單跨單層鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第26頁 共26頁河北工程大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)滄州市黃驊市某結(jié)構(gòu)廠單層單跨廠房院系名稱： 成人教育學(xué)院專業(yè)年級(jí)：二一一級(jí)土木工程學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名： 梁 圓 指導(dǎo)教師：_劉君旺 _ _張?jiān)铺峤蝗掌冢篲2013年 5月 10 日目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc282777028 一、建筑設(shè)計(jì)總說明3 HYPERLINK l _Toc282777034 （1）工程概況3 HYPERLINK l _Toc282777034 （2）結(jié)構(gòu)功能及特點(diǎn)3 HYPERLINK l _Toc282777034 （3）設(shè)計(jì)資料3 HYPERLINK l _To

2、c282777029 二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及布置4 HYPERLINK l _Toc282777034 （1）柱網(wǎng)和變形縫設(shè)計(jì)4 HYPERLINK l _Toc282777034 （2）屋蓋結(jié)構(gòu)與支撐布置5 HYPERLINK l _Toc282777030 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書7 HYPERLINK l _Toc282777034 （1）荷載計(jì)算與荷載簡(jiǎn)圖7 HYPERLINK l _Toc282777034 （2）內(nèi)力分析10 HYPERLINK l _Toc282777034 （3）鋼架設(shè)計(jì)13四、致謝 HYPERLINK l _Toc282777030 22 建 筑 設(shè) 計(jì) 總 說 明一、

3、工程概況 1工程名稱：滄州市黃驊市某車間廠房 2.工程總面積：2590.66 3.結(jié)構(gòu)形式：輕型門式鋼架二、結(jié)構(gòu)功能及特點(diǎn)該擬建的建筑位于黃驊市郊區(qū)，設(shè)計(jì)內(nèi)容：型鋼結(jié)構(gòu)廠房，此建筑占地面積2590.66。平面設(shè)計(jì)建筑物朝向?yàn)槟媳毕?，單跨廠房，跨度為24m，柱距為7.5m，采用柱網(wǎng)為24m7.5m，縱向定位軸線采用封閉式結(jié)合方式。立面設(shè)計(jì)該建筑立面為了滿足采光和美觀需求，設(shè)置了大面積的玻璃窗。剖面設(shè)計(jì)吊車梁軌頂標(biāo)高為8m，柱子高度H=10.5。防火防火等級(jí)為二級(jí)丁類，設(shè)一個(gè)防火分區(qū)，安全疏散距離滿足房門只外部出口或封閉式樓梯間最大距離。室內(nèi)消火栓設(shè)在兩側(cè)縱墻處，兩側(cè)及中間各設(shè)兩個(gè)消火栓，滿足間距

4、小于50m的要求。抗震建筑的平面布置規(guī)則，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化均勻，滿足抗震要求。屋面屋面形式為坡屋頂：坡屋頂排水坡度為10%，排水方式為有組織內(nèi)排水。屋面做法采用01J925-1壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造中夾芯鋼板屋面。排水排水形式為無組織內(nèi)排水。三、設(shè)計(jì)資料自然條件工程地質(zhì)條件：場(chǎng)區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)單，無不利工程地質(zhì)現(xiàn)象，條件良好，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值1000Kpa，為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，場(chǎng)區(qū)內(nèi)無地下水。凍土深度為0.5m?？拐鹪O(shè)防：6度防火等級(jí)：二級(jí)建筑物類型：丙類恒荷載:彩色壓型鋼板0.35KN/，檁條0.06 KN/活荷載:層面活載和雪載0.3 KN/（100年）凍土深度：0.5m工程做法散

5、水做法：混凝土散水50厚C15混凝土撒1:1水泥沙子，壓實(shí)趕光150厚3:7灰土墊層素土夯實(shí)向外坡4%地面做法：混凝土地面100厚C15混凝土隨打隨抹上撒1:1水泥沙子，壓實(shí)抹光150厚3:7灰土(灰土墊層)素土夯實(shí)屋面做法：夾芯屋面板（JxB42-333-1000）工程做法見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集01J925-1墻面做法：200厚夾芯墻面板（JxB-Qy-1000）工程做法見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集01J925-1結(jié) 構(gòu) 構(gòu) 件 選 型 及 布 置柱網(wǎng)和變形縫的布置柱網(wǎng)的布置廠房縱向柱距為7.5米，雙跨廠房，每跨跨度為24米。柱網(wǎng)布置如下圖3-1圖3-1 柱網(wǎng)布置圖變形縫布置普通鋼結(jié)構(gòu)廠房的溫度區(qū)段的最大長(zhǎng)度如下

6、表所示，結(jié)構(gòu)情況溫度區(qū)段長(zhǎng)度/m縱向溫度區(qū)段（垂直屋架跨度方向）橫向溫度區(qū)段（沿屋架跨度方向）柱頂剛接柱頂鉸接采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋220120150熱車間和采暖地區(qū)的飛非采暖房屋180100125露天結(jié)構(gòu)120該廠房長(zhǎng)105m，寬24m，按照上表的要求，可以不設(shè)溫度縫。且廠房為規(guī)整的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)抗震縫和沉降縫。屋蓋結(jié)構(gòu)與支撐布置廠房的屋面材料為夾芯壓型鋼板，屬于輕型屋面材料，屋蓋結(jié)構(gòu)為有檁體系，屋面荷載通過檁條傳到屋架接點(diǎn)上。屋蓋結(jié)構(gòu)由檁條、拉條、撐桿、系桿和必要的支撐桿件組成。檁條與拉條布置檁條布置間距與屋架上弦節(jié)點(diǎn)間距相一致，以便于屋架節(jié)點(diǎn)相連。在屋脊處設(shè)置為雙檁條，以便代替

7、剛性系桿的作用。在屋架跨中布置一道拉條，在屋架兩端檁條間布置斜拉條和直撐桿。圖2-2 檁條、拉條布置圖屋蓋支撐布置普通鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋蓋支撐包括上弦橫向支撐、下弦橫向支撐與縱向支撐、屋架豎直支撐、系桿及角隅撐等。上弦橫向水平支撐在廠房?jī)啥思爸胁康谝婚_間內(nèi)設(shè)置橫向水平支撐。下弦橫向水平支撐在廠房?jī)啥思爸胁康谝婚_間內(nèi)設(shè)置橫向水平支撐，且與上弦橫向水平支撐在同一開間。上弦縱向水平支撐屋架間距為7.5m，且支座設(shè)在下弦，故可以不設(shè)置上弦縱向水平支撐。下弦縱向水平支撐廠房?jī)?nèi)設(shè)有重級(jí)工作制吊車，故需設(shè)置下弦縱向水平支撐，下弦縱向水平支撐與屋架下弦橫向水平支撐一起形成封閉體系以增加屋蓋的空間剛度。豎直支撐在梯

8、形屋架跨中和兩端豎腹桿所在平面內(nèi)各設(shè)置一道豎直支撐。系桿在豎直支撐所在平面內(nèi)的屋架上下弦節(jié)點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)系桿。在屋架支座節(jié)點(diǎn)處和上弦屋脊節(jié)點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)剛性系桿。在屋架下弦跨中設(shè)置一條通長(zhǎng)水平系桿，上弦橫向水平支撐在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置通長(zhǎng)系桿。圖2-3 支撐布置圖單層廠房的每一縱列柱都必須設(shè)置柱間支撐，以吊車梁為界將柱間支撐按上柱支撐和下柱支撐設(shè)置。在廠房?jī)啥思爸虚g設(shè)置上段柱支撐，在中間設(shè)置下段柱支撐。上段柱支撐采用單片布置，下段柱支撐采用雙片布置。圖2-4 柱間支撐布置圖結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書鋼架布置簡(jiǎn)圖，該廠房長(zhǎng)度105m，跨度24m.。CBA24000105001:10CBA24000105

9、001:10剛架立面荷載計(jì)算與荷載簡(jiǎn)圖1.荷載計(jì)算荷載計(jì)算如下表2荷載簡(jiǎn)圖恒載： 屋面活載 （3）風(fēng)荷載（地面粗糙度類）荷載如下圖：二、內(nèi)力分析（1）內(nèi)力計(jì)算根據(jù)各個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖，用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算，得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力圖如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力值(M、N、Q)備注恒載作用 恒載下彎矩 恒載下剪力 恒載下軸力（忽略柱自重）彎矩圖剪力圖“+”軸力圖(拉為正，壓為負(fù))活荷載作用活荷載(標(biāo)準(zhǔn)值) 彎矩圖彎矩圖活荷載作用活荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)剪力圖活荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)軸力圖活荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)軸力圖剪力圖“+”軸力圖(拉為正，壓為負(fù))風(fēng)荷載作用風(fēng)荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)彎矩圖.風(fēng)荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)剪力圖風(fēng)荷載(標(biāo)準(zhǔn)值)

10、軸力圖彎矩圖剪力圖“+”軸力圖(拉為正，壓為負(fù))（2）控制截面內(nèi)力確認(rèn)取控制截面為下圖中的A、B、C三處共四個(gè)截面：柱上A、柱上B、梁上B、梁上C。取控制截面為下圖中的A、B、C三處共四個(gè)截面：柱上A、柱上B、梁上B、梁上C。此設(shè)計(jì)只考慮全部荷載同時(shí)作用的一種情況，即：1.2X恒載+1.4X0.9 X（活載+風(fēng)載）三、鋼架設(shè)計(jì)（1）截面設(shè)計(jì)初選梁柱截面均采用焊接工字鋼600X200X8X10，截面特征如下表所示：（2）構(gòu)件驗(yàn)算1.構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算翼緣部分：腹板部分：2.鋼架柱驗(yàn)算 = 1 * GB3 抗剪驗(yàn)算柱截面的最大剪力值為25.73KN，考慮僅有支座加勁肋，,滿足要求。 = 2 * GB3

11、 彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取柱端截面進(jìn)行驗(yàn)算，N86.79KN V25.73KN M204.80KNm因V0.5Vu，取V0.5Vu，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500172003）式（4.4.1-1）驗(yàn)算。 = 3 * GB3 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：柱平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算：考慮屋面壓型鋼板與墻梁緊密連接，有蒙皮作用，墻梁可作為橫梁平面外的支承點(diǎn)，但為了安全起見，計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)墻梁或隅撐間距考慮， 3.剛架梁的驗(yàn)算 = 1 * GB3 抗剪驗(yàn)算梁截面的最大剪力值為83.80KN，考慮僅有支座加勁肋，,滿足要求。 = 2 * GB3 彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取梁端截面進(jìn)行驗(yàn)算，N

12、34.23KN V83.80KN M204.8KNm因V0.5Vu，取V0.5Vu，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500172003）式（4.4.1-1）驗(yàn)算。 = 3 * GB3 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算： b)橫梁平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算：考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，有應(yīng)力蒙皮作用，與梁連接的檁條可作為柱平面外的支承點(diǎn)，但為了安全起見，計(jì)算長(zhǎng)度按兩個(gè)檁條距離或隅撐間距考慮， 4.剛架在風(fēng)荷載作用下的側(cè)位移：（3）節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算（1）梁柱連接節(jié)點(diǎn)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算螺栓抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算端板厚度驗(yàn)算梁柱結(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算螺栓處腹板強(qiáng)度強(qiáng)度驗(yàn)算（2）橫梁跨中節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算螺栓抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算端板厚度驗(yàn)算螺栓處腹板強(qiáng)度強(qiáng)度驗(yàn)算（3） 柱腳設(shè)計(jì)鋼架柱與基礎(chǔ)鉸接，采用平板式鉸接柱腳。柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值：Nma86.79KN，相應(yīng)的V19.77由于柱底剪力較小，Vmax19.77KN0，考慮柱間支撐豎向拔力后，錨栓仍不承受拉力，