Edificio de una fábrica de procesamiento en la provincia de Henan. El edificio de la fábrica es un edificio de una sola planta con un pórtico de doble pendiente de un solo vano con un vano de 18 my una altura de columna de 6 m; hay 12 pórticos rígidos con una separación entre columnas de 6 my una pendiente del techo de 1:10; terremoto El grado de fortificación es de 6 grados, el grupo sísmico de diseño es el primer grupo y el valor de aceleración sísmica básica de diseño es de 0,05 g. El diseño plano del marco rígido se muestra en la Figura 1 (a), y la forma y las dimensiones geométricas del marco rígido se muestran en la Figura 1 (b). Los paneles del techo y las paredes son todos paneles aislantes compuestos de poliuretano; considerando la economía, la fabricación y la conveniencia de la instalación, las correas y las vigas de la pared están hechas de acero en forma de C de pared delgada conformado en frío con un espaciado de 1,5 m, el acero está hecho de acero Q235 y la varilla de soldadura es de tipo E43。

Cálculo de carga

(1) Cálculo del valor de carga

1. Valor estándar de carga de techo permanente (para superficie de proyección horizontal)

Placa de acero perfilada de color YX51-380-760 0,15 KN / m2

Tablero de lana de vidrio con aislamiento térmico de 50 mm de espesor 0,05 KN / m2

Lámina de aluminio de PVC y malla de alambre de acero inoxidable 0,02 KN / m2

Correa y soporte 0,10 KN / m2

Bastidor rígido viga inclinada peso muerto 0,15 KN / m2

Equipo de suspensión 0,20 KN / m2

Total 0,67 KN / m2

2. Valor estándar de la carga variable del techo

Carga viva del techo: Considerando que el techo no está sobre el techo, 0.50 KN / m2.

Carga de nieve: presión básica de nieve S0 = 0,45 KN / m2. Para techo de doble pendiente de un solo tramo, ángulo de inclinación del techo

α = 5 ° 42'38 ″, μr = 1.0, y el valor estándar de la carga de nieve Sk = μrS0 = 0.45 KN / m2.

El mayor de la carga viva del techo y la carga de nieve es 0.50 KN / m2, y la carga de ceniza no se considera.

3. Valor estándar de peso propio de la pared liviana y la columna (incluida la columna, el marco de la pared, etc.) 0,50 KN / m2

4. Valor estándar de carga de viento

Calculado de acuerdo con lo establecido en el Apéndice A del "Reglamento Técnico para Estructuras de Acero de Edificios Ligeros de Pórtico de Marco Rígido" CECS102: 2002.

La presión del viento básica ω0 = 1.05 × 0.45 KN / m2, la categoría de rugosidad del suelo es Clase B; el coeficiente de variación de la altura de la carga del viento se adopta de acuerdo con el "Código de carga de la estructura del edificio" (GB50009-2001), cuando la altura es inferior a 10 m, la altura es de 10 m. Se adopta el valor en, μz = 1.0. Coeficiente del tipo de portador de carga de viento μs: la columna del lado de barlovento y el techo son respectivamente +0,25 y -1,0, la columna del lado de sotavento y el techo son, respectivamente, +0,55 y -0,65 (CECS102: 2002 área media).

5. efecto terremoto

De acuerdo con la Recomendación 18.8.1 en "Estructura de medidas técnicas de diseño de ingeniería de construcción civil nacional": La estructura de acero de una casa liviana de marco rígido de portal de un solo piso generalmente no requiere cálculo sísmico en áreas donde la intensidad de fortificación sísmica es menor que o igual a 7 grados. Por lo tanto, el diseño estructural de este proyecto no considera los efectos del terremoto.

Cálculo del valor estándar de la carga que actúa sobre cada parte.

Techumbre:

Valor estándar de carga muerta: 0,67 × 6 = 4,02KN / m

Valor estándar de carga viva: 0.50 × 6 = 3.00KN / m

Carga de columna:

Valor estándar de carga muerta: 0.5 × 6 × 6 + 4.02 × 9 = 54.18KN

Valor estándar de carga viva: 3.00 × 9 = 27.00KN

Valor estándar de carga de viento:

Lado de barlovento: en la columna qw1 = 0.47 × 6 × 0.25 = 0.71KN / m

En la viga qw2 = －0.47 × 6 × 1.0 = －2.82KN / m

Lado de sotavento: qw3 en la columna = －0.47 × 6 × 0.55 = －1.55KN / m

En la viga qw4 = －0.47 × 6 × 0.65 = －1.83KN / m

Análisis de fuerza interna

Teniendo en cuenta el pequeño tramo del marco rígido de este proyecto, la baja altura del taller, las condiciones de carga y la conveniencia del procesamiento y fabricación del marco rígido, el marco rígido adopta una sección transversal uniforme, y la viga y la columna utilizan la misma cruz. sección. Los pies de la columna están diseñados con soporte con bisagras. El método de análisis elástico se utiliza para determinar la fuerza interna del marco rígido. Citando "Diseño y cálculo de estructuras de acero" (editado por Baotou Iron and Steel Design and Research Institute, Machinery Industry Press) en la Tabla 2-29 (fórmula de cálculo para el pórtico de pórtico con bisagras) para calcular la fuerza interna del pórtico.

1.      Bajo carga muerta

λ = l / h = 18/6 = 3

ψ = f / h = 0,9 / 6 = 0,15

k = h / s = 6 / 9.0449 = 0.6634

μ = 3 + k + ψ (3 + ψ) = 3 + 0.6634 + 0.15 × (3 + 0.15) = 4.1359

HA = HE = qlλΦ / 8 = 4.02 × 18 × 3 × 0.5289 / 8 = 14.35KN

MC = ql2 [1－ (1 + ψ) Φ] /8=4.02x182 [1－ (1 + 0.15) × 0.5289] = 63.78KN · m

MB = MD = －ql2Φ / 8 = －4.02 × 182 × 0.5289 / 8 = －86.11KN · m

La fuerza interna de un marco rígido bajo carga muerta se muestra en la figura.

Los signos "+, -" del cálculo de la fuerza interna estipulan: el diagrama de momento de flexión se basa en la tensión exterior del marco rígido como positiva, y el diagrama de momento de flexión se dibuja en el lado de tensión; la fuerza axial se basa en la compresión de la varilla como positiva, y la fuerza cortante se encuentra alrededor del extremo de la varilla. La rotación en el sentido de las agujas del reloj es positiva.

1.      Bajo carga viva

VA = VE = 27,00KN

HA = HE = 3.00 × 18 × 3 × 0.5289 / 8 = 10.71KN

MC = 3.00 × 182 [1－ (1 + 0.15) × 0.5289] /8=47.60KN·m

MB = MD = －3.00 × 182 × 0.5289 / 8 = －64.26KN · m

La fuerza interna del marco rígido bajo carga viva se muestra en la figura

3. Bajo carga de viento

La carga de viento que actúa sobre el techo se puede descomponer en la componente horizontal qx y la componente vertical qy. Ahora calcule por separado y luego superponga.

(1)    Bajo la acción de la componente vertical qw2y de la carga de viento en la viga del lado de barlovento

VA = 2,82 × 9－6,35 = 19,03KN

HA = HE = qlλΦ / 4 = 2,82 × 18 × 3 × 0,1322 / 4 = 5,03KN

MB = MD = 5.03 × 6 = 30.18KN · m

MC = ql2 [α2－ (1 + ψ) Φ] /4=2.82×182× [0.52 0.51.15 × 0.1322] /4=22.38KN·m

La fuerza interna del marco rígido bajo la acción de qw2y se muestra en la figura

(1)    Bajo la acción de la componente vertical qw4y de la carga de viento en la viga lateral de sotavento

VA = 1,83 × 9－4,12 = 12,35KN

HA = HE = qlλΦ / 4 = 1,83 × 18 × 3 × 0,1322 / 4 = 3,27KN

MB = MD = 3,27 × 6 = 19,62KN · m

MC = ql2 [α2－ (1 + ψ) Φ] /4=1.83×182× [0.52－1.15 × 0.1322] /4=14.52KN·m

La fuerza interna del marco rígido bajo la acción de qw4y se muestra en la figura

(1)    Bajo la acción de la carga de viento qw1 en la columna del lado de barlovento

La fuerza interna del marco rígido bajo la acción de qw1 se muestra en la figura

(4) Bajo la acción de la carga de viento qw3 en la columna del lado de sotavento

La fuerza interna del marco rígido bajo la acción de qw3 se muestra en la figura

(4) Bajo la acción de la carga de viento qw3 en la columna del lado de sotavento

La fuerza interna del marco rígido bajo la acción de qw3 se muestra en la figura.

(5) Bajo la acción de la componente horizontal qw2x de la carga de viento en la viga del lado de barlovento

La fuerza interna del marco rígido bajo la acción de qw2x se muestra en la figura.