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1、目录1 设计资料12 结构平面布置及支撑布置13荷载计算23.1屋面自重23.2风向荷载34 内力计算及组合44.1刚架内力计算64.2 刚架内力组合84.3 最不利组合荷载下刚架M、V、N图95 刚架梁、柱截面验算105.1 构件宽厚比验算105.2 有效截面特性105.3刚架梁的计算125.4平面外整体稳定性验算136 位移计算137节点设计147.1.梁柱节点设计147.2.铰接柱脚节点设计168 刚架施工图（见施工图）179 致谢.1810参考文献.191 设计资料某车间为单跨双坡式门厅刚架结构，屋面坡度1：10，厂房总长度,檐高,纵向柱间，柱脚铰接。（1）刚架采用材料为钢，焊条为型。
2、（2）其他材料：1）屋面材料：单层彩板或夹心板。2）墙面材料：单层彩板或夹心板。3）天沟：彩板天沟或钢板天沟。4）基础混凝土标号为、。（3）.自然条件：基本风压为，基本雪压为。地面粗糙度：B类，地下水均低于地面5m，修正后地基承载力。（4）.荷载：静载，活载。图1-1 刚架简图2 结构平面布置及支撑布置结构平面布置 图2-1 结构平面布置表2-1 截面选型及截面特性部位截面简图截面特性钢架横梁1-12-2截面钢架柱钢架柱3-34-4截面3荷载计算3.1屋面自重：（标准值、沿坡向）：屋面雪荷载： 屋面均布活载： 墙面及柱自重： 风载： 地面粗糙度为B类，按封闭式建筑选中间区单元，刚架风载体系数见
3、图3-1：图3-1 刚架风载体系数3.2风向荷载1） 屋面永久荷载作用：图3-2永久荷载 (kN/m)2） 屋面可变荷载作用：；图3-3可变荷载 (kN/m)3） 柱身永久荷载：；4） 风载：墙面风荷载变化系数按柱顶高计算取1.0，则；墙面风压标准值：；屋面风荷载变化系数按柱顶高计算取1.0，则；屋面负风压标准值：；图3-4 风荷载作用（kN/m）4 内力计算及组合4.1刚架内力计算刚架在各种荷载作用下的弯矩（M）、剪力（V）、轴力（N）见图。4.1.1屋面永久荷载作用下刚架M、V、N图，见图4-1：永久荷载(kN/m)N图（kN） V图（kN）M图 (kN/m)图4-1 永久荷载作用下的N、
4、V、M图4.1.2屋面在可变荷载作用下的M、V、N图，见图4-2：可变荷载 (kN/m)N图 (kN)V图 (kN)M图 (kN .m)图4-2 可变荷载作用下的N、V、M图4.1.3在左风荷载作用下刚架M、V、N图，见图4-3：风荷载作用 (kN/m)N图（kN）V图（kN）M图 (kN .m)图4-3 风荷载作用下的N、V、M图4.2 刚架内力组合图4-2 截面位置表4-1 内力组合表梁截面永久荷载可变荷载左风右风相应的V、N相应的V、N相应的M、N组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值梁截面1-1M-24.05-24.5375.92-1.63+-63.778+76.852+-63.7
5、78V13.2013.20-26.9812.3434.32-21.93234.32N4.44.48.928.3311.4417.76811.44梁截面2-2M24.0524.05-33.6333.69+62.53+-18.222+62.53V-0.31-0.31-2.11-3.83-0.806-3.326-0.806N3.053.058.928.337.9316.1487.93柱截面5-5M-24.05-24.05-75.92-1533+-62.53+-135.14+-62.53V-3.07-3.07-26.98-7.06-7.982-41.456-7.98N13.5713.5727.7313
6、.1035.43855.106待添加的隐藏文字内容135.438柱截面6-6M0000+0+-V-3.07-3.0712.797.46-7.982-N39.9739.9727.7313.10103.922-4.3 最不利组合荷载下刚架M、V、N图N图（kN） V图（kN）M图 (kN.m)图4-3 最不利组合下的N、V、M图5 刚架梁、柱截面验算5.1 构件宽厚比验算1）梁翼缘： （满足要求）2）柱翼缘： （满足要求）3）梁腹板：对1-1截面： （满足要求）对2-2截面： （满足要求）4） 柱腹板：对3-3截面： （满足要求）对4-4截面： （满足要求）5.2 有效截面特性1）柱有效截面特性：
7、翼缘：柱受压翼缘一边支承一边自由的均匀受压构件，当其自由外伸宽厚比不超过规范所规定的允许宽厚比时，柱受压翼缘全截面有效。因此；由，查得，则（满足要求）腹板：柱腹板为两边支承非均匀受压板件，其有效宽度按规范计算。柱顶3-3截面腹板最大、小应力为腹板受压区高度为故取故取，即柱顶腹板全截面有效。柱顶4-4截面腹板最大、小应力为故取由得故取，即柱底腹板全截面有效。2） 梁有效截面特性翼缘：柱受压翼缘一边支承一边自由的均匀受压构件，当其自由外伸宽厚比不超过规范所规定的允许宽厚比时，柱受压翼缘全截面有效。因此对1-1截面；（满足要求）对2-2截面；（满足要求）腹板：柱腹板为两边支承非均匀受压板件，其有效宽
8、度按规范计算。对1-1截面腹板最大、小应力为腹板受压区高度为故取故取，即1-1腹板全截面有效。对2-2截面腹板最大、小应力为腹板受压区高度为故取故取，即4-4腹板全截面有效。5.3刚架梁的计算（1）抗剪承载力验算梁截面的最大剪力为，考虑仅有支座加劲肋，取，则 （满足要求）（2）弯剪压共同作用下的强度验算对1-1截面验算，有由，可得对3-3截面验算，有由，可得（3）平面外整体稳定性验算斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承点间最大长度，可取斜梁受压区翼缘宽度的 倍，由图所示，隅撑的间距为,满足上述要求，刚架斜梁不需要验算整体稳定性。（4）刚架柱的验算1） 抗剪承载力验算柱截面最大剪力，考虑仅有支座加
9、劲肋，取取，则（满足要求）2） 弯剪压承载力作用下的强度验算 （满足要求）3） 平面内整体稳定性验算柱的计算长度，则 查表得：（满足要求）5.4平面外整体稳定性验算楔率：，取，查表（满足要求）6 位移计算6.1柱顶水平位移的验算梁柱平均惯性矩为（满足规范要求）6.2.梁跨中最大挠度的验算由结构力学力法求解得梁跨中最大挠度为（满足规范要求）7节点设计7.1梁柱节点设计如图7-1 节点形式1）连接螺栓计算采用10.9级，M24摩擦型高强度螺栓，构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆，预拉力，抗滑移系数查表得。这里有，则顶排螺栓的拉力为对第2排螺栓，有对第3排螺栓，有对第4排螺栓，有对第5排螺栓，有对第6排
10、螺栓，有实际剪力为（满足要求）2）端板计算第1排螺栓位置端板厚度为第2排螺栓位置端板厚度为第3排螺栓位置端板厚度为取端板厚度为（1）节点域剪应力验算（满足要求）（2）端板螺栓处腹板强度验算，满足要求。(2)梁节点设计采用10.9级，M27摩擦型高强度螺栓，构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆，预拉力，抗滑移系数查表得。这里有，则顶排螺栓的拉力为对第2排螺栓，有对第3排螺栓，有对第4排螺栓，有（满足要求）端板设计第1排螺栓位置端板厚度为第2排螺栓位置端板厚度为取端板厚度为7.2.铰接柱脚节点设计柱脚节点见图7-2，柱底板地脚锚栓均采用钢，地脚锚栓选用M24，基础材料采用混凝土，柱底轴力，剪力 。柱脚底
11、板面积 图7-2 柱脚节点柱脚底板应力验算（满足要求）按一边支承板计算弯矩，即柱脚底板厚度为取底板厚度为；实际取15mm。柱脚抗剪承载力验算抗剪承载力满足要求。8 刚架施工图（见施工图）致 谢经过十多天的努力奋斗我终于完成了此次课程设计，我非常吴英老师的细心指导以及同学的帮助，在他们的帮助下我才能够顺利的完成课程设计，在此我忠心的感谢他们拿出宝贵的时间和细心的讲解。同时也感谢学校能给我们安排这样的课程设计，使我们在今后的学习和工作打下了良好的基础。参考文献：1 GB 50017-2003 钢结构设计规范. 北京：中国计划出版社，20032 陈昭蕃. 钢结构设计原理. 北京：科技出版社，20003 周绥平. 钢结构. 武汉：武汉理工大学出版社，20034 欧阳可庆. 钢结构. 北京：中国建筑工业出版社，1991