门式刚架轻型钢结构设计计算书
1工程情况：
吊车门式刚架跨度 131m刚架间距 5m 10 榀钢架柱高 46 m屋面坡度
16屋面墙板采加 JXB423331000 型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板芯板面板厚
050mm板厚 80mm重 025 kNm2檩条薄壁卷边 C 型钢间距 15m
重 005kNm2钢材采 Q235 钢焊条 E43 型抗震设防烈度 6 度刚架梁
13 处变截面
静载： 02 kNm2活载：05 kNm2 雪载：02 kNm2风载：基风压 W0055
kNm2面粗糙度 B 类
i16
1 3
处拼
接
图 1刚架简图
2钢架布置类型
21 钢架布置
CECS1022002 规范门式钢架轻型钢结构广房温度区(伸缩缝间距)应达 300m
横温度区段应 150m该工程设伸缩缝
柱网面布置图 2
A
B
123 8 910
图 2刚架面布置图
1
22 钢架类型
根门式钢架类型钢结构特点充分利材料作达节省材料目截面应选变
截面实腹式门式钢架轻型钢架结构厂房吊车采铰接柱脚刚架
3屋面构件支撑设置
31 屋面板
根保温隔热求建筑外形设计求考虑施工方便选 JXB423331000 型岩棉夹芯彩
色钢制夹芯板 芯板面板厚 050mm板厚 80mm
32 檩条
根屋面板檩条求檩条间距采 15m荷载采冷弯薄壁 C 型钢 C180x70x20x3
跨中设拉条道
33 屋面支撑柱间支撑
保证厂房强度 空间结构稳定性门式钢架结构左右跨横梁顶面设置横水支
撑柱间设置柱间支撑
331 屋面横支撑
根 CECS1022002 求：屋盖横支撑柱间支撑般设置温度区段端部第
第二开间区柱间支撑布置图 3：
123 8 910
图 3刚架柱间支撑布置图
（1）柱间支撑设计：柱间支撑计算简图见图 4
CECS102：2002 附录 A： 065 015 08sμ +
zμ GB500092001 低 10m 取 01sμ
208 10 105 055 0462k szo
kNww mμμ×× ×× ×
1
10462 131 5 1512wk×××N
半山墙荷载 12 考虑节点活荷载标准值：
1
11377522wkFW×× kN
N
节点荷载设计值：
14 3775 529wFk ×
2
Fw529
图 4柱间支撑计算图
柱间支撑构件柔性构件承受拉力：
直杆反力设计值： 1 529NkN
斜杆反力设计值： 2 529 cos 723NkNα
（2）杆件验算
直杆承受压力采 C180×70×20×30 轴心压杆进行验算斜杆受拉采 圆钢
轴心拉杆验算
16Φ
1）直杆：
截面性质
24
4
A992 47309 691
6092 265
xx
yy
cm I cm i cm
Icmicm
强度验算： 22
25290 533 215 992 10
N Nmm f NmmA <× 满足求
刚度：
[ ]
[]
5000 723 200691
5000 1887 200265
x
x
y
y
l i
l i
λλ
λλ
<
<
满足求
稳定性：需验算面外稳定性：
B 类截面查表 0206yϕ
22
25290 259 215 0206 992 10y
N Nmm f NmmAϕ <×× 满足求
b）斜杆：
截面性质 2A2011mm
强度验算： 27230 3595 215 2011N Nmm f NmmA <2
满足求
3
刚度验算：张紧圆钢需考虑长细
3．4 墙梁设计
墙板采加 JXB423331000 型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板文献 （4）中墙梁截面选
表 111墙梁选冷弯薄壁卷边槽钢 C160×60×20×20跨中设拉条道
4荷载计算
41 荷载取值计算（标准值）：
（1）恒载：
屋面板（JXB423331000 型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板） 025 2kN m
檩条支撑： 015 2kN m
钢架横梁： 015
静载： 02
2075 kN mΣ
墙面柱重 ： 05 2kN m
（2）活载：
雪载： 02 2kN m
屋面均布活载：刚架受荷水面积 131×5＝655 ＞60 屋面
活荷载取 03
2m 2m
2kN m
根 GB50092001 两种取值取活载 03 2kN m
（3）风荷载：
08
05
0506 743
202243
465
A
B
C
D
E
α
图 5 风荷载体形系数风荷载作
基风压 面粗糙类 B 类 CECS102：2002 规定基风
压 105 系数
2055 owkN
105o ×
m
Nm2055 05775 wk
4
柱顶标准风压高度变化系数： 10 10zzμ β
42 部分作荷载：
（1）屋面恒载：
标准值： 075 5 cos 380 kN mα×
设计值：12 38 456 kN m×
柱身恒载：05×525 kN
设计值：25×123 kN
(2) 屋面活荷载：
标准值： 03 5 cos 152 kN mα×
设计值：14 152 213 kN m×
（3）风荷载： 仅左风例右风相反
屋面风压设计值
( )14 10 10 06 055 105 5 243 w
bcqk×××−× × ×− Nm
( )14 10 10 05 055 105 5 202 w
cdqk×××−× × ×− Nm
柱顶集中风载设计值（铰接变截面柱简化取半段风载集中风载作柱
顶计算）
14 10 10 08 055 105 5 23 743bwp kN×××× × ××
( )14 10 10 05 055 105 5 23 465Dwpk×××−× × ××− N
风荷载作图 6：
7084 443
A
B
C
D
E
q1
q2 q3
q4
图 6风荷载作图
12243 qq kNm−
34202 qq kNm−
5
5 截面初择
截面初选方法进行单跨双坡称实腹式变截面刚架尺寸图 7 示 ：
1 1
13100 437 327530 40 30 40
400mm
4600 460 306710 15 10 15
c c
L mm
hh
H mm
⎧ ⎪⎪⎨
⎪ ⎪⎩
取
1 180 72 15025
chbmmb 取 mm
1
00200 133 200mm 250mm23
c
cc
hhmmmmhh ≥取 0c
A B
h c 1
h c 0
h b 1
h b 0
H ( 250~400)x150x8x10
H ( 400~200)x150x8x10 H 200x150x8x10
图 7刚架截面初选
1
13100 437 37430 35 30 35b
Lh mm1般情况取 1cbhh 取 1 400bh
1 150 60 b15025
bhbmm 取
00
13100 238 200 200mm55 65 55 65bb
Lhmm 取 h
选取截面特性表 1 示：
表 1截面特性
截面
2A
mm
x 4
I
mm
y
4
I
mm
x 3mm
W
y
3mm
W
x
mm
i
y
mm
i
6
柱
梁
头
头
头
头
6040
4840
6040
4440
8151 10×
710×513
8151 10×
7310 10×
564 610×
563 610×
564 610×
563 610×
411 510×
753 510×
753 510×
310 510×
75216
75130
75216
75102
1579
1030
1579
835
306
341
306
356
柱截面均惯性矩：
()()8 84
01
10151 0513 101 102cccI II mm+ + × ×
梁截面均惯性矩：
( )()01 2
7
74
1
2
2210310 151 1 310 233
709 10
bb b
b
II II
mm
ββ++−
⎛⎞⎛⎞+×+−××⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠
×
6力侧移计算
61 力计算
力计算采弹性分析法梁柱均刚度梁柱简化等截面刚梁然采结
构力学求解器进行求解
611 屋面恒荷载作
1）输入文件
结点100
结点2046
结点3437533
结点4655569
结点5873533
结点613146
结点71310
单元12110111
单元23111111
单元34111111
单元45111111
单元56111111
单元67111110
结点支承74000
结点支承14000
单元荷载234560190
单元荷载334560190
单元荷载434560190
单元荷载534560190
7
单元荷载630501180
单元荷载1305010
单元材料性质111101111
单元材料性质25179111
单元材料性质661101111
2）输出文件
杆端力值 ( 子 1)
杆端 1 杆端 2
单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩
1 321680567 111679836 000000000 298680567 111679836 513727247
2 159364929 276197595 513727247 159364929 741643782 262421401
3 159226684 744605745 262421401 159226684 262937580 315634290
4 159226684 262947240 315634290 159226684 744596085 262423535
5 159363403 741634107 262423535 159363403 276196628 513720827
6 298679369 111678440 513720827 321679369 111678440 000000000
3）力图（设计值）
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )
5137
5137
26242624 315632303156 26243230 2624
5137
5137
aM 图（kNm）
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )
1117
2762 742745 263263
745742
2762
1117
1117
bV 图（kN）
8
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )
3217
29871594
1592 1592
15942987
3217
cN 图（kN）
图 8刚架恒荷载作力图
612 屋面活荷载作：
1）输入文件
结点100
结点2046
结点3437533
结点4655569
结点5873533
结点613146
结点71310
单元12110111
单元23111111
单元34111111
单元45111111
单元56111111
单元67111110
结点支承74000
结点支承14000
单元荷载232130190
单元荷载332130190
单元荷载432130190
单元荷载532130190
单元材料性质111101111
单元材料性质25179111
单元材料性质661101111
2）输出文件
力计算
杆端力值 ( 子 1)
杆端 1 杆端 2
单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩
9
1 139515265 521662394 000000000 139515265 521662394 239964701
2 744404602 129013350 239964701 744404602 346425714 122578417
3 743756104 347809262 122578417 743756104 122819528 147434438
4 743753052 122824040 147434438 743753052 347804750 122579414
5 744393921 346421195 122579414 744393921 129012898 239961702
6 139514705 521655874 239961702 139514705 521655874 000000000
3）力图
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )
2400
2400
12261226 147415091474 12261509 1226
2400
2400
aM 图（kNm）
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )
522
1290
346348
123
123
348346
1290522
bV 图（kN）
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )
1395
744
744 744
744
1395
cN 图（kN）
图 9刚架活荷载作力图
10
613 风荷载作：
1）输入文件
结点100
结点2046
结点3437533
结点4655569
结点5873533
结点613146
结点71310
单元12110111
单元23111111
单元34111111
单元45111111
单元56111111
单元67111110
结点支承74000
结点支承14000
结点荷载217430
结点荷载61465180
单元荷载232430190
单元荷载332430190
单元荷载432020190
单元荷载532020190
单元材料性质111101111
单元材料性质25179111
单元材料性质661101111
2）输出文件
力计算
杆端力值 ( 子 1)
杆端 1 杆端 2
单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩
1 193114637 113988963 000000000 193114637 113988963 524349234
2 709643555 183936411 524349234 709643555 762739736 520887197
3 708251953 764048352 520887197 708251953 227133817 161590800
4 597656250 442773271 161590800 597656250 003550746 210114454
5 597607422 002441674 210114454 597607422 897413382 107716780
6 983613824 023416691 107716780 983613824 023416691 000000000
3）力图
11
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )
5243
5243
521521
16161616 21012101
108
108
aM 图（kNm）
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )1140
1839
763764
227443 004002 897
023
bV 图（kN）
1
2
3 4 5
6
7
( 1 )
( 2 )
( 3 ) ( 4 )
( 5 )
( 6 )1931
710
708 598
598
984
cN 图（kN）
图 10刚架风荷载作力图
62 侧移验算（采标准值计算）：
刚架梁坡度 1：6 〈1：5 柱顶侧移计算：
吊车梁处 6 度震区水力作风载引起
柱顶等效水力：
() ( )14067 067 101 222 46
995
Hqqh
kN
×+××+ ×
刚度梁线刚度值
12
8
7
101 10 131 406709 10 46
c
t
b
IL
Ih
× ××∑ ××
刚架柱顶水侧移
() ()
333
58
995 10 46002 2 40612 12 206 10 101 10
235
t
c
Hhu EI
mm
×××+∑ ×+××××
墙板轻型钢板墙
lim
4600 766760 60hum m
limuu< 满足求
7）力组合
71 选取控制截面
刚架布置恒载活载作称选择取控制截面 aabbccddee
图示：
b b
c
c
d
d
e
e
a a
图 11刚架控制截面
72 力组合：力组合考虑三种
(1)永久荷载+活荷载
(2)永久荷载+风荷载
（3）永久荷载+085（活荷载+风荷载）
组合力见表 2：
表 2刚架组合力：
截面
力 恒荷载 活荷载 风荷载 恒荷载+
活荷载
恒荷载+
风荷载
恒荷载+085（风
荷载+活荷载）
aa N 3217 1395 1931 4612 1286 2761
V 1112 522 114 1634 028 587
13
M 0 0 0 0 0 000
bb
N 2987 1395 1931 4382 1056 2531
V 1112 522 114 1634 028 587
M 5137 24 5243 7537 106 2720
cc
N 1594 744 71 2338 884 1623
V 2762 129 1839 4052 923 2295
M 5137 24 5243 7537 106 2720
dd
N 1594 744 708 2338 886 1625
V 742 346 764 1088 022 387
M 2624 1226 521 385 2103 3223
ee
N 1592 744 708 2336 884 1623
V 263 123 227 386 49 561
M 3156 1474 1616 463 154 3035
注：表中 NV 单位 kNM 单位 kN·m
8结构截面验算
81 刚梁横梁柱计算长度
（1）横梁刚梁面计算长度
刚架坡度 1：6＜1：5刚架横梁面稳定性够保证需验算
面稳定性
（2）横梁刚梁面计算长度
考虑屋面压型钢板檩条紧密连接定蒙皮效应出面起支撑作
安全计算长度两檩条间考虑
0 2 1500 3000ylmm ×
812 刚架柱计算长度
刚架柱刚架面计算长度采阶分析法计算
柱顶水位移作侧移刚度
3995 10 4233 ＼235
HKNu
× mm
门式铰接单跨称：
0
3414 209c
r
EI
khμ
柱面计算长度： 0 209 4600 9614xrhh mmμ× ×
（2）柱面外计算长度
考虑屋面压型钢板墙梁紧密连接定蒙皮效应出面起支撑作
安全计算长度两墙梁间考虑
0 2 1500 3000ylmm ×
82 构件局部稳定性验算
梁柱腹板厚度相翼缘宽度相仅验算梁柱头局部稳定：
14
柱头：翼缘部分：
( )150 8
2352 71 15 1510 y
b
cf
−
< 满足求
400 2 10 235475 250 2508
w
wy
h
tf
−×<腹板部分： 满足求
梁头翼缘部 (150 8) 2 23571 15 1510 y
b
tf
−< 满足求
腹板部分： 400 2 10 235475 250 2508
w
wy
h
tf
−×<满足求
满足求
（1）柱加劲肋：
aa 腹板均匀剪力
梁柱局部稳定性均
83 加劲肋设置
3
2max
0
1634 10 538 0025380 8 y
ww
vtNmht
× × mf
380 4758
w
w
h
t
仅柱端设置加劲肋
（2）梁加劲肋：
CC 截面：
柱腹板设加劲肋
3
2max
0
4052 10 1332 0062380 8 y
ww
vtNmht
× × mf
380 4758
w
w
h
t
dd 截面：
3
2
0
1088 10 756 0035180 8 y
ww
vtNmht
× × mf
184 464
w
w
h
t
加劲肋仅梁端设置加劲肋
力处 cc 截面 dd 截面较剪力 ee 截面 ccdd
截面
cc 截面：
梁腹板设
84 刚架梁验算
8．41 抗剪验算
刚梁截面剪
进行验算：
15
0wh
a 仅考虑支座加劲肋
380235 8 1 0501 08
41 534 41 534
w
w
s
y
h
t
fλ ××
××
<
2125 vf Nmm
3380 8 125 10 380uwwvVhtf kNV−×××>满足求
仅考虑支座加劲肋
dd 截面：
0wh
a
180235 8 1 0237 08
41 534 41 534
w
w
s
y
h
t
fλ ××
××
<
剪压作强度验算
验算截面 ccddee 处尚应验算该反弯
点位置强度
（1） 求反弯点位置：图 12 示：
3180 8 125 10 180kNV >uwwv 满足求
84 2 弯
Vhtf×××
横梁跨中出现较弯矩
669KNm
N2338kN
V4052kN
M7537kNm
V386
N2336kN
M463kNm
CC
ee
x
图 12刚架梁计算简图
16
26694052 7537 cos 2x
x xM α×−−
令 0x
x
dM
d x
x
α−
5075 MKNm
0
669 6140sin 2338 1663
V
NKα
× − −
相应
N
(2) cc 截面弯剪压作强度验算
cc截面力 ：
7537 2338 4052
4052 05 05 380 190
05
u
u
M kN m N kN V kN
VV kN
VV
<×
取
梁翼缘承担弯矩设计值
1 5 0 1 0 1 1 9 5 1 5 0 1 0 1 9 5 2 1 5 2 3 3 829 5 6 0 4 0 1 0 1 0⎛ ⎞ ⎛ × ⎞3 × × + × × × − ×⎜ ⎟ ⎜⎝ ⎠ ⎝ ⎟⎠ − 6
12351kN>M取 MMf
2
1005
f
u eu f
MM 1VMM
−−+ <⎜⎟−⎝⎠
满足求
（3）dd 截面：
dd 截面力 ：
V⎛⎞
385 2338 1088M kN m N kN V kN
088 05 05 180 90
05
u
u
VV
VV
kN <×
取
梁翼缘承担弯矩设计值
2 3 69 5 2 3 3 8 1 01 5 0 1 0 1 5 0 1 0 9 5 2 1 5 1 09 5 4 4 4 05 9 7 7 `k N m M −⎛ ⎞ ⎞⎛ ×− × × + × × × ×⎜ ⎟ ⎟⎝ ⎠ ⎠⎜⎝ >
取 fM M
2
10 1f
f
V
MM
⎛⎞−+ <⎜⎟−⎝⎠
满足求
（4） dd 截面 ee 截面均
M
MM−
05 u euV
05 uVV fM M
17
2 MMV −⎛⎞101f−+ <⎜⎟ 均满足求
作强度满足求
性
刚架横梁坡度 1：6<1：5刚架横梁需考虑面稳定性问题仅验算
稳定性
（1）变截面段
05 u eu fVMM−⎝⎠
综刚架横梁弯剪压
843 刚架梁稳定
刚架横梁面外
0lλ 头截面： 3000 843356
y
y
yi
B 类截面查： 0659yϕ
楔形受弯构件整体稳定性系数 bγϕ 计算：
10( ) 1 (400 200) 1 1ddλ −−−
0 3000 2001 0023 1 0023 1 1145150 10s
f
lh
Aμγ ×+ + ×× ×
受压翼缘受压腹板 13 高度组成截面绕 y 轴回转半径头全截面受压计算：
0
2815060 3771980yim m
0
0
30001145 91103771
s
y
y
l
i
μλ ×
0
30001 000385 1 000385 1 1034377u
y
l
iμγ+ + ××
0
42
0000
2
00
1
422
25
4320 235
44
4320 6040 200 1145 9110 10 19110 310 10 1034 44 200
326 06
ys
b
yx w y
tAh
Whfγ
λμϕ λμ
⎛⎞⎛ ⎞× + ×⎜⎟⎜ ⎟
⎝⎠⎝ ⎠
⎡⎤××⎛⎞⎛ ⎞ ××+⎢⎥⎜⎟⎜ ⎟××⎝⎠⎝ ⎠⎢⎥⎣⎦
>
×
＇ 028 028107 107 0984326b
br
ϕ ϕ− −
刚架梁变截面段面外稳定性：
362338 10 10 7537 10NMβ ××× 221
5
01
1017 215 0659 4440 0984 753 10
t
ybye
Nmm f NmmAW + <×××
0
ϕϕ+
18
满足求
等截面段
0659yϕ
0 1swr μ μ
0
1 3000 796377yλ ×
2
25
4320 4440 200 796 10 2351796 310 10 44 200br fϕ ×
y
××⎛⎞×+ ×⎜⎟××⎝⎠
263 06>
0282107 0963263bϕ ′ −
36
01
`5
01
2338 10 10 463 10
0659 4440 0963 310 10b
t
ye
NM
AW
β
ϕϕ
×××+ +×× ： ×
满足求
85 刚
刚架柱抗剪验算
柱顶柱脚剪力相等 1634K 柱脚截面较仅柱脚截面进行抗剪
验算：仅支座加劲肋考虑
221631 215 Nmmf Nmm<
架柱验算
851
V N
0wh
a
2348 0309 08
41 534 41 534
w
w
s
h
tλ
××
<
2125 vf Nmm
3234 125 10 234Vhtf − kNV8uwwv × × × > 满足求
852
aa 截面柱顶 bb 截面分验算承受力分：
aa 截面 M0 V 1634kN N 4612kNbb 截面 M 7537kN V 1634kN
（1）aa 截面弯剪压作强度验算
kN
刚架柱弯剪压作强度验算
柱脚
N 4382kN
V
1634 05 05 138 69uVV
05 uV
<×
0
取
f fM MMM <取
19
：
2
1005
f
u eu f
MMV
VMM
−⎛⎞−+ <⎜⎟−⎝⎠
1满足求
（2）bb 截面：
384235 8 1 0507 08
41 534 41 534
w
w
s
y
h
t
fλ ××
××
<
V
3384 8 125 10 384uwwvVhtf kN−×××
1634 05 05 258 129 05uuVV kNV<× 取
2
1
22
2
23
6195 4382 10150 10 150 10 195 215 10 1215 195 6040
ff
hNMA AfhfhA
kN m−
⎛⎞⎛⎞×+ −⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠
⎛⎞⎛⎞×××+×××− ×⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠
7366 f fM kN m M M M<取
：
2
100 1f
u eu f
MMV
MM
−⎛⎞−+ <⎜⎟− 满足求
853
截面头计算长细：
5V⎝⎠
刚架柱稳定性验算
（1）刚架柱面稳定性
头截面弯矩作零全截面受压安全截面效考虑
0
0
9614 933103x
x
x
l
iλ
0599B 类截面查 xϕ
刚架面欧拉界力：
2 25
30
0 22
206 10 4840 10 102711 11 933
e
Ex
EANkπ π
λ
−××× ×× N
等弯系数 10mxβ
36
01
50 0
1＇
0
22
4612 10 10 7366 10
46120599 4840 1 0599 753 101 1027
117 215
mx
xe
xe
Ex
NM
A N WN
Nmmf Nmm
：
β
ϕ ϕ
×××++×⎛⎞ ⎛ ⎞−× ××− ⎜⎟⎜⎟ ⎝⎠⎝⎠
<
满足求
(2) 柱面外整体稳定性
20
0
0
3000 9804306
y
y
x
l
iλ
B 类截面查 0568yϕ
等效弯矩系数 tβ ：端弯矩零：
2
＇＇1075t
Exo Exo
NN
NNβ ⎛⎞− + ≈⎜⎟
⎝⎠
1
均匀弯曲楔形受弯双轴称 I 字形截面杆件 整体 稳定性系数 brϕ 面方法求
构件楔率
1
0
40011250
d
dγ −−06
0 3000 2501 0023 1 0023 06 1309150 10s
f
lh
Aμγ ×+ + × ×
受压翼缘腹板 13 高度组成截面绕 y 轴回转半径头计算全截面受压：
2815785 3652116yoimm
0
30001309 1076365ys
yo
l iλμ× ×
30001 000385 1 000385 06 1021365w
yo
l
iμγ+ × + × ×
4
00
2
00
4
25
2
00
0
2
4320
4320 4840 250 1309
1076 411
235
4
10 1
4
1076 10 1 181 0644 250021
s
br
yxw
y
y
t
h
Ah
Wh f
λμϕ λ
⎛⎞× +⎜⎟
⎝⎠
×
⎛⎞×⎜⎟
⎝⎠
×⎛⎞⎛⎞×××+⎜⎟× ⎝
>⎜⎝⎠⎠ ⎟×
＇ 0282 0282107 107 0914181b
br
ϕ ϕ− −
刚架柱面外稳定性：
36
01
＇5
01
22
4612 10 1 7537 10
0568 4840 0914 753 10
147 215
t
ye b e
NM
AW
Nmmf Nmm
β
ϕϕ
×××+ +××
<
×
满足求
刚架整体稳定性满足求
21
9 节点设计
91 梁柱节点：
刚架横梁刚架柱连接采端板竖放连接方式螺栓采 109 级 M16 高强度摩擦型
螺栓进行连接
911 节点构造螺栓布置
（1）节点构造见图 13
图 13梁柱节点构造端板
（2） 螺栓布置
端板螺栓应成称布置 受拉受压翼缘应布置 宜螺栓群中心翼
缘中心重合接采端板伸出截面高度图 13 示：
912 螺栓强度验算
螺栓采 109 级 M16 高强度摩擦型查螺栓预应力 P100KN构件接触面采
喷砂处理摩擦面抗滑采 045μ 连接处传递力直接 cc 截面力：
M 7537kN·m N 2338 kN V 4052 kN
22
（1）螺栓抗剪验算：
螺栓抗滑承载力设计值：
1 09 09 1 045 100 405b
vfNnpμ×××kN
kN
螺栓群抗剪承载力设计值：
满足求 110 10 405 405 4052bb
vvNN kNV× × >
（2） 螺栓承受拉力
()
1
1 2 22
7537 025 2338 5309104 025 015t
i
My NNkyn N×− −
×+∑
()
2
2 2 22
7537 015 2338 3091104 025 015t
i
My NNkyn N×− −
×+∑
08 08 100 80b
tNP×kN
NNNN 满足求
（3） 外排螺栓拉剪作验算：
1 4052 10 5309 0779 1405 80
vt
bb
vt
NN
NN+ + <满足求
913 端板设计
端板面—180×580
（1） 端板厚度：两边支撑类端板计算
() ()
36 645468010 16846 180 2 45 45 46 2152
fw t
wffw
eeNtm
eb e e e f
××××≥×+× + ×⎡⎤⎡⎤++ ⎣⎦⎣⎦
m
kN
选取端板厚度 20mm满足求
（2） 端板设螺处腹板强度：
2 309 04 40tNkNp <
3
204 04 100 10 131 838ww
P Nmm ftl
××× <满足求
914 梁柱节点域验算
6
2210 7537 10 589 125 400 400 8 v
bcc
M Nmmf Nmmddt
ξτ ×× <××
满足求
综梁柱节点采端板竖放方式连接端板××−螺栓选 10 颗 109 级 M16 摩擦型高强螺栓
9．2 刚架横梁屋脊处节点连接
23
梁柱连接样采端板竖放螺栓连接方式螺栓选 109 级 M16 摩擦型高强
螺栓节点构造端板螺栓布置见图 15 示
（1） 螺栓群抗剪承载力
满足求 kNVkNN b
v 4723241004501908 >××××
（2） 螺栓承受拉力
() kNn
N
y
MN
i
y
t 72678
3414
0501504
1503446
222
1
1 −
+×
×− ∑
24
() kNn
N
y
MN
i
y
t 38218
3414
0501504
0503446
222
2
2 −
+×
×− ∑
（3） 外排螺栓拉剪作验算：
1854080
7267
8324
84721 <++ b
t
t
b
v
v
N
N
N
N 满足求
（4） 端板厚度：三边支撑类考虑
()[] ()[]mmftttbt
Nttt
wffw
twf 0517485050218048
104048506
2
6 3
+×+×
××××++≥
选取端板厚度 20mm满足求
（5） 端板设螺处腹板强度：
kNkNNt 4049038212 <
523208484
104040 2
3
<×
× fmmNlt
P
ww
满足求
93 刚架横梁 13 处拼接节点
端板连接半刚性连接弹性状态认刚性截面梁屋
脊处完全相处采屋脊处完全样构造方式连接里仅验算螺栓强度：
（1） 螺栓群抗剪强度：
满足求 kNVkNN b
v 3017324 >
（2） 螺栓承受拉力：
() kNNt 73528
3414
0501504
1503536
22
1 −
+×
×
() kNNt 38168
3414
0501504
0503536
22
2 −
+×
×
21 t
b
tt
b
t NNNN >> 满足求
（3） 螺栓拉剪作（仅验算外排）
173080
7352
8324
830171
<++ b
t
t
b
v
v
N
N
N
N 满足求
94 柱脚设计
根计算假定柱脚设计铰接工程柱脚采锚栓板式柱脚基础
混凝土等级 C25 2911 mmNfc
9．41 柱脚力组合
柱脚力第 82 节中表 2 选出 maxN− 相应组合外尚应考虑恒载
25
+风载组合时恒载分项系数取 10时应项力：
kNV
kNN
M
65241221
97
3772421
438
0
+−
−+−
柱脚处 应力：M 0 maxN max 5971NkN V 1503 kN
应力：M 0 minN min 73NkN V 56 kN
应力 M 0N 5971 maxV max 1503VkN
942 柱脚底板计算：
（1） 板厚度构造
[ ]0 150 2 20 50 190 250B bx mm+ +×
取 B 250mm 满足求
（2） 底板长度 L
cc
N fBL β≤ cβ 偏安全取 10
35971 10 201250 119c
NLmfβ
×≥ × m
构造取 0 200 2 50 300Lh x mm+ +×
柱脚底板图 ：
26
柱脚锚栓布置
（3）底板厚度：
底板反力：
3
2
5971 10 0796250 300
N N
mmBLσ × ×
翼缘部板三角形支撑考虑
2
2
72 040184
b
a 查 2 0044α
22
22 20044 0796 184 1186 M aNασ×× × × m
翼缘处板悬臂板考虑：
22
44
110796 50 995 22M aNσ×× × × m
42M M< 取 2M M
6 6 1186 58215
Mtmf
×≥ m
kN
底板厚度应栓孔直径取柱脚板 26mm
943 柱脚锚栓计算
柱脚全截面受压取 2 M24 锚栓 布置图
944 柱脚抗剪连接
max 1503 04 04 5971 239VkNN<×
组合：V 56kN 〉04 N 04 x 73 292 kN 应设置抗剪连接件 minN
初选 ：20 x 50 x50
剪应力
3
256 10 56 20 50
V nmmtlτ × ×
正应力
3
2
3
56 10 25 21 1 50 206
Ve NmmWσ ×××
××
22 2 2 23 21 3 56 100 25 Nmm f Nmmτσ+ +× < 2
满足求
综：柱脚采锚栓板式柱脚 底板250x300x 26 锚栓 2 M24 设计
连接件 20x50x50
27
28
10参考书目
1 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102：2002）
2 钢结构设计规范 GB500172003
3 混凝土设计规范 GB500102002
4 梁启智钢结构华南理工学出版社
5 黄呈伟钢结构设计科学出版社
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