件
抗震设防烈度为6度（不考虑地震作用）。地面粗糙度系数按C类。
二、结构布置
该厂房跨度12m，柱距6m,共8榀刚架，所以厂房纵向长度6.3×（8-1）=44.1m,由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m，因此不用设置伸缩缝。柱间支撑宜布置在温度区段的中部，以减小纵向温度应力的影响。并在屋盖相应部位设置檩条、拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向水平支撑。由于无吊车，且柱高柱距，因此柱间支撑不用分层布置。
结构布置图见附录
2.1截面尺寸确定
（1）焊接工字型截面尺寸：截面高度h以10mm为模数；截面宽度b以5mm
可取4mm、5mm、6mm，大于为模数，但工程中经常以10mm为模数；腹板厚度t
w
6mm以2mm为模数；翼缘厚度t≥6mm，以2mm为模数，且大于腹板厚度。
（2）工字型截面的高厚比（h/b）：通常取h/b=2～5；梁与柱采取端板竖放连接时，该梁端h/b≤6.5。
（3）等截面梁的截面高度一般取跨度的1/40～1/30，即300mm～400mm。综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面H型钢300×300×10×15
2.2截面几何特性
构
件
名
称
截
面
A（mm
²）
Ix
×
Iy
×
Wx
×
i
x
mm
i
y
mm
Wy
×
梁
11850202006750135013175.5450
柱11850
202006750135013175.5450
三、荷载计算
荷载计算简图
3.1荷载取值计算
（1）屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：0.5kN/㎡（包括构件自重）；
（2）屋面可变荷载标准值（按水平投影面）：0.4kN/㎡；
（3）基本雪压S
=0.35kN/㎡；对于单跨双坡屋面，屋面坡度α=5.71,
μz=1.0雪荷载标准值S
K
=S
×μz=0.35kN/㎡0.4kN/㎡,取屋面活荷载和雪荷
载中的较大值为0.4kN/㎡，不考虑积灰荷载。
（4）基本风压：0.35kN/㎡。按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的规定计算，基本风压ω0=1.0×0.35=0.3675kN/㎡，地面粗糙度系数按C 类。风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》的规定采用，当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用,μz =0.74。风荷载体型系数μs ，迎风面柱及屋面分别为+0.80和-0.60，背风面柱及屋面分别为-0.50和-0.50。
3.2荷载标准值计算
（1）屋面恒荷载标准值：0.5×6.3=3.15kN/m （2）屋面活荷载标准值：0.4×6.3=2.52 kN/m （3）风荷载标准值：q k =1.05μs μz ω0×柱距
迎风面：柱上q 1=1.05×0.8×0.74×0.3675×6.3=1.44 kN/m 横梁上q 2=-1.05×0.6×0.74×0.3675×6.3=-1.08 kN/m 背风面：柱上q 3=-1.05×0.5×0.74×0.3675×6.3=-0.90 kN/m 横梁上q 4=-1.05×0.5×0.74×0.3675×6.3=-0.90 kN/m
荷载简图如下所示：
四、内力计算及组合
4.1刚架内力计算
1.44kN/m
1.08kN/m
0.90kN/m
0.90kN/m
注：剪力图：“+”表示方向“→”；
轴力图：拉为正，压为负。(1)在不可变荷载作用下内力图
M图（单位kN·m）
V图（单位kN)
-7.52
N图（单位kN）
(2)在可变荷载作用下内力图
M图（单位kN·m）
V图（单位kN）
-6.01
N图（单位kN）
(3)在风荷载作用下内力图（左风）
-6.61 M图（单位kN·m）
V图（单位kN）
N图（单位kN）
(4)在风荷载作用下内力图（右风）
-8.06
M图（单位kN·m）
V图（单位kN）
N图（单位kN）
4.2荷载组合
该结构只考虑承受屋面不可变荷载、屋面可变荷载、风荷载，所以进行刚架内力分析时，所需考虑的荷载效应组合主要有：
（1）1.2×不可变荷载+1.4×max{可变荷载，雪荷载}；
（2）1.2×不可变荷载+1.4×风荷载；
（3）1.2×不可变荷载+0.85×1.4×（不可变荷载+风荷载）
4.3内力组合
根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底（1-1）、柱顶（2-2）、梁支座（3-3）、梁跨中（4-4）等截面。控制截面的内力组合主要有：
①最大轴压力N
和同时出现的M及V较大值。
max
和同时出现的N及V较大值。
②最大弯矩M
max
鉴于轻型门式刚架自重较轻，锚栓在强风下可能受到拔起力，需考虑③组合。
和同时出现的M及V较大值，出现在不可变荷载和风荷载
③最小轴压力N
min
共同作用下，当柱脚铰接时M=0。
