【正文】 式較簡(jiǎn)單的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。門式剛架屬于平面結(jié)構(gòu)，它們?cè)诳v向構(gòu)件、支撐和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系下形成空間的穩(wěn)定體系，結(jié)構(gòu)只有組成空間穩(wěn)定整體，才能承擔(dān)各種荷載和其他外在效應(yīng)。單層廠房為四坡雙跨門式剛架,跨度為24m+21m，長(zhǎng)度60m，寬度45m，剛架柱距6m，屋面坡度10%，屋面板為壓型鋼板,檁條采用薄壁卷邊C型， 。 材料的選擇 材料選擇根據(jù)《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002中的相關(guān)規(guī)定選取，本廠房是輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，廠房柱、梁、吊車梁構(gòu)件選用Q345鋼。根據(jù)《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：，由于檁條跨度為6m＜9m，故采用實(shí)腹式檁條。此外，還應(yīng)在廠房中間柱間內(nèi)設(shè)置屋蓋橫向水平支撐，并應(yīng)在上述相應(yīng)位置設(shè)置剛性系桿。 最不利輪位布置及內(nèi)力 吊車豎向荷載動(dòng)力系數(shù) ，考慮吊車梁自重對(duì)內(nèi)力的影響，近似輪壓乘荷載增大系數(shù)，吊車荷載分項(xiàng)系數(shù)，軟鉤吊車取，則： 豎向計(jì)算輪壓： 在處剪力： 吊車梁的最大剪力 最不利輪位布置如圖所示 吊車梁的最大水平彎矩 由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 502052012 ，每個(gè)輪上的橫向荷載設(shè)計(jì)值為： 吊車梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大彎矩（求豎向撓度用） 截面選型 鋼材為Q345,其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：抗彎 （） 抗剪 （） 梁高h(yuǎn) 需要的截面模量：按經(jīng)濟(jì)條件確定：最小高度建筑凈空無要求，故初選腹板高度。 撓度驗(yàn)算 焊縫連接計(jì)算 上翼緣與腹板連接焊縫 上翼緣對(duì)中和軸面積距： 取，則 下翼緣與腹板連接焊縫 因截面對(duì)稱，故和上翼緣與腹板的連接焊縫相同。查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 500172003附錄C的類截面得：，則 所計(jì)算段無端彎矩但有橫向荷載，故 彎矩作用平面外的穩(wěn)定 繞弱軸的長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算考慮墻面墻梁隅撐的支持作用, 根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 500172003公式(),繞弱軸的長(zhǎng)細(xì)比： 因?yàn)?，所以?duì)軸屬a類，對(duì)軸屬b類。 屋面檁條計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì) X 軸，跨中拉條支點(diǎn)最大彎矩： 對(duì) Y 軸，跨中拉條支點(diǎn)最大負(fù)彎矩： 對(duì)于平坡屋面（坡度為1/8~1/20），當(dāng)風(fēng)荷載較大時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算在風(fēng)吸力作用下，永久荷載與風(fēng)荷載組合下截面應(yīng)力反號(hào)的情況。 ====104+890(40+)2=332104 mm4 彎曲應(yīng)力符號(hào)圖（壓正拉負(fù)）==103mm3==103mm3y1==== =104+890(+)2=104mm4==103mm3==103mm3 強(qiáng)度驗(yàn)算=+=+ 檁條滿足強(qiáng)度要求。(3) 34板 板件3－4為非均勻受壓的一邊支承，一邊卷邊板件，作用在支承處， ， 查表得，容許寬厚比為 此板件截面全部有效。 可變荷載 活載： 計(jì)算剛架取 雪載: 風(fēng)載 基本風(fēng)壓, 基本風(fēng)壓《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 500092001取，地面粗糙等級(jí)為B級(jí)，以柱頂為準(zhǔn)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)。（2） 腹板寬厚比中柱和邊柱截面： 斜梁變截面大頭處： 斜梁變截面小頭處： 均滿足技術(shù)規(guī)程的限值要求。 強(qiáng)度滿足要求。柱線剛度： 計(jì)算柱上端可移動(dòng)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的單階柱下端的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)：由，試值法得查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 5001720030）。a 下段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算下段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為： 下段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算： ，對(duì)x軸屬a類；對(duì)y軸屬b類。因右邊柱同左邊柱截面選型相同，且不利內(nèi)力值比左邊相對(duì)較小，故同理，右邊柱強(qiáng)度及穩(wěn)定性均滿足要求。根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。 等效彎矩系數(shù) 滿足要求。b 牛腿下部平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算平面外計(jì)算長(zhǎng)度：； ，對(duì)x軸屬a類；對(duì)y軸屬b類。 在剪力V，彎矩M，軸壓力N共同作用下：因?yàn)椋海? 所以：。平面外計(jì)算長(zhǎng)度為檁條間距：。 在剪力V，彎矩M，軸壓力N共同作用下：因?yàn)椋海? 所以：。平面外計(jì)算長(zhǎng)度為檁條間距：。 滿足要求。在剪力V，彎矩M，軸壓力N共同作用下：因?yàn)椋海? 所以：。平面外計(jì)算長(zhǎng)度為檁條間距：。根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。 滿足要求。剛架梁平面外的穩(wěn)定性按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500172003)第五章第二節(jié)的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。故可不驗(yàn)算梁平面內(nèi)的穩(wěn)定性。（2） 強(qiáng)度驗(yàn)算截面特性：；① 取第一組內(nèi)力計(jì)算； 。 截面邊緣正應(yīng)力比值： 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（） 因，計(jì)算可用代替式（）中的 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（） 所以根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（），有效寬度系數(shù)為 ，取，根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。故可不驗(yàn)算梁平面內(nèi)的穩(wěn)定性。 端板厚度驗(yàn)算 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102：2002）。 端板厚度驗(yàn)算根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102：2002) 。 屋脊端板節(jié)點(diǎn) 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算（1) 選螺栓 ,預(yù)應(yīng)力：；構(gòu)件接觸面采用噴砂處理,摩擦面抗滑移系數(shù)： 。 邊柱和中柱柱腳設(shè)計(jì) 內(nèi)力設(shè)計(jì)值 底板尺寸選擇取底板寬度為：；長(zhǎng)度：。靴梁與底板的連接焊縫和隔板與底板的連接焊縫傳遞全部的壓力，設(shè)焊縫的焊腳尺寸均為。 截面焊縫示意圖腹板上豎向焊縫的有效截面面積為： 全部焊縫對(duì)X軸的慣性矩為： 焊縫最外邊緣的截面模量為： 翼緣和腹板連接處的截面模量為： 在彎矩作用下角焊縫最大應(yīng)力： 牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應(yīng)力和剪力引起的應(yīng)力共同作用： 滿足要求。 牛腿設(shè)計(jì) 荷載計(jì)算牛腿根部承受的最大剪力為吊車梁的最大剪力： 牛腿選用，偏心距為，外伸長(zhǎng)度為截面高度，截面寬度 ，翼緣板厚度 ，腹板厚。 錨栓選擇受壓區(qū)長(zhǎng)度：； 根據(jù)，得錨栓拉力： 每邊設(shè)三個(gè)錨栓每個(gè)錨栓受力： 每個(gè)螺栓的有效面積： 螺栓采用Q345鋼M20焊板雙螺母錨栓，查表得：錨栓有效面積：滿足要求。 腹板厚度驗(yàn)算翼緣內(nèi)第一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值： 螺栓中心到腹板表面的距離：。根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102：2002) 滿足要求。根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102：2002） 滿足要求。查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500172003)附錄C2得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。（3） 穩(wěn)定驗(yàn)算 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102：2002 ），實(shí)腹式剛架梁當(dāng)屋面坡度小于10176。 滿足要求。查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500172003)附錄C2得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。（3） 穩(wěn)定驗(yàn)算 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：，實(shí)腹式剛架梁當(dāng)屋面坡度小于10176。，取 取，滿足要求。時(shí)，在剛架平面內(nèi)可僅按壓彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度。② 取第二組內(nèi)力計(jì)算； 。 梁節(jié)點(diǎn)117截面驗(yàn)算（1） 最不利內(nèi)力組合值第一組：；；。176。 截面邊緣正應(yīng)力比值： 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（） 因，計(jì)算可用代替式（）中的 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（） 所以根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（），有效寬度系數(shù)為 。第二組：；；。176。（2） 強(qiáng)度驗(yàn)算截面特性：；。176。（2） 強(qiáng)度驗(yàn)算截面特性：；。② 牛腿下部穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)力組合取最不利組合值第一組和第二組。（3） 穩(wěn)定驗(yàn)算① 牛腿上部穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)力組合取 a 牛腿上部平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500172003)求單階柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500172003)附錄C2得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。b 上段柱平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算，即平面外計(jì)算長(zhǎng)度：； ，對(duì)x軸屬a類；對(duì)y軸屬b類。 ， 滿足要求。 截面邊緣正應(yīng)力比值： 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（）因，計(jì)算可用代替式（）中的 根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（） 所以根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002（），有效寬度系數(shù)為 同時(shí)。 剛架斜梁小頭處斷面； ； ； ； ；； 。 強(qiáng)度驗(yàn)算A 正應(yīng)力 由于截面全部有效，故墻梁截面可近似按毛截面計(jì)算，且可采用考慮冷彎效應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表得B 剪應(yīng)力豎向剪應(yīng)力 水平向剪應(yīng)力：故墻梁的彎曲正應(yīng)力，剪應(yīng)力強(qiáng)度均滿足要求。 拉條驗(yàn)算拉條所受力即為檁條跨中側(cè)向支點(diǎn)的支座反力，則 按構(gòu)造取8拉條(A=) 7 墻梁設(shè)計(jì) 本工程墻梁采用卷邊C形槽鋼，跨度l