門(mén)式輕型鋼結(jié)構(gòu)雙跨廠房設(shè)計(jì) - 副本

1、武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文題目 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 總評(píng)成績(jī) 年 月 日摘 要IAbstractII1緒論12 結(jié)構(gòu)選型及布置23 荷載計(jì)算64 吊車(chē)梁的設(shè)計(jì)94.1 內(nèi)力分析94.2 截面選型114.3 截面驗(yàn)算124.4 加勁肋計(jì)算154.5 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算164.6 撓度驗(yàn)算164.7 焊縫連接計(jì)算165 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)185.1 荷載計(jì)算185.2 內(nèi)力分析195.3 截面選擇195.4 強(qiáng)度驗(yàn)算205.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算205.6 撓度驗(yàn)算216 門(mén)式剛架設(shè)計(jì)226.1 荷載分析226.2 作用在剛架上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值236.3 鋼架計(jì)算簡(jiǎn)圖256.4 內(nèi)

2、力計(jì)算256.5 荷載組合346.6 截面驗(yàn)算357 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)577.1 斜梁與邊柱的連接節(jié)點(diǎn)577.2 中柱與雙邊斜梁連接節(jié)點(diǎn)597.3 梁梁端板節(jié)點(diǎn)617.4 屋脊端板節(jié)點(diǎn)627.5 邊柱和中柱柱腳設(shè)計(jì)648 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)768.1 基礎(chǔ)的選擇768.2 基礎(chǔ)埋深768.3 地質(zhì)水文資料768.4 基礎(chǔ)尺寸的確定778.5 基礎(chǔ)截面配筋計(jì)算81參考文獻(xiàn)83致謝84附表A 鋼架非地震作用內(nèi)力組合表85摘 要 本設(shè)計(jì)為輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房，采用輕型門(mén)式剛架體系，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，跨度大，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工期短，相應(yīng)降低投資成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。它在我國(guó)有著較為廣泛的應(yīng)用前景。輕型鋼結(jié)構(gòu)的屋面荷載較輕

3、，因而桿件截面較小、較薄。它除具有普通鋼結(jié)構(gòu)的自重較輕、材質(zhì)均勻、應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確可靠、加工制造簡(jiǎn)單、工業(yè)化程度高、運(yùn)輸安裝方便等特點(diǎn)外，一般還具有取材方便、用料較省、自重更輕等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分包括結(jié)構(gòu)選型和布置、荷載計(jì)算、吊車(chē)梁設(shè)計(jì)、抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)、檁條和墻梁設(shè)計(jì)、門(mén)式鋼架設(shè)計(jì)、支撐設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（手算電算對(duì)比，內(nèi)力組合），節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。各章節(jié)都詳細(xì)演算了主要構(gòu)件的計(jì)算過(guò)程。本次設(shè)計(jì)圖紙部分有：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，廠房平面圖，立面剖面，節(jié)點(diǎn)詳圖，剛架施工圖，廠房檁條墻梁布置圖，吊車(chē)梁施工圖，支撐布置圖，基礎(chǔ)平面布置圖。關(guān)鍵詞： 輕型鋼結(jié)構(gòu)； 門(mén)式剛架； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。Abs

4、tractThe design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits. In China it has a more extensive applica

5、tion prospects. Light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. In addition to its ordinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate and reliable stress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, transport and

6、 other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter weight .The design specification is structural design.Part of the structural design, including program selection, the design of the crane beam, purlin design, pillar of wind

7、-resistant design, corbel design, rigid frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. Chapters detail the main components of calculus calculation.Foundation programs include ground handling, foundation design. Part of the design drawings are as fo

8、llows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, foundation plan, lime-soil compaction pile layout map . Key Words: Light steel structure； Portal frame； Structural design； foundat

9、ion design.1緒論結(jié)構(gòu)體系是指“結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用較薄板件，設(shè)計(jì)時(shí)考 慮板件局部失穩(wěn)后的后繼強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)體系”。門(mén)式剛架是典型的輕型鋼結(jié)構(gòu)，也是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的輕型鋼結(jié)構(gòu)。門(mén)式剛架屬于平面結(jié)構(gòu)，它們?cè)诳v向構(gòu)件、支撐和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系下形成空間的穩(wěn)定體系，結(jié)構(gòu)只有組成空間穩(wěn)定整體，才能承擔(dān)各種荷載和其他外在效應(yīng)。所以在考慮建筑功能和經(jīng)濟(jì)條件下后本設(shè)計(jì)選用單層輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)。本廠房建筑面積近2808，為單層鋼結(jié)構(gòu)建筑。單層廠房為四坡雙跨門(mén)式剛架,跨度為18m+18m，長(zhǎng)度78m，寬度36m，柱高10.00m，剛架柱距6m，屋面坡度8%,屋面板為壓型鋼板,檁條采用薄壁卷邊C型， 檁條間距1

10、.5m，墻梁間距2.0m。門(mén)式剛架采用Q345鋼，屋面檁條、墻架檁條采用Q235-B鋼，焊條采用E43型，外墻墻面為彩色壓型鋼板， 每跨設(shè)置一臺(tái)150吊車(chē)，牛腿標(biāo)高6.50米。 安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年。 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙類(lèi)。 防火等級(jí)為二級(jí)。2 結(jié)構(gòu)選型及布置結(jié)構(gòu)選型 經(jīng)分析，由于本廠房荷載較小，故選用質(zhì)量較輕、工業(yè)化程度較高、施工周期短、結(jié)構(gòu)形式較簡(jiǎn)單的輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)。梁、柱節(jié)點(diǎn)為剛性連接的門(mén)式鋼架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、剛度良好、受力合理、使用空間大及施工方便等特點(diǎn)，并便于工業(yè)化，商品化的制品生產(chǎn)，與輕型維護(hù)材料想配套的輕型鋼結(jié)構(gòu)框架體系已廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。單層門(mén)式鋼架適用

11、于一般工業(yè)于民用建筑及公用建筑、商業(yè)建筑，也可用于吊車(chē)起重量不大（Q15t）且跨度不大的工業(yè)廠房。材料的選擇 材料選擇根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中的相關(guān)規(guī)定選取，本廠房是輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)，廠房柱、梁、吊車(chē)梁構(gòu)件選用Q345鋼。檁條、壓型鋼板柱間支撐等結(jié)構(gòu)構(gòu)件均選用Q235鋼材。 焊條選用：Q235鋼與Q235鋼，Q235鋼與Q345鋼之間的焊接連接采用E43型焊條；Q345鋼與Q345鋼之間的焊接采用E50型焊條。柱網(wǎng)布置本廠房建筑面積2808m，其中柱距6m，對(duì)于跨度的選擇，應(yīng)盡量選擇較大的跨度。跨度較大可以擴(kuò)大柱網(wǎng)，這樣可以底稿廠房的通用性，擴(kuò)大生產(chǎn)面積，節(jié)約

12、用地，加快建設(shè)速度，提高吊車(chē)的服務(wù)范圍，因此本廠房采用9m和18m的跨度。并根據(jù)工藝要求設(shè)為雙跨。柱網(wǎng)布置圖如圖2.1所示。 圖 2.1 屋面布置根據(jù)屋面壓型鋼板的規(guī)格，檁條沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.3.1之規(guī)定，由于檁條跨度為6m9m，故采用實(shí)腹式檁條。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.3.5和6.3.6之規(guī)定，應(yīng)在檁條中間處設(shè)置一道拉條，拉條采用8圓鋼，圓鋼拉條設(shè)在距檁條上翼緣1/2腹板高度范圍內(nèi)，屋脊拉條為剛性。 柱間支撐及布置根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中4.5.

13、2之規(guī)定應(yīng)在廠房?jī)啥说谝恢g設(shè)置柱間支撐，并應(yīng)在中間一個(gè)柱間設(shè)置柱間支撐，柱間支撐分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐布置。兩端氣第二跨設(shè)上下柱支撐，中間設(shè)上下柱支撐。在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間，宜同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。當(dāng)有起重量不小于5t的吊車(chē)時(shí)，柱間宜采用型鋼支撐，形式為十字交叉。 屋蓋支撐及布置由于本廠房長(zhǎng)78m，寬36m，根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中4.5.2之規(guī)定，將整個(gè)廠房可劃分為一個(gè)溫度區(qū)段。因此在廠房?jī)啥说谝粋€(gè)柱間支撐設(shè)置橫向水平支撐。此外，還應(yīng)在廠房中間柱間內(nèi)設(shè)置屋蓋橫向水平支撐，并應(yīng)在上述相應(yīng)位置設(shè)置剛性系桿。 墻面結(jié)構(gòu)布置 根據(jù)墻板的

14、板型和規(guī)格，墻梁的布置沿高度方向間距每隔2.0m布置一道，根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中8.4.2之規(guī)定，本廠房跨度6m，應(yīng)在跨中中間處設(shè)置一道拉條，拉條承擔(dān)的墻體自重通過(guò)斜拉條傳至承重柱和墻架柱，且應(yīng)每隔5道拉條設(shè)置一對(duì)斜拉條，以分段傳遞墻體自重，拉條為8圓鋼。 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.4.2節(jié)，應(yīng)設(shè)置門(mén)柱窗柱，且由于門(mén)柱、窗柱需承受墻板重及自重，所以應(yīng)考慮為雙向受彎構(gòu)件。3 荷載計(jì)算 3.1 永久荷載統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)自重（包括屋面板、檁條、支撐、斜梁、墻架等），初步計(jì)算時(shí)，此折算荷重按（標(biāo)準(zhǔn)值）近似采用。 3.2 活荷載統(tǒng)計(jì) 按照設(shè)計(jì)要

15、求：對(duì)不上人屋面一般按?。?biāo)準(zhǔn)值）取用雪荷載：，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001，鐘祥市時(shí)， 風(fēng)荷載：，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001，鐘祥市時(shí)，基本風(fēng)壓為，門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程附錄A.0.1條：基本風(fēng)壓，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009的規(guī)定值乘以1.05采用；故基本風(fēng)壓取 ，地面粗糙等級(jí)為B級(jí)，風(fēng)振系數(shù)。 圖3.1 左風(fēng)作用下風(fēng)荷載體形系數(shù) 3.3 吊車(chē)荷載吊車(chē)采用A5級(jí)10t電動(dòng)橋式吊車(chē)，小車(chē)重g=3.8t ，吊車(chē)總重18.0t，最大輪壓Pmax=115KN，最小輪壓Pmin=25KN。18m內(nèi)一臺(tái)10t吊車(chē)如下圖所示吊車(chē)豎向荷載：（標(biāo)注

16、值/設(shè)計(jì)值）吊車(chē)橫向荷載： 3.4 整個(gè)廠房各部分作用的荷載（標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值）18米跨 屋面 恒荷載 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： 活荷載 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： 風(fēng)荷載 （設(shè)計(jì)值）：左風(fēng)時(shí) 右風(fēng)時(shí) 4 吊車(chē)梁的設(shè)計(jì)吊車(chē)梁跨度 L=6m，無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)，鋼材采用Q345，焊條采用E50 系列，吊車(chē)梁資料如下：吊車(chē)采A5級(jí)10t電動(dòng)橋式吊車(chē)，查知:寬度B=5550mm，軌道中心至吊車(chē)外端距離B1=230，跨度L=18m。軌頂以上高度H=2140mm，輪距K=4400m，小車(chē)重g=3.8t，吊車(chē)總重G=18.0t，最大輪壓 圖4.1 吊車(chē)尺寸Pmax=115KN,最小輪壓Pmin=25KN,吊車(chē)尺寸如4.1所示。軌

17、道類(lèi)型：43kg/m ,軌高為140mm。 4.1 內(nèi)力分析4.1.1 吊車(chē)梁的最大豎向彎矩 當(dāng)?shù)踯?chē)輪位置如圖4.2所示時(shí)，吊車(chē)梁的豎向彎矩最大。圖4.2 最不利輪位布置及內(nèi)力 吊車(chē)豎向荷載動(dòng)力系數(shù) ，近似輪壓乘荷載增大系數(shù)，吊車(chē)荷載分項(xiàng)系數(shù)，軟鉤吊車(chē)取，則： 豎向計(jì)算輪壓： 在處剪力：4.1.2 吊車(chē)梁的最大剪力Vmax 求最不利輪位布置如4.3所示 圖4.3 最不利輪位布置如圖所示4.1.3 吊車(chē)梁的最大水平彎矩 由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50205-2001 5.1.2之規(guī)定知 ，每個(gè)輪上的橫向荷載設(shè)計(jì)值為： 4.1.4 吊車(chē)梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大彎矩（求豎向撓度用）4.2 截面選

18、型 鋼材為Q345,其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：抗彎 （） 抗剪 （）4.2.1 梁高h(yuǎn) 需要的截面模量：按經(jīng)濟(jì)條件確定：最小高度建筑凈空無(wú)要求，故初選腹板高度。4.2.2 腹板厚度 按經(jīng)驗(yàn)公式：按抗剪要求：取。4.2.3 翼緣板尺寸 需要的翼緣板面積約為：翼緣寬度 翼緣厚度 翼緣板外伸寬度 翼緣板外伸寬度與厚度之比 滿足局部穩(wěn)定要求4.3 截面驗(yàn)算4.3.1 截面幾何特性 吊車(chē)梁斷面尺寸如圖4.4所示 圖4.4 4.3.2 強(qiáng)度驗(yàn)算 (1)上翼緣正應(yīng)力(2) 剪應(yīng)力 4.3.3 整體穩(wěn)定驗(yàn)算用 計(jì)算由于截面對(duì)稱，則則 4.3.4 局部穩(wěn)定驗(yàn)算 應(yīng)按計(jì)算配置橫向加勁肋。加勁肋間距計(jì)算： 間距a =（0.5

19、-2）h0取a=1000mm4.4 加勁肋計(jì)算4.4.1 橫向加勁肋在腹板兩側(cè)成對(duì)出現(xiàn)外伸寬度：厚度： 采用。4.4.2支座加勁肋采用 則穩(wěn)定性驗(yàn)算：按承受最大支座反力的軸心壓桿，驗(yàn)算在腹板平面外的穩(wěn)定。端部承壓力計(jì)算： 此截面屬b類(lèi)，由，查表得，整體穩(wěn)定：驗(yàn)算斷面承壓應(yīng)力： 支承加勁肋與腹板的連接焊縫計(jì)算： 需要的焊腳尺寸為： 最小焊腳尺寸：，取。4.5 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 因本廠房吊車(chē)為中級(jí)工作制，故吊車(chē)梁可不進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。4.6 撓度驗(yàn)算4.7 焊縫連接計(jì)算4.7.1 上翼緣與腹板連接焊縫 上翼緣對(duì)中和軸面積距： 取，則 4.7.2 下翼緣與腹板連接焊縫 因截面對(duì)稱，故和上翼緣與腹板的連接

20、焊縫相同。4.7.3 支座加勁肋與腹板連接焊縫滿足要求。5 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)5.1 荷載計(jì)算5.1.1 永久荷載 山墻墻面板及墻梁 自重為： 。 抗風(fēng)柱自重 ： 5.1.2 風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓，廠房跨中不設(shè)置抗風(fēng)柱，柱高10.0m。地面類(lèi)別為B類(lèi)，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001表7.2.1 得：； 風(fēng)壓體型系數(shù)由門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102:2002附錄A表A.0.2-4查出,， 則風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值： 5.1.3 單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計(jì)值永久荷載設(shè)計(jì)值： 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值： 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 5.2 內(nèi)力分析 抗風(fēng)柱的柱腳和柱頂分別由基礎(chǔ)和屋面支撐提供豎向及水平支撐，計(jì)算簡(jiǎn)

21、圖如圖5.1所示。圖5.1 抗風(fēng)柱計(jì)算簡(jiǎn)圖構(gòu)件最大軸壓力： 構(gòu)件最大彎矩： 5.3 截面選擇 選用 型柱，則柱截面特性：；。5.4 強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003公式（5.2.1）： 滿足要求。5.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算5.5.1 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003公式（5.2.2-1）,繞強(qiáng)軸的長(zhǎng)細(xì)比： 因?yàn)?，所以?duì)軸屬a類(lèi)，對(duì)軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003附錄C的類(lèi)截面得：，則 所計(jì)算段無(wú)端彎矩但有橫向荷載，故5.5.2 彎矩作用平面外的穩(wěn)定 繞弱軸的長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算考慮墻面墻梁隅撐的支持作用,計(jì)算長(zhǎng)度取為墻梁的間1.4m

22、根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003公式(5.2.2-3),繞弱軸的長(zhǎng)細(xì)比： 因?yàn)?，所以?duì)軸屬a類(lèi)，對(duì)軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003附錄C的b類(lèi)截面得： 計(jì)算段有端彎矩和橫向荷載作用，并使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率，故取，則： 滿足要求。5.6 撓度驗(yàn)算 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50017-2003附錄A續(xù)表A.1.1,在橫向風(fēng)荷載作用下,抗風(fēng)柱水平撓度為：滿足要求。8 門(mén)式剛架設(shè)計(jì)8.1 荷載分析8.1.1 永久荷載 結(jié)構(gòu)自重（包括屋面板、檁條、支撐、斜梁、墻架等），初步計(jì)算時(shí)，此折算荷重按（標(biāo)準(zhǔn)值）近似采用。輕質(zhì)墻面和墻梁標(biāo)準(zhǔn)值為，剛架柱自重標(biāo)準(zhǔn)值為。8.1.2 可變

23、荷載 活載： 計(jì)算剛架取 雪載: 8.1.3 風(fēng)載 基本風(fēng)壓, 基本風(fēng)壓建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001取，地面粗糙等級(jí)為B級(jí)，以柱頂為準(zhǔn)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)。8.1.4 吊車(chē)荷載 吊車(chē)每個(gè)大車(chē)輪子傳遞的吊車(chē)橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 吊車(chē)豎向荷載設(shè)計(jì)值： 橫向水平荷載：8.2 作用在剛架上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值8.2.1 作用于柱上的線荷載 考慮剛柱自重柱上線荷載為：邊柱為 中柱為 8.2.2 屋面與檁條引起的線荷載考慮剛架梁自重，屋面與檁條引起的線荷載： 8.2.3 屋面活荷載引起的線荷載由于屋面活荷載小于雪荷載，取雪荷載，則由雪荷載引起的線荷載： 8.2.4 風(fēng)荷載引起的線荷載 由3.5知風(fēng)荷

24、載引起的線荷載為 左風(fēng)：左邊柱上的線荷載設(shè)計(jì)值： 右邊柱上的線荷載設(shè)計(jì)值：左邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 左邊背風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 右邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 右邊背風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 右風(fēng)：右邊柱上的線荷載設(shè)計(jì)值： 左邊柱上的線荷載設(shè)計(jì)值： 右邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 右邊背風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 左邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 左邊背風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計(jì)值： 8.2.5 吊車(chē)引起的線荷載（1） 最大輪壓作用于邊柱列 邊柱列所受豎向力及彎矩： 中柱列所受豎向力及彎矩： （2） 最大輪壓作用于中柱列 中柱列所受豎向力及彎矩： 邊柱列所受豎向力及彎矩： （3） 橫向荷載作用

25、 8.3 鋼架計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)鋼架進(jìn)行節(jié)點(diǎn)、單元編號(hào)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖8.1所示 圖8.1 鋼架計(jì)算簡(jiǎn)圖8.4 內(nèi)力計(jì)算 由力學(xué)求解器分別求出不同荷載作用下的軸力、剪力和彎矩圖，以及各個(gè)單元、節(jié)點(diǎn)的數(shù)值，如表8.1所示。 表8.1 各種荷載作用下的內(nèi)力圖及數(shù)值1 永久荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（） 軸力圖（） 剪力圖（） 彎矩圖（）2 可變荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖（） 軸力圖（） 剪力圖（） 彎矩圖（）3 左風(fēng)計(jì)算簡(jiǎn)圖（） 軸力圖（） 剪力圖（） 彎矩圖（） 4 吊車(chē)工況一計(jì)算簡(jiǎn)圖（） 軸力圖（） 剪力圖 （） 彎矩圖（） 5 吊車(chē)工況二計(jì)算簡(jiǎn)圖（） 軸力圖（） 剪力圖 （） 彎矩圖（）6 吊車(chē)工況三計(jì)算簡(jiǎn)圖（） 軸力圖（） 剪

26、力圖 （） 彎矩圖（）8.5 荷載組合8.5.1 荷載組合種類(lèi)（1） 1.2恒載 + 1.4活載（2） 1.0恒載 + 1.4風(fēng)載（3） 1.2恒載 +1.4吊車(chē)荷載（4） 1.2恒載 +0.85(1.4活載+1.4風(fēng)載+1.4吊車(chē)荷載)8.5.2 荷載組合計(jì)算 不考慮地震作用，荷載組合計(jì)算得到最不利組合值，見(jiàn)附表1；8.6 截面驗(yàn)算8.6.1 截面選擇初選梁柱截面及截面特性如表8.2所示。表8.2 梁柱截面及截面特性邊柱和中柱截面； ； ； ； ； ； 。 剛架斜梁 (7)、（10）（11）、（14）大頭處斷面； ； ； ； ； 。 剛架斜梁(7)、（10）（11）、（14）小頭處斷面； ；

27、 ； ； ； 。8.6.2 最大寬厚比驗(yàn)算 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002第（6.1.1）條進(jìn)行板件最大寬厚比驗(yàn)算。（1） 翼緣板自由外伸寬厚比中柱和邊柱截面： 斜梁變截面大頭處： 斜梁變截面小頭處： 均滿足技術(shù)規(guī)程的限值要求。（2） 腹板寬厚比中柱和邊柱截面： 斜梁變截面大頭處： 斜梁變截面小頭處： 均滿足技術(shù)規(guī)程的限值要求。8.6.3 左邊柱驗(yàn)算（1） 最不利內(nèi)力組合值第一組：；。第二組：；。（2） 強(qiáng)度驗(yàn)算截面特性：； 取第一組內(nèi)力計(jì)算； 。 截面邊緣正應(yīng)力比值： 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-4）因，計(jì)算可用代替式（

28、6.1.1-3）中的 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-2），有效寬度系數(shù)為 ，即此時(shí)截面全部有效，同時(shí)。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。 ，滿足要求。在剪力V，彎矩M，軸壓力N共同作用下：因?yàn)椋海?所以：。 強(qiáng)度滿足要求。 取第二組內(nèi)力計(jì)算； 。 截面邊緣正應(yīng)力比值： 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-4）因，計(jì)算可用代替式（6.1.1-3）中的 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)

29、構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-2），有效寬度系數(shù)為 ，即此時(shí)截面全部有效，同時(shí)。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。 ， 滿足要求。在剪力V，彎矩M，軸壓力N共同作用下：因?yàn)椋海?所以：。 強(qiáng)度滿足要求。（3） 穩(wěn)定驗(yàn)算 上段柱穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)力組合取 a 上段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)求單階柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。柱線剛度： 計(jì)算柱上端可移動(dòng)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的單階柱下端的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)：由，試值法得查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

30、規(guī)范（GB 50017-20030）表5.3.4得折減系數(shù)為0.8。上段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)為： 下段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)為： 上段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為： 上段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算： ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄C-1得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 等效彎矩系數(shù) 滿足要求。b 上段柱平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算已知在邊柱平面外柱高6.5m處設(shè)置柱間支撐，即平面外計(jì)算長(zhǎng)度：； ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄C-2得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 取， 滿足要求。 下段柱穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)力組合取最不利內(nèi)力組合為第一組和第

31、二組。a 下段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算下段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為： 下段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算： ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄C-1得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 等效彎矩系數(shù) 滿足要求。b 下段柱平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算已知在邊柱平面外柱高6.5m處設(shè)置柱間支撐，即平面外計(jì)算長(zhǎng)度：； ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄C-2得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 取， 滿足要求。8.6.4 右邊柱驗(yàn)算最不利內(nèi)力組合值如下：第一組：；。第二組：；。因右邊柱同左邊柱截面選型相同，且不利內(nèi)力值也和左邊柱相同，故同理，右邊柱強(qiáng)度及穩(wěn)定

32、性均滿足要求。8.6.5 中柱驗(yàn)算（1） 最不利內(nèi)力組合值第一組：；。第二組：；。（2） 強(qiáng)度驗(yàn)算截面特性：； 取第一組內(nèi)力計(jì)算； 截面邊緣正應(yīng)力比值： 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-4） 因，計(jì)算可用代替式（6.1.1-3）中的 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-2），有效寬度系數(shù)為 ，即此時(shí)截面全部有效，同時(shí)。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。 ，滿足要求。在剪力V，

33、彎矩M，軸壓力N共同作用下：因?yàn)椋海?所以： 強(qiáng)度滿足要求。 取第二組內(nèi)力計(jì)算； 截面邊緣正應(yīng)力比值： 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-4）因，計(jì)算可用代替式（6.1.1-3）中的 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-3） 所以根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-2），有效寬度系數(shù)為 ，即此時(shí)截面全部有效，同時(shí)。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002（6.1.1-8）抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：。 ，滿足要求。在剪力V，彎矩M，軸壓力N共同作用下：因?yàn)椋海?所以：。 強(qiáng)度

34、滿足要求。（3） 穩(wěn)定驗(yàn)算 牛腿上部穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)力組合取 a 牛腿上部平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)求單階柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。柱線剛度： 計(jì)算柱上端可移動(dòng)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的單階柱下端的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)：由，試值法得查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)表5.3.4得折減系數(shù)為0.8。上段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)為： 下段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)為： 上段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為： 上段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算： ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄C-1得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 等效彎矩系數(shù) 滿足要求。b 牛腿上部平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算已知在

35、邊柱平面外柱高6.5m處設(shè)置柱間支撐，即平面外計(jì)算長(zhǎng)度：； ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄C-2得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 取， 滿足要求。 牛腿下部穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)力組合取最不利組合值第一組和第二組。 a 牛腿下部平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算下段柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為： 下段柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算： ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄C-1得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 等效彎矩系數(shù) 滿足要求。b 牛腿下部平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算平面外計(jì)算長(zhǎng)度：； ，對(duì)x軸屬a類(lèi)；對(duì)y軸屬b類(lèi)。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附錄

36、C-2得，桿件軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)為：。 取， 滿足要求。9 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)9.1 斜梁與邊柱的連接節(jié)點(diǎn)9.1.1 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算（1) 選螺栓 節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M22高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接,預(yù)應(yīng)力：； 構(gòu)件接觸面采用噴砂處理,摩擦面抗滑移系數(shù)： 。（2） 連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值 （3） 節(jié)點(diǎn)板連接螺栓布置圖 節(jié)點(diǎn)板連接螺栓布置圖如圖9.1所示 圖9.1 梁和邊柱節(jié)點(diǎn)螺栓群布置圖(4) 強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)螺栓的最大拉力： 單個(gè)高強(qiáng)螺栓的抗拉承載力: 單個(gè)螺栓的抗剪承載力： 故螺栓抗剪抗拉均滿足要求。9.1.2 端板厚度驗(yàn)算 根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102：2002）7.2.9-3a。 取。9.

37、1.3 腹板厚度驗(yàn)算翼緣內(nèi)第一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值： 螺栓中心到腹板表面的距離：。腹板厚度：。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102：2002）7.2.11-2 滿足要求。9.1.4 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)有斜向加勁肋，節(jié)點(diǎn)域抗剪不需要驗(yàn)算。9.2 中柱與雙邊斜梁連接節(jié)點(diǎn)9.2.1 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算（1) 選螺栓節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M22高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接,預(yù)應(yīng)力：；構(gòu)件接觸面采用噴砂處理,摩擦面抗滑移系數(shù)： 。（2） 連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值 （3） 節(jié)點(diǎn)板連接螺栓布置圖 節(jié)點(diǎn)板連接螺栓布置圖如圖9.2所示 圖9.2 梁和中柱節(jié)點(diǎn)螺栓群布置圖(4) 強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)螺栓的最大拉力： 單個(gè)

38、高強(qiáng)螺栓的抗拉承載力: 單個(gè)螺栓的抗剪承載力： 故螺栓抗剪抗拉均滿足要求。9.2.2 端板厚度驗(yàn)算根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS102：2002) 7.2.9-3a。 取。9.2.3 腹板厚度驗(yàn)算翼緣內(nèi)第一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值： 螺栓中心到腹板表面的距離：。腹板厚度：。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS102：2002) 7.2.11-1 滿足要求。9.2.4 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)承受的彎矩:；節(jié)點(diǎn)域高度：；節(jié)點(diǎn)域?qū)挾龋?；?jié)點(diǎn)域厚度：； 滿足要求，不必設(shè)置加勁肋。9.3 梁梁端板節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)比較，梁跨區(qū)間內(nèi)荷載均較中柱與梁節(jié)點(diǎn)處小，所以梁與梁連接點(diǎn)均按梁與中柱連接處

39、設(shè)置。設(shè)置8顆10.9級(jí)M22高強(qiáng)螺栓， 構(gòu)件接觸面采用噴砂處理。9.4 屋脊端板節(jié)點(diǎn)9.4.1 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算（1) 選螺栓 節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M22高強(qiáng)度摩擦型螺栓連接,預(yù)應(yīng)力：；構(gòu)件接觸面采用噴砂處理,摩擦面抗滑移系數(shù)： 。（2） 連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值 (3)節(jié)點(diǎn)板連接螺栓布置圖 節(jié)點(diǎn)板連接螺栓布置圖如圖9.3所示 圖9.3 梁梁節(jié)點(diǎn)螺栓群布置圖(4) 強(qiáng)度驗(yàn)算單個(gè)螺栓的最大拉力： 單個(gè)高強(qiáng)螺栓的抗拉承載力: 故螺栓抗剪抗拉均滿足要求。9.4.2 端板厚度驗(yàn)算根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS102：2002) 7.2.9-3a。取。9.4.3 腹板厚度驗(yàn)算翼緣內(nèi)第一個(gè)螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值： 螺栓中心到腹板表面的距離：。腹板厚度：。根據(jù)門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS102：2002)7.2.11-1 滿足要求。9.4.4 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)承受的彎矩:；節(jié)點(diǎn)域高度：；節(jié)點(diǎn)域?qū)挾龋?；?jié)點(diǎn)域厚度：； 滿足要求，不必設(shè)置加勁肋。9.5 邊柱和中柱柱腳設(shè)計(jì)9.5.1 內(nèi)力設(shè)計(jì)值9.5.2 底板尺寸選擇取底板寬度為：；長(zhǎng)度：。柱腳設(shè)計(jì)