華科建筑鋼結(jié)構(gòu)課設(shè)指導(dǎo)課件

1、輕型門式鋼架大作業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書2015,10,22，土木12011204班1.1 設(shè)計(jì)基本資料1.1.1設(shè)計(jì)題目：*集團(tuán)輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1.2建設(shè)地點(diǎn)：武漢市（地形圖見(jiàn)附圖1）1.1.3 工程概況*集團(tuán)輕鋼結(jié)構(gòu)房屋工程的具體要求如下：1、柱網(wǎng)分別為4.58.1m，柱網(wǎng)尺寸為4.5米的房屋縱向長(zhǎng)為121.5m，柱網(wǎng)尺寸為5.1米的房屋縱向長(zhǎng)為122.4m，柱網(wǎng)尺寸為6米的房屋縱向長(zhǎng)為120m，柱網(wǎng)尺寸為6.6米的房屋縱向長(zhǎng)為125.4m，柱網(wǎng)尺寸為7.5米的房屋縱向長(zhǎng)為120m，柱網(wǎng)尺寸為8.1米的房屋縱向長(zhǎng)為121.5m，跨度分別為18m、21m、24m，檐口高度分別為6m、8m，屋面坡度分別為

2、1/10、1/12，屋面材料為單層彩板或夾芯板，墻面材料單層彩板或夾芯板，天溝為彩板天溝或鋼板天溝。2、荷載：靜荷載當(dāng)無(wú)有吊頂時(shí)為，有吊頂時(shí)為；活荷載為（計(jì)算剛架時(shí)）、（計(jì)算檁條時(shí)）；基本風(fēng)壓，地面粗糙度為B類；雪荷載為；地震設(shè)防烈度為6度。3、所有建筑應(yīng)盡量采用鋁合金隔熱門窗；建筑外觀要求美觀、新穎，能夠充分體現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的美學(xué)特點(diǎn)。1.1.4設(shè)計(jì)原始資料1）氣象資料該地區(qū)為三級(jí)氣候分區(qū)，其基本氣象資料為：最冷月平均氣溫：3.0；最熱月平均氣溫：28.8。極端最低溫度5；極端最高溫度41。平均年總降雨量1230.6 mm,日最大降雨量317.4 mm。最大積雪深度：32 mm。最大凍土深度

3、：10 mm。冬季平均風(fēng)速2.6 m/s，夏季平均風(fēng)速2.5 m/s，30年一遇最大風(fēng)速21.9 m/s。常年主導(dǎo)風(fēng)向：東北2）地質(zhì)水文資料建筑物場(chǎng)地地勢(shì)平坦，地表高程38.5638.72m，地下水位標(biāo)高33.4m，無(wú)腐蝕性。經(jīng)地質(zhì)勘測(cè)，地表剖面為：表層0.81.2m耕雜土；以下有2.5m深的亞粘土；再往下為厚砂卵層。亞粘土可做持力層，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為120KN/m2,地基土容重為19KN/m3。3）材料規(guī)格鋼材：門式剛架采用Q345-B鋼，樓面梁、屋面檁條、墻架、檁條采用Q235-B螺栓：采用扭剪型高強(qiáng)度螺栓10.9級(jí),普通螺栓采用六角頭螺栓（C級(jí)）；焊條：手工焊、自動(dòng)埋弧焊和CO2氣保護(hù)

4、焊；基礎(chǔ)混凝土C20，墊層混凝土C10；鋼筋：直徑為級(jí)鋼筋，直徑為級(jí)鋼筋。4）地震設(shè)防烈度6度 ；1.1.5建設(shè)規(guī)模以及標(biāo)準(zhǔn)1） 建筑規(guī)模：建筑面積約，為單層鋼結(jié)構(gòu)建筑。2） 建筑防火等級(jí)：二級(jí)3） 建筑防水等級(jí)：二級(jí)4） 建筑裝修等級(jí)：高級(jí)1.1.6其它設(shè)計(jì)要求及資料單跨雙坡門架1.1.7設(shè)計(jì)依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500172003）門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102: 2002冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB500182002）建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)（GBJ10487）1.1.8參考資料輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集（

5、上、下冊(cè)）建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下冊(cè)）鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊(cè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算房屋建筑學(xué)（中國(guó)建筑工業(yè)出版社）鋼結(jié)構(gòu)（王國(guó)周著）鋼結(jié)構(gòu)（魏明鐘）輕型門式剛架（張其林）1.1.9.設(shè)計(jì)題目排列每人單獨(dú)一題。屋架的跨度L（m）、柱距（m）、屋面坡度i及荷載形式按下面列表的序號(hào)選擇（01班按無(wú)吊頂靜載計(jì)算，屋面坡度為1/10；02班按有吊頂靜載計(jì)算，檐屋面坡度為1/10；03班按無(wú)吊頂靜載計(jì)算，屋面坡度為1/12，04班按有吊頂靜載計(jì)算，屋面坡度為1/12。每班每個(gè)學(xué)生按學(xué)號(hào)次序依次選題）。工況一：屋面坡度1/10荷載一荷載二檐口高度6米檐口高度8米檐口高度6米檐口高度8米 跨度柱網(wǎng)18212418

6、21241821241821244.5黃萬(wàn)里李建國(guó)梁廣州胡江濤畢晨陽(yáng)徐亮王錚姜天時(shí)龔文平王唯劉柯柯冷強(qiáng)5.1楊松馬琛索建敏李有斌李建良賈俊杰楊一超張程亞西爾江·阿不都米吉提彭博于同生潘越霆6汪瀚吳沛琛鄧帆肖昊秦龍飛張宇璇吳芳杰高赟龍?jiān)罈濌愑顓切劾钋箜?.6陸展邱昌龍仁費(fèi)城周前陳鵬遠(yuǎn)柯琰祝曉冬呂秋杰余雄商邑龍劉帥7.5羅躍李孟林張發(fā)展馮海斌張高建王葦梁宇劍方正邵夏輝張皓承吳偉偉舒夢(mèng)潔8.1張亞靜劉燕馬露李巧玲徐清鋒趙永杰朱麗妃周雯沈裕翟宇軒工況二：屋面坡度1/12荷載一荷載二檐口高度6米檐口高度8米檐口高度6米檐口高度8米 跨度柱網(wǎng)1821241821241821241821244.

7、5傅惠李志斌陳海吉鄭福聰解冬遲久遠(yuǎn)汪洋陳滔周靖人楊壯雄沙拉木·守克爾魏利偉5.1王偉張仕旺劉輝徐崇浩劉耀潘雨路忠德金圣堯儲(chǔ)天元程慶樂(lè)李縱橫王鴻宇6李乾袁勝利敖禹龔麗棟蔡萬(wàn)賢陳潘雷宇許建軍陶嘉杰高領(lǐng)嵩鄧澤生蔡邦春6.6周良輝李珍李瓊寧易勇志黃鳳崑馬杰郭新澤李文權(quán)伍昊劉良文雷玉沛廖榮健7.5張明星胡錦文譚韞張毅翁芬芬馬冰茜謝世鋼唐唯峰萬(wàn)奇李彤饒?chǎng)╂猛踝吓?.1汪燦陳伊軍佟蘊(yùn)哲王倞付海平賴輝森索夢(mèng)杰李晉陽(yáng)張瑞李武峰楊文婷交課設(shè)時(shí)間：2015年11月14日，上午8:3010:00,1201班交；上午10:0011.30,1202班交；下午2.304.00,1203班交，下午4.005.30,

8、1204班交。每個(gè)同學(xué)帶上自己的計(jì)算書與圖紙，到西六樓501辦公室交課設(shè)。1.2 建筑設(shè)計(jì)1.2.1 建筑設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想1）設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)工藝的要求，這是對(duì)設(shè)計(jì)的基本要求。2）應(yīng)創(chuàng)造良好的操作環(huán)境，有利于保證工人健康和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。3）應(yīng)滿足有關(guān)技術(shù)要求：(1) 廠房應(yīng)具有必要的堅(jiān)固耐久性能，使在外力、溫濕度變化、化學(xué)侵蝕等各種不利因素作用下可以確保安全；(2) 廠房建筑應(yīng)具有一定的靈活應(yīng)變能力，在滿足當(dāng)前使用的基礎(chǔ)上，適當(dāng)考慮到以后設(shè)備更新和工藝改革的需要，使遠(yuǎn)近期結(jié)合，提高通用性，并為以后的廠房改造和擴(kuò)建提供條件；(3) 設(shè)計(jì)廠房時(shí)應(yīng)遵守國(guó)家頒布的有關(guān)技術(shù)規(guī)范與規(guī)程。4）工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中要注意

9、提高建筑的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的綜合效益，三者間不可偏廢。5）工業(yè)建筑在適用、安全、經(jīng)濟(jì)的前提下，把建筑美與環(huán)境美列為設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，美化室內(nèi)外環(huán)境，創(chuàng)造良好的工作條件。3.1.1 建筑布置 綜合考慮工藝、結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)三方面的要求，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，廠房可不設(shè)置伸縮縫，廠房柱網(wǎng)具體布置如下圖所示：1.2.3 構(gòu)造簡(jiǎn)要說(shuō)明1）屋面及墻面構(gòu)造 屋面板和墻面板采用75mm厚巖棉夾芯彩板，在其縱橫向搭接處均應(yīng)設(shè)置連續(xù)密封膠條。屋面的坡度為1：10（1：12）的雙坡屋面，采用內(nèi)天溝有組織排水。2）地面構(gòu)造廠房的地面用素土夯實(shí)后鋪80厚C10混凝土，然后用20厚1：2水泥砂漿抹面。室內(nèi)地坪標(biāo)高為0.000，室

10、外地坪為-0.3m，在進(jìn)廠房門的室內(nèi)外做成斜坡。3）剛架防銹處理用各色硼鋇酚醛防銹漆F53-9打底，在選用各色醇酸磁漆C04-42作面漆。4) 門窗型號(hào)及數(shù)量門窗編號(hào)洞口尺寸（mm）選用圖集及規(guī)格數(shù)量附注寬高M(jìn)150006000廠家提供2鋁合金平開門C118001800廠家提供80鋁合金推拉窗C218001200廠家提供80鋁合金推拉窗1.3 課程設(shè)計(jì)要求1. 完成設(shè)計(jì)計(jì)算書一份（1） 設(shè)計(jì)資料、設(shè)計(jì)依據(jù)（2） 選擇門式鋼架的材料，并明確提出對(duì)保證項(xiàng)目的要求；（3） 確定門式剛架幾何尺寸，鋼架及柱支撐布置；（4） 進(jìn)行荷載匯集、檁條選擇與計(jì)算、剛架桿件初選、內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合，驗(yàn)算各桿件截面；

11、（5） 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)門式剛架屋脊節(jié)點(diǎn)、梁的拼接節(jié)點(diǎn)、梁柱連接節(jié)點(diǎn)、柱腳節(jié)點(diǎn)，隅撐設(shè)計(jì)計(jì)算。計(jì)算書書寫要求：（1）書寫工整（不能用圓珠筆或鉛筆），表示要清楚，計(jì)算步驟明確，計(jì)算公式和數(shù)據(jù)來(lái)源應(yīng)有依據(jù)；（2）圖表應(yīng)用得當(dāng)（應(yīng)附有與設(shè)計(jì)有關(guān)的插圖和說(shuō)明），各種圖形應(yīng)按比例并用儀器繪制。計(jì)算書中一定要求圖、文、表并茂！2. 繪制屋頂平面布置圖、門式剛架施工圖、柱支撐布置圖、節(jié)點(diǎn)詳圖要求：圖紙應(yīng)符合房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 500012001）和建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 501052001）的要求；按所給繪圖環(huán)境作圖。14柱網(wǎng)尺寸圖示意（參考圖）1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書剛架部分參考1.3.1結(jié)構(gòu)

12、體系本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系為橫向單跨雙坡門式剛架承重體系，跨度21米，門式剛架斜梁坡度為1:10?？v向?yàn)闄_條支撐體系，20跨，柱距6米。屋面板和墻面板采用75mm厚巖棉夾芯彩板，在其縱橫向搭接處均應(yīng)設(shè)置連續(xù)密封膠條。1.3.2結(jié)構(gòu)布置1.柱網(wǎng)布置綜合考慮工藝、結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面的要求，確定廠房柱網(wǎng)布置為：縱向20跨，跨度6米，橫向單跨，跨度21米。2.橫向框架結(jié)構(gòu)的主要尺寸、框架柱及橫梁(1) 橫向框架的結(jié)構(gòu)尺寸采用單跨雙坡門架，門架橫梁與門架柱剛性連接，剛架柱與地基礎(chǔ)的連接為錨栓剛性連接。結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖1 結(jié)構(gòu)示意圖框架主要尺寸為：（1）跨度：21m（2）柱高：9.9m（3）柱距：6m橫梁坡度

13、為1:10（2）框架柱及橫梁 框架柱采用等截面H型鋼柱，鋼材采用Q235鋼，橫梁采用分段變截面焊接工字形截面，鋼材采用Q235鋼。3. 墻架及柱間支撐布置墻架系由橫梁（墻梁）及拉條、窗鑲邊構(gòu)件、墻架柱、抗風(fēng)柱等構(gòu)件組成。其作用是支撐墻體，保證墻體的穩(wěn)定，并將墻體承受的風(fēng)荷載傳遞到廠房骨架和基礎(chǔ)上。柱間支撐為交叉腹桿體系，交叉腹桿體系最為經(jīng)濟(jì)且剛度較大。4. 屋蓋支撐布置 門式剛架的屋蓋支撐體系由縱向水平支撐、橫向水平支撐和系桿構(gòu)成。5.溫度縫的設(shè)置1.3.3靜力計(jì)算簡(jiǎn)圖 選取軸剛架為典型單元進(jìn)行靜力計(jì)算，計(jì)算單元如圖所示：圖2 計(jì)算單元1.3.4荷載計(jì)算1.荷載取值計(jì)算1.3.5檁條設(shè)計(jì)1）

14、截面選型按，檁條跨度,檁條高度，從而初選形檁條，檁距為，檁條跨度大于，故在檁條間跨設(shè)置拉條，在檐中處設(shè)置斜拉條和剛性撐桿。如圖 1 23 4 1.3.6 墻梁設(shè)計(jì)1) 截面選型初選形墻梁，間距為，墻梁跨度大于，故在墻梁間跨設(shè)置拉條一道。如圖圖5 墻梁布置1.3.7抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)每側(cè)山墻設(shè)置2根抗風(fēng)柱，則每根抗風(fēng)柱作用寬度為10.5米。1.3.8門式剛架設(shè)計(jì)1）計(jì)算簡(jiǎn)圖： 圖9 計(jì)算簡(jiǎn)圖8）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（1） 梁柱節(jié)點(diǎn)：采用如圖所示連接型式，螺栓布置如圖所示選取連接處最不利一組組合內(nèi)力值：螺栓驗(yàn)算：采用8.8級(jí)M22型摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，預(yù)拉力，連接表面用鋼絲刷除銹，。圖螺栓承受最大拉力值：螺栓群抗剪承

15、載力：故螺栓群抗拉、抗剪承載力滿足。連接板設(shè)計(jì)：協(xié)會(huì)規(guī)程（7.2.9）規(guī)定端板厚度根據(jù)支承條件計(jì)算確定，并不應(yīng)小于16mm。連接板計(jì)算類型為：兩邊支承類端板（端板平齊）。按照協(xié)會(huì)規(guī)程中相應(yīng)的公式計(jì)算各個(gè)板區(qū)的厚度值，然后取最大板厚作為最終值。受力最大的板區(qū)：，,，。取（2）梁拼接節(jié)點(diǎn)：如圖所示。 中間節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)選取連接處較不利的一組組合內(nèi)力值：G節(jié)點(diǎn)端：MGI= 98.22 kN.m NGI= -28.06 kN QGI= -2.81 kN。螺栓驗(yàn)算：采用8.8級(jí)M22型摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，預(yù)拉力，連接表面用鋼絲刷除銹，。初步采用12個(gè)高強(qiáng)螺栓，螺栓布置如圖所示。由于連接處剪力很小，抗剪顯然滿足

16、，故只需驗(yàn)算螺栓的抗拉承載力。螺栓群中單個(gè)承受的最大拉力值：故螺栓群抗拉、抗剪承載力滿足。連接板設(shè)計(jì)：端板厚度根據(jù)支承條件計(jì)算確定。圖兩邊支承板（端板平齊）：，,，。取端板厚度為。 H節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)選取連接處較不利的一組組合內(nèi)力值：G節(jié)點(diǎn)端：MGI=-31.16kN.m，NGI= -32.11 kN，QGI=37.69kN。螺栓驗(yàn)算：采用8.8級(jí)M22型摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，預(yù)拉力，連接表面用鋼絲刷除銹，。初步采用12個(gè)高強(qiáng)螺栓，螺栓布置如圖所示。由于連接處剪力很小，抗剪顯然滿足，故只需驗(yàn)算螺栓的抗拉承載力。螺栓群中單個(gè)承受的最大拉力值（不考慮壓力的有利影響）：故螺栓群抗拉、抗剪承載力滿足。連接板設(shè)計(jì)：端板厚度取相同板厚，取節(jié)點(diǎn)板厚度為。圖 I節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)選取連接處較不利的一組組合內(nèi)力值：G節(jié)點(diǎn)端：MGI=93.01kN.m，NGI= -29.14 kN，QGI=7.99kN。螺栓驗(yàn)算：采用8.8級(jí)M22型摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，預(yù)拉力，連接表面用鋼絲刷除銹，。初步采用8個(gè)高強(qiáng)螺栓，螺栓布置如圖所示。由于連接處剪力很小，抗剪顯然滿足，故只需驗(yàn)算螺