门式刚架厂房设计计
算书
、设计资料
该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房跨度 21m,长度90m ，柱距9m,檐高 7.5m,屋面坡度
1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为皎接。
材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。
屋面和墙面采用75mm 厚EPS 夹芯板，底面和外面二层采用 0.6mm 厚镀锌彩板,
锌板厚度为275/gm 2;檀条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边
Z 形钢檀条，屈服强度
f y 450N/mm 2,镀锌厚度为160g/mm 2。（不考虑墙面自重）
W O 0.5KN /m 2，基本雪压 0.3KN /m 2
地面粗糙度B 类
二、结构平面柱网及支撑布置
该厂房长度90m,跨度21m,柱距9m,共有11棉刚架，由丁纵向温度区 段不大丁 300m 、横向温度区段不大丁 150m,因此不用设置伸缩缝。
橡条间距为1.5m 。
厂房长度〉60m,因此在厂房第二开问和中部设置屋盖横向水平支撑；并在 屋盖相应部位设置橡条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向水平支撑 相对应的柱间设置柱问支撑，由丁柱高 ＜柱距，因此柱问支撑不用分层布置。
（布置图详见施工图） 、荷载的计算
1、计算模型选取
取一棉刚架进行分析，柱脚采用皎接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐 高7.5m,考虑到橡条和梁截面自身高度，近似取柱高为
7.2m ；屋面坡度为1:
10。
因此得到刚架计算模型：
2. 荷载取值 屋面自重：
门式刚架厂房设计计算书
自然条件：基本风压:
屋面板：0.18KN /m2
橡条支撑：0.15KN / m2
横梁自重：0.15KN /m2
总计：0.48KN /m2
屋面雪荷载：0.3KN /m2
屋面活荷载：0.5KN/m2(与雪荷载不同时考虑)
柱自重：0.35KN /m2
风载：基本风压W0 0.5kN/m2
3. 各部分作用荷载：
(1)屋面荷载：
1 标准值：0.48 9 4.30KN/M
cos
柱身包载：0.35 9 3.15KN /M
(2)屋面活载1
屋面雪何载小丁屋面活何载，取活何载0.50 ------------------ 9
cos 4.50KN/M
L;mkn/m
I J I I I J I I I I I I I 」I I II
(3)风荷载
以风左吹为例计算，风右吹同理计算:
根据公式k z s 0计算：
s根据门式刚架的设计规范,(地面粗糙度B类)
z根据查表h 取下图：10m,取1.0,
-0 E5
LD
CU
c>
+
风载体形系数示意图
迎风面侧面k 1.0 0.25 0.5 0.125kN/m2, q1 0.125 9 1.125kN/m
屋顶k 1.0 1.0 0.5 __ .. 2
0.50kN / m , q2 0.50 9 4.5kN/m
背风面侧面k 1.0 0.55 0.5 0.275kN/m2, q30.275 9 2.475kN/m 屋顶k 1.0 0.65 0.5 0.325kN/m2, q4 0.325 9 2.925kN/m 荷载如下图:
4. 内力计算：
(1)截面形式及尺寸初选：
梁柱都采用焊接的H型钢
梁的截面高度h一股取(1/30 : 1/45)1,故取梁截面高度为600mm 暂取H600 300 6 8,截面尺寸见图所示
柱的截面采用与梁相同
300
x 2
（2）截面内力:
根据各个计算简图，用结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内
力图如下:
包 载 作 用
轴力图 （拉为 正，压为 负）
包载下轴力（忽略柱自重）
计算 项目
计算简图及内力值（M 、N 、Q ）
备注
弯矩图
剪力图 “ + ”
轴力图 （拉为 正，压为 负）
风荷载（标准值）剪力图
弯矩图
活荷载作用
风荷载作用
弯矩图
剪力图
“+”
活荷载作用
剪力图
（3）内力组合（由丁恒载和活载关丁结构竖向对称，因而风荷载只要考虑一个方
向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用）按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合:
①1.2*包载效应+1.4*活载效应
②1.2*包载效应+1.4*风载效应
③1.2*包载效应+1.4*0.85*（活载效应+风载效应｝
取四个控制截面：如下图：
.截面验算
控制内力组合项目有：
①+ M max与相应的N , V（以最大正弯矩控制）
②一M max与相应的N , V（以最大负弯矩控制）
③N max与相应的M , V（以最大轴力控制）
④N min与相应的M , V（以最小轴力控制）
所以以上内力组合值，各截面的控制内力为：
1-1截面的控制内力为M 0, N 120.58KN , Q 48.45KN
2-2 截面的控制内力为 M 335.33KN ?M , N 120.58KN , Q 48.45KN
A:刚架柱验算：取2-2截面内力 平■面内长度计算系数：
平■面外计算长度：
考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁 可作为柱平■面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑, 即 H 0Y 7200/ 2 3600mm
19100〜汽
X
81.6, y
234
y
⑴局部稳定验算
构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的 ①柱翼缘
(2)柱有效截面特征
206.56
2 12.7
3 193.83
N / mm 2
181.10
97 48 0 0.5 x 26.2 105.28 因97>70,故可以考虑屈曲后强度。
3-3截面的控制内力为 335.33KN ?M , N 64.30KN , Q 115.40KN 4-4截面的控制内力为
246.78KN ?M , N
57.82KN , Q
5.79KN
max min
206.56 181.10 . °C -------------------- 1.88
max
206.56
0 2 0.45K,其中@地
I R H H 7.2 2.66 19.1M
0x
&5 146 7.2 仅6'
° 2 0.45 1.46 2.66,
3600 co ,
58.4
61.6
150 4 2
6
235
15 （满足要求） 235
M 335.33KN ?M , N
120.58 KN, Q
48.45 KN
max min
120.58 103 335.33 106
A W X 9472
173 104 h 。 584 t w
6
