房屋钢结构设计计算书模板.docx
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房屋钢结构设计计算书 162 资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。 房屋钢结构设计计算书 专业: 土木工程 学号: 11541131 姓名: 于长江 目录 (1) 设计资料 (2) 结构平面、 立面布置图 (3) 门式钢架计算简图及几何长度 (4) 荷载计算 (5) 构件截面尺寸初算 (6) 钢架内力及支座反力系数在各个工况的计算 (7) 内力组合 (8) 节点计算 一、 设计资料及参考文献 1、 结构形式 某厂房跨度为24m, 采用单跨双坡门式刚架结构。屋盖结构体系和墙面体系均为有檩体系, 采用压型钢板夹心泡沫保温层作屋面板和墙面板。要求梁柱均变截面, 基础混凝土强度等级为C30; 钢材采用Q345B, E43型焊条。设计使用年限50年, 结构安全等级、 抗震设防类别等根据规范确定。屋架及檩条、 拉条等自重: 按经验公式计算kN/m2, 屋面活荷载标准值: 0.5kN/m2。 跨度24米, 坡度1/10, 柱高6米, 长度60米,柱距7.5米。 2、 主要参考文献 1) 陈绍蕃. 钢结构( 上、 下册) ．北京: 中国建筑工业出版社, 2) 王国周等. 钢结构原理与设计.北京: 清华大学出版社, 3) 钢结构设计规范( GB50017— ) . 北京: 中国计划出版社, 4) 房屋建筑制图统一标准( GB/T 50001— ) .北京: 中国计划出 ． 5) 建筑结构制图标准( GB/T 50105- ) ．北京: 中国计划出版社, ． 6) 钢结构设计手册( 上册) ( 第三版) ．北京: 中国建筑工业出版社, 二、 结构平面、 立面布置图、 附属体系简图 1)结构平面图 2)立面布置图 正立面图 侧立面图 三、 门式钢架计算简图及几何长度 I----------------------7.5m----------------------I--------------------7.5m-------------------------I 四、 荷载计算 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: 10 柱数: 5 梁数: 4 支座约束数: 5 标准截面总数: 3 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: 0.85 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: 180 钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180 柱顶容许水平位移/柱高: l / 60 地震作用计算: 计算水平地震作用 计算震型数: 3 地震烈度: 7.00 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: 0.035 按GB50011- 地震效应增大系数 1.000 恒荷载计算... 节 点 荷 载: 节点号 弯矩 垂直力 水平力 0 柱 荷 载: 柱号 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 0 梁 荷 载: 连续数 荷载个数 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载值2 荷载参数2 1 1 1 1.12 0.00 1 1 1 1.12 0.00 1 1 1 1.12 0.00 1 1 1 1.12 0.00 ---- 恒荷载标准值作用计算结果 ---- --- 柱内力 --- 柱号 M N V M N V 1 0.00 27.06 -3.50 -21.03 -13.38 3.50 2 0.00 3.04 0.00 0.00 0.00 0.00 3 0.00 45.10 0.00 0.00 -28.68 0.00 4 0.00 3.04 0.00 0.00 0.00 0.00 5 0.00 27.06 3.50 21.03 -13.38 -3.50 --- 梁内力 --- 梁号 M N V M N V 1 21.03 4.82 12.97 15.57 -3.44 0.83 2 -15.57 3.44 -0.83 -30.99 -2.06 14.62 3 -15.57 3.44 0.83 -21.03 -4.82 12.97 4 30.99 2.06 14.62 15.57 -3.44 -0.83 --- 恒荷载作用下的节点位移(mm) --- 节点号. X向位移 Y向位移 1 0.0 0.0 2 0.0 0.0 3 0.1 1.2 4 -0.1 1.2 5 0.0 0.1 11 0.0 0.0 12 0.0 0.0 活荷载计算... 节 点 荷 载: 节点号 弯矩 垂直力 水平力 0 柱 荷 载: 柱号 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 0 梁 荷 载: 连续数 荷载个数 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载值2 荷载参数2 1 1 1 1.12 0.00 1 1 1 1.12 0.00 1 1 1 1.12 0.00 1 1 1 1.12 0.00 --- 活荷载标准值作用下的节点位移(mm) --- 节点号. X向位移 Y向位移 1 0.0 0.0 2 0.0 0.0 3 0.1 0.7 4 -0.1 0.7 5 0.0 0.0 11 0.0 0.0 12 0.0 0.0 风荷载计算... ---- 左风荷载标准值作用 ---- 节 点 荷 载: 节点号 水平力 垂直力 0 柱 荷 载: 柱号 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 1 1 1.08 0.00 2 1 3.46 0.00 4 1 3.46 0.00 5 1 1.52 0.00 0 梁 荷 载: 连续数 荷载个数 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载值2 荷载参数2 1 1 1 -3.03 0.00 1 1 1 -3.03 0.00 1 1 1 -1.73 0.00 1 1 1 -1.73 0.00 --- 节点侧向( 水平向) 位移(mm) --- 节点号 δx 节点号 δx 节点号 δx 节点号 δx ( 1) 0.9 ( 2) 1.0 ( 3) 0.8 ( 4) 1.0 ( 5) 1.0 ( 6) 0.0 ( 7) 0.0 ( 8) 0.0 ( 9) 0.0 ( 10) 0.0 ( 11) 0.0 ( 12) 0.0 --- 柱内力 --- 柱号 M N V M N V 1 0.00 -18.91 9.06 34.88 18.91 -2.57 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 12.87 -29.13 1.97 1.29 29.13 -1.97 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5 0.00 -9.14 3.00 -9.26 9.14 6.09 --- 梁内力 --- 梁号 M N V M N V 1 -34.88 -4.43 -18.56 -21.89 4.43 0.27 2 21.89 -4.43 -0.27 31.57 4.43 -18.01 3 10.44 -6.97 -1.96 9.26 6.97 -8.49 4 -32.85 -6.97 -12.40 -10.44 6.97 1.96 ---- 右风荷载标准值作用 ---- 节 点 荷 载: 节点号 水平力 垂直力 0 柱 荷 载: 柱号 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 1 1 -1.52 0.00 2 1 -3.46 0.00 4 1 -3.46 0.00 5 1 -1.08 0.00 0 梁 荷 载: 连续数 荷载个数 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载值2 荷载参数2 1 1 1 -1.73 0.00 1 1 1 -1.73 0.00 1 1 1 -3.03 0.00 1 1 1 -3.03 0.00 --- 节点侧向( 水平向) 位移(mm) --- 节点号 δx 节点号 δx 节点号 δx 节点号 δx ( 1) -1.0 ( 2) -0.9 ( 3) -1.0 ( 4) -0.8 ( 5) -1.0 ( 6) 0.0 ( 7) 0.0 ( 8) 0.0 ( 9) 0.0 ( 10) 0.0 ( 11) 0.0 ( 12) 0.0 --- 柱内力 --- 柱号 M N V M N V 1 0.00 -9.14 -3.00 9.26 9.14 -6.09 2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 -12.87 -29.13 -1.97 -1.29 29.13 1.97 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5 0.00 -18.91 -9.06 -34.88 18.91 2.57 --- 梁内力 --- 梁号 M N V M N V 1 -9.26 -6.97 -8.49 -10.44 6.97 -1.96 2 10.44 -6.97 1.96 32.85 6.97 -12.40 3 21.89 -4.43 0.27 34.88 4.43 -18.56 4 -31.57 -4.43 -18.01 -21.89 4.43 -0.27 五、 构件截面尺寸初算 冷弯薄壁型钢墙梁设计 ===== 设计依据 ====== 建筑结构荷载规范(GB 50009-- ) 冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018- ) 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102: ) ===== 设计数据 ====== 墙梁跨度 (m): 6.000 墙梁间距 (m): 1.052 设计规范: 门式刚架规程CECS102: 风吸力下翼缘受压稳定验算: 按附录E验算 墙梁形式: 斜卷边Z形冷弯型钢 XZ250X75X20X2.0 墙梁布置方式: 口朝下 钢材钢号: Q235钢 拉条设置: 设置一道拉条 拉条作用: 能约束墙梁外翼缘 净截面系数: 1.000 墙梁支承压型钢板墙,水平挠度限值为 1/100 墙板能阻止墙梁侧向失稳 构造不能保证风吸力作用墙梁内翼缘受压的稳定性 墙梁支撑墙板重量 单侧挂墙板 墙梁上方一侧板重(kN/m) : 0.300 每米宽度墙板的惯性矩(m4): 0. 00E-06 建筑类型: 封闭式建筑 分区: 中间区 基本风压: 0.630 风荷载高度变化系数: 1.000 迎风风荷载体型系数: 1.000 背风风荷载体型系数: -1.100 迎风风荷载标准值 (kN/m2): 0.630 背风风荷载标准值 (kN/m2): -0.693 ===== 截面及材料特性 ====== 墙梁形式: 斜卷边Z形冷弯型钢XZ250X75X20X2.0 b = 75.000 h = 250.000 c = 20.000 t = 2.000 A = 0.8592E-03 Ix = 0.8567E-05 Iy = 0.4653E-06 Ix1 = 0.7996E-05 Iy1 = 0.1036E-05 θ = 0.1539E+02 Wx1 = 0.7198E-04 Wx2 = 0.6184E-04 Wy1 = 0.1455E-04 Wy2 = 0.1209E-04 Ww1 = 0.4859E-05 Ww2 = 0.1700E-05 k = 0. E+00 Uy = 0.0000E+00 钢材钢号: Q235钢 屈服强度 fy= 235.000 强度设计值 f= 205.000 考虑冷弯效应强度 f'= 211.413 ===== 设计内力 ====== ------------------------- | 1.2恒载+1.4风压力组合 | ------------------------- 绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx = 3.587 绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My = -0.676 水平剪力设计值 (kN) : Vx = 2.784 竖向剪力设计值 (kN) : Vy = 0.827 ------------------------- | 1.35恒载 | ------------------------- 绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx1 = -0.592 绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My1 = -0.538 水平剪力设计值 (kN) : Vx1 = 0.000 竖向剪力设计值 (kN) : Vy1 = 0.930 ------------------------- | 1.2恒载+1.4风吸力组合 | ------------------------- 绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx2 = -4.428 绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My2 = -0.067 水平剪力设计值 (kN) : Vx= 3.062 竖向剪力设计值 (kN) : Vy = 0.827 ----------------------------------------------------------------------------- ===== 风压力作用验算 ====== 抗弯控制组合: 1.2恒载+1.4风压力组合 有效截面特性计算结果: 全截面有效。 截面强度(N/mm2) : σmax = 96.255 <= 211.413 抗剪控制组合: 1.2恒载+1.4风压力组合 截面最大剪应力(N/mm2): τ = 8.487 <= 120.000 ===== 风吸力作用验算 ====== 组合: 1.2恒载+1.4风吸力 有效截面特性计算结果: Ae = 0.8450E-03 θe = 0.1545E+02 Iex = 0.8333E-05 Iey = 0.4650E-06 Wex1 = 0.7099E-04 Wex2 = 0.6066E-04 Wex3 = 0.6849E-04 Wex4 = 0.5883E-04 Wey1 = 0.1400E-04 Wey2 = 0.1190E-04 Wey3 = 0.1394E-04 Wey4 = 0.1194E-04 截面强度(N/mm2) : σmax= 98.749 <= 205.000 内翼缘受压稳定性验算: 按门式刚架规程CECS102: 附录E 计算: 内翼缘压弯屈曲承载力降低系数: 0.695 内翼缘的稳定性(N/mm2) : 117.758 <= 205.000 截面最大剪应力(N/mm2): τw = 9.335 <= 120.000 ===== 荷载标准值作用下, 挠度验算 ====== 竖向挠度(mm) : fy = 0.727 水平挠度(mm) : fx = 6.790 <= 60.000 ===== 计算满足 ====== 抗风柱设计 钢材等级: Q345 柱距(m): 6.000 柱高(m): 7.200 柱截面: 焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=400*240*240*8*12*12 铰接信息: 两端铰接 柱平面内计算长度系数: 1.000 柱平面外计算长度: 7.200 强度计算净截面系数: 1.000 设计规范:《钢结构设计规范》 容许挠度限值[υ]: l/400 = 18.000 (mm) 风载信息: 基本风压W0(kN/m2): 0.300 风压力体形系数μs1: 1.000 风吸力体形系数μs2: -1.000 风压高度变化系数μz: 1.380 柱顶恒载(kN): 0.000 柱顶活载(kN): 0.000 墙板自承重 风载作用起始高度 y0(m): 0.000 ----- 设计依据 ----- 1、 《建筑结构荷载规范》 (GB 50009- ) 2、 《钢结构设计规范》 (GB 50017- ) ----- 抗风柱设计 ----- 1、 截面特性计算 A =8.7680e-003; Xc =1. e-001; Yc =2.0000e-001; Ix =2.5229e-004; Iy =2.7664e-005; ix =1.6963e-001; iy =5.6170e-002; W1x=1.2615e-003; W2x=1.2615e-003; W1y=2.3053e-004; W2y=2.3053e-004; 2、 风载计算 抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 2.484 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -2.484 3、 柱上各断面内力计算结果 △ 组合号 1: 1.35恒+0.7*1.4活 断面号 : 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m): 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) : 6.648 6.094 5.540 4.986 4.432 3.878 3.324 断面号 : 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m): 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) : 2.770 2.216 1.662 1.108 0.554 0.000 △ 组合号 2: 1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活 断面号 : 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m): 0.000 -6.886 -12.519 -16.901 -20.031 -21.909 -22.535 轴力(kN) : 5.909 5.417 4.924 4.432 3.939 3.447 2.954 断面号 : 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m): -21.909 -20.031 -16.901 -12.519 -6.886 0.000 轴力(kN) : 2.462 1.970 1.477 0.985 0.492 0.000 △ 组合号 3: 1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活 断面号 : 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m): 0.000 -4.131 -7.512 -10.141 -12.019 -13.145 -13.521 轴力(kN) : 5.909 5.417 4.924 4.432 3.939 3.447 2.954 断面号 : 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m): -13.145 -12.019 -10.141 -7.512 -4.131 0.000 轴力(kN) : 2.展开阅读全文
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