门式钢架设计、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m,檐高H=7.5m,屋面坡度B=1/10,跨度L=15m，柱距S=7.5m。

冈寸架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。

屋面材料、墙面材料米用单层彩板。

檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

基本风压W。

=0.35 kN /m2，地面粗糙度B类。

二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度150m，跨度12m，柱距7.5m，共有21榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m,因此不用设置伸缩缝。

厂房长度>60m,因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为 1.5m;同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高〉柱距，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。

三、荷载的计算（一）计算模型的选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。

厂房檐高7.5m,考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m；屋面坡度为1: 10< 因此得到刚架计算模型：(二) 荷载取值计算长度(m )柱距 (m )跨度 (m )檐高 (m )恒载 (kN/m2)活载 (kN/m2)基本风压 (kN/m2)1507.5 12 7.5 0.6 0.5 0.35o. 6k )N m 20.15kN /m20.75kN / m11B0.50kN / m1 2，不考虑积灰荷载。

CECS102: 2002附录A的规定计算基本风压3 0=1.05X 0.45 kN/m2,地面粗糙度类别为B类;1 .屋盖永久荷载标准值屋面板刚架斜梁自重(先估算自重)合计2. 屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为23. 轻质墙面及柱自重标准值0.25kN/m4•风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，卩z=1.0。

风荷载体型系数卩s：迎风面柱及屋面分别为+ 0.25和—1.0,背风面柱及屋面分别为一0.55和一0.65(CECS102 2002 中间区)。

(三)各部分作用荷载：(1)屋面恒载:标准值：10.75 7.5 = 5.60kN/mcosQ柱身恒载:0.25 7.5 = 1.88kN/m5.6kn/m1, E Ekn/n 1, SBkh/jR(2)屋面活载1 屋面活荷载0.50 7.5 = 3.76kN /mcos日3. TGkN' tn(3)风荷载以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式冷根据查表h乞10m,取1.0,」s根据门式刚架的设计规范，取下图: (地面粗糙度B类)风荷载如下图:(四)内力计算:(1)截面形式及尺寸初选梁、柱都米用热轧中翼缘H型钢梁的截面高度h—般取(1/30 — 1/45)L,故取梁截面高度为600mm 暂取HM588 300,截面尺寸见图所示,柱的截面采用与梁相同(2)截面内力根据各个计算简图，用《结构力学求解器V2.0》计算，得结构在各种荷载作用下的内力图如下：注：剪力图：“ +”表示方向“-”；轴力图：拉为正，压为负。

(A )恒载作用(标准值)下，计算简图及内力值(考虑基础埋深0.8m):恒载作用下弯矩图（B ）活载作用（标准值）下，计算简图及内力值（考虑基础埋深0.8m）:-6.113.89活荷载作用下剪力图活荷载作用下弯矩图（C）风荷载作用（标准值）下，计算简图及内力值（不考虑基础埋深）：风荷载作用下剪力图风荷载作用下弯矩图(3)内力组合由于恒载和活载关于结构竖向对称，因而风荷载只要考虑一个方向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用。

刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)的规定，采用荷载效应的基本组合：丫o S< R。

本工程结构构件安全等级为二级，丫0=1.0按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下3种组合：A: 1.2 X永久荷载+1.4 x max｛屋面均布活荷载｝ +1.4 X 0.7风荷载B: 1.2 X永久荷载+1.4 X 0.7 x max｛屋面均布活荷载｝+1.4 X风荷载C: 1.0 X永久荷载+1.4 X风荷载组合A、B --用于截面强度和构件稳定性计算，组合C --用于锚栓抗拉计算。

本工程不进行抗震验算。

最不利内力组合的计算控制截面取柱底、柱顶、梁端及梁跨中截面，取四个控制截面：如下图：控制截面示意图各情况作用下的截面内力及内力组合见下表：（五）截面验算控制内力组合项目有：① + M max 与相应的N , V （以最大正弯矩控制） ② —M max 与相应的N , V （以最大负弯矩控制） ③ N max 与相应的M , V （以最大轴力控制） ④ N min 与相应的M , V （以最小轴力控制） 所以以上内力组合值，各截面的控制内力为：1- 1 截面的控制内力为 M =0, N=-70.75KN , Q = -3.41KN2- 2 截面的控制内力为 M =-51.95KN ・M , N = -23.31KN , Q=2.61KN 3- 3截面的控制内力为 M H-146.25KN *M , N =-42.87KN , Q=51.62KN 4- 4 截面的控制内力为 M =92.77 KN ・M , N - -6.32 KN , Q - -1.14KN（1）刚架柱验算：取2-2截面内力 平面内长度计算系数：H 0x =8 1.115 =8.92M平面外长度计算系数：考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁 可作为柱平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑, 即 H DY =8000/2 = 4000mm（A ）局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的 ①柱翼缘,其中K=〔J RI R H12.06 8= 1.51 , . J0 .6^1.115 ,.7.5 1.51 18920 234 400061.6= 64.9 J 07.5K+47.5K150-3 26②柱腹板= 8.48 _166.15 上174.63 N / mm 2厂 157.67V d =h w t w f v=584 8 121.63 10”=568.2KN ■ Vmax ,满足要求。

(满足要求)= 250(满足要求)(B) 柱有效截面特征M —288.10 KN, N - -79.93KN ,Q =58.59KN5 ［J _巴-minA W X79.93 103 288.10 106CT —<5 . .max - min-0 :(Jmax174.63 157.67 174.63 -1.90匹 二584 =97 ::: 48 0 0.5 x —26.2 =84.1 t w 6因97>70,故可以考虑屈曲后强度。

由于考虑屈曲后强度：；丁2 -157.670.906174.63584 h c = 174.63174.63 157.67 =306.9mm16k = _____________ _ ___________ —215 厂［(1「)2 0.112(1 )2］0.5 1「°九几 ==584/^= 0.56 兰 0.8,y 28.121.5p28.1235/ f 则匸刊，截面全部有效。

(C )抗剪强度验算:柱截面的最大剪力为 W37 k '230.8 ：：： * :：1.4,则 f V nax 二 58.59kN584/8 ecu0.8537 「5.34 1h w / tw5 / f y2二［1 -0.64( w -0.8)］仁=0.973 125 =121.63N / mm235 = 12.17 <15 y=15 235 =15V235600 -16 4=146 ：：二 250 235V235弯剪压共同作用下的验算:因为V ：：：0.5V d ,按公式M 乞M ； =M e -NW e /人进行验算， 其中 M e 二W e f=173 104 215 10^ =371.95kN m M ； =M e —NW e /A e =371.95 -79.93 371.95/9472= 371.95 -3.14 =368.81kN m ■ 288.10 kN m,满足要求。

(D )稳定性验算： ① 刚架柱平面内稳定性验算:X=38.1 ：：丨 1-180,— = x. f y /235 =38.1b 类截面，由《钢结构设计规范》附表 C-2查得，x = 0.906 二 2EA 3.142 2.06 1 05 9 4 722~ =2(1.1x )(1.1 38.1 )N仏M x _________79.93 103 1.0 288.10106不 X [1-0.8(N/N EX )]W X =°.906 9472〔a 173 馆 口心 型) 12048 = 9.31 159.45 =168.76N/mm ::: f 满足要求。

②刚架柱平面外稳定性验算■ - ■ f / 235 二 64.9b 类截面，由《钢结构设计规范》查得， \ = 0.78二 0.65 0.35匹=0.65 0.35 丄二 0.825M 12—260.825 288.10 10 0.974 173 104= 10.81 141.0^151.82N/mm 2 < f 满足要求。

(2)刚架梁验算:取 3-3 截面内力；M =288.10KN *M ，N - -77.03KN ，Q =83.45KN(A )局部稳定验算①梁翼缘N EX = 12048kN, Fx =1.0,则= 1.07 -4400 = 1.07 - 0.974 440003 79.93 100.78 94721.0②梁腹板（B ）梁有效截面特征门式刚架坡度为1/10<1/5，可以不考虑横梁轴梁的影响，按受弯构件验算。

G M 288.10 10624166.53N / mm6W e 173 104.上三―1-1h e =584 1 二 292mmc 2(C) 强度计算① 抗剪强度验算：梁截面的最大剪力为V max=83.45kNk =5.34扎二 九冬584/8w37 k 235/ f y 37 , 5.34 10.8 ： w 1.4,则f v 二[1 一 0.64( w - 0.8)] f v =0.973 125 = 121.63N / mm V d 二h w t w f v'=584 8 121.63 10°=568.25kN Wax ,满足要求。