内力组合计算表

主梁的内力计算主梁的内力计算包括恒载内力计算和活载内力计算。

根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，计算活载作用下的梁桥荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的恒载和最大活载内力，然后再进行主梁内力组合。

一、恒载内力计算1、恒载集度⑴预制梁自重（第一期恒载）①．跨中截面段主梁自重（四分点截面至跨中截面，长7.25m ）(1)0.861625.07.25156.165g KN =⨯⨯=②．马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长3.7m ） 主梁端部截面面积为A=1.176m 2()(2) 1.17600.8616 3.725.0/294.239g KN =+⨯⨯=③．支点段梁的自重（长3.55m ）(3) 1.1760 3.5525.0=104.37g KN =⨯⨯④．横隔梁的自重 中横隔梁体积为：()30.16 1.590.920.240.72/20.120.12/20.219072m ⨯⨯-⨯-⨯= 端横隔梁体积为：()30.25 1.840.80.20.6/20.353m ⨯⨯-⨯=故半跨内横隔梁重量()(4)20.21907210.3532519.7786g KN =⨯+⨯⨯=⑤．主梁永久作用集度()156.16594.239104.3719.7786/14.9825.00/g KN m KN m I =+++= （2）第二期恒载①翼缘板中间湿接缝集度()50.40.1625.0 1.6/g KN m =⨯⨯=②现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：30.16 1.590.20.05088m ⨯⨯= 一片端横隔梁（现浇部分）体积：30.250.2 1.840.092m ⨯⨯= 故()()630.0508820.09225.0/29.960.2809/g KN m =⨯+⨯⨯=③桥面铺装层6cm 沥青混凝土铺装：0.0612.52317.25/KN m ⨯⨯=将桥面铺装重量均分给五片主梁，则()717.25/5 3.45/g KN m ==④防撞栏：两侧防撞栏均分给五片主梁，则()87.52/53/g KN m =⨯=⑤主梁二期永久作用集度II 1.60.2809 3.4538.3309/g KN m =+++=2、永久作用效用：下面进行永久作用效用计算（参照图1-4），设c 为计算截面至左侧支座的距离，并令/a c l =。

（一）荷载分析及受力简图：1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。

恒载标准值（对水平投影面）：板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载：7.50.5 3.75 3.8/=⨯=≈q KN m2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。

对于屋面结构，《钢结构设计规范》m，但构件的荷载面积大于602m的可乘折减系数0.6，门规定活荷载为0.5KN/2m。

由荷载规范查得，大连地区式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/2雪荷载标准值为0.40kN/㎡。

屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载：7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 ：0k z s z ωβμμω=（1） 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω（2） 高度Z 处的风振系数z β 取1.0（门式刚架高度没有超过30m ，高宽比不大于1.5，不考虑风振系数）（3） 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类，查表得：h=10m ，z μ＝1.00；h=15m ，z μ＝1.14 内插：低跨刚架，h=10.5m ，z μ＝ 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--＝1.014；高跨刚架，h=15.7m ，z μ＝ 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--＝1.155。

（4） 风荷载体型系数s μ-0.5-0.6-0.4-0.4-0.5-0.5-0.2+0.8μsμs1其中，s μ＝0.2010.24.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ＝12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+-各部分风荷载标准值计算：w 1k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/m w 2k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/m w 3k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.6）×1.014×0.6825=-3.11kN/m w 4k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/m w 5k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.2）×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k ＝w 8k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.5）×1.014×0.6825=-2.60 kN/m w 9k = w 10k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.4）×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m 用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下：其中，'1k ω＝4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ；'2kω＝0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ； '3k ω＝-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ；'4kω＝2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ； '5k ω＝-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ；'6kω＝-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ； '7kω＝-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ；'8k ω＝-2.6KN/m ＝8k ω； '9k ω＝-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ；'10kω＝-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。

（一）荷载分析及受力简图：1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。

恒载标准值（对水平投影面）：板及保温层 0.30kN/㎡檩条 0.10kN/㎡悬挂设备 0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载：7.50.5 3.75 3.8/q KN m =⨯=≈2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。

对于屋面结构，《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/2m ，但构件的荷载面积大于602m 的可乘折减系数0.6，门式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/2m 。

由荷载规范查得，大连地区雪荷载标准值为0.40kN/㎡。

屋面活荷载取为 0.30kN/㎡雪荷载为 0.40kN/㎡取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载：7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 ：0k z s z ωβμμω=（1） 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω（2） 高度Z 处的风振系数z β 取1.0（门式刚架高度没有超过30m ，高宽比不大于1.5，不考虑风振系数）（3） 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类，查表得：h=10m ，z μ＝1.00；h=15m ，z μ＝1.14内插：低跨刚架，h=10.5m ，z μ＝ 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--＝1.014； 高跨刚架，h=15.7m ，z μ＝ 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--＝1.155。

（4） 风荷载体型系数s μ其中，s μ＝0.2010.2 4.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ＝12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+- 各部分风荷载标准值计算：w 1k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/mw 2k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/mw 3k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.6）×1.014×0.6825=-3.11kN/mw 4k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/mw 5k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.2）×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k ＝w 8k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.5）×1.014×0.6825=-2.60 kN/mw 9k = w 10k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.4）×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下：其中，'1k ω＝4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ；'2kω＝0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ； '3k ω＝-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ；'4kω＝2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ； '5k ω＝-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ；'6kω＝-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ； '7kω＝-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ；'8k ω＝-2.6KN/m ＝8k ω； '9k ω＝-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ；'10kω＝-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。

主梁的内力计算主梁的内力计算包括恒载内力计算和活载内力计算。

根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，计算活载作用下的梁桥荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的恒载和最大活载内力，然后再进行主梁内力组合。

一、恒载内力计算1、恒载集度⑴预制梁自重（第一期恒载）①．跨中截面段主梁自重（四分点截面至跨中截面，长7.25m ）(1)0.861625.07.25156.165g KN =⨯⨯=②．马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长3.7m ） 主梁端部截面面积为A=1.176m 2()(2) 1.17600.8616 3.725.0/294.239g KN =+⨯⨯=③．支点段梁的自重（长3.55m ）(3) 1.1760 3.5525.0=104.37g KN =⨯⨯④．横隔梁的自重 中横隔梁体积为：()30.16 1.590.920.240.72/20.120.12/20.219072m ⨯⨯-⨯-⨯= 端横隔梁体积为：()30.25 1.840.80.20.6/20.353m ⨯⨯-⨯=故半跨内横隔梁重量()(4)20.21907210.3532519.7786g KN =⨯+⨯⨯=⑤．主梁永久作用集度()156.16594.239104.3719.7786/14.9825.00/g KN m KN m I =+++= （2）第二期恒载①翼缘板中间湿接缝集度()50.40.1625.0 1.6/g KN m =⨯⨯=②现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：30.16 1.590.20.05088m ⨯⨯= 一片端横隔梁（现浇部分）体积：30.250.2 1.840.092m ⨯⨯= 故()()630.0508820.09225.0/29.960.2809/g KN m =⨯+⨯⨯=③桥面铺装层6cm 沥青混凝土铺装：0.0612.52317.25/KN m ⨯⨯=将桥面铺装重量均分给五片主梁，则()717.25/5 3.45/g KN m ==④防撞栏：两侧防撞栏均分给五片主梁，则()87.52/53/g KN m =⨯=⑤主梁二期永久作用集度II 1.60.2809 3.4538.3309/g KN m =+++=2、永久作用效用：下面进行永久作用效用计算（参照图1-4），设c 为计算截面至左侧支座的距离，并令/a c l =。

码头稳定性验算（一）作用效应组合持久组合一：设计高水位（永久作用）+堆货门机（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变作用）持久组合二：设计高水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货门机（非主导可变作用）短暂组合：设计高水位（永久作用）+波峰压力（主导可变作用）不考虑地震作用去1（二）码头延基床顶面的抗滑稳定性验算根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290-98）第3. 6.1规定应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变时：按（JTJ290-98）中公式（3.6.「4）计算。

/O（/E^W+YE^qH +WY P P R）—+ YE^V + +^Y U^BU）f 应考虑波浪作用，波浪力为主导可抵时：人伉岛+"匕+必符）＜*伉G + *瓦+兄“乙“ +%岛）/短暂组合情况，按《防波堤设计与品工规范》（JTJ298-98）公式5.2.7计算W.〈（血G—人几）/式中：/o 一一结构重要系数，一般港I I取1.0；Y E一一土压力分项系数；取1.35y pw——剩余水压力分项系数；取1.05Y PR --- 系缆力分项系数；1.400—一作用效应组合系数，持久组合取0.7；E V一一码头建筑物在计算面以上的填料、固定设备自重等永久作用所产生的总主动土压力的水平分力和竖向分力的标准值：P w一一作用在计算面以上的总剩余水压力标准值；P RH一一系缆力水平分力的标准值；Eg已聊一一码头面上的可变作用在计算面上产生的总主动土压力的水平分力和竖向分力的标准值：P RV一一系缆力垂直分力的标准值；y G——结构自重力的分项系数，取l.o；G一一计算面以上的结构自重力标准值；f一一沿计算面的摩擦系数设计值，查表可得0.6,胸墙0.55y d一一结构系数，不考虑波浪作用，取l.o（三）码头延基床顶面抗倾稳定性验算根据JTJ290-98第3.6.3规定应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变时，按JTJ290-98公式3.63-4计算：人伉M钳+%M钟+^y p M pB）＜丄仇+ +«M師+叽M爲应考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时，按JTJ290-98公式3.63-3计算：人伉M钿+ “册阳+ 钟）＜丄（/M G +人M咖+吸JYa短暂组合情况，按《防波堤设计与施工规范》（JTJ298-98）公式5. 2.5计算几0 （几pM/诂 + 兄＜一几G M G抗倾稳定性见表（四）基床承载力验算1•基床顶面应力计算组合持久组合情况一：设计低水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+ （堆货+前沿堆货+门 机情况）（非主导可变作用）短暂组合情况：设计高水位（永久作用）+波峰期波峰压力（主导可变作用）2.持久组合一基床顶面应力计算：V K = 3547.22 + 97.21 + 390 + 241.7 + 117.45 + 27.7 = 4391.2S （kN/m ）M R = 22951 .71 +1526.85+ 102.5 + 271.96 + 4290 +934 = 30077 ・02(RN ・mlm)M° = 4070.85 +1751.3 +1027.9+1201 = 8051 ・ 1伙 N" / m)£ =耳一 5.02 = 1.53(g) —maxGnin 严91.28 6心3 "CM)如13.1 13.1 1719 23 •短暂组合情况基床顶面情况计算: V, =2311 -29.82 = 2281 伙 N/w?) M R =15136 .l(kN m/m)M° = 2052.3 + 217 = 2269 3(kNmhri) ..15136.7-2269 — Bg = ------------------- = 5.64(/??) > — ~ 2281 3 13 1£ =亍-5.64 = 0.91(加)^max _ 2281 门丄 6x 0.91 v _246.7 ‘ _ _ ““= ]3 ] (1 -]彳])=143.9 < 6 = 600kPCl满足承载能力要求（五）码头整体稳定性验算按照《港口工程地基规范》第5.1.3条规定，取设计低水位进行验算。

第四章 内力计算4.1 恒荷载作用下的内力计算恒荷载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法，并进行以下修正：①除底层外其它层柱的线刚度均乘以0.9的折减系数；②底层柱传递系数取为1/2，其他各层取为1/3。

对各层用弯矩分配法进行计算，并可利用结构对称性取二分之一结构计算。

远端固定，传递系数为0.5；远端滑动支承，传递系数为－1。

4.1.1固端弯矩计算（1）第5层恒荷载作用下的内力计算梯形荷载等效系数2.0624.21=÷=α 25312115'AB 5)21(g AB AB g g αα+-+==4.84+（1-0.08+0.008）×9.94=14.06kN/mg 5BC =2.2kN/mM AB =121×14.06×62=42.18kN •mM BC =31×2.2×1.22=1.06kN •mM CB =61×2.2×1.22=0.53kN •m（2）第4层恒荷载作用下的内力计算'A 4g B =18.48+（1-0.08+0.008）×7.78=25.70kN/m g 4BC =2.2kN/mM AB =121×25.70×62=77.1kN •mM BC =31×2.2×1.22=1.06kN •mM CB =61×2.2×1.22=0.53kN •m（3）第1~3层恒荷载作用下的内力计算'A g B =4.84+（1-0.08+0.008）×7.78=12.06kN/mg BC =2.2kN/mM AB =121×12.06×62=36.18kN •mM BC =31×2.2×1.22=1.06kN •mM CB =61×2.2×1.22=0.53kN •m4.1.2 弯矩分配法计算内力4底层柱线刚度为2.16×1010N ·mm ，其他各层柱线刚度为3.2×0.9=2.88×1010N ·mm 。

内力计算为简化计算，考虑下面5种受荷情况：①恒载作用②恒载满跨布置③与地震作用相组合的重力荷载代表值计算④风荷载作用（从左到右，或从右到左）⑤横向水平地震作用（从左到右，或从右到左）。

对于①②③三种情况，采用迭代法计算，④⑤两种情况，采用D 值法计算。

6.1 恒荷载标准值作用下的内力计算（1）恒载引起的屋面梁的固端弯矩和不平衡弯矩g ww B A M ，=（-3×62/92×177.3-3×62/92×177.3-（1/12）×1.39×92）kN ·m=-482.2kN ·m=g w w A B M ，g w w B C M ，=g w w C B M ，=482.2kN ·m（2）标准层楼面的固端弯矩：gAb M =（-3×62 /92×140.1-3×62 /92×140.1-（1/12）×7.27×92）kN · m=-422.7kN · m g w w B C M ，=g w w C B M ，=422.7kN ·m（3）恒载引起的节点不平衡弯矩gAbM =-482.2kN ·m Bw M =0Cw M =482.2kN ·mb A M =-422.7kN ·m b B M =0b C M =422.7kN ·m叠加过程与内力结构图略。

6.2活荷载标准值作用下的内力计算活荷载与恒载的比值小于1，故可采取满跨布置，求得的内力在支座处与按最不利荷载位移法求得的内力很相近。

可直接进行内力组合，梁的跨中弯矩应乘以1.2的系数予以增大。

（1）屋面梁处gw w B A M ，=-（3×62/92）×60-（32×6/92）×60 =-120kN ·m=gw w A B M ，g w w C B M ，=g w w B C M ，=120kN ·m标准层楼面梁处；gAbM =-120kN ·m g w w C B M ，=gw w B C M ，=120kN ·m活荷载引起的固端不平衡弯矩w A M =-120kN ·mw B M =0b A M =-120kN ·m Bb M =0 Cb M =120kN ·m叠加过程与内力结构图略。

钢结构课程设计1、设计题目题目详见附件。

屋架计算跨度：l 0=21-2×0.15=20.7m 屋架的中间高度：h=3.040m 在20.07m 的两端的高度：h 0=2.005m 在30m 轴线处端部高度：h 0=1.990m 屋架跨中起拱42mm2、结构形式与布置屋架形式与几何尺寸如图119901350229025902890304026132864312425302864312433901507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A ac eghBCD FGH15007=10500×屋架支撑布置如图2图2垂直支撑2-2垂直支撑1-1屋架下弦支撑布置图屋架上弦支撑布置图21213、荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重按经验公式计算，跨度的单位为m。

荷载永久荷载：预应力砼屋面板 1.45×1.005=1.457 kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4×1.005=0.402 kN/m2水泥砂浆找平层 1.005×0.4=0.402kN/m2保温层0.4×1.005=0.402 kN/m2 屋架和支撑自重0.12+0.011×21=0.351 kN/m2 管道荷载0.182 kN/m2一毡二油隔气层0.05×1.005=0.050 kN/m2 水泥砂浆找平层 1.005×0.0.3=0.302kN/m2________________________________________________总计 3.541 kN/m2可变荷载：屋面活荷载0.8 kN/m2积灰荷载 1.1 kN/m2设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：(1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合)全跨节点荷载设计值F=（1.35×3.541+1.4×0.7×0.8+1.4×0.9×1.1）×1.5×6=62.553kN (2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载F1=3.2299×1.5×6=29.0691 kN半跨节点可变荷载F2=2.1×1.5×6=18.9 kN组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重F3=0.54×1.5×6=4.86 kN半跨节点屋面自重及活荷载F4=（1.68+2.1）×1.5×6=34.02 kN组合一、二为使用阶段荷载情况，组合三为施工阶段荷载情况。

第六章 荷载组合及最不利内力确定6.1 基本组合公式6.1.1框架梁内力组合公式(1)梁端负弯矩组合： ①1.350.7 1.4GK QK M M +⨯②1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ③1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ④1.2 1.3GE EhK M M + (2)梁端正弯矩组合公式： ⑤1.0 1.0 1.4GK WK M M +⨯⑥1.0 1.3GE EhK M M +(3)梁跨中正弯矩组合公式： ⑦1.350.7 1.4GK QK M M +⨯⑧1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ⑨1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ⑩1.2 1.3GE EhK M M + (4)梁端剪力组合公式： 11) 1.350.7 1.4GK QK V V +⨯12) 1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK V V V +⨯+⨯ 13) 1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK V V V +⨯+⨯ 14) 1.2 1.3GE EhK V V +6.1.2框架柱内力组合公式(1)框架柱max M 组合公式： ①1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ②1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK M M M +⨯+⨯ ③1.2 1.3GE EhK M M +(2)框架柱max N 组合公式： ④1.350.7 1.4GK QK N N +⨯⑤1.2 1.0 1.40.6 1.4GK QK WK N N N +⨯+⨯ ⑥1.20.7 1.4 1.0 1.4GK QK WK N N N +⨯+⨯ ⑦1.2 1.3GE EhK N N + (3)框架柱min N 组合公式： ⑧1.0 1.0 1.4GK WK N N +⨯⑨1.0 1.3GE EhK N N +6.2 梁的内力组合6.2.1梁端弯矩的调幅说明：考虑抗震需要，梁端应该先于柱端出现塑性绞，故对于竖向荷载下的梁端负弯矩进行调幅，调幅系数为0.8，并相应地增大跨中弯矩。

钢结构课程设计计算书设计资料：某车间跨度l=24m，长度84米，柱距6米。

屋面坡度i=1/12。

房屋内无吊车。

不需抗震设防。

采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，100mm厚泡沫混凝土保护层和卷材屋面。

当地雪荷载0.5kN/m2，屋面积灰荷载0.75kN/m2。

屋架两端与混凝土铰接，混凝土强度等级C25。

钢材选用Q235-B。

焊条选用E43型，手工焊。

屋架尺寸与布置：屋面材料为大型屋面板，故采用平坡梯形屋架。

屋架计算跨度l0=l—200=23700mm。

设端部高度H0=2000mm，中部高度H=3000，屋架高跨比H/L=3000/23700=1/7.9。

屋架跨中拱起50mm，屋架几何尺寸如图所示：1.荷载计算与组合（1）荷载标准值（屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算）①永久荷载高分子防水卷材上铺小石子0.35kN/㎡20mm厚水泥沙浆找平层0.40kN/㎡冷底子油、热沥青各一道0.05kN/㎡100mm厚泡沫混凝土保温层0.60kN/㎡预应力混凝土大型屋面板和灌封 1.40kN/㎡屋架和支撑自重0.12+0.011l=0.12+0.011×24=0.38kN/㎡吊顶+ 0.40kN/㎡3.58kN/㎡②可变荷载屋面活荷载0.50kN/㎡屋面积灰荷载+ 0.75kN/㎡1.25kN/㎡（2）荷载组合设计屋架时应考虑以下三种荷载组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载（端点荷载取半）：P=（3.58×1.2+1.25×1.4）×1.5×6=54.41kN②全跨永久荷载+半跨可变荷载=3.58×1.2×1.5×6=38.66kN有可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P1=1.25×1.2×1.5×6=15.75kN无可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P2③全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：取屋面可能出现的活荷载P=（1.4×1.2+0.5×1.4）×1. 5×6=21.42kN4以上①，②为使用阶段荷载组合，③为施工阶段荷载组合。

（一）荷载分析及受力简图：1、永久荷载永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。

恒载标准值（对水平投影面）：板及保温层0.30kN/㎡檩条0.10kN/㎡悬挂设备0.10kN/㎡0.50kN/㎡换算为线荷载：7.50.5 3.75 3.8/=⨯=≈q KN m2、可变荷载标准值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。

对于屋面结构，《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/2m，但构件的荷载面积大于602m的可乘折减系数0.6，门式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/2m 。

由荷载规范查得，大连地区雪荷载标准值为0.40kN/㎡。

屋面活荷载取为 0.30kN/㎡ 雪荷载为 0.40kN/㎡ 取二者较大值 0.40kN/㎡换算为线荷载：7.50.43/q KN m =⨯=3、风荷载标准值 ：0k z s z ωβμμω=（1） 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω（2） 高度Z 处的风振系数z β 取1.0（门式刚架高度没有超过30m ，高宽比不大于1.5，不考虑风振系数）（3） 风压高度变化系数z μ由地面粗糙度类别为B 类，查表得：h=10m ，z μ＝1.00；h=15m ，z μ＝1.14 内插：低跨刚架，h=10.5m ，z μ＝ 1.14 1.111.00(10.510)1510-+⨯--＝1.014；高跨刚架，h=15.7m ，z μ＝ 1.25 1.141.14(15.715)2015-+⨯--＝1.155。

（4） 风荷载体型系数s μ-0.5-0.6-0.4-0.4-0.5-0.5-0.2+0.8μsμs1其中，s μ＝0.2010.24.760.032301230arctg -⨯=⨯=+ 1s μ＝12 1.00.6(1)0.6(12)0.36915.710.5h h ⨯-=⨯-=+-各部分风荷载标准值计算：w 1k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/m w 2k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/m w 3k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.6）×1.014×0.6825=-3.11kN/m w 4k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/m w 5k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.2）×1.014×0.6825=-1.04 kN/mw 6k = w 7k ＝w 8k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.5）×1.014×0.6825=-2.60 kN/m w 9k = w 10k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.4）×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m 用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下：其中，'1k ω＝4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ；'2k ω＝0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ； '3k ω＝-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ；'4k ω＝2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ； '5k ω＝-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ；'6k ω＝-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ； '7kω＝-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ；'8k ω＝-2.6KN/m ＝8k ω； '9k ω＝-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ；'10kω＝-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。

7 内力组合及内力调整7.1内力组合各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。

当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行增幅。

分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合，并比较两种组合的内力，取最不利者。

由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的（支座边缘处的）内力值。

1）、在恒载和活载作用下，跨间max M 可以近似取跨中的M 代替，在重力荷载代表值和水平地震作用下，跨内最大弯矩max M 采用解析法计算：先确定跨内最大弯矩max M 的位置，再计算该位置处的max M 。

当传到梁上的荷载为均布线荷载或可近似等效为均布线荷载时，按公式7-1计算。

计算方式见图7-1、7-2括号内数值，字母C 、D 仅代表公式推导，不代表本设计实际节点标号字母。

2max182M M M ql +≈-右左 且满足2max 116M ql = （7-1） 式中：q ——作用在梁上的恒荷载或活荷载的均布线荷载标准值；M 左、M 右——恒载和活载作用下梁左、右端弯矩标准值；l ——梁的计算跨度。

2）、在重力荷载代表值和地震作用组合时，左震时取梁的隔离体受力图，见图7-1所示, 调幅前后剪力值变化,见图7-2。

图7-1 框架梁内力组合图图7-2 调幅前后剪力值变化图中：GC M 、GD M ——重力荷载作用下梁端的弯矩； EC M 、CD M ——水平地震作用下梁端的弯矩C R 、D R ——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端支座反力。

左端梁支座反力：()C 1=2GD GC EC ED ql R M M M M l--++；由0M ddx=，可求得跨间max M 的位置为:1C /X R q = ； 将1X 代入任一截面x 处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为： 弯矩最大点位置距左端的距离为1X ，1=/E X R q ；()101X ≤≤； 最大组合弯矩值：2max 1/2GE EF M qX M M =-+；当10X <或11X >时，表示最大弯矩发生在支座处，取1=0X 或1=X l ，最大弯矩组合设计值的计算式为：2max C 11/2GE EF M R X qX M M =--+； 右震作用时，上式中的GE M 、EF M 应该反号。