【正文】 ???? 梁柱節(jié)點域的剪應力驗算ξ= 滿足要求??????? ..5tNKPK? ???????? 滿 足 要 求 橫梁跨中節(jié)點 梁柱節(jié)點采用 級 M20 高強度螺栓摩擦連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù) μ=，每個高強度螺栓的預拉力 P=155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值 N=，M=，V=0KN 。單個螺栓受剪，受拉承載力設(shè)計值為：全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 93 頁 共 184 頁????82t KN???2 tiMyNKNn?????????0V受力最大的螺栓的抗剪力，抗拉力：，????? 端部板厚度驗算端部厚度取為 t=20㎜，e f=36按伸臂類端板計算，滿足要求。????? 螺栓處腹板強度驗算 ????????????322418/15/6wPmfmet???滿 足 要 求全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 94 頁 共 184 頁 柱腳節(jié)點設(shè)計柱腳處的內(nèi)力設(shè)計值：M= N=（壓） V=基礎(chǔ)抗壓強度為 C25，錨栓鋼號為 Q235，焊條為 E43 型系列焊條，手工焊，連接焊縫均為角焊縫，考慮局部承壓強度的提高，混凝土的抗壓強度設(shè)計值 fc=,地板上錨栓的孔徑 d=60㎜，垂直柱翼緣兩側(cè)焊接兩根 的短槽鋼作為靴梁，并與底板用角焊縫連接，柱腳節(jié)點如上圖所示： 確定底板尺寸先定底板的寬度 B，每個槽鋼寬 70㎜，每側(cè)底板懸出 25㎜，即：B=2（70+25）+200=390㎜由 確定底板長度 L2max6cNMfAL???????得 L=㎜或 ㎜取 L=600㎜。則底板應力為：=36max2 ??????in...8/Nm????σ min0，柱腳存在拉力，需設(shè)置錨栓來承擔此拉力。 確定錨栓直徑e=600/2（ 6007030）/3=133㎜錨栓所受拉力 ?????????故所需錨栓的凈面積：全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 95 頁 共 184 頁???查《鋼結(jié)構(gòu)》課本中的附表 8 可以從中選用兩個直徑為d=45㎜的錨栓。其有的效截面面積為 2=2612mm22609 mm2 滿足要求。基礎(chǔ)反力 R=N+T=+=受壓區(qū)的最大壓應力 ./1/192RNmBL????? 柱腳底板厚度在底板的三邊支撐部分因為基礎(chǔ)所受壓力最大，邊界條件較不利，因此這部分承受的彎矩最大。取q=，b 1=100，a 1=200，b 1/ a1=100/200=。查《鋼結(jié)構(gòu)》表 713 得 β=?????鋼板的強度設(shè)計值取 f=205N/mm2鋼板厚度： 取 t=22㎜40㎜ 靴梁截面強度驗算靴梁的截面有兩個槽鋼和一塊底板組成，先確定截面形心軸 x 的位置??????截面的慣性矩 ??22 cm???靴梁承受的剪力偏于安全取 V=100=234078NxA全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 96 頁 共 184 頁靴梁承受的彎矩偏于安全取 M=100/2=靴梁的最大彎矩應力發(fā)生在截面上邊緣 ????? 焊縫計算計算柱與靴梁的連接焊縫，柱承受的最大壓力在右側(cè)豎向焊縫的總長度為： ??4207fl???連接焊縫所需焊縫尺寸為：，取 8㎜。 wfNh ml???槽鋼與底板之間的連接焊縫承受剪力為：V=焊縫的總長度為：=4390=1560㎜fl則此連接焊縫所需的焊腳尺寸為： , fwfNh mhl??????按 構(gòu) 造 取 8m。 牛腿設(shè)計牛腿作用力及幾何尺寸如圖所示，鋼號為 Q235 型，采用 E43系列焊條，手工焊。 牛腿根部截面驗算作用于牛腿根部的彎矩 M 和剪力 VM== V=牛腿根部的凈截面為： 23612022nAcm????形心軸以上面積對形心軸的面積矩為：S=22019+1819=922cm3全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 97 頁 共 184 頁凈截面慣性矩為：3241601937682nI cm?????111凈截面抵抗矩為： 332768419nIWcmy?下翼緣外邊緣的正應力為： ,2nMN????滿 足 要 求 。截面形心處的剪應力為： ,780wVSmNIt???滿 足 要 求 。截面腹板下端抵抗矩為： ?下翼緣對形心軸的面積矩為：S=22019=760cm 3 腹板下端的正應力為：62138../04N???腹板下端的剪應力為： .??腹板下端的折算應力為：全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 98 頁 共 184 頁 2221 ,NNm????????滿 足 要 求 。 牛腿與柱的連接焊縫計算設(shè)焊縫為周邊圍焊，轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，且假定剪力僅有牛腿腹板焊縫承受，取 hf=8mm。腹板上豎向焊縫有效截面面積為： ???全部焊縫對 x 軸的慣性矩為： ??2 234..???????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的最大應力為： 1 32 ????????滿足要求。牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應力和剪力引起的應力共同作用： ???????222220...3/160/1MV wff Nm????????????????????，滿足要求。 板 厚t=全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 99 頁 共 184 頁 牛腿加勁肋焊縫計算計算簡圖如下，角焊縫焊角尺寸 hf=8㎜,單側(cè)吊車梁傳來的最大支座反力設(shè)計值。R=65（1+）+作用在焊縫處的剪力 V=焊縫處的剪應力 τ ?????滿足要求。8. 平臺設(shè)計操作平臺鋪板采用花紋鋼板，主要是考慮到鋪板通過連接構(gòu)件與鋼梁共同工作最為有利。平臺尺寸為 ab=5400㎜6000㎜，板厚為 8㎜，柱距為 3m，主次梁各向外懸挑 ，次梁間距為 ，平臺梁板布置如下圖： 荷載計算板的自重：g k=7850=615N/m2=板上均布荷載標準值：q k=則板單位寬度上的設(shè)計值：q=+=+2= 平臺鋪板強度驗算無肋平板周邊與梁上翼緣以構(gòu)造間斷焊縫連接（可近似的按四邊簡支無拉力受彎板計算）取中間板帶，如圖中陰影部分b/a=2400/1000= 故按單向板計算2 ????6 264/15/.x ft?? ? ?????????????全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 100 頁 共 184 頁次 梁主 梁1D 次梁設(shè)計 確定次梁的截面q==支座處的彎矩： KNm????跨中彎矩： ?故 ??支座處的最大剪力： .?則次梁所需的凈截面抵抗矩為：q=58/全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 101 頁 共 184 頁???由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表 163 初選工 10 型號的工字鋼433,9,28.,???截 面 特 性 ：每米重量 ，則次梁自重為： = 次梁截面的驗算次梁自重在支座處產(chǎn)生的彎矩： Nm????總彎矩： ??則 ，滿足要./5/105xn fW?? ??求。支座處的最大剪力： ??./15/510vwVS NmfNmIt???????故此次梁滿足截面的強度要求。 穩(wěn)定性驗算因采用鋪板密鋪在受工字形鋼梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止受壓翼緣的側(cè)向位移，故不必驗算次梁的整體穩(wěn)定性。 撓度計算 ??4 ????????滿 足 要 求 . 主梁設(shè)計 確定截面尺寸 FFFF F/2FF/2全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 102 頁 共 184 頁中間次梁對主梁產(chǎn)生的集中力：F=q（l 1+l2/2）=（+）=主梁兩端部次梁對主梁產(chǎn)生的集中力為中間次梁集中力的一半：F/2=主梁支座反力：R=（2+5）/2=對于主梁仍是支座處的彎矩最大： ?????則主梁所需的凈截面抵抗矩為： 63ax2..4nxWcf?由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表 163 初選工 14 型號的工字鋼43371,???截 面 特 性 ：每米重量 ，則次梁自重為： = 主梁截面的驗算主梁自重在懸臂根部處產(chǎn)生的彎矩： Nm????總彎矩： ??則 ，滿足6 23..5/15/10571xn fNmW?? ??要求。支座處的最大剪力： 3224286..4/15/7105vwVSNmfIt??????故此次梁滿足截面的強度要求。 穩(wěn)定性驗算因采用鋪板密鋪在受工字形鋼梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 103 頁 共 184 頁能阻止受壓翼緣的側(cè)向位移，故不必驗算主梁的整體穩(wěn)定性。 撓度計算 ?? lmmEI? ??????滿足要求。 柱的設(shè)計 基本資料平臺柱按軸心受壓構(gòu)件考慮，柱身的長細比不應大于 150，平臺柱腳設(shè)計為鉸接，柱腳在地面以下的部分采用 C25 混凝土包裹，且包裹的混凝土高出地面 150㎜，目的保證獨立平臺的側(cè)向穩(wěn)定，在平臺柱間設(shè)支撐。 確定柱截面尺寸柱頂集中力設(shè)計值：N=假設(shè) λ=100 ，l 0=l=3000140+100=2960㎜，??由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表 163 初選工 16 型號的工字鋼 433217,80.,????截 面 特 性 ：每米重量 ，則次梁自重為： =??此柱截面的強軸屈曲時屬 b 類截面，查表 142， ??此柱截面的弱軸屈曲時屬 c 類截面，查表 142， 26y則 ，?????求。9. 基礎(chǔ)設(shè)計 剛架柱基礎(chǔ)設(shè)計 設(shè)計資料全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 104 頁 共 184 頁柱底板尺寸為 600㎜390㎜， 處基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計值為 Nk=，M k=，水平力Qk=，基礎(chǔ)混凝土標號為 C25，按剛性基礎(chǔ)設(shè)計，底板配Ф10@150 構(gòu)造筋。地質(zhì)情況，經(jīng)勘測知地基承載力 fak=150Kpa，無不良地基，土，最高地下水位9m，故取基礎(chǔ)的設(shè)計埋置深度為 ?；A(chǔ)荷載：基礎(chǔ)梁截面尺寸為 300㎜450㎜，則基礎(chǔ)梁自重：625=墻板及窗重： （+ ）+6（++ ）= 墻自重：19 （6）= 地基承載力設(shè)計值 fa由《土力學與基礎(chǔ)工程》課本表 查得 ηb=，η d=?????? KPa??????????? 確定基礎(chǔ)尺寸 ?..64..82KaGFA mf??因存在偏心，基礎(chǔ)底面積考慮增大 30%，即為=㎡，柱腳底板尺寸為 390600㎜ 2，長短邊之比600/390=，所以，長邊 l=，由A=bl=b=，b=，l==。則取 b=，l=，則 A==㎡≈㎡,且b=3m，故 fa 不需進行寬度修正。 驗算持力層的承載力基礎(chǔ)和回填土重： ????偏心距：全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 105 頁 共 184 頁 ???????????即 ，產(chǎn)生拉應力，不滿足，故重新擴大基礎(chǔ)底面積。minP則取 b=，l=2m ， A=2=㎡基礎(chǔ)和回填土重： ???偏心距： ??..???????,???????????????????即 滿 足 要 求,in ..???????????????滿 足 要 求所以，基礎(chǔ)底面尺寸為 ，采用三步退臺的臺階形獨立剛性基礎(chǔ)，如圖：滿足剛性角要求，故不進行沖切驗算。 平臺柱下基礎(chǔ)設(shè)計平臺柱下基礎(chǔ)按中心荷載作用下的混凝土獨立基礎(chǔ)進行設(shè)計，平臺基礎(chǔ)在廠房內(nèi)部，地基土不產(chǎn)生凍漲，故埋深可適當淺一些，去埋深 d= 合適，基礎(chǔ)混凝土標號 C25，基礎(chǔ)底面尺寸為800㎜800㎜，每步退臺高 400㎜，寬 200㎜，共兩步，僅需驗算持力層的承載力滿足即可。P=NK/ANK=+.=全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 106 頁 共 184 頁則 aNPKPfKPA????= 抗風柱下基礎(chǔ)設(shè)計抗風柱傳到基礎(chǔ)頂面的軸向力雖小，但是彎矩較大，故抗風柱下基礎(chǔ)的尺寸和形式取為同剛架柱下的基礎(chǔ)尺寸和形式，可滿足要求。全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 107 頁 共 184 頁10mC10混 凝 土 墊 層 Φ 10@50Φ 10@50全鋼結(jié)構(gòu)門式剛架輕型廠房設(shè)計計算書第 108 頁 共 184 頁第四部分 PKPM 輸出文件工程名: 剛架 ************ ***************** 日期: 6/ 4/2022 時間:20:13:07 設(shè)計主要依據(jù): 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 500092022)。 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 500112022)。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ 1788)。 《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 102:98)。 上海市標準《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》(DBJ086897)。 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 500102022)。 結(jié)果輸出 總信息 節(jié)點總數(shù): 7 柱數(shù): 4 梁數(shù): 2 結(jié)構(gòu)形式: 門式剛架,按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》計算