房屋钢结构设计计算书

'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 (1)钢架内力及支座反力系数在各个工况的计算(2)内力组合(3)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，20052)王国周等.钢结构原理与设计.北京：清华大学出版社，20053)钢结构设计规范（GB50017—2003）.北京：中国计划出版社，20034)房屋建筑制图统一标准（GB/T50001—2001）.北京：中国计划出2002．5)建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）．北京：中国计划出版社，2002．6)钢结构设计手册（上册）（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，2004二、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GB50011-2010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20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21111.120.001111.120.001111.120.001111.120.00----恒荷载标准值作用计算结果-------柱内力---柱号MNVMN V10.0027.06-3.50-21.03-13.383.5020.003.040.000.000.000.0030.0045.100.000.00-28.680.0040.003.040.000.000.000.0050.0027.063.5021.03-13.38-3.50---梁内力---梁号MNVMNV121.034.8212.9715.57-3.440.832-15.573.44-0.83-30.99-2.0614.623-15.573.440.83-21.03-4.8212.97430.992.0614.6215.57-3.44-0.83 ---恒荷载作用下的节点位移(mm)---节点号.X向位移Y向位移10.00.020.00.030.11.24-0.11.250.00.1110.00.0120.00.0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20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 1111.120.001111.120.001111.120.001111.120.00---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10.00.020.00.030.10.74-0.10.750.00.0110.00.0120.00.0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2111.080.00213.460.00413.460.00511.520.000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2111-3.030.00111-3.030.00111-1.730.00111-1.730.00---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MNVMNV10.00-18.919.0634.8818.91-2.5720.000.000.000.000.000.00312.87-29.131.971.2929.13-1.9740.000.000.000.000.000.0050.00-9.143.00-9.269.146.09---梁内力---梁号MNVMN V1-34.88-4.43-18.56-21.894.430.27221.89-4.43-0.2731.574.43-18.01310.44-6.97-1.969.266.97-8.494-32.85-6.97-12.40-10.446.971.96----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211-1.520.0021-3.460.0041-3.460.0051-1.080.000 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2111-1.730.00111-1.730.00111-3.030.00111-3.030.00---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MNVMNV10.00-9.14-3.009.269.14-6.0920.000.000.000.000.000.003-12.87-29.13-1.97-1.2929.131.9740.000.000.000.000.000.0050.00-18.91-9.06-34.8818.912.57 ---梁内力---梁号MNVMNV1-9.26-6.97-8.49-10.446.97-1.96210.44-6.971.9632.856.97-12.40321.89-4.430.2734.884.43-18.564-31.57-4.43-18.01-21.894.43-0.27五、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(GB50009--2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)=====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CECS102:2002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):0.200000E-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XZ250X75X20X2.0b=75.000h=250.000c=20.000t=2.000A=0.8592E-03Ix=0.8567E-05Iy=0.4653E-06Ix1=0.7996E-05Iy1=0.1036E-05　θ=0.1539E+02 Wx1=0.7198E-04Wx2=0.6184E-04Wy1=0.1455E-04Wy2=0.1209E-04Ww1=0.4859E-05Ww2=0.1700E-05k=0.2001E+00Uy=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-03θe=0.1545E+02Iex=0.8333E-05Iey=0.4650E-06Wex1=0.7099E-04Wex2=0.6066E-04Wex3=0.6849E-04Wex4=0.5883E-04 Wey1=0.1400E-04Wey2=0.1190E-04Wey3=0.1394E-04Wey4=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CECS102:2002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》(GB50009-2001)2、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)-----抗风柱设计-----1、截面特性计算A=8.7680e-003;Xc=1.2000e-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：1234567弯矩(kN.m)：0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000轴力(kN)：6.6486.0945.5404.9864.4323.8783.324断面号：8910111213弯矩(kN.m)：0.0000.0000.0000.0000.0000.000轴力(kN)：2.7702.2161.6621.1080.5540.000△　组合号2：1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活断面号：1234567弯矩(kN.m)：0.000-6.886-12.519-16.901-20.031-21.909-22.535轴力(kN)：5.9095.4174.9244.4323.9393.4472.954断面号：8910111213弯矩(kN.m)：-21.909-20.031-16.901-12.519-6.8860.000 轴力(kN)：2.4621.9701.4770.9850.4920.000△　组合号3：1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活断面号：1234567弯矩(kN.m)：0.000-4.131-7.512-10.141-12.019-13.145-13.521轴力(kN)：5.9095.4174.9244.4323.9393.4472.954断面号：8910111213弯矩(kN.m)：-13.145-12.019-10.141-7.512-4.1310.000轴力(kN)：2.4621.9701.4770.9850.4920.000△　组合号4：1.2恒+1.4风吸+0.7*1.4活断面号：1234567弯矩(kN.m)：0.0006.88612.51916.90120.03121.90922.535轴力(kN)：5.9095.4174.9244.4323.9393.4472.954断面号：8910111213弯矩(kN.m)：21.90920.03116.90112.5196.8860.000 轴力(kN)：2.4621.9701.4770.9850.4920.000△　组合号5：1.2恒+0.6*1.4风吸+1.4活断面号：1234567弯矩(kN.m)：0.0004.1317.51210.14112.01913.14513.521轴力(kN)：5.9095.4174.9244.4323.9393.4472.954断面号：8910111213弯矩(kN.m)：13.14512.01910.1417.5124.1310.000轴力(kN)：2.4621.9701.4770.9850.4920.000柱底剪力设计值:风压力作用(kN):12.519风吸力作用(kN):-12.5194、抗风柱强度验算结果控制组合：2设计内力：弯矩(kN.m)：-22.535;轴力(kN)：5.909 抗风柱强度计算最大应力(N/mm2):17.687轴力N=13.9353kN=====计算满足======柱间支撑设计主要依据:《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);《钢结构设计规范》(GB50017-2003);----总信息----钢材:Q345钢结构净截面面积与毛截面面积比:0.85 支撑杆件容许长细比:200柱顶容许水平位移/柱高:l/150支撑杆件设计：按单拉杆设计----节点坐标----节点号XY节点号XY节点号XY(1)0.006.00(2)7.506.00(3)0.000.00(4)7.500.00----柱关联号--------柱号节点Ⅰ节点Ⅱ柱号节点Ⅰ节点Ⅱ柱号节点Ⅰ节点Ⅱ(1)31(2)42(3)41(4)12(5)32 ----标准截面信息----1、标准截面类型(1)5,0.17800E+05,0.10000E+03,0.20600E+06(2)3,250,5----柱布置截面号,铰接信息,截面布置角度-----柱号标准截铰接截面布柱号标准截铰接截面布面号信息置角度面号信息置角度(1)130(2)130(3)230(4)130(5)2302、标准截面特性截面号XcYcIxIyA10.17800E-030.00000E+000.10000E-0120.125000.125000.19180E-030.19180E-030.49087E-01 截面号ixiyW1xW2xW1yW2y10.13342E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+0020.62508E-010.62508E-010.15344E-020.15344E-020.15344E-020.15344E-02风荷载作用计算...节点荷载:节点号水平力110.00---柱轴力---柱号N柱号N柱号N10.0028.0030.00410.005-12.81荷载效应组合计算...荷载组合: 组合1:1.20恒+1.40风-----荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算-------------------------------------------------------------------------------------任意截面柱1截面类型=5;布置角度=0;计算长度：Lx=6.00,Ly=6.00构件长度=6.00;计算长度系数:Ux=1.00Uy=1.00抗震等级:不考虑抗震截面参数:I=0.178E-03,A=0.100E-01,E=0.206E+09柱下端柱上端组合号MNVMNV10.0026.650.000.00-26.650.00--------------------------------------------------------------------------------任意截面柱2截面类型=5;布置角度=0;计算长度：Lx=6.00,Ly=6.00 构件长度=6.00;计算长度系数:Ux=1.00Uy=1.00抗震等级:不考虑抗震截面参数:I=0.178E-03,A=0.100E-01,E=0.206E+09柱下端柱上端组合号MNVMNV10.0037.850.000.00-37.850.00--------------------------------------------------------------------------------钢柱3(单拉杆)截面类型=3;布置角度=0;计算长度：Lx=9.60,Ly=9.60;长细比：λx=153.7,λy=153.7构件长度=9.60;计算长度系数:Ux=1.00Uy=1.00抗震等级:不考虑抗震截面参数:D=250轴压截面分类:X轴:b类,Y轴:b类构件钢号：Q345验算规范:普钢规范GB50017-2003 柱下端柱上端组合号MNVMNV10.000.000.000.000.000.00单拉圆钢,平面内长细比λ=154.单拉圆钢,平面外长细比λ=154.构件重量(Kg)=3701.03-------------------------------------------------------任意截面柱4截面类型=5;布置角度=0;计算长度：Lx=7.50,Ly=7.50构件长度=7.50;计算长度系数:Ux=1.00Uy=1.00抗震等级:不考虑抗震截面参数:I=0.178E-03,A=0.100E-01,E=0.206E+09柱下端柱上端组合号MNVMN V10.0014.000.000.00-14.000.00--------------------------------------------------------------------------------钢柱5(单拉杆)截面类型=3;布置角度=0;计算长度：Lx=9.60,Ly=9.60;长细比：λx=153.7,λy=153.7构件长度=9.60;计算长度系数:Ux=1.00Uy=1.00抗震等级:不考虑抗震截面参数:D=250轴压截面分类:X轴:b类,Y轴:b类构件钢号：Q345验算规范:普钢规范GB50017-2003柱下端柱上端组合号MNVMNV10.00-17.930.000.0017.930.00 强度计算最大应力对应组合号:1,M=0.00,N=-17.93,M=0.00,N=17.93强度计算最大应力(N/mm*mm)=0.43强度计算最大应力比=0.002强度计算最大应力