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^1. 设计资料某车间跨度9m ，长度90m, 柱高，柱距6m ，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m ，屋面坡度i 1/10=，当地雪荷载㎡，基本风压 KN/㎡，地面粗糙度：B 类，风载体型系数如下图钢材采用Q235钢，焊条E43型。
屋面材料： 夹芯板 墙面材料： 夹芯板檩条墙梁： 薄壁卷边C 型钢 本课程设计不考虑地震作用-2．屋面构件1.夹芯板夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为㎜，板厚为80㎜。
2.檩条檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢180×70×20×，跨中设拉条一道。
3．荷载和内力计算3．1 荷载 1. 永久荷载标准值 (屋面夹芯板 kN/㎡ 檩条 kN/㎡ 悬挂构件 kN/㎡kN/㎡2.可变荷载标准值由于钢架的受荷水平投影面积为9×6=54㎡＜60㎡，故取屋面活荷载标准值为㎡，雪荷载为㎡，取屋面活荷载与雪荷载中较大值㎡.3.风荷载标准值基本风压 kN/㎡，地面粗糙度为B 类，μz =,风荷载形体系数μs 迎风面柱及屋面分别为+和；背风面柱及屋面μ分别为和。
$荷载计算值1.屋面风荷载迎风面：ω2=×﹙﹚×××6=㎡ 背风面：ω3=×﹙﹚×××6=㎡ 2.墙面风荷载背风面：ω1=××××6=㎡ 背风面：ω4=×﹙﹚×××6=㎡3.屋面恒荷载 g 1=××αcos 1×= kN/㎡4.柱身恒荷载 g 2=××6= kN/㎡5.屋面活荷载 q=××= kN/㎡4. 屋面支撑1.屋面支撑布置檩条间距，水平支撑截距3m 。
2.屋面荷载及内力屋面支撑斜杆采用张紧的圆钢。
节点荷载标准值 F wk =××××﹙＋＋﹚／2＝ (节点荷载设计值 F w =×= 斜杆拉力设计值 N=／°= 3.斜杆斜杆选用φ12的圆钢，截面面积A=㎜² 强度校核：N A N .6431134932==/㎜²＜f 5. 柱间支撑柱间支撑直杆用檩条兼用，因檩条留有一定的应力余量，可不再验算。
门式刚架设计实例(总27页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--轻型门式刚架——计算原理和设计实例 <9>来源：发布时间：06-06 编辑：段文雁二、设计实例一1 设计资料门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。
刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc= N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。
2 荷载取值静载：为 kN/m2；活载： kN/m2 ；雪载： kN/m2；风载：基本风压W0= kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图：图3-41 风载体型系数示意图3 荷载组合(1). 恒载 + 活载(2). 恒载 + 风载(3). 恒载 + 活载+ × 风载(4). 恒载+× 活载 + 风载4 内力计算（1）计算模型图3-42 计算模型示意图（2）工况荷载取用恒载活载左风右风图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图各单元信息如下表：表3-5 单元信息表单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4)1 Z250~450x160x8x10 5700 973974 82 L450x180x8x10 9045 7040 974 227283 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值图3-44 梁柱截面示意简图（3）计算结果刚架梁柱的M、N、Q见下图所示：图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图选取荷载效应组合：（恒载 + 活载）情况下的构件内力值进行验算。
组合内力数值如下表所示：表3-6 组合内力表单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M12345构件截面验算根据协会规程第条进行板件最大宽厚比验算。
门式刚架结构设计1 设计资料单跨双坡门式刚架轻钢厂房长度60m ，柱距6m ，刚架跨度24m ，屋面坡度为1：10。
刚架柱在柱高一半处设有侧向支撑。
屋面采用双层压型钢板复合保温板，屋面檩条间距为3m，在每根檩条位置处都有隅撑与梁下翼缘相连。
柱脚采用铰接柱脚。
梁柱节点连接采用高强度螺栓连接(摩擦型)，材质采用Q235B。
截面：梁为焊接等截面梁:H ‐600×300×8×12 翼缘为轧制边柱为焊接工字形截面(变截面) H ‐(600‐300)×300×8×12 翼缘为轧制边 荷载条件(标准值)：雪荷载：0.402m kN 基本风压：0.652m kN 积灰荷载：0.32m kN 屋面活荷载：0.502m kN双层压型钢板复合保温板：0.202m kN 檩条及支撑重：0.152m kN轻质墙面(包括墙骨架等)：0.202m kN 。
图1 刚架简图2 荷载计算(1) 恒载刚架梁：双层压型钢板复合保温板：0.20×6=1.2 m kN檩条及支撑重：0.15×6=0.9 m kN梁自重： 0.92m kN合计：刚架梁上荷载：3.02 m kN柱：轻质墙面(包括墙骨架等)：0.20×6=1.2 m kN自重(取柱中间截面计算)：0.828m kN合计：2.028 m kN(2) 活荷载屋面活荷载标准值为0.502m kN ，刚架受荷面积为24×6=1442m ＞602m ，所以屋面活荷载标准值取为0.302m kN (规程3.2.2条) 。
雪荷载为0.402m kN ，计算时取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取0.402m kN 计算。
屋面活荷载和雪荷载中的较大值：0.4×6=2.4 m kN积灰荷载：0.3×6=1.8 m kN(3) 风荷载风荷载体型系数s μ按《门规》封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用，体系系数图2风荷载体型系数见图2 。
1 设计资料本工程为武汉市一金工车间厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m，柱高9.9m；共有15榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
2 结构体系选用横向单跨双坡门式刚架承重体系3 结构布置3.1 柱网布置3.2 横向刚架主要尺寸横梁：Q235截面：H型钢h b t t⨯⨯⨯600x300x8x14w t柱：Q235截面：H型钢h b t t⨯⨯⨯500x300x10x16w t3.3 墙梁及柱间支撑3.4 屋面支撑3.5 荷载计算永久荷载：恒载：屋面板及保温层：0.12KN/m2檩条及支撑：0.08KN/m2刚架：0.3 KN/m2可变荷载：屋面活载：0.5 KN/m2雪荷载：0.5 KN/m2风荷载：0.35 KN/m2地震荷载：武汉地区钢结构厂房按6度设防，即钢结构厂房6度设防只需满足构造要求。
4 吊车设计资料：采用北起起重量Q=5t，跨度S=22.5m的单梁式吊车，P max,k=45KN，P max,k=10.47KN，B=3500mm，W=3000mm，H1=880mm，轨道型号：38kg/m。
4.1吊车荷载（竖向荷载设计值）m ax 1Q m ax ,k P P 1.051 1.44566.15K Nαβγ==⨯⨯⨯=4.2吊车梁内力计算4.2.1 M max 及相应V()()()()m ax 1m ax 0m ax220m ax 0m ax 1500222266.153500150037.8/444350066.150.75 3.7549.61666.1549.6116.54B p a p w w a m mp pP L a P B a M kN mL B R kNV kN====--⨯⨯-====⨯⨯+===-=∑∑4.2.2 求V max轮子在支座上时，剪力最大1m ax 123(1)66.1566.15(1)99.236a V P P kNl=+-=+⨯-=4.2.3 吊车水平荷载作用下的M maxH 及V maxH230011()2210.12(6.10.129.859.8) 1.4 2.364k i k k k QT T G G n n kNαγ⋅⋅⋅==+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=∑max max max2.3637.8 1.3566.15k H T M M kN mP =⋅=⨯=⋅max max max2.3699.233.5466.15k H T V V kNP =⋅=⨯=4.3 截面选择钢材采用Q235的H 型组合钢4.3.1 经济高度63max31.237.810210.9821510x M w cmfα⨯⨯≥==⨯33373007210980300116w x h w mm =-=⨯-=4.3.2 最小高度6min 0.360.362156000101000464l h fl m mv -⎡⎤==⨯⨯⨯⨯=⎢⎥⎣⎦根据构造要求，h 取50mm 的整数倍，因此h=500mm4.3.3 腹板厚度抗剪要求：3m ax1.2 1.299.23101.91500125w vV t m mhf ⨯⨯===⨯局部稳定：5006.43.5 3.5w h t m m === 根据构造要求，腹板厚度t w ≥8mm 的整数倍，则t w =8mm4.3.4 翼缘尺寸01111(~)(~)50083.3~2006 2.56 2.5b h m m==⨯=取b 0=200mm 抗弯要求：0006x w w h t b t h=-30210.981020082005006t ⨯⨯=-, 则t 0=0.78mm局部稳定要求： 0020082357.382623526235y wf b t t m m--≥==而t 0值一般取2mm 的整数倍且大于t w ，则t 0=10mm4.4 截面特性2200102500880A cm =⨯⨯+⨯=33411200520(2008)50034346.671212x I cm=⨯⨯-⨯-⨯=3134346.671321.03226010x x I w cmh -===⨯315020 1.025.5500.876024x S cm=⨯⨯+⨯⨯⨯=334112 1.02500.81335.471212y I cm=⨯⨯⨯+⨯⨯=301335.47133.55210y y I w cmb ===33011.0201266.67210hoy hoy I w cmb ⨯⨯===4.5 强度验算4.5.1 正应力验算3322max max 37.8101.351048.86/215/1321.0366.67H xhoyM M N m m f N m mw w σ⨯⨯=+=+=<=4.5.2 切应力验算3322m ax 37.8107601010.46/125/34346.67xv x wM S N m m f N m mI t τ⨯⨯⨯===<=4.5.3 腹板局部压应力;5250250150c z y R w zFl a h h m mt l ψσ==++=+⨯=3221.066.151055.125/215/8150c N mm f N mm σ⨯⨯==<=⨯4.5.4 腹板边缘处的折算应力22213c c fσσσστβ+-+≤3137.81025.528.0634346.67nM y NI σ⨯==⨯=2222228.0655.12528.0655.1253106/21555.13/N mm f N mm=⨯+=⨯<+-4.6 稳定性验算4.1.6 整体稳定性验算yxb xy yMMfw w ϕγ+≤1335.47 4.08640.8680y y I i cm m mA====6000146.8415040.86y yl i λ===<(满足)0600080.48 2.0200500lt b hξ⨯===<⨯(满足)0.730.180.730.180.480.82b βξ=+=+⨯=又因为双轴对称工字形截面，则ηb =01222243202351()4.443208000500146.84102350.8210146.841321030 4.45002350.598 1.0y b b b y x y t A h W h f λϕβηλ⎡⎤⋅⋅=++⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎡⎤⨯⨯⎛⎫⎢⎥=⨯⨯++ ⎪⨯⎢⎥⎝⎭⎣⎦=<'0.2820.2821.07 1.070.598 1.00.598b b ϕϕ=-=-=<3322'37.8101.351056.27/215/0.5891321.031.2133.55yxbxy yMM N m m f N m m w w ϕγ⨯⨯+=+=<=⨯⨯4.6.2 局部稳定性验算翼缘：10969.61310b t ==<腹板：50062.5808wh t ==<（应按构造要求配置横向加劲肋）横向加劲肋截面确定横向加劲肋为Q235，尺寸为80mm×8mm加劲肋间距为 0.5h a 2h 250mm a 1000mm a=1000mm ≤≤⇒≤≤取4.7 刚度计算6225437.8106000111.05 1.4=1.31610102.061034346.67101000xkxM ll m m m m E I ν⨯⨯⎡⎤⨯==<=⎢⎥⨯⨯⨯⎣⎦4.8 支承加劲肋计算采用凸缘式支承加劲肋0200s b b m m==尺寸：按端面承压强度试选加劲肋厚度已知：2m ax 325/,99.23,200ce s f N m m V kN b m m ===支座反力为 需要3m ax 99.23101.53200325s s ceV t m mb f ⨯≥==⨯考虑到支座支承加劲肋是主要传力构件，为保证其使梁在支座处有较强的刚度，取加劲肋厚度与梁翼缘板厚度大致相同，令t s =10mm 。
轻型门式刚架——计算原理和设计实例一：彩钢瓦屋面漏水的主要原因：1、生产和运输过程、施工过程中的不慎造成彩钢瓦的变形。
彩钢瓦质量差，上人屋面施工造成彩钢瓦变形。
2、风、雨等外力的作用,造成彩钢瓦屋面长时间的颤动,使钉眼处及铁皮接缝处长时间的磨损,遇到雨水就生锈.然后就再磨损再生锈,越来越严重。
3、自攻钉有橡胶垫为何还会渗水？第一：施工中自攻钉用力过猛已经把橡胶垫破坏。
第二：橡胶垫老化快,很快就失去了防水功效。
4、彩钢瓦屋面轻型门式刚架——计算原理和设计实例《2》四、荷载及其组合1．荷载作用在轻型钢结构上的荷载包括以下类型：（1）恒载(G)：结构自重和设备重。
按现行《建筑结构荷载规范》的规定采用；（2）活载：包括屋面均布活载、检修集中荷载(M)、积灰荷载(D)、雪荷载等。
其中，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:98）[2]规定均布活载的标准值（按投影面积算）取0.3kN/m2；检修集中荷载标准值取1.0kN或实际值；积灰荷载与雪荷载按现行《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)[7]的规定采用。
均布活荷载与雪荷载不同时考虑，取其中较大值(记为L)计算；积灰荷载与雪和均布活载中的较大值同时考虑；检修荷载只与结构自重荷载同时考虑；（3）风载(W)：现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)[3]对于风荷载的取用是以GB50009-2001为基础的，关于风荷载体形系数是按照美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋体系手册》（1996）中有关小坡度房屋的规定取用的；（4）温度(T)：按实际环境温差考虑；（5）吊车(C)：按GB50009-2001的规定取用，但吊车的组合一般不超过两台；（6）**作用(E)：按GB50009-2001的规定取用，不与风荷载作用同时考虑。
2．荷载组合计算承载能力极限状态时，对于轻型钢结构可取下述荷载组合[1][3][7]：（1）1.2G+1.4L；（2）1.2G+1.4M；（3）1.2G+1.4C;（4）1.2G+1.4W；（5）1.2G+0.9(1.4L+1.4D)；（6）1.2G+0.9(1.4L+1.4W)；（7）1.2G+0.9(1.4C+1.4W);（8）1.2G+0.9(1.4L+1.4T)；（9）1.2G+0.9(1.4W+1.4T)（10）1.2G+1.4L+1.4E。
轻型门式刚架设计原理和设计实例4次结构第四章次结构及其连接构造檩条、墙檩和檐口檩条构成轻型钢结构建筑的次结构系统。
一方面，它们可以支承屋面板和墙面板，将外部荷载传递给主结构;另一方面，它们可以抵抗作用在结构上的部分纵向荷载，比如纵向的风荷载，地震作用等;此外，它们也作为主结构的受压翼缘支撑而成为结构纵向支撑体系的一部分。
檩条是构成屋面水平支撑系统的主要部分;墙檩则是墙面支撑系统中的重要构件;檐口檩条位于侧墙和屋面的接口处，对屋面和墙面都起到支撑的作用。
除柱距较大的结构需采用热轧工字钢外，轻型门式刚架的檩条，墙檩以及檐口檩条一般都采用带卷边的槽形和Z形(斜卷边或直卷边)截面的冷弯薄壁型钢，如图4-1所示。
图4-1 典型的冷弯薄壁型钢构件第一节冷弯薄壁型钢的一般特点冷弯薄壁型钢构件用相对较少的材料承受较大的外荷载，不是单纯用增大截面面积，而是通过改变截面形状的方法获得。
根据测算，同样截面积的冷弯薄壁型钢与热轧型钢相比，回转半径可增大80%，惯性矩和面积矩可增大50-180%。
所以，冷弯薄壁型钢抗压和抗弯性能好，整体刚度大。
由于冷弯薄壁型钢在室温下成型，材料将产生冷弯效应。
所谓冷弯效应，是指冷加工使材料达到塑性变形，材料结构发生变化，产生应变硬化和应变时效，使截面弯角部分材料强度提高，塑性降低。
影响材料冷弯效应的因素有钢材极限强度和屈服强度的比值;弯角半径和板厚的比值;冷加工的成型方式、次数、受力性质等。
考虑材料的冷弯效应，一般可以提高设计强度10-15%，但是一般只在构件全截面有效时才在计算中考虑设计强度的提高，否则可以将冷弯效应作为设计中的强度储备。
图4-2解释了冷弯效应构件强度提高的原因。
A曲线是钢材未冷加工的标准的应力-应变曲线;钢材冷加工超过材料屈服强度达到塑性段，之后沿B直线卸载，这是应变硬化的过程;加载的C曲线沿B直线，直线段高于A曲线的屈服平台，甚至由于应变时效的作用，C-D曲线的屈服平台还高于B直线的卸载点。
