1、计算机辅助结构设计综合训练设计题目 轻型门式刚架结构计算机辅助设计学生姓名 XXX学科专业 土木工程指导教师 XXX 副教授2011 年 12 月1目录设计条件及设计分组 .3一、设计条件 .3二、设计分组 .3第 1 章 刚架结构计算简图 .41.1 结构简图 .41.2 恒荷载简图 .41.3 活荷载简图 .41.4 左风荷载简图 .51.5 右风荷载简图 .51.6 吊车荷载简图 .5第 2 章 刚架结构内力计算结果 .52.1 配筋包络及钢结构应力比图 .62.2 弯矩包络图 .62.3 轴力包络图 .62.4 剪力包络图 .72.5 恒载内力图 .72.6 活载内力包络图 .82.7
2、 左风载弯矩图 .82.8 右风载弯矩图 .92.9 左地震弯矩图 .92.10 右地震弯矩图 .9第 3 章 刚架结构位移计算结果 .93.1 节点位移图 .93.1.1 恒载节点位移图 .93.1.2 活载节点位移图 .103.1.3 左风节点位移图 .103.1.4 右风节点位移图 .103.1.5 恒载+活载节点位移图 1023.1.6 吊车水平荷载节点位移图 .113.1.7 左地震作用节点位移图 .113.1.8 右地震作用节点位移图 .113.2 钢材料梁挠度图 .113.2.1 恒+活荷载绝对挠度图 113.2.2 恒+活荷载相对挠度图 123.2.3 活荷载绝对挠度图 .12
3、3.2.4 活荷载相对挠度图 .123.2.5 斜梁计算坡度图 .12第 4 章 其他构件计算书 .134.1 吊车梁计算书 .134.2 檩条计算书 .184.3 墙梁计算书 .204.4 屋面支撑计算书 .224.5 柱间支撑计算书 .233设计条件及设计分组一、设计条件1、 自然条件屋面活荷载：0.3kN/ m 2,0.5kN/m2;雪荷载：0.25 kN/m 2;基本风压：0.45 kN/m 2;地面粗糙程度：B 类；地震参数：7 度（0.1g） ；场地：类。2、吊车参数吊车型号起重量跨度 吊车总重最大轮压小车重吊车宽度轮距 轨道型号轨道高度LD-5 5t 13.5-22.5m 6t
4、4.5t 0.5t 4m 3.5m 24kg/m 134mmLD-10 10t 13.5-22.5m 8.5t 7.5t 0.8t 3.6m 3.15m 38kg/m 141mm二、设计分组1、 结构形式门式刚架结构；双坡屋面；基础顶面标高-0.300m；屋面坡度 1/20；2、分组名单厂房跨度厂房柱顶标高（m）牛腿顶面标高（m） 15mx2 18m x2 21m x2 24m x2荷载6.900 4.800 陈岱立 王健健 杨海山 陈超胜7.200 5.100 李超越 苏乾丰 文德胜 李志航7.500 5.400 王梦琳 李金凤 陈子鹰 李京7.800 5.700 王静川 胡鹏飞 李金亮 刘
5、威8.100 6.000 王鸿 常金迪 杜春艳 胡燕云屋面活荷载0.3kN/m2吊车 LD-106.900 4.800 王立婷 崔岳峰 俞军君 刘利峰7.200 5.100 蒋兴 韩朋华 谷森 曹登物7.500 5.400 刘东升 翟晓龙 麻月宝 董瑞兵7.800 5.700 叶登 霍倩 滕霖屋面活荷载0.35kN/m2吊车 LD-54第 1 章 刚架结构计算简图1.1 结构简图1.2 恒荷载简图1.3 活荷载简图51.4 左风荷载简图1.5 右风荷载简图1.6 吊车荷载简图第 2 章 刚架结构内力计算结果62.1 配筋包络及钢结构应力比图2.2 弯矩包络图2.3 轴力包络图72.4 剪力包络
6、图2.5 恒载内力图82.6 活载内力包络图2.7 左风载弯矩图92.8 右风载弯矩图2.9 左地震弯矩图2.10 右地震弯矩图第 3 章 刚架结构位移计算结果3.1 节点位移图3.1.1 恒载节点位移图103.1.2 活载节点位移图3.1.3 左风节点位移图3.1.4 右风节点位移图3.1.5 恒载+活载节点位移图113.1.6 吊车水平荷载节点位移图3.1.7 左地震作用节点位移图3.1.8 右地震作用节点位移图3.2 钢材料梁挠度图3.2.1 恒+活荷载绝对挠度图123.2.2 恒+活荷载相对挠度图3.2.3 活荷载绝对挠度图3.2.4 活荷载相对挠度图3.2.5 斜梁计算坡度图13第
7、4 章 其他构件计算书4.1 吊车梁计算书-| 简支焊接工字型钢吊车梁设计输出文件 | | 输入数据文件 :吊车梁数据 | | 输出结果文件 :吊车梁数据.out | | 设计依据 :建筑结构荷载规范 GB50009-2001 | | 钢结构设计规范 GB50017-2003 | | 设计时间 : 2011 年 12 月 31 日 | - | 吊车数据：(除注明外，重量单位为 t；长度单位为 m) | |- | |序号 起重量 工作级别 一侧轮数 Pmax Pmin 小车重 吊车宽度 轨道高度 | | 1 10 A4,A5 软钩 2 7.50 1.75 0.80 3.600 0.141 | |
8、 卡轨力系数 : 0.00 | | 轮距 : 3.150 | - -| 输入数据说明： | | Lo: 吊车梁跨度 | | Lo2: 相邻吊车梁跨度 | | SDCH: 吊车台数 | | DCH1: 第一台的序号 | | DCH2: 第二台的序号( 只有一台时=0) | | KIND: 吊车梁的类型,/1 无制动结构/2 制动桁架/3 制动板/ | | IG1: 钢材钢号,/3.Q235/16.Q345/ | | IZXJM:自选截面/1.程序自动选择截面 /0.验算截面/ | | BETA: 考虑自重等因素的荷载增大系数 | | | H: 吊车梁总高 | | DB: 腹板的厚度 | | B:
9、 上翼缘的宽度 | | TT: 上翼缘的厚度 | | B1: 下翼缘的宽度 | | T1: 下翼缘的厚度 | | D1: 连接吊车轨道的螺栓孔直径 | | D2: 连接制动板的螺栓孔直径 | | E1: 连接轨道的螺栓孔到吊车梁中心的距离 | | E2: 连接制动板的螺栓孔到制动板边缘的距离 | | |-14= 输入数据 =Lo Lo2 SDCH DCH1 DCH2 KIND IG1 IZXJM BETA7.500 7.500 2 1 1 1 16 0 0.00H DB B TT B1 T1 D1 D2 E1 E2 0.750 0.0160 0.300 0.014 0.300 0.012 0.
10、030 0.000 0.080 0.000-= 计算结果 =-| | | = 梁绝对最大竖向、水平弯矩 (标准值)计算 = | | | | BWH: 最大弯矩对应梁上的轮子序号 (从左到右) | | EWH: 最大弯矩对应梁上有几个轮 | | CSS: 最大弯矩对应轮相对梁中点的距离,( 轮在中点左为正) | | MP: 吊车最大轮压(标准值)产生的最大竖向弯矩 | | MT: 吊车横向水平荷载( 标准值)产生的最大水平弯矩 | | P(J): 吊车最大轮压(kN), 按每台吊车一侧的轮数排列 | | T(J): 吊车横向水平荷载(kN),按每台吊车一侧的轮数排列 | | CC(J):吊车轮距
11、 ,按每台吊车一侧的轮数排列 | -BWH EWH CSS MP MT2 4 0.113 287.351 12.414P(J) 73.552 73.552 73.552 73.552T(J) 3.177 3.177 3.177 3.177CC(J) 3.150 0.450 3.150-| | | = 梁绝对最大竖向、水平弯矩 (设计值)计算 = | | MPP: 绝对最大竖向弯矩 | | MTT: 绝对最大水平弯矩(由横向水平制动力产生) | | Madd: 考虑其他荷载作用时绝对最大竖向弯矩设计值增大 | | MTadd: 考虑其他荷载作用时绝对最大水平弯矩设计值增大 | -MPP MTT
12、Madd MTadd439.303 17.379 0.000 0.000-| = 梁绝对最大剪力(设计值)计算 = | | | | Qmaxk: 绝对最大剪力(标准值) | | Qmax: 绝对最大剪力(设计值) | | MM: 计算最大剪力对应的轮子序号（从左往右） | | Qadd: 考虑其他荷载作用时绝对最大剪力设计值增大 | -15QMAXk QMAX MM Qadd180.939 276.620 2 0.000-| = 吊车梁、制动梁的净截面截面特性计算 = | | YCJ: 吊车梁重心位置(相对于下翼缘下表面 m) | | JXJ: 吊车梁对于 x 轴的惯性矩(m4) | | WX
13、J: 吊车梁对于 x 轴的抵抗矩(m3) | | JYJ: 制动梁对于 y 轴的惯性矩(m4) | | WYJ: 制动梁对于 y 轴的抵抗矩(m3) | -YCJ JXJ WXJ JYJ WYJ0.369419E+00 0.145064E-02 0.381165E-02 0.260610E-04 0.173740E-03-| | | = 吊车梁上翼缘宽厚比计算 = | | | | Bf/Tf: 吊车梁上翼缘自由外伸宽度与其厚度的比值 | -Bf/Tf =10.143 = L/F =1000.000-| | | = 梁截面加劲肋计算 = | 17| 梁腹板高厚比 h0/tw= 45.250 |
14、| 计算不需要配加劲肋,只需按构造设置 | |A1: 横向加劲肋的最大容许间距 | |BP,TP: 横向加劲肋的宽度,厚度 | -A1 BP TP1.440 0.090 0.006-| | | = 突缘式支座端板和角焊缝计算 = | | | | SB: 支座端板的宽度 | | ST: 支座端板的厚度 | | HF1: 吊车梁下翼缘与腹板的角焊缝厚度 | | HF2: 支座端板与吊车梁腹板的角焊缝厚度 | -SB ST HF1 HF20.200 0.008 0.006 0.012-| | | = 平板式支座加劲肋和角焊缝计算 = | | | | PSB: 平板式支座加劲肋的宽度 | | PST:
15、 平板式支座加劲肋的厚度 | | HF3: 支座加劲肋与吊车梁腹板的角焊缝厚度 | -PSB PST HF30.140 0.012 0.012-| | | = 吊车梁总重量和刷油面积计算 = | | | | WW: 吊车梁总重量(包括加劲肋,端板等)(t) | | BPF: 刷油面积 (m2) | -WW BPF1.189 31.208-| | | = 吊车轮压传至柱牛腿的反力计算 = | | (结果为标准值,单位 kN,用于计算排架) | | | | RMAX: 吊车最大轮压传至柱牛腿的反力 | | RMIN: 吊车最小轮压传至柱牛腿的反力 | 18| TMAX: 吊车横向荷载传至两侧柱上的
16、总水平力 | | WT: 最大的一台吊车桥架重量 | | Wt=吊车总重-额定起重量 (硬钩吊车-0.7*额定起重量 ) | | MM1: 产生最大反力时压在支座上的轮子的序号 | -RMAX RMIN TMAX WT MM1223.600 52.173 19.319 83.360 3-| | | = 吊车梁与柱的连接计算 = | | TQmaxK: 吊车横向荷载产生的最大水平剪力标准值 | | TQmax: 吊车横向荷载产生的最大水平剪力设计值 | | NHSBolt: 吊车梁与柱的连接需要高强度螺栓个数 | | (摩擦型高强度螺栓 d=20 10.9 级 钢丝刷除绣表面处理) | -TQm
17、axK TQmax NHSBolt7.817 11.490 1= 设计满足 = 计算结束 =4.2 檩条计算书-| 冷弯薄壁型钢檩条设计输出文件 | 输入数据文件 : 简支檩条 | | 输出结果文件 : 简支檩条 | | 设计时间 : 12/31/2011 | -= 设计依据 =建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)= 设计数据 =屋面坡度(度): 5.711檩条跨度 (m): 7.500檩条间距 (m): 1.500设计规范: 门式刚架规程 CECS102:2002风吸力下
18、翼缘受压稳定验算：按附录 E 验算檩条形式: 斜卷边 Z 形冷弯型钢 XZ200X70X20X2.5 钢材钢号：Q345 钢拉条设置: 设置两道拉条拉条作用: 能约束檩条上翼缘净截面系数: 1.00019檩条仅支承压型钢板屋面(承受活荷载或雪荷载 ),挠度限值为 1/150屋面板为两跨或两跨以上面板屋面板能阻止檩条侧向失稳构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性每米宽度屋面板的惯性矩(m4): 0.200000E-06建筑类型: 封闭式建筑分区: 中间区基本风压: 0.450风荷载高度变化系数: 1.000风荷载体型系数: -1.150风荷载标准值 (kN/m2): -0.517屋面自重标准值
19、(kN/m2): 0.500活 荷载标准值(kN/m2): 0.300雪 荷载标准值(kN/m2): 0.250积灰荷载标准值(kN/m2): 0.000检修荷载标准值 (kN): 1.000= 截面及材料特性 =檩条形式: 斜卷边 Z 形冷弯型钢 XZ200X70X20X2.5 b =70.000 h =200.000 c =20.000 t =2.500A = 0.9176E-03 Ix = 0.6244E-05 Iy = 0.4396E-06It = 0.1912E-08 Iw = 0.7160E-08Ix1 = 0.5609E-05 Iy1 = 0.1075E-05 = 0.1931E
20、+02Wx1 = 0.6988E-04 Wx2 = 0.5360E-04 Wy1 = 0.1365E-04 Wy2 = 0.1402E-04钢材钢号：Q345 钢屈服强度 fy=345.000强度设计值 f= 300.000考虑冷弯效应强度 f= 311.892-= 截面验算 =-| 1.2 恒载 +1.4(活载+0.9 积灰)组合 -弯矩设计值(kN.m): Mx = 11.037弯矩设计值(kN.m): My =0.060有效截面计算结果:Ae = 0.8904E-03 e = 0.1952E+02 Iex = 0.5969E-05 Iey = 0.4373E-06Wex1 = 0.621
21、3E-04 Wex2 = 0.4997E-04 Wex3 = 0.6627E-04 Wex4 = 0.5261E-04Wey1 = 0.1299E-04 Wey2 = 0.1353E-04 Wey3 = 0.1319E-04 Wey4 = 0.1333E-04截面强度(N/mm2) : max =225.339 =300.000-| 1.0 恒载 +1.4 风载(吸力) 组合 |-弯矩设计值(kN.m): Mxw =-1.593弯矩设计值(kN.m): Myw =-0.10420有效截面计算结果:全截面有效。截面强度(N/mm2) : maxw =37.134 =311.892按门式刚架规程
22、CECS102:2002 附录 E 计算:下翼缘压弯屈曲承载力降低系数: =0.548垂直荷载引起的下翼缘侧向弯矩: My=-0.004下翼缘的稳定性(N/mm2): fstabw =54.990 =300.000-| 荷载标准值作用下，挠度计算 |-垂直于屋面的挠度(mm) : v =45.129 =50.000-= 计算满足 =-檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN): N=41.000-= 计算结束 =4.3 墙梁计算书-| 冷弯薄壁型钢墙梁设计输出文件 | | 输入数据文件 : 简支墙梁 | | 输出结果文件 : 简支墙梁 | | 设计时间 : 12/31/2011 | -= 设计依据
23、 =建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)= 设计数据 =墙梁跨度 (m): 7.500墙梁间距 (m): 1.500设计规范: 门式刚架规程 CECS102:2002风吸力下翼缘受压稳定验算：按附录 E 验算墙梁形式: 斜卷边 Z 形冷弯型钢 XZ180X70X20X2.5 墙梁布置方式: 口朝下钢材钢号：Q345 钢拉条设置: 设置两道拉条拉条作用: 能约束墙梁外翼缘净截面系数: 1.000墙梁支承压型钢板墙,水平挠度限值为 1/100墙板能阻止墙梁侧向失稳21构造不能保
24、证风吸力作用墙梁内翼缘受压的稳定性墙梁支撑墙板重量单侧挂墙板墙梁上方一侧板重(kN/m) : 0.300每米宽度墙板的惯性矩(m4): 0.200000E-06建筑类型: 封闭式建筑分区: 中间区基本风压: 0.450风荷载高度变化系数: 1.000迎风风荷载体型系数: 1.000背风风荷载体型系数: -1.100迎风风荷载标准值 (kN/m2): 0.450背风风荷载标准值 (kN/m2): -0.495= 截面及材料特性 =墙梁形式: 斜卷边 Z 形冷弯型钢 XZ180X70X20X2.5 b = 70.000 h =180.000 c = 20.000 t = 2.500A = 0.86
25、76E-03 Ix = 0.5051E-05 Iy = 0.4121E-06Ix1 = 0.4388E-05 Iy1 = 0.1075E-05 = 0.2220E+02Wx1 = 0.6414E-04 Wx2 = 0.4647E-04 Wy1 = 0.1253E-04 Wy2 = 0.1392E-04Ww1 = 0.3117E-05 Ww2 = 0.1358E-05 k = 0.3500E+00 Uy = 0.0000E+00钢材钢号：Q345 钢屈服强度 fy=345.000强度设计值 f=300.000考虑冷弯效应强度 f=312.578= 设计内力 =-| 1.2 恒载 +1.4 风压力
26、组合 |-绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx = 4.599绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My = 0.436水平剪力设计值 (kN) : Vx = 3.544竖向剪力设计值 (kN) : Vy = 0.663-| 1.35 恒载 |-绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx1 = -1.174绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My1 = 0.288水平剪力设计值 (kN) : Vx1 = 0.00022竖向剪力设计值 (kN) : Vy1 = 0.745-| 1.2 恒载 +1.4 风吸力组合 |-绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx2 = -6.767
27、绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My2 = -0.018水平剪力设计值 (kN) : Vxw = 3.898竖向剪力设计值 (kN) : Vyw = 0.663-= 风压力作用验算 =抗弯控制组合： 1.2 恒载+1.4 风压力组合有效截面特性计算结果:全截面有效。截面强度(N/mm2) : max = 130.290 = 312.578抗剪控制组合： 1.2 恒载+1.4 风压力组合截面最大剪应力(N/mm2): = 12.150 =175.000= 风吸力作用验算 =组合: 1.2 恒载+1.4 风吸力有效截面特性计算结果:Ae = 0.8597E-03 e = 0.2228E+0
28、2 Iex = 0.4983E-05 Iey = 0.4115E-06Wex1 = 0.6131E-04 Wex2 = 0.4621E-04 Wex3 = 0.6005E-04 Wex4 = 0.4550E-04Wey1 = 0.1209E-04 Wey2 = 0.1339E-04 Wey3 = 0.1203E-04 Wey4 = 0.1346E-04截面强度(N/mm2) : maxw = 154.396 =300.000内翼缘受压稳定性验算：按门式刚架规程 CECS102:2002 附录 E 计算:内翼缘压弯屈曲承载力降低系数: 0.578内翼缘的稳定性(N/mm2) : fstab 256.479 = 300.000截面最大剪应力(N/mm2): w = 13.365 = 175.000= 荷载标准值作用下，挠度验算 =竖向挠度(mm) : fy = 0.440水平挠度(mm) : fx = 30.762 = 75.000-= 计算满足 =-= 计算结束 =
