弯矩 图
风 荷 载 作 用
风荷载(标准值)剪力图
剪力 .图
“+” →
轴力
图(拉
为正，
风荷载(标准值)轴力图
压为
负)
（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)
按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合：
① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应
173
36
24
EA 2.06 108 9472106 1.95106 kn, EIx 2.06 108 520 106 1012 1.07 105 kn m2
（2）截面内力：
根据各个计算简图，用结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内
力图如下：
计
计算简图及内力值(M、N、Q)
地面粗糙度 B 类
二、结构平面柱网及支撑布置
该厂房长度 90m，跨度 21m，柱距 9m，共有 11 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。
檩条间距为 1.5m。 厂房长度>60m，因此在厂房第二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；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，因此柱间支撑不用分层布置。 （布置图详见施工图） 三、荷载的计算 1、计算模型选取 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：
⑴ 局部稳定验算
③ 梁翼缘
b 150 4 2 12.17 15 235 15 235 15 （满足要求）
2.荷载取值
屋面自重： 屋面板：0.18 KN / m2
檩条支撑：0.15 KN / m2
横梁自重：0.15 KN / m2
总计：0.48 KN / m2
屋面雪荷载：0.3 KN / m2
屋面活荷载：0.5 KN / m2 （与雪荷载不同时考虑）
柱自重：0.35 KN / m2
风载：基本风压W0 0.5kN / m2
hc

206.56
584 206.56 181.1

311.2mm
k
[(1 )2
16 0.112(1 )2 ]0.5
1
21.28
p 28.1
hw / tw k 235 / f y
584 / 8 0.8, 28.1 21.28
则 1，截面全部有效。
，
H 7.2 2.66 19.1M 0x
平面外计算长度：
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H0Y 7200 / 2 3600mm
x

19100 234

81.6，y

3600 61.6
（4）稳定性验算
刚架柱平面内稳定性验算
x 81.6 180, x f y / 235 81.6
b类截面，由《钢结构设计规范》附表C-2查得，x 0.681
N
' Ex

2EA (1.1x2 )

3.142
2.06105 9472 (1.181.62 )
1-1 截面的控制内力为 M 0，N 120.58KN，Q 48.45KN
3.16
2-2 截面的控制内力为 M 335.33KN M，N 120.58KN，Q 48.45KN
3-3 截面的控制内力为 M 335.33KN M，N 64.30KN，Q 115.40KN
3.各部分作用荷载： （1）屋面荷载：
标准值：
0.48
1 cos

9

4.30KN
/
M
柱身恒载： 0.35 9 3.15KN / M
kn/m
kn/m
kn/m
（2）屋面活载 屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载 0.50 1 9 4.50KN / M cos
kn/m
（3）风荷载
门式刚架厂房设计计算书
一、设计资料
该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房跨度 21m，长度 90m，柱距 9m，檐高 7.5m，屋面坡度 1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。
材料采用 Q235 钢材，焊条采用 E43 型。 屋面和墙面采用75mm厚EPS夹芯板，底面和外面二层采用0.6mm厚镀锌彩板， 锌板厚度为275/gm2；檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z形钢檩条，屈服强度 fy 450N / mm2，镀锌厚度为160g / mm2。(不考虑墙面自重) 自然条件：基本风压：WO 0.5KN / m2 ，基本雪压 0.3KN / m2
4-4 截面的控制内力为 M 246.78KN M，N 57.82KN，Q 5.79KN
A：刚架柱验算：取 2-2 截面内力 平面内长度计算系数：
0
2 0.45K，其中K=
IclR IRH
10.5 7.2
1.46， 0
2 0.451.46 2.66，
N
/
mm2
0
max min max

206.56 181.10 206.56
1.88
h0 tw

584 6
97
480
0.5x
ห้องสมุดไป่ตู้
26.2
105.28
因97>70，故可以考虑屈曲后强度。
由于考虑屈曲后强度：
= 2 181.1 0.88 1 206.56
荷载如下图：
kn/m kn/m
kn/m kn/m
4.内力计算： （1）截面形式及尺寸初选：
梁柱都采用焊接的 H 型钢 梁的截面高度h一般取(1/30 1/45)l,故取梁截面高度为600mm； 暂取H600300 68，截面尺寸见图所示 柱的截面采用与梁相同
y
300
6
x
584 8
面积
Ix
内力组合值
截面
内力 1.2恒＋1.4活
1.2恒+1.4风
1.2恒+1.4 0.85 (风+活）
M
0
Ⅰ－Ⅰ
N
-120.58
Q
-48.45
M
-335.33
0 11.30 11.19 53.22
0 -54.85 -15.45 -132.40
Ⅱ－Ⅱ
N
-120.58
Q
-48.45
11.30 11.19
tw
4
fy
235
（2）柱有效截面特征
M 335.33KN M，N 120.58KN，Q 48.45KN
max min


N M A WX
120.58103 335.33106
9472
173104

12.73
193.83

206.56 181.10

2388kN , mx
1.0,则
N
mx M x
120.58 103
1.0 335.33106
x A

x
[1
0.8( N
/
N
' Ex
)]Wx
0.681 9472 1.05173104 (1 0.8 120.58)
2388
18.69 192.39 211.08N / mm2 f
② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应
③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}
取四个控制截面：如下图：
各情况作用下的截面内力
截面
内力
M
Ⅰ－Ⅰ
N
Q
M
Ⅱ－Ⅱ
N
Q
M
Ⅲ－Ⅲ
N
Q
M
Ⅳ－Ⅳ
N
Q
恒载
0 -45.36 -19.32 -127.84 -45.36 -19.32 -127.84 -21.75 43.41 92.83 -21.75 2.18
Wx
Iy
Wy
ix iy
长度
截面
截面名称
(mm2 ) (106 mm4 )(104 mm3 )(106 mm4 )(104 mm3 ) mm mm
(mm)
柱 H 600 300 68 7200 9472 520
173
36
24
234 61.6
234 61.6
梁 H 600 300 68 10552 9472 520
54.79 -25.09
M
-335.33
53.22
-132.40
Ⅲ－Ⅲ
N
Q
-64.30 115.40
3.36 -11.02
-28.03 51.93
M
246.78
2.79
134.16
Ⅳ－Ⅳ
N
-57.82
-3.36
-28.03
Q
5.79
0.08
4.截面验算 控制内力组合项目有：
① ＋Mmax 与相应的 N，V(以最大正弯矩控制) ② －Mmax 与相应的 N，V(以最大负弯矩控制) ③ Nmax 与相应的 M，V(以最大轴力控制) ④ Nmin 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：