鋼結(jié)構(gòu)廠房全套畢業(yè)設(shè)計(jì)（全套建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、計(jì)算書）,鋼結(jié)構(gòu)廠房,全套,畢業(yè)設(shè)計(jì),建筑,結(jié)構(gòu)圖,計(jì)算 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 目錄 引　　言 1 文獻(xiàn)綜述 2 第一部分 建筑方案設(shè)計(jì) 8 1 廠房的平面設(shè)計(jì) 8 2 廠房的剖面設(shè)計(jì) 10 3 廠房的立面設(shè)計(jì) 11 4 廠房的構(gòu)造設(shè)計(jì) 11 5 總平面設(shè)計(jì) 11 第二部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 1 屋面檁條計(jì)算 12 2 墻面(軸線4～14)檁條計(jì)算 15 3 墻面(軸線A～E)檁條計(jì)算 18 4 抗風(fēng)柱的計(jì)算 21 5 （A 、C）柱間支撐 23 6 柱（B）間支撐 25 7 橫向水平支撐 26 8 吊車梁計(jì)算 28 9 門式剛架計(jì)算 34 9.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 34 9.2 初選截面 35 9.3 截面特性 35 9.4 剛架內(nèi)力計(jì)算 36 10節(jié)點(diǎn)計(jì)算 68 10.1 柱腳計(jì)算 68 10.2 牛腿計(jì)算 73 10.3 梁柱連接設(shè)計(jì)計(jì)算 77 11 基礎(chǔ)梁及地基基礎(chǔ)計(jì)算 84 11.1 基礎(chǔ)梁計(jì)算 84 11.2 左柱基礎(chǔ)計(jì)算 86 11.3 中柱基礎(chǔ)計(jì)算 92 致　　謝 97 參 考 文 獻(xiàn) 98 外文翻譯 99 附錄A 畢業(yè)論文原始資料 109 附錄B 剛架計(jì)算內(nèi)力組合表…................................................................................ .. 116 附錄C 英文翻譯原文資料 …............................................................... .................. 132 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 2 頁 第 1 頁 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 引　　言 鋼結(jié)構(gòu)作為一種新興的結(jié)構(gòu)型式方興未艾，由于其具有強(qiáng)度高、自重輕、安裝方便、造型美觀，施工周期短且不受季節(jié)變化影響，地基費(fèi)用省等一系列優(yōu)點(diǎn)，與混凝土材料相比，屬環(huán)保型和可再次利用型材料，已被人們普遍接受。其中輕型鋼結(jié)構(gòu)以其經(jīng)濟(jì)、高效的優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)廠房、倉庫、超市建筑中倍受青睞。本設(shè)計(jì)即為單層雙跨的輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，采用了門式剛架結(jié)構(gòu)。 文獻(xiàn)綜述 門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房最優(yōu)柱距研究 1.1簡介 工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中柱網(wǎng)布置往往采用模數(shù)化柱距，而對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房來說，不合理的模數(shù)柱距會(huì)使用鋼量指標(biāo)過大。本文根據(jù)筆者從事的幾個(gè)實(shí)際工程，對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的最優(yōu)柱距問題從設(shè)計(jì)用鋼量的角度作了較詳細(xì)的研究討論。 關(guān)鍵字：輕型鋼結(jié)構(gòu)，門式剛架，柱距 The Study on Optimumal Column Spacing of the Portal Frame Light Steel Sructure of Industrial Building. Wang Yuantsing Wang Chunguang (Department of Civil Engineering, Tsinghua University) Abstract: Spacing module is often used in the layout of column system of industrial building. But in the portal frame light steel structure industrial building, unsuitable module can cause too large design steel cost. This paper introduces some problem and cooresponding solutions in the several practical projects the author engaged. The optimumal column spacing in the light steel structure industrial building is discussed in detial from the point of design steel cost. KeyWords: light steel structure; portal frame; column spacing 1.2概述 門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)是單層工業(yè)廠房中一種常見的結(jié)構(gòu)形式。特別是近十多年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，由于生產(chǎn)的需要，這類結(jié)構(gòu)以其用鋼量低，重量輕，造價(jià)低，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。不僅國外的輕鋼生產(chǎn)廠家紛紛將整套的廠房結(jié)構(gòu)體系推向國內(nèi)市場，國內(nèi)的輕鋼生產(chǎn)廠家、設(shè)計(jì)單位也紛紛轉(zhuǎn)向這類結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。 但是，由于我國目前還沒有相應(yīng)的輕鋼設(shè)計(jì)規(guī)范。大部分設(shè)計(jì)仍沿用現(xiàn)行的普通鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范來進(jìn)行門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，使得設(shè)計(jì)用鋼量指標(biāo)高攀不下，或在沒有充分理論依據(jù)的情況下，憑經(jīng)驗(yàn)一味地追求低用鋼量而造成事故。因此，對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，建立和完善專門的設(shè)計(jì)規(guī)范勢在必行。 2.1設(shè)計(jì)方面 2.1.1屋面活荷載取值 框架荷載取0.3kN/m2已經(jīng)沿用多年，但屋面結(jié)構(gòu)，包括屋面板和檁條，其活荷載要提高到0.5kN/m2?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定不上人屋面的活荷載為0.5kN/m2，但構(gòu)件的荷載面積大于60m2的可乘折減系數(shù)0.6。門式剛架一般符合此條件，所以可用0.3kN/m2，與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范保持一致。國外這類，要考慮0.15-0.5N/m2的附加荷載， 而我們無此規(guī)定，遇到超載情況，就要出安全問題。設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)提高至0.5kN/m2。現(xiàn)在有的框架梁太細(xì)，檁條太小，明顯有人為減少荷載情況，應(yīng)特別注意，決不允許在有限的活荷載中“偷工減料”。 2.2.2屋脊垂度要控制 框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規(guī)定為1/180，除驗(yàn)算坡面斜梁撓度外，是否要驗(yàn)算跨中下垂度？過去不明確，可能不包括屋脊點(diǎn)垂度。現(xiàn)在應(yīng)該是計(jì)算的。一般是將構(gòu)件分段，用等截面程序計(jì)算，每段都要計(jì)算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于要驗(yàn)算跨中垂度。跨中垂度反映屋面豎向剛度，剛度太小豎向變形就大。要的度本來就小，脊點(diǎn)下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過小，第一榀剛架與山墻間的屋面出現(xiàn)斜坡，使屋面變形。本人有此想法，剛架側(cè)移后，當(dāng)山尖下垂對(duì)坡度影響較大時(shí)（例如使坡度小于1/20），要驗(yàn)算山尖垂度，以便對(duì)屋面剛度進(jìn)行控制。 2.2.3鋼柱換砼柱 少數(shù)設(shè)計(jì)的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與砼柱中的預(yù)埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節(jié)省鋼材和降低造價(jià)。在廠房中，的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架，但此時(shí)梁柱只能鉸接，不能剛接。多高層建筑中，鋼梁與墻的連接也是如此。因?yàn)榛炷潦且环N脆性材料，雖然構(gòu)件可以通過配筋承受彎矩和剪力，但在連接部位，它的抗拉、抗沖切的性能很并，在外力作用下很容易松動(dòng)和破壞。有些設(shè)計(jì)，在門式剛架設(shè)計(jì)好之后，又根據(jù)業(yè)主要求將鋼柱換成砼柱，而梁截面不變。應(yīng)當(dāng)指出，砼柱加鋼梁作成排架是可以的，但將剛架的鋼柱換成砼柱，而鋼梁不變，是不行的。由于連接不同，構(gòu)件內(nèi)力也不同，要的工程斜梁很細(xì)，可能與此有關(guān)。 2.3.4檁條計(jì)算不安全 檁條計(jì)算問題較大。檁要是冷彎薄壁構(gòu)件，受壓板件或壓彎板件的寬厚比大，在受力時(shí)要屈曲，強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)采用有效寬度，對(duì)原有截面要減弱，不能象熱軋型鋼那樣全截面有效。有效寬度理論是在《冷彎薄壁型鋼構(gòu)件技術(shù)規(guī)范》（GB50018－2002）中講的，有的設(shè)計(jì)人員恐怕還不了解，甚至有些設(shè)計(jì)軟件也未考慮。但是，設(shè)計(jì)光靠軟件不行，還要能判斷。軟件未考慮的，自己要考慮。再有，設(shè)計(jì)人員往往忽略強(qiáng)度計(jì)算要用凈斷面，忽略釘孔減弱。這種減弱，一般達(dá)到6-15%，對(duì)小截面窄翼緣的梁影響較大。剛架整體分析采用的是全截面，如果強(qiáng)度計(jì)算不用凈截面，實(shí)際應(yīng)力將高于計(jì)算值。《規(guī)范》4.1.8、9條規(guī)定：“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強(qiáng)度應(yīng)按凈截面計(jì)算；受壓強(qiáng)度應(yīng)按有效截面計(jì)算；穩(wěn)定性應(yīng)按有效截面計(jì)算。變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計(jì)算”。有的單位看到國外資料中檁條很薄，也想用薄的。國外檁條普遍采用高強(qiáng)度低合金鋼，但我國低合金鋼Q345的沖壓性能不行，只有用Q235的。國外是按有效截面計(jì)算承載力的。如果用Q235的，又想用得薄，計(jì)算時(shí)還不考慮有效截面，荷載稍大時(shí)檁條就要垮。 3.1門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)合理柱距的選擇 廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要解決的問題是如何配合工藝要求進(jìn)行柱網(wǎng)的平面布置。過去我國和前蘇聯(lián)習(xí)慣上將柱距模數(shù)定為3m(常用3m，6m，9m，12m等)，這實(shí)際上是照搬了預(yù)制鋼筋混凝土工業(yè)廠房的模數(shù)制。對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)是否適用，尚很少有人對(duì)此進(jìn)行專門的研究。然而，從綜合經(jīng)濟(jì)分析的角度來看，合理的柱距(模數(shù))對(duì)設(shè)計(jì)的好壞影響極大。這是因?yàn)椋?1)對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)而言，任何一項(xiàng)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)用鋼量的多少是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。而設(shè)計(jì)用鋼量和柱距的大小是密切相關(guān)的(詳見以下工程實(shí)例) (2)用輕質(zhì)屋面材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)笨重的預(yù)制鋼筋混凝土屋面板，并采用輕型墻體材料，改變了傳統(tǒng)工業(yè)廠房”肥梁，胖柱，重蓋，深基”的做法。設(shè)計(jì)中可采用由預(yù)制鋼筋混凝土限制的傳統(tǒng)柱距模數(shù)，或采用新的模數(shù)化柱距，以降低用鋼量指標(biāo)。(3)廠房的實(shí)際用鋼量及費(fèi)用還與鋼材的供應(yīng)情況(品種規(guī)格)、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度等密切相關(guān)。有時(shí)因材料替代及非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的采用而造成的額外耗鋼還相當(dāng)可觀。當(dāng)然，離開了柱距模數(shù)，構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化是無從談起的。 因此，只有從研究經(jīng)濟(jì)柱距入手，確定合理的柱距模數(shù)，才能使門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)真正地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、定型化、專門化。從而推動(dòng)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)體系在我國的發(fā)展。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)米跨，帶有噸吊車的廠房，萬榮廠有兩個(gè)車間，林德發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)米跨，帶有噸吊車,另一個(gè)是米跨，帶有噸吊車的廠房?？梢哉f，這三個(gè)廠房從跨度和吊車噸位而言是有很大差別的，都采用6米柱距是否合適？本人以剛架跨度和吊車噸位為主要變量，利用PKPM進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，對(duì)兩廠所采用的實(shí)腹式門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)體系在給定剛架跨度和吊車噸位的條件下，其設(shè)計(jì)用鋼量隨柱距的變化情況作了較系統(tǒng)的研究。主要考慮跨度：12m、15m、18m、24m、30m、36m；吊車噸位：0t、2t、5t、10t、15t、20t；及柱距為3m、6m、9m、12m、15m、18m的情況。結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖見圖1。 圖1門式剛架計(jì)算模型（雙跨） 為使研究更具有普遍意義和可比性，本文在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)采用以下參數(shù)：鋼材：Q235-B.F鋼； 風(fēng)載：以0.35kN/m2為基本風(fēng)壓值，近似取高度變化系數(shù)為1.0; 雪荷載:0.30kN/m2,考慮屋面坡度1:15,α<15°取屋面積雪分布系數(shù)為1.0。吊車荷載：吊車基本參數(shù)和尺寸依據(jù)《5～50一般用途電動(dòng)橋式起重機(jī)基本參數(shù)和尺寸系列(ZQ1-62)》。 需要說明的是：①因本文考慮的是中級(jí)制工作廠房，吊車的噸位不大。因此在設(shè)計(jì)分析時(shí)，當(dāng)柱距較小(<9m)，吊車梁采用加寬上翼緣的實(shí)腹式工形截面梁，以滿足側(cè)向穩(wěn)定的要求；當(dāng)柱距為9m～18m時(shí)，由于采用加寬上翼緣的方式通常需較大的翼緣，故采用制動(dòng)桁架體系。②同樣對(duì)檁條和墻架粱，當(dāng)跨度大于9m時(shí)，因采用實(shí)腹式變得很不經(jīng)濟(jì)或規(guī)格常受到限制，故采用桁架式。當(dāng)跨度小于9m時(shí)，檁條和墻架梁采用冷彎薄壁型鋼，詳見參考文獻(xiàn)。③另外，本文在用鋼量計(jì)算中，未對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，而是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，將構(gòu)件用鋼量乘1.1～1.4的放大系數(shù)，作為構(gòu)件的總用鋼量。④本文各構(gòu)件最危險(xiǎn)截面考慮穩(wěn)定后最大應(yīng)力(折算應(yīng)力)控制在設(shè)計(jì)值的90％左右。 圖2.a跨，噸吊車 圖2.b跨，噸吊車 圖2.a～c給出了根據(jù)以上條件分析得到的涿州廠和萬榮廠各自在2x24m跨，2x(10+20)t吊車，2x18m跨，2x(3+5)t吊車及15m單跨，2t吊車條件下，各單項(xiàng)用鋼量及總用鋼量隨柱距的變化情況(單位：kg/m2)。 從上圖可以看出：①、對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)體系而言，剛架用鋼量是最主要的，當(dāng)剛架跨度較小時(shí)，剛架用鋼量甚至占總用鋼量的50％以上，而其它各單用鋼量，特別是墻架梁、柱間支撐、屋面支撐，其用鋼量只占比例較小的一部分，因此，如何設(shè)計(jì)好門式剛架對(duì)降低總用鋼量具有重要意義。②、隨著柱距的增大，作為整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)“用鋼量大戶”的剛架，其用鋼量比率是逐漸下降的，并且隨柱距的增加，下降的幅度逐漸趨于平緩。③、其它各項(xiàng)的用鋼量均隨柱距的增加而增加，并且增幅較大，特別是吊車梁，由于柱距較大，須采用格構(gòu)形式，其用鋼量逐漸占主要地位，并最終超過了剛架的用鋼量。其次是檁條，因長細(xì)比的要求，用鋼量增加也較快。④、整個(gè)單層廠房上部結(jié)構(gòu)，其總用鋼量隨柱距的增加先是逐漸減少，而后增加。呈“浴盆曲線”，這表明，就用鋼量指標(biāo)而言，還是存在一個(gè)最優(yōu)柱距的。當(dāng)然，由于不同人員在設(shè)計(jì)同一結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)，各設(shè)計(jì)方案可能在結(jié)構(gòu)體系，圍護(hù)布置等選擇上有所差別，從而各用鋼量指標(biāo)不盡相同，但其用鋼量變化趨勢及上述結(jié)論是一致的。綜合各項(xiàng)用鋼量表明，對(duì)此特定的廠房而言，其由設(shè)計(jì)用鋼量確定的最優(yōu)柱距在6~8m。研究還表明，而對(duì)其它跨度和吊車噸位的情況，最優(yōu)柱距是不斷變化的。圖2.d~f還給出了無吊車情況，用鋼量隨柱距的變化情況。同樣，我們可以得出類似的結(jié)論，不同的是，無吊車時(shí)，不僅總用鋼量大大減少（因吊車梁用鋼量占很大比例），而且最優(yōu)柱距也有所變化，并有變大的趨勢，在上述條件下，其最優(yōu)柱距在8-9米。 以上僅是針對(duì)本工程的實(shí)際情況，對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)體系的每平米用鋼量與柱距的關(guān)系所作的討論。實(shí)際上，影響最優(yōu)柱距及設(shè)計(jì)用鋼量的因素眾多，如目前研究方興未艾的蒙皮效應(yīng)，空間協(xié)同作用等等，在此不再作詳細(xì)討論。 4.1 門式剛架的應(yīng)用和展望 單層剛架中，輕型門式剛架的應(yīng)用最為普遍。它是現(xiàn)階段國內(nèi)輕鋼結(jié)構(gòu)的代表，也是市場需求量最大的一種鋼結(jié)構(gòu)形式。門式剛架按結(jié)構(gòu)形式可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式。后者主要用于凈跨度較大的建筑，而實(shí)腹式門式剛架由于其外形美觀、線條醒目、安裝方便、節(jié)省鋼材和易于實(shí)現(xiàn)構(gòu)件制作標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于單層工業(yè)廠房、超市、展覽館、體育館或倉庫式工業(yè)建筑，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。 門式剛架輕鋼廠房結(jié)構(gòu)是輕鋼結(jié)構(gòu)的重要分支，這種房屋具有重量輕、用鋼省、造價(jià)低、在7度及以下地區(qū)不需考慮抗震、形式美觀具有現(xiàn)代感、用途廣泛、制作簡單、施工周期短，深受制作、施工企業(yè)和廣大用戶歡迎。這種結(jié)構(gòu)已成為鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)甚至整 個(gè)建筑業(yè)中發(fā)展最快的一種結(jié)構(gòu)類型，每年新增建筑面積400多萬平米，已在很大程度上取代了傳統(tǒng)的混凝土工業(yè)廠房，取得了重大的經(jīng)濟(jì)效益。輕型門式剛架作為輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系中最具有生命力的結(jié)構(gòu)形式，正在把我國輕型鋼結(jié)構(gòu)體系的建設(shè)推向一個(gè)新高潮，可以預(yù)見不久的將來它的應(yīng)用前景更為廣闊。 5.1結(jié)論 輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的規(guī)范化設(shè)計(jì)尚處于探索階段，96年建設(shè)部已組織有關(guān)專家編寫《門式剛架房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(草稿)。為加強(qiáng)對(duì)這方面的研究，本文通過對(duì)筆者從事的幾個(gè)實(shí)際工程實(shí)例的設(shè)計(jì)中遇到的一些問題及解決辦法的探討。希望起到拋磚引玉的作用。 參考文獻(xiàn) [1]弓曉蕓 輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的發(fā)展及展望《工業(yè)建筑》 1995 Vol.25 No.7 [2]郭彥林 輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要結(jié)構(gòu)形式—山型門式實(shí)腹式剛架結(jié)構(gòu) 《工業(yè)建筑》 1997 Vol.27 No.3 [3]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所 《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料集》中國建工工業(yè)出版社 [4]趙熙元等主編 《建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》冶金工業(yè)出版社，1995 第一部分 建筑方案設(shè)計(jì) 1 廠房的平面設(shè)計(jì) 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，廠房平面為雙等跨矩形平面。其橫向定位軸線均與柱中心線重合；兩邊縱向定位軸線與柱外緣相重合，中間定位軸線與柱中心線重合。廠房內(nèi)通道根據(jù)工藝需要及人員安全疏散要求，寬度取為3.6m。廠房前后出入洞口尺寸為。 臨時(shí)庫房、辦公室、會(huì)議室、休息室、廁所，根據(jù)生產(chǎn)要求和職工人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到面積和采光的要求，以附房的形式設(shè)置在廠房的南側(cè)。 廠房平面圖詳見建筑繪圖部分圖02。 1.1 廠房定位軸線的確定 廠房跨度均為18m，檐口標(biāo)高為7.900m，每跨各設(shè)有一臺(tái)起重量為10t，A3工作制的橋式吊車，吊車數(shù)據(jù)如下： 吊車跨度S=16.5m，h＝1275mm（小車頂面到軌頂?shù)木嚯x），b＝180mm（軌道中心到吊車邊緣的距離）。 邊柱和中柱皆選用H型工字鋼，截面尺寸為H500×250×8×10； 梁選用H型工字鋼，截面尺寸為H600×250×8×10。 廠房選用封閉型定位軸線： 由吊車安全距離與廠房跨度的關(guān)系可知： 式中：—邊柱截面高度； —中柱截面高度； K—安全距離。 18=16.5+0.5+0.5/2+2K+2×0.18 ，得安全距離為K=195mm>80mm，滿足要求。 由上可得如下數(shù)據(jù)： mm mm 取 mm， mm 1.2 柱網(wǎng)布置 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)書的要求，廠房的跨度均為18m，柱距為6m。如圖1.1所示。 圖1.1 柱網(wǎng)布置 1.3 變形縫 由于該廠房縱向長度為63m，所以不需設(shè)置伸縮縫；土壤地質(zhì)條件較好，不需設(shè)置沉降縫；根據(jù)地震設(shè)防烈度為7度，也不需設(shè)置防震縫。 1.4 屋面板及墻面板的選擇 由畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)書知，本廠房地處安徽六安市。該地區(qū)較為溫暖，但是雨量較大，基本風(fēng)壓為0.35kN/m，基本雪壓為0.55kN/m。 根據(jù)以上的基本氣象，荷載條件及屋面坡度為1/20，屋面坡度較小，屋面板采用高波板利于屋面排水，墻面板采用底波板 屋面板型為：W600型，其屋面水平檁距取2.0 m； 墻面板型為：W600型，其墻梁間距取1.2m。 2 廠房的剖面設(shè)計(jì) 2.1 軌頂及牛腿標(biāo)高的確定 ：柱頂標(biāo)高（現(xiàn)定柱高為7.9 m） ：軌頂標(biāo)高； ：軌頂?shù)街數(shù)母叨龋? 如圖1.2所示。 圖1.2 廠房的剖面 2.2 內(nèi)外高差的確定 廠房建筑室內(nèi)外高差，考慮運(yùn)輸工具進(jìn)出廠房的便利及防止雨水侵入室內(nèi)，選取了150mm。 2.3 采光及通風(fēng)設(shè)計(jì) 根據(jù)廠房生產(chǎn)狀況，查表知廠房的采光等級(jí)為III級(jí)，且雙跨廠房采用單側(cè)采光，其窗地比取1/4。由于廠房中設(shè)有橋式吊車，光線受吊車梁的遮擋，不能有效地進(jìn)入廠 房。在吊車梁處將側(cè)窗分為上下兩段布置，上段為高側(cè)窗、下段為低側(cè)窗，如圖1.2所示。 鑒于廠房為雙跨跨度均為18m，故此其通風(fēng)問題主要是合理的組合氣流的路徑，利用穿堂風(fēng)即可有效的解決其通風(fēng)問題，具體設(shè)計(jì)中是將兩側(cè)窗對(duì)齊，低側(cè)窗下部為平開窗，方便開啟和組織氣流，形成穿堂風(fēng)，上部可為固定窗，即高側(cè)窗為固定窗。 2.4 屋面排水設(shè)計(jì)： 屋面排水方式采用有組織排水，屋面排水坡度1/20，內(nèi)天溝縱向坡度1%，雨水管每側(cè)5根，中間10根，用直徑φ150的PVC雨水管。 根據(jù)資料，按200m2的建筑面積匯水1m3的建筑排水計(jì)算天溝截面，故邊柱位置內(nèi)天溝截面尺寸取高度為200mm，寬度為500mm ；中柱位置內(nèi)天溝截面尺寸取高度為200mm，寬度為1000mm。均能滿足排水要求。 3 廠房的立面設(shè)計(jì) 采用豎向波形壓型鋼板外墻及采板鋼窗，形成豎向線條的立面效果改變廠房長度和高度尺高的扁平視覺效果，使廠房顯得莊重、挺拔。 4 廠房的構(gòu)造設(shè)計(jì) (1) 外墻構(gòu)造 外墻底部窗臺(tái)以下部分采用240厚的空心磚墻，高度為0.9米，墻下設(shè)基礎(chǔ)梁支撐在柱基礎(chǔ)上，窗臺(tái)以上部分采用壓型鋼板外墻，墻板采用C型墻梁與剛架柱連接。 (2) 屋面構(gòu)造 屋頂彩色壓型鋼采用板，利用C型檁條與剛架梁連接。 (3) 地面構(gòu)造 因廠房內(nèi)生廠對(duì)地面沒有特殊要求，故采用水泥砂漿地面，其構(gòu)造厚度可查閱《工業(yè)建筑地面設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄（一）得以確定。 5 總平面設(shè)計(jì) 根據(jù)建筑場地示意圖，綜合考慮地形，建筑朝向、主導(dǎo)風(fēng)向、防火安全，廠區(qū)內(nèi)的道路綠化因素，合理布置廠房位置，使其滿足生產(chǎn)工藝要求，達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，利于生產(chǎn)發(fā)展，方便職工的工作和生活的目的，總平面圖參見建筑設(shè)計(jì)說明圖紙。 第二部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 屋面檁條計(jì)算 1.1設(shè)計(jì)資料 檁條選用薄壁C型鋼，屋面坡度為1/20 （ α=2.86°），屋面材料為壓型鋼板。檁條跨度6m，跨中在兩分點(diǎn)處各設(shè)一道拉條。在屋脊處和屋檐處設(shè)置斜拉條，水平檁距2m，檐口距地面高度8m。檁條采用Q235-BF。 1.2 荷載標(biāo)準(zhǔn)值（對(duì)水平投影面） (1) 永久荷載： 屋面壓型鋼板自重： 0.10 檁條及支撐自重 ： 0.15 合 計(jì)： 0.25 kN/m (2) 可變荷載： 屋面均布活荷載0.50kN/m，雪荷載0.55kN/m，計(jì) 算時(shí)取兩者的較大值0.55 kN/m。 (3) 風(fēng)荷載： 基本風(fēng)壓：ω0=0.35 kN/m 按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001），房屋 高度小于10m，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)取10m高度處的數(shù)值 圖2.1 檁條計(jì)算簡圖 =1.0，風(fēng)振系數(shù)。風(fēng)荷載體型系數(shù)取邊緣帶=-1.4（吸力）。 垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m2 1.3 內(nèi)力計(jì)算：（如圖2.1所示） (1) 永久荷載與屋面活荷載組合（1.2×永久荷載+1.4×可變荷載） 檁條線荷載： kN/m kN/m （雙跨是考慮積雪分布系數(shù)，） kN/m kN/m 彎矩設(shè)計(jì)值： kN·m kN·m (2) 永久荷載與風(fēng)吸力組合（1.0×永久荷載+1.4×風(fēng)吸力荷載） 檁條線荷載： kN/m kN/m 彎矩設(shè)計(jì)值： kN·m kN·m 1.4 截面選擇及截面特性 選用冷彎薄壁C型鋼C200×70×20×3 截面特性： cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm 檁條跨中有一根拉條穿過，距C型檁條上翼緣的距離為40mm,則C型檁條截面面積矩可近似為： cm cm cm 1.5 強(qiáng)度驗(yàn)算 假設(shè)屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，則不考慮截面塑性發(fā)展， 根據(jù)公式，驗(yàn)算檁條在第一種荷載組合作用下的強(qiáng)度為： N/mm N/mm N/mm N/mm 強(qiáng)度滿足要求。 1.6 穩(wěn)定性驗(yàn)算 （1）有效截面模量 永久荷載與風(fēng)吸力組合下的彎矩較永久荷載與屋面可變荷載組合下的彎矩小的很多，按上述方法計(jì)算的截面模量全部有效，同時(shí)不計(jì)孔洞削弱，則： cm cm 屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，在風(fēng)吸力作用下，按公式驗(yàn)算在風(fēng)荷載與屋面永久荷載組合作用下檁條（下翼緣）的穩(wěn)定性。 （2）受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) 跨中無側(cè)向支撐，查表：，， () (3) 風(fēng)吸力作用使檁條下翼緣受壓，根據(jù)公式，計(jì)算的穩(wěn)定性為 N/mm N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求，計(jì)算表明由永久荷載與屋面活荷載組合控制。 1.7 撓度計(jì)算 按公式 驗(yàn)算其撓度 跨內(nèi)最大撓度為 1.8 構(gòu)造要求 ， 故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。 2 墻面(軸線4～14)檁條計(jì)算 2.1設(shè)計(jì)資料 房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型板W750(YX35-125-750)，墻梁跨度為6m，間距為1.2m。在墻梁兩分點(diǎn)處設(shè)置一道拉條（φ12），在屋檐處設(shè)置斜拉條。 2.2 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (1) 永久荷載： 壓型鋼板自重： 0.10 墻面檁條自重： 0.15 0.25 kN/m 作用于墻梁上的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m (2) 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： 風(fēng)荷載體型系數(shù)： 由于，則 垂直于房屋墻面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m kN/m（吸力） 作用于墻梁上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m （吸力） 2.3 荷載設(shè)計(jì)值 恒荷載設(shè)計(jì)值： kN/m 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值： kN/m 2.3內(nèi)力計(jì)算 墻面壓型鋼板與檁條相連，且板與板有可靠連接，墻梁承受墻板與風(fēng)荷載作用。 豎向荷載產(chǎn)生的最大彎矩： kN·m 水平風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩： kN·m 由單側(cè)壓型鋼板對(duì)墻梁由于偏心產(chǎn)生的彎矩對(duì)墻梁產(chǎn)生扭矩作用，但很小，由于壓型鋼板與墻梁連接很好，可認(rèn)為壓型鋼板是墻梁的翼緣可阻止由于該彎矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，所以壓型鋼板由于偏心產(chǎn)生的彎矩可以不計(jì)入穩(wěn)定計(jì)算。 2.4 截面選擇 選用冷彎薄壁C型鋼C180×70×20×2.5 截面特性： cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm 檁條跨中有一根拉條穿過，距C型檁條上翼緣的距離為40mm,則C型檁條截面面積矩可近似為： cm cm cm 2.5 強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)公式，驗(yàn)算墻梁在自重荷載與風(fēng)荷載組合作用下的強(qiáng)度： = N/mm N/mm N/mm N/mm 強(qiáng)度滿足要求。 2.6整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 （1）有效截面模量 在永久荷載與風(fēng)吸力組合下，按上述方法計(jì)算的截面模量全部有效，同時(shí)不計(jì)孔洞削弱，則： cm cm 墻面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，在風(fēng)吸力作用下，按公式驗(yàn)算在風(fēng)荷載與墻面永久荷載組合作用下檁條的穩(wěn)定性。 （2）受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) 查表為 (3) 在風(fēng)吸力作用下，根據(jù)公式計(jì)算的穩(wěn)定性為： N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求。 2.7 風(fēng)荷載作用下的撓度計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m，按公式 驗(yàn)算其撓度。 跨內(nèi)最大撓度為： mm mm 3 墻面(軸線A～E)檁條計(jì)算 3.1設(shè)計(jì)資料 房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型板W750(YX35-125-750)，墻梁跨度為4.5m，間距為1.2m。在墻梁兩分點(diǎn)處設(shè)置一道拉條（φ12），在屋檐處設(shè)置斜拉條。 3.2 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (1) 永久荷載： 壓型鋼板自重： 0.10 墻面檁條自重： 0.15 0.25 kN/m 作用于墻梁上的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m (2) 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： 風(fēng)荷載體型系數(shù)： 由于，則 垂直于房屋墻面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m kN/m（吸力） 作用于墻梁上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m （吸力） 3.3 荷載設(shè)計(jì)值 恒荷載設(shè)計(jì)值： kN/m 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值： kN/m （吸力） 3.4內(nèi)力計(jì)算 墻面壓型鋼板與檁條相連，且板與板有可靠連接，墻梁承受墻板與風(fēng)荷載作用。 豎向荷載產(chǎn)生的最大彎矩： kN·m 水平風(fēng)荷載（吸力）產(chǎn)生的彎矩： kN·m 由單側(cè)壓型鋼板對(duì)墻梁由于偏心產(chǎn)生的彎矩對(duì)墻梁產(chǎn)生扭矩作用，但很小，由于壓型鋼板與墻梁連接很好，可認(rèn)為壓型鋼板是墻梁的翼緣可阻止由于該彎矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，所以由壓型鋼板自重產(chǎn)生偏心矩可以不計(jì)入穩(wěn)定計(jì)算。 3.5 截面選擇 選用冷彎薄壁C型鋼160×60×20×2 截面特性： cm cm cm cm cm cm 檁條跨中有一根拉條穿過，距C型檁條上翼緣的距離為40mm,則C型檁條截面面積矩可近似為： cm cm cm 3.6 強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)公式，驗(yàn)算墻梁在自重荷載與風(fēng)荷載組合作用下的強(qiáng)度： = N/mm N/mm N/mm N/mm 強(qiáng)度滿足要求。 3.7整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 （1）有效截面模量 在永久荷載與風(fēng)吸力組合下，按上述方法計(jì)算的截面模量全部有效，同時(shí)不計(jì)孔洞削弱，則： cm cm 墻面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，在風(fēng)吸力作用下，按公式驗(yàn)算在風(fēng)荷載與墻面永久荷載組合作用下檁條的穩(wěn)定性。 （2）受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) 查表為 (3) 在風(fēng)吸力作用下，根據(jù)公式計(jì)算的穩(wěn)定性為： N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求。 3.8 風(fēng)荷載作用下的撓度計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m，按公式 驗(yàn)算其撓度。 跨內(nèi)最大撓度為： mm mm 撓度滿足要求。 4 抗風(fēng)柱的計(jì)算 4.1 設(shè)計(jì)資料 抗風(fēng)柱通過彈簧鋼片與屋架鉸接，底端與基礎(chǔ)鉸接，則柱的計(jì)算長度系數(shù)，檐口設(shè)計(jì)標(biāo)高為7.800m(屋面坡度為1/20)，如圖3.1所示，抗風(fēng)柱設(shè)置如圖4.1，抗風(fēng)柱頂標(biāo)高7.700 m，地面以下-0.600m。 4.2 荷載 由上述計(jì)算可知: (1)墻梁支撐、墻面、壓型鋼板自重標(biāo)準(zhǔn)值： 0.25 kN/m 墻梁、支撐、壓型鋼板自重設(shè)計(jì)值： kN/m 作用于柱各檁托處的垂直力： kN (2)垂直于房屋墻面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m 作用于柱上的水平風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為： kN/m 圖4.1 抗風(fēng)柱設(shè)置 4.2 截面選擇及內(nèi)力計(jì)算 選用高頻H型鋼 250×150×4.5×6 截面特性： cm cm cm cm 忽略墻架垂直荷載的偏心，設(shè)抗風(fēng)柱自重為0.30 kN/m 抗風(fēng)柱計(jì)算長度： m 抗風(fēng)柱最大彎矩： kN·m 抗風(fēng)柱最大軸力： kN 4.3 穩(wěn)定性計(jì)算 (1) 彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算 ， kN 由于自由外伸寬度與其厚度只比，需要考慮塑性發(fā)展系數(shù)的影響，即，。 由公式，驗(yàn)算壓彎作用下，其平面內(nèi)的穩(wěn)定性。等效彎矩系數(shù)取1.0；按a類截面 ，由，查表得：。 N/mm N/mm 平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。 (2) 彎矩作用平面外的穩(wěn)定性 由于墻梁外側(cè)和墻板的支撐作用，可不驗(yàn)算其穩(wěn)定性。 4.4撓度驗(yàn)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： kN/m，按公式 驗(yàn)算其撓度。跨內(nèi)最大撓度為： mm mm 5 （A 、C）柱間支撐 5.1設(shè)計(jì)資料 雙等跨門式剛架跨度為18m，柱間距為6.0m，鋼材為Q235。在廠房的兩端中和間各設(shè)置一道垂直支撐以抵抗風(fēng)荷載及吊車的縱向水平荷載等作用。抗震設(shè)防烈度為7度，則十字交叉斜桿最大長細(xì)比為：上斜桿為200，下斜桿為200。計(jì)算簡圖如圖4.1所示： 圖5.1 柱間支撐計(jì)算簡圖 圖5.2 桿件內(nèi)力 5.2 荷載設(shè)計(jì)值和桿件內(nèi)力 由《建筑結(jié)構(gòu)和荷載規(guī)范》查得：風(fēng)荷載高度變化系數(shù)：=1.0，風(fēng)載體型系數(shù)：迎風(fēng)面=+0.8，背風(fēng)面=-0.5 。 由于廠房一面的風(fēng)荷載由磚混結(jié)構(gòu)的辦公樓承擔(dān)，所以只需要計(jì)算廠房山墻一面的風(fēng)荷載，取兩者中的較大值。則垂直于山墻的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： =0.28 kN/m 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為： kN 吊車制動(dòng)力設(shè)計(jì)值為: kN 桿件內(nèi)力見右圖4.2所示: kN ， kN kN 5.3 吊車梁以上的柱間支撐:（壓桿） kN，cm，選用截面為圓鋼管,其幾何特性為：A＝6.31cm，i=2.37。則:,查表得：。 由公式計(jì)算其穩(wěn)定強(qiáng)度 : N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求。 5.4 吊車梁以下的柱間支撐:（壓桿） kN，cm，選用截面為圓鋼管,其幾何特性為：cm，cm。則,查表得。 按公式計(jì)算強(qiáng)度: N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求。 5.5 橫桿： 由于橫桿是貫通整個(gè)廠房，起箍的作用，所以可取較大直徑的圓。因?yàn)閗NkN,可選用于相同的截面，選用截面為圓鋼管 。由于，且，所以截面穩(wěn)定性可以滿足。 6 柱（B）間支撐 6.1設(shè)計(jì)資料 雙等跨門式剛架跨度為18m，柱間距為6.0m，鋼材為Q235。在廠房的兩端中和間各設(shè)置一道垂直支撐以抵抗風(fēng)荷載及吊車的縱向水平荷載等作用?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，則十字交叉斜桿最大長細(xì)比為：上斜桿為200，下斜桿為200。計(jì)算簡圖如圖4.1所示： 圖6.1 柱間支撐計(jì)算簡圖 圖6.2 桿件內(nèi)力 6.2 荷載設(shè)計(jì)值和桿件內(nèi)力 由《建筑結(jié)構(gòu)和荷載規(guī)范》查得：風(fēng)荷載高度變化系數(shù)=1.0 ，風(fēng)載體型系數(shù)：迎風(fēng)面=+0.8，背風(fēng)面=-0.5， 由于廠房一面的風(fēng)荷載由磚混結(jié)構(gòu)的辦公樓承擔(dān)，所以只需要計(jì)算廠房山墻一面的風(fēng)荷載，取兩者中的較大值。則垂直于山墻的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： =0.28 kN/m 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為： kN 吊車制動(dòng)力設(shè)計(jì)值為: kN 桿件內(nèi)力見右圖4.2所示: kN ， kN kN 6.3 吊車梁以上的柱間支撐: （壓桿） kN，cm，選用截面為圓鋼管,其幾何特性為： cm，cm ,則:,查表得：。 由公式計(jì)算其強(qiáng)度 : N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求。 6.4 吊車梁以下的柱間支撐: （壓桿） kN，cm，選用截面為圓鋼管,其幾何特性為：cm，cm，則,查表得。 按公式計(jì)算強(qiáng)度: N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求。 6.5 橫桿： 由于橫桿是貫通整個(gè)廠房，起箍的作用，所以可取較大直徑的圓。因?yàn)閗NkN,可選用于相同的截面，選用截面為圓鋼管 。由于，且，所以截面穩(wěn)定性可以滿足。 7 橫向水平支撐 7.1設(shè)計(jì)資料 門式剛架跨度為18m，柱間距為6.0m，鋼材為Q235?；撅L(fēng)壓為0.35 N/mm，在廠房兩端及中部共設(shè)置3道水平支撐以抵抗風(fēng)荷載的作用。 7.2 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值和桿件內(nèi)力： 由《建筑結(jié)構(gòu)和荷載規(guī)范》，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)為1.0，風(fēng)載體型系數(shù)：迎風(fēng)面=+0.8，背風(fēng)面=-0.5 。 由于廠房一面的風(fēng)荷載由磚混結(jié)構(gòu)的辦公樓承擔(dān)，所以只需要計(jì)算廠房山 墻一面的風(fēng)荷載，取兩者中的較大值。 則垂直于山墻的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： =0.28 kN/m 圖7-1 計(jì)算簡圖及桿件內(nèi)力 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為: kN/m 計(jì)算簡圖及桿件內(nèi)力見下圖5-1所示： kN Kn 7.3 橫桿（壓桿） 取端桿（最不利）計(jì)算， kN，cm,選用截面為圓鋼管,其幾何特性為：cm，cm，則 ，查表的 按公式計(jì)算穩(wěn)定性為： N/mm N/mm 穩(wěn)定性滿足要求。 7.4交叉斜桿（拉桿） 取最不利計(jì)算，kN，cm, 選用截面為圓鋼管其幾何特性為: cm，cm ,. 按公式計(jì)算強(qiáng)度： N/mm N/mm 強(qiáng)度滿足要求。 8 吊車梁計(jì)算 8.1 設(shè)計(jì)資料 起重量為10t，工作級(jí)別為A3的橋式吊車一臺(tái)，吊車梁跨度為6.0m，設(shè)置制動(dòng)梁，吊車跨度為s=16.5m。鋼材采用Q235，焊條為E43型。基本尺寸為：B=4770 mm，W=4000 mm，h=1275 mm，b=180 mm，軌道型號(hào)38 kg/m，小車重 =1.698 t,總重G=13 t，最大輪壓=92 kN, 最小輪壓=28 kN，額定起重量Q=10 t。 8.2 吊車荷載 吊車荷載的動(dòng)力系數(shù)取1.05，吊車荷載的分項(xiàng)系數(shù)為1.40。 吊車荷載設(shè)計(jì)值為： kN 8.3 內(nèi)力計(jì)算 (1) 吊車梁的最大彎矩及對(duì)應(yīng)的剪力： 因輪距為4m，所以一臺(tái)吊車的最大彎矩只能是兩個(gè)輪子同時(shí)作用在梁上，梁上所有吊車荷載的合力的位置，其產(chǎn)生最大彎矩的荷載簡圖如下圖8.1所示： 圖8.1 吊車梁最大彎矩計(jì)算簡圖 圖8.2 最大剪力時(shí)荷載位置 4000 mm，4000/41000 mm。 自重影響系數(shù)(9.0m)取1.03，C點(diǎn)的最大彎矩為： kN·m 最大彎矩處相應(yīng)的剪力為： kN (2) 最大剪力：荷載位置見圖6.2所示。 kN (3) 由水平荷載產(chǎn)生的最大彎矩： kN·m 8.4 截面選擇 (1) 經(jīng)濟(jì)高度按公式計(jì)算： mm 初選吊車梁高度 mm (2) 容許撓度值按公式計(jì)算： mm 初選腹板高度 mm (3) 吊車梁腹板厚度按公式計(jì)算： cm 按剪力確定腹板的厚度按公式計(jì)算： mm 取 mm (4) 吊車梁翼緣尺寸可近似地按公式計(jì)算： mm 上翼緣截面均采用300×10mm，下翼緣截面均采用200×10mm 8.5 吊車梁截面幾何性質(zhì)計(jì)算（截面尺寸見圖8.3所示） (1) 吊車梁毛截面特性： mm mm mm mm mm 上翼緣對(duì)y軸的截面特性： cm mm 圖8.3 截面組成 (2) 吊車梁凈截面特性： mm mm mm mm mm 上翼緣對(duì)y軸的截面特性： mm cm mm 8.6 強(qiáng)度計(jì)算 (1) 上翼緣最大正應(yīng)力： N/mm N/mm (2) 腹板最大剪應(yīng)力： N/mm N/mm (3) 腹板的局部壓應(yīng)力： 采用38kg/m鋼軌，軌高為134mm, mm。 集中荷載增大系數(shù)為：kN 按公式計(jì)算腹板局部壓應(yīng)力為 N/mm (4) 腹板計(jì)算高度邊緣處的折算應(yīng)力為： N/mm N/mmN/mm 8.7穩(wěn)定性計(jì)算 (1) 梁的整體穩(wěn)定性 ，應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性，由公式計(jì)算： 因集中荷載并非在跨中附近 mm， mm 由公式得： mm 由公式計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)為： 按下式修正得： 按下式計(jì)算整體穩(wěn)定性為： N/mm N/mm 整體穩(wěn)定性滿足要求。 (2) 腹板的局部穩(wěn)定性 ，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋（有局部壓應(yīng)力）加勁肋間距為 mm，mm，取mm。 外伸寬度：mm，取mm 厚 度：mm，取mm 8.8吊車梁的豎向撓度驗(yàn)算 kN·m mmmm（滿足要求） 8.9 疲勞驗(yàn)算 本廠房所設(shè)的兩臺(tái)吊車均為A3級(jí)，故不需進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。 8.10 支座加勁肋計(jì)算驗(yàn)算 在腹板兩側(cè)成對(duì)配置橫向加勁肋： 取支座加勁肋為mm，如圖6.4所示。 (1) 計(jì)算支座加勁肋的端面承壓應(yīng)力 N/mm N/mm (2) 穩(wěn)定計(jì)算： mm mm 圖8.4 支座加勁肋布置 mm ， 屬b類截面，查表得 按公式計(jì)算支座加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性： N/mmN/mm 8.11 焊縫計(jì)算 (1) 上翼緣與腹板的連接焊縫： mm （當(dāng)板厚小于16mm時(shí) N/mm） 取 mm (2) 下翼緣板與腹板的連接焊縫： mm 取 mm (3) 支座加勁肋與腹板的連接焊縫：mm mm 假設(shè)滿足，取 mm 9 門式剛架計(jì)算 雙等跨門式剛架跨度為18 m，柱間距為6.0m，柱標(biāo)高為7.6m，柱底標(biāo)高為-0.6m,牛腿標(biāo)高為5 m,屋面坡度為1/20，地震設(shè)防烈度為7度，剛架形式及幾何尺寸見下圖9.1所示： 圖9.1 剛架形式及幾何尺 剛架梁梁截面初選H，其截面積mm 單位長度梁的質(zhì)量為（標(biāo)準(zhǔn)值）： kg/m 梁的自重為（對(duì)水平投影面）： N/mkN/m 邊柱、中柱截面初選：H，其截面積mm 單位長度柱的質(zhì)量為（標(biāo)準(zhǔn)值）： kg/m 柱的自重為（豎向）： N/mkN/m 9.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (1) 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 壓型鋼板： kN/m 檁條及支撐自重： kN/m 剛架梁自重： kN/m 合計(jì)： kN/m (2) 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 屋面活荷載與雪荷載中較大值： 0.55×6＝3.3kN/m (3) 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 基本風(fēng)壓值0.35 kN/m，地面粗糙度系數(shù)按B類取；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001），房屋高度小于10m，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)取10m高度處的數(shù)值=1.0，風(fēng)振系數(shù)。風(fēng)荷載體型系數(shù)：迎風(fēng)面，背風(fēng)面。 迎風(fēng)面： kN/m （壓力） 背風(fēng)面： kN/m （吸力） (4) 吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 最大輪壓產(chǎn)生的荷載值：kN 最小輪壓產(chǎn)生的荷載值：kN 水平制動(dòng)力：kN 9.2 初選截面 梁截面： H 邊柱、中柱截面：H 9.3 截面特性 (1)梁截面特性： mm mm mm mm mm cm cm (2) 柱截面特性： mm mm mm mm mm cm cm 假設(shè)柱的線剛度和梁的線剛度，則： ， 以上在計(jì)算線剛度時(shí)，忽略了單位統(tǒng)一，現(xiàn)推導(dǎo)最終單位： 故在以下計(jì)算剛架內(nèi)力中E取2.06的值代替。 9.4 剛架內(nèi)力計(jì)算 9.4.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖及計(jì)算系數(shù) 9.4.1.1 采用位移法求解 位移法求解—不考慮桿件的軸向變形，基本未知量:結(jié)點(diǎn)B處角位移結(jié)點(diǎn)C處的角位移，結(jié)點(diǎn)F處的角位移和結(jié)點(diǎn)F處的線位移（在節(jié)點(diǎn)B、C、F分別施加控制轉(zhuǎn)動(dòng)的約束，在節(jié)點(diǎn)F施加控制線位移的約束），結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖9.2所示。 圖9.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 位移法基本方程： 9.4.1.2 計(jì)算系數(shù) (1) 基本結(jié)構(gòu)在結(jié)點(diǎn)B有單位轉(zhuǎn)角=1單獨(dú)作用下的計(jì)算： 由各桿形常數(shù)，可得各桿端彎矩及部分剪力： ，，， ，， 作圖，如圖9.3所示： 圖9.3 圖 則： ，, 柱AB中點(diǎn)處值為；標(biāo)高5.0m牛腿處值為；標(biāo)高5.5m吊車水平制動(dòng)力作用處值為；梁BC跨中處值為。 (2) 基本結(jié)構(gòu)在結(jié)點(diǎn)C有單位轉(zhuǎn)角作用下的計(jì)算: 由各桿件形常數(shù)，可得各桿件端彎矩及部分剪力： 作圖，如圖9.4所示： 圖9.4 圖 則，， ，； 梁BC跨中處值為 (3) 基本結(jié)構(gòu)在結(jié)點(diǎn)F有單位轉(zhuǎn)角作用下的計(jì)算： 由各桿件形常數(shù)，可得各桿件端彎矩及部分剪力： 作圖，如圖9.5所示： 圖9.5 圖 則：，， (4) 基本結(jié)構(gòu)在結(jié)點(diǎn)F有單位水平位移作用下的計(jì)算： 由各桿件形常數(shù)，可得各桿件端彎矩及部分剪力： 作圖，如圖9.6所示： 圖9.6 圖 則, , ；標(biāo)高5.0m牛腿處值為；標(biāo)高5.