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单跨双坡门式刚架设计

一 设计资料

1 车间柱网布置

厂房为单跨双坡门式刚架（图1）。长度90m，柱距6m，跨度15m。门式刚架檐高6m，屋面坡度为1:10。

图1 刚架简图

2 材料选用

屋面材料：单层彩板 墙面材料：单层彩板 天沟：钢板天沟 3 结构材料材质

钢材选用Q235?B， f?215N/mm2，fv?125N/mm2 基础混凝土标号：C25，fc?12.5N/mm2 4 荷载（标准值）

Ⅰ 恒载：无吊顶，0.25kN/m2（不包括刚架自重）

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Ⅱ 活载：0.5kN/m2

Ⅲ 风载：基本风压W0?0.55kN/m2，地面粗糙度B类，风载体形系数如图2所示：

图2 风载体形系数示意图

Ⅳ 雪载：0.2kN/m2。

本设计不考虑地震作用

二 单榀刚架设计

单榀刚架的设计取中间榀按照封闭式中间区单元进行。1. 荷载组合

计算刚架内力时，按照如下三种荷载组合进行： ① 1.2恒载+1.4活载；

② 1.2恒载+1.4?活载+1.4?0.6风载； ③ 1.2恒载+1.4?0.7?活载+1.4风载； ④ 1.0恒载+1.4风载。

计算位移变形时，按照以下三种荷载组合进行： ① 恒载+活载； ② 恒载+风载；

③ 恒载+活载+0.6?风载。

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2. 内力计算

采用同济大学3D3S?????钢结构辅助设计软件计算结构的内力。 ① 结构的计算模型。如图3所示：

图3 刚架计算模型

② 截面形式及尺寸初选

根据柱的受力特点，且考虑经济性因素，柱采用楔形焊接H型钢；而

梁由于跨度较小(15m)，若采用楔形会增加制作成本，因此梁采用等截面焊接H型钢。各个截面的信息见表1，截面形式见图4。

表 1 截面信息表

长度截面 Ⅰ－Ⅰ (小头) Ⅱ－Ⅱ （大头） Ⅲ－Ⅲ 面积绕弱轴惯矩绕弱轴截面模绕强轴惯性矩绕强轴截面模截面名称 (mm) (mm2) (?104mm4) 量(?103mm3) (?104mm4) 量(?103mm3) Z200~400 ?160?4?85700 3296 546 68 2568 257 5700 4096 546 546 546 68 68 68 11723 11723 11723 586 586 586 L400?160?4?8 7537 4096 Ⅳ－Ⅳ L400?160?4?8 7537 4096