學(xué)位論文--陽泉市某單層輕鋼廠房設(shè)計

PAGEi摘要我們十分看好鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景，奧運場館的建設(shè)、西部大開發(fā)的實施、城市化和工業(yè)化步伐的進一步加快、重大基礎(chǔ)設(shè)施工程的上馬等等，均為中國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展提供了十分廣闊的前景。中國鋼結(jié)構(gòu)如今無論是設(shè)計水平，還是制作安裝技術(shù)，都不比國外遜色，完全可以滿足我國經(jīng)濟發(fā)展和基本建設(shè)的需要。本工程為陽泉市某單層輕鋼廠房，總建筑面積2160平方米，建筑高度8.9米。采用門式剛架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式為單跨雙坡，內(nèi)設(shè)一臺10T中級工作制吊車（A5），室內(nèi)外高差0.45m.本工程耐火等級為二級，屋面防水等級三級，建筑耐久年限二級,抗震設(shè)防烈度7度。本設(shè)計包括兩部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計。其中，結(jié)構(gòu)設(shè)計包括梁柱截面設(shè)計，構(gòu)件節(jié)點設(shè)計，吊車梁和牛腿設(shè)計，檁條設(shè)計，支撐設(shè)計，地腳錨栓設(shè)計等。廠房所用主要材料為Q235B。本設(shè)計嚴格遵守國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范。關(guān)鍵詞：單層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房AbstractWeareveryoptimisticabouttheprospectsforthedevelopmentofsteelstructure,theconstructionofOlympicvenues,theimplementationoflarge-scalewesterndevelopment,urbanizationandfurtheracceleratethepaceofindustrialization,majorinfrastructureprojectslaunched,andsoon,arethedevelopmentofChina'ssteelstructureprovidesaverybroadProspects.NowboththeChinesesteelstructuredesign,installationorproductiontechnology,notlessthanabroad,fullysatisfyChina'seconomicdevelopmentandinfrastructureneeds.ThisprojectistheYangquansomeSomeMonolayerSteelStructureIndustryWorkshop.Thetotalfloorspaceis2160.Theconstructionishighly8.9m.Usesthegatetyperigidstructure,thestructurestyleforstridesoneboatsatonetimetwoslopes,Usesone10Tintermediateworkingsystemcrane(A5).Roominsideandoutsideelevationdifference0.45m.Thisprojectfireproofistwolevels.Theearthquakeresistancefortificationintensityis7degrees.Theroofingwaterproofingrankisthreelevels.Thebuildingdurableagelimitistwolevels.Thisdesignincludingtwoparts:structuraldesignandgroundfoundationdesign.Amongthem,structuraldesignincludingbeamcolumnsectiondesign,componentnodedesign,cranebeamandcorbeldesign,purlindesign,footfangboltdesignandsoon.TheworkshopusesthemainmaterialisQ235B.Thisdesignobservesthenationalpresentstandardstrictly.Keyword:steeltructureindustryworkshopmonolayer目錄第一章.基本資料 1第二章．截面驗算 24第一節(jié)基本資料 24第二節(jié)．邊柱的驗算： 24第三節(jié)．斜梁的驗算： 28第三章．節(jié)點設(shè)計： 30第一節(jié)．梁柱節(jié)點設(shè)計： 30第二節(jié)．梁梁節(jié)點設(shè)計 32第四章．吊車梁設(shè)計 35第一節(jié)．吊車基本資料 35第二節(jié)．吊車荷載的標準值 35第三節(jié)．荷載的取值依據(jù) 36第四節(jié)．內(nèi)力計算 36第五節(jié)．截面選擇 37第六節(jié)．截面特性 38第七節(jié)．吊車梁的強度驗算 39第八節(jié)．穩(wěn)定驗算 41第九節(jié)．撓度計算 43第十節(jié)．支座加勁肋計算 43第十一節(jié).焊縫計算 44第五章．牛腿及其和柱的連接驗算 46第六章．檁條設(shè)計 48第七章．屋面支撐 51第八章．墻梁計算 53第九章．抗風(fēng)柱設(shè)計 55第十章.柱間支撐設(shè)計 57第十一章、地腳錨栓設(shè)計 59第十二章.側(cè)移計算 62第十三章、基礎(chǔ)設(shè)計 64參考文獻 71外文資料（英文） 72鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計與表現(xiàn)淺析 77致謝 80第一章.基本資料一．柱網(wǎng)布置二.荷載計算計算單元：如圖中陰影部分所示。結(jié)構(gòu)形式如下：1.恒載：0.32.屋面荷載：0.53.風(fēng)荷載：其中：：風(fēng)振系數(shù)。對于單層房屋計算時不考慮，取1.0：風(fēng)荷載體型系數(shù)。時，取=-0.6：風(fēng)壓高度變化系數(shù).按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定采用：當高度小于10m時，應(yīng)按10m高度處的值采用。：基本風(fēng)壓.按現(xiàn)行國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB-50009-2001）的規(guī)定值乘以1.05采用。：風(fēng)荷載標準值（單位：）高度5m10m15m1.01.01.14（風(fēng)荷載體型系數(shù)示意）以左風(fēng)為例：據(jù)上式得當左風(fēng)作用時的荷載示意圖（單位：KN/m）2.022.022.021.511.261.261.261234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)4.雪荷載由荷載規(guī)范查得陽泉地區(qū)基本雪壓為0.35<0.5故考慮活荷載時不考慮雪荷載的影響。5.對積灰荷載不予考慮。6.吊車荷載祥見吊車梁設(shè)計。7.地震力的計算（不予考慮）三．初選截面：1.剛架橫梁的截面高度與其跨度之比h/4應(yīng)符合：實腹式橫梁宜采用1/30——1/40L=18000mmh=450—600mm截面尺寸（邊柱,梁）5002001014157.241839.287721278.5384.416.37.540020081070.418871.53661.5712.5截面位置邊柱梁EA（）32383201450240EI（）86189.238875.3將截面性質(zhì)及荷載情況輸入結(jié)構(gòu)求解器中，可得到相應(yīng)的內(nèi)力情況（后附圖）將內(nèi)力進行下列三種組合：（1）1.2恒+1.4活（2）1.2恒+1.4風(fēng)荷載（左，右）（3）1.2恒+1.40.85（活+吊車（左，右）+風(fēng)荷載（左，右））四．內(nèi)力組圖1：恒載（kN）1.81.81234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)軸力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-19.50-19.50-9.12-9.12-19.50-19.50剪力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-7.54-7.5415.37-0.910.91-15.377.547.54彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-7.8522.31-38.02-7.85-38.0227.3727.4527.37-38.0227.45-7.85-38.0222.31-7.852：活載11234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)軸力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-27.00-27.00-15.19-15.19-27.00-27.00剪力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-12.57-12.5725.62-1.521.52-25.6212.5712.57彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-13.0937.18-63.36-13.09-63.3645.6145.7645.61-63.3645.76-13.09-63.3637.18-13.093：風(fēng)荷載（左）2.022.022.021.511.261.261.261234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)軸力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)14.4814.484.796.145.744.6110.4510.45剪力圖（KN）彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-59.917.477.4742.5442.54-22.35-22.3516.44-23.0616.447.627.597.6218.964：風(fēng)荷載（右）1.261.261.261.261.512.022.021234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)軸力圖（KN）剪力圖（KN）彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)18.967.627.6216.447.5916.44-22.35-23.06-22.3542.5442.547.477.47-59.915：一臺吊車時（左）軸力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-171.67-171.67-19.81-20.27-39.83-39.83剪力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-20.14-20.14-4.32-0.3120.1420.14彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-52.2428.32-52.24-92.5373.0732.79-6.2832.79-9.09-6.28-9.0931.19-58.04-17.7662.81-17.766：一臺吊車時（右）11234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)軸力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-59.65-59.65-20.27-19.81-171.14-171.14剪力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-20.14-20.140.314.3220.1420.14彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-17.7362.83-17.73-58.0231.21-9.07-6.28-9.0732.77-6.2832.7773.05-92.55-52.2728.30-52.277：一臺吊車時（左）橫向11234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)軸力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-1.22-1.22-21.22剪力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-20.14-20.14-4.32-0.3120.1420.14`彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-52.2428.32-52.24-92.5373.0732.79-6.2832.79-9.09-6.28-9.0931.19-58.04-17.7662.81-17.768：一臺吊車時（右）橫向11234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)軸力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)2-0.12-1.22-1.22剪力圖（KN）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)6.726.726.72-1.21-1.216.726.726.72彎矩圖（KN*M）yyx1234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)-2.46-29.34-2.4610.9810.9810.98-10.98-10.98-10.982.4629.342.46五．內(nèi)力組合表荷載類型單元碼桿端1桿端2N（KN）V（KN）M（KN*M）N（KN）V（KN）M（KN*M）恒載（標）1-19.50-7.54122.311-19.50-7.541-7.8532-19.50-7.541-7.853-19.50-7.541-38.0173-9.11615.369-38.017-9.116-0.91227.3674-9.1160.91227.367-9.116-15.369-38.0175-19.507.541-38.017-19.507.541-7.8536-19.507.541-7.853-19.507.54122.311活載（標）1-27.000-12.56837.185-27.000-12.568-13.0892-27.000-12.568-13.089-27.000-12.568-63.3623-15.19325.615-63.362-15.193-1.51945.6114-15.1931.51945.611-15.193-25.615-63.3625-27.00012.568-63.362-27.00012.568-13.0896-27.00012.568-13.089-27.00012.56837.185風(fēng)荷載（左）114.47720.886-59.90914.47712.8067.474214.47712.8067.47414.4774.72642.53736.143-13.93542.5374.791-0.413-22.35044.614-1.353-22.3505.7429.93116.442510.453-4.72616.44210.4530.3147.620610.4530.3147.62010.4535.35418.957風(fēng)荷載（右）110.453-5.35418.95710.453-0.3147.620210.453-0.3147.62010.4534.72616.44235.742-9.93116.4424.6141.353-22.35044.7910.413-22.3506.14313.93542.537514.477-4.72642.53714.477-12.8067.474614.477-12.8067.47414.477-20.886-59.909吊車荷載（左）豎向1-171.67-20.1428.33-171.67-20.14-52.242-171.67-20.14-52.24-171.67-20.1432.793-19.81-4.3232.79-19.811-4.32-6.284-20.27-0.311-6.28-20.27-0.311-9.15-39.8320.14-9.1-39.8320.14-17.766-39.8320.14-17.76-39.8320.1462.81吊車荷載（右）豎向1-59.65-20.1462.83-59.65-20.14-17.732-59.65-20.14-17.73-59.65-20.14-9.073-20.270.309-9.07-20.270.309-6.284-19.814.317-6.28-19.814.31732.775-171.1420.1432.77-171.1420.14-52.276-171.1420.14-52.27-171.1420.1428.30吊車荷載（左）橫向1-1.22-6.7229.34-1.22-6.722.462-1.22-6.722.46-1.220.00-10.983-0.121.21-10.98-0.121.2140.0000.121.21410.9851.220.0010.981.22-6.72-2.4661.22-6.72-2.461.22-6.72-29.34吊車荷載（右）橫向11.226.72-29.341.226.72-2.4621.226.72-2.461.220.0010.97930.12-1.2110.980.12-1.210.004-0.12-1.210.00-0.12-1.21-10.9795-1.220.00-10.98-1.226.722.466-1.226.722.46-1.226.7229.341.2恒+1.4活1-61.2-26.6478.83-61.2-26.64-27.752-61.2-26.64-27.75-61.2-26.64-71.03-32.2154.3-134.328-32.21-3.22196.704-32.213.22196.70-32.21-54.3-134.335-61.226.64-134.328-61.226.64-27.756-61.226.64-27.75-61.226.6478.841.2恒+1.4風(fēng)荷載（左）1-3.1320.19-57.10-3.138.881.042-3.138.881.04-3.13-2.4313.933-2.34-1.0713.93-4.23-1.671.554-4.48-0.801.55-2.90-4.54-22.65-8.772.43-22.60-8.779.491.246-8.779.491.24-8.7716.5453.311.2恒+1.4風(fēng)荷載（右）1-8.77-16.5453.31-8.77-9.491.242-8.77-9.491.24-8.77-2.43-22.603-2.904.54-22.60-4.480.801.554-4.231.671.55-2.341.0713.935-3.132.4313.93-3.13-8.881.046-3.13-8.88-1.04-3.13-20.19-57.101.2恒+1.40.85（活+吊(左)+風(fēng)（左））1-242.59-23.1233.44-242.59-32.73-78.272-242.59-32.73-78.27-242.59-42.35-31.383-45.2827.20-31.38-46.89-8.5353.054-47.100.9253.05-46.31-37.48-112.285-90.4942.35-112.28-90.4948.35-37.076-90.4948.35-37.07-90.4954.34168.331.2恒+1.40.85（活+吊(左)+風(fēng)（右））1-247.38-54.34127.29-247.38-48.35-78.12-247.38-48.35-78.10-247.38-42.35-62.443-45.7631.97-72.93-47.10-6.4353.054-47.443.0253.05-45.83-32.71-81.235-85.7042.35-81.23-85.7032.73-26.936-85.7032.73-37.24-85.7023.1274.481.2恒+1.40.85（活+吊(右)+風(fēng)（左））1-109.29-23.1274.50-109.29-32.73-37.22-109.29-32.73-37.20-109.29-42.35-81.203-45.8332.71-81.2-47.44-8.5353.054-47.106.4353.50-45.76-31.97-62.465-246.7042.35-62.46-246.7048.35-78.136-246.7048.35-78.13-246.7054.34127.261.2恒+1.40.85（活+吊(右)+風(fēng)（右））1-114.07-54.34168.35-114.07-48.35-37.032-114.07-48.35-37.03-114.07-42.35-112.253-46.3126.31-112.25-47.65-0.9253.054-46.898.5353.05-45.28-27.2-31.415-242.042.35-34.41-242.032.73-78.316-242.032.73-78.31-242.023.1233.41最大M及相應(yīng)的N，V1-114.07-54.34168.35-247.38-48.35-78.12-242.59-32.73-78.27-61.2-26.64-71.03-32.2154.3-134.33-32.21-3.2296.74-32.213.2296.7-32.21-54.3-134.335-61.226.64-134.33-242.032.73-78.136-246.748.35-78.13-90.4954.34168.33最大N及相應(yīng)的M，V1-247.38-54.34127.29-247.38-48.35-78.12-247.38-48.35-78.1-247.38-42.35-62.443-45.8332.71-81.2-47.65-0.9253.054-47.443.0253.05-47.44-8.5353.055-246.742.35-62.46-246.748.35-78.136-246.748.35-78.13-246.754.34127.26最小N及相應(yīng)的M，V1-3.3120.19-57.10-3.318.881.042-3.318.881.04-3.31-2.4313.933-2.34-1.0713.93-4.231.071.554-4.231.671.55-2.34-8.8813.935-3.312.4313.93-3.31-8.951.046-3.31-8.881.04-3.31-20.19-57.1依據(jù)組合內(nèi)力表可知以下各截面的控制內(nèi)力：11234567(1)(2)(3)(4)(5)(6)最大M及相應(yīng)的N，V最大N及相應(yīng)的M，V最小N及相應(yīng)的M，V截面位置N（KN）V（KN）M（KN*M）N（KN）V（KN）M（KN*M）N（KN）V（KN）M（KN*M）邊柱1-1-114.07-54.34168.35-247.38-54.34127.29-3.3120.19-57.102-2-247.38-48.35-78.1-247.38-48.35-78.1-3.318.881.043-3-242.59-32.73-78.27-247.38-48.35-78.1-3.318.881.044-4-61.2-26.64-71.0-247.38-42.35-62.44-2.34-8.8813.93梁1-1-32.2154.3-134.33-45.8332.71-81.22-2-32.213.2296.7-47.443.0253.05第二章．截面驗算第一節(jié)基本資料柱的計算長度：的系數(shù)如下01.02.03.04.07.0剛接2.081.161.081.061.041.021.00：柱的截面慣性矩：柱的高度：橫梁的截面慣性矩：橫梁的長度邊柱：查表：=1.5考慮到實際不完全剛接=1.11.5=1.65則=1.658=13.2m二．斜梁：取實際長度=18.09m三.對于平面外，因檁距與墻梁的間距為1.5m，偶撐間距取3m，所以邊柱與斜梁的平面外計算長度取3m。第二節(jié)．邊柱的驗算：一．邊柱為非變截面柱截面尺寸：500x200x10x14截面特性：A=157.2cm2Ix=41839.4cm4Wx=1278.5cm3ix=16.3cmIy=8772.0cm4Wy=384.4cm3ix=7.5cm二.寬厚比驗算：翼緣部分：b/t=（200-10）/（2×10）=9.5<15腹板：=250三．強度驗算：對于2-2截面，當取MmaxM=-78.1KN.mN=-247.38KNV=-48.35KN柱腹板的有效寬度計算：=247380/15720+78100000*261/418394000=64.46N/mm2<fy=215N/mm2=-32.98N/mm2腹板邊緣正應(yīng)力比值：腹板在正應(yīng)力作用下的凸曲系數(shù)：=15.12與板件受彎、受壓有關(guān)的參數(shù)，==0.43<0.8腹板全部有效。因不設(shè)置加勁肋時，<0.8故=125N/mm2柱腹板抗剪承載力設(shè)計值為：=472×10×125=590KNV=48.35KN<0.5Vd=590×0.5=295KN在彎，剪，壓共同作用下：=（215－247380/15720）×1278500=254.76KN.mM=78.1KN.m<，故截面強度滿足要求。對于1-1截面，當取NmaxM=127.29KN.mN=-247.38KNV=-54.34KN柱腹板的有效寬度計算：=247380/15720+127290000*261/418394000=95.14N/mm2<fy=215N/mm2=-63.67N/mm2腹板邊緣正應(yīng)力比值：腹板在正應(yīng)力作用下的凸曲系數(shù)：=10.21與板件受彎、受壓有關(guān)的參數(shù)，==0.53<0.8腹板全部有效。因不設(shè)置加勁肋時，<0.8故=125N/mm2柱腹板抗剪承載力設(shè)計值為：=472×10×125=590KNV=54.34KN<0.5Vd=590×0.5=295KN在彎，剪，壓共同作用下：=（215－247380/15720）×1278500=254.76KN.mM=127.29KN.m<，故截面強度滿足要求。其它截面的內(nèi)力均比上述兩種情況要小，故不必驗算，強度均滿足要求。四．平面內(nèi)穩(wěn)定性驗算：M=78.1KN*MN=247.38KN=15530/163=95.28<=150查表=0.588=（3.14×3.14×206000×15720）/（1.1×95.282）=3197.3KN等效彎矩系數(shù)=247380/（0.588×15720）+78100000/〈（1-247300×0.588/3197.3）×1278500〉=25.39N/mm2〈f=215N/mm2五．平面外穩(wěn)定性驗算：=3000/75=40查表=0.899等截面柱=1所以=1=1腹板受壓長度：為受壓翼緣與受壓區(qū)腹板1/3高度組成的截面繞y軸的回轉(zhuǎn)半徑。=3000/58.98=50.86=10.25>0.6因為>0.6，對其進行修正：==1.07=247380/（0.899×15720）+78100000/（1.07×1278500）=74.6N/mm2〈f=215N/mm2六．腹板與翼緣焊縫的連接計算：0.35mm取8mm滿足要求。邊柱驗算完畢，強度和穩(wěn)定性均滿足要求。第三節(jié)．斜梁的驗算：一.斜梁截面尺寸400x200x8x10A=70.4cm2Ix=18871.5cm4Wx=712.5cm3ix=16.4cmIy=3661.5cm4Wy=199.2cm3ix=7.2cm二.寬厚比驗算：翼緣部分：b/t=（200-8）/（2×10）=9.6<15腹板：=250三．強度驗算：對于1-1截面，當取MmaxM=134.33KN.mN=32.21KNV=54.3KN柱腹板的有效寬度計算：=32210/7040+134330000*215/188715000=157.62N/mm2<fy=215N/mm2=-148.46N/mm2腹板邊緣正應(yīng)力比值：腹板在正應(yīng)力作用下的凸曲系數(shù)：=85.36與板件受彎、受壓有關(guān)的參數(shù)，==0.18<0.8腹板全部有效。因不設(shè)置加勁肋時，<0.8故=125N/mm2柱腹板抗剪承載力設(shè)計值為：=380×8×125=380KNV=54.3KN<0.5Vd=380×0.5=190KN在彎，剪，壓共同作用下：=（215－32210/7040）×712500=149.93KN.mM=134.33KN.m<，故截面強度滿足要求。梁其它截面的內(nèi)力均比上述情況要小，故不必驗算，強度均滿足要求。四．平面內(nèi)穩(wěn)定性驗算：M=134.33KN*MN=32.21KN=18090/164=110.3<=150查表=0.493=（3.14×3.14×206000×7040）/（1.1×110.32）=1068.45KN等效彎矩系數(shù)=32210/（0.493×7040）+134330000/〈（1-32210×0.493/1068.45）×712500〉=89.42N/mm2〈f=215N/mm2滿足要求五．平面外的整體穩(wěn)定性驗算：斜梁不需計算整體穩(wěn)定性的側(cè)向支撐點間最大長度，可取斜梁受壓翼緣寬度的倍，因偶撐的間距為3M，滿足上述要求，故不需計算整體穩(wěn)定性。六．腹板與翼緣焊縫的連接計算：取6mm滿足要求。至此，斜梁驗算完畢，強度和穩(wěn)定性均滿足要求。第三章．節(jié)點設(shè)計：第一節(jié)．梁柱節(jié)點設(shè)計：一．梁柱連接節(jié)點螺栓強度驗算：梁柱節(jié)點采用10.9級M20高強螺栓摩擦連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，摩擦面抗滑移系數(shù)，，每個螺栓的預(yù)拉力為155KN，連接處傳遞內(nèi)力值為：M=71KN*MN=61.2KNV=26.64KNZ50Z500x200x10x14端板L400x200x8x101-1剖面圖第一排螺栓拉力：=-61.2/8+71×0.275/［4×（）］=39.8KN<0.8×155=124KN=-61.2/8+71×0.165/［4×（）］=20.83KN<0.8×155=124KN螺栓群的抗剪承載力：=0.9×1×0.45×［8×155-1.25×（39.8+20.83）×4］=379.42KN>V=26.64KN滿足要求。最外排螺栓的抗剪承載力：=0.9×1×0.45×（155-1.25×39.8）=42.63KN二．端板厚度驗算：==16.66mm取t=24mm即端板為2—650×200×25三．梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算：=71000000/（400×200×10）=88.75N/mm2<fv=125N/mm2滿足要求。四．螺栓處腹板的強度驗算：剛架構(gòu)件的翼緣與端板的連接采用全熔透對接焊縫，腹板與端板的連接采用角焊縫。采用翼緣內(nèi)第二排一個螺栓的拉力設(shè)計值Nt2，經(jīng)計算得到：Nt2=20.83KN<0.4P=62kN。因為ew=61mm，tw=8mm，所以，=62000/(61×8)=127.05N/mm2<f=215N/mm2滿足要求。第二節(jié)．梁梁節(jié)點設(shè)計一．梁梁連接節(jié)點螺栓強度驗算：梁柱節(jié)點采用10.9級M20高強螺栓摩擦連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，摩擦面抗滑移系數(shù)，，每個螺栓的預(yù)拉力為155KN，連接處傳遞內(nèi)力值為：M=96.7KN*MN=32.21KNV=3.22KN第一排螺栓拉力：=-32.21/8+96.7×0.275/［4×（）］=60.6KN<0.8×155=124kN=-32.21/8+96.7×0.165/［4×（）］=34.76KN<0.8×155=124kN螺栓群的抗剪承載力：=0.9×1×0.45×［8×155-1.25×（60.6+34.76）×4］=309.1KN>V=3.22KN滿足要求。二．端板厚度驗算：伸臂類端板：==20.56mm兩邊支承類端板（端板平齊）：ef=50mm，ew=61mm，Nt=60.6KN，b=200mm，f=215mm=17.32mm取t=20mm即端板為2—650×200×20三．螺栓處腹板的強度驗算：剛架構(gòu)件的翼緣與端板的連接采用全熔透對接焊縫，腹板與端板的連接采用角焊縫。采用翼緣內(nèi)第二排一個螺栓的拉力設(shè)計值Nt2，經(jīng)計算得到：Nt2=34.76KN<0.4P=62KN。因為ew=61mm，tw=8mm，所以，=62000/(61×8)=127.05N/mm2<f=215N/mm2滿足要求。第四章．吊車梁設(shè)計第一節(jié)．吊車基本資料取得吊車的基本資料為：起重量10t；軟鉤；跨度16.5m；吊車基本尺寸示意圖吊車基本尺寸：B=5200mm，W=4000mm；軌道以上高度H=1876mm，B1=230mm；軌道型號：42kg/m；小車重量：3.424t，總重：18.881t；輪壓：Pmax=174KN，Pmin=37.5KN第二節(jié)．吊車荷載的標準值吊車豎向荷載的標準值為吊車的輪壓：Pmax=174KN，Pmin=37.5KN吊車每個車輪的橫向水平制動力的標準值：=0.12×（200+68.6）/4=6.715KN吊車縱向水平荷載的標準值：=0.1×2×174=34.8KN計算吊車梁，由于豎向荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力時，應(yīng)考慮軌道，吊車制動結(jié)構(gòu)以及梁自重等，故將求得的彎矩和剪力之值乘以（增大系數(shù)）當梁跨度為6m時，吊車梁＝1.03第三節(jié)．荷載的取值依據(jù)計算吊車梁的強度，穩(wěn)定及連接強度時，應(yīng)采用設(shè)計值（荷載標準值×1.4），吊車豎向荷載×動力系數(shù)，（A5軟鉤吊車，動力系數(shù)1.05）；計算疲勞和正常使用狀態(tài)的變形時，操作采用標準值。第四節(jié)．內(nèi)力計算一．吊車梁內(nèi)力計算（采用簡支吊車梁）兩個輪子作用于梁上，最大彎據(jù)點的位置為：計算簡圖=w=4000mm=/4=1000mm吊車豎向荷載的設(shè)計值（最大）:上式中，為最大輪壓標準值。為動力系數(shù)，對懸掛吊車（包括電動葫蘆）以及輕、中級工作制的軟鉤吊車，取1.05；對中級工作制的軟鉤吊車、硬鉤吊車以及其它特種吊車，取1.1。為附加荷載增大系數(shù)。=1.4×1.05×1.03×174=263.45KN吊車橫向水平荷載的設(shè)計值：=1.4×6.72=9.41KNMmax=1.03×2×263.45×(3-1.000)2/6=361.8KN*M在Mmax處相應(yīng)的剪力為：=1.03×2×263.45×（3-1.00）/6=180.9KN二．最大剪力在梁端支座處：Vmax=1.03×(263.45×2/6+263.45)=351.3KN三．吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載作用下，在水平向的=H×Mmax/P=9.41×351.3/(263.45×1.03)=12.18KN*M第五節(jié)．截面選擇一．腹板高度的確定I.吊車梁所需截面模量其中為吊車橫向水平荷載作用系數(shù)，取0.8將Mmax＝361.8KN*M代入上式361800000/(0.8×215)=2103488.4mm3由一臺吊車豎向荷載標準植產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力：=361.8×106/（1.4×1.05×2103488.4）=117N/mm2<f=215N/mm2由剛度條件確定梁截面最小高度=117×6000/（5×2.06×105）=682mm2.梁的經(jīng)濟高度==676.4mm所以取腹板高度700mm（取50mm的倍數(shù)）二．腹板厚度的確定按經(jīng)驗公式=7.6mm按剪力確定=1.2×351300/（700×125）=4.82mm又取8mm=700/8=87.5 應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。三．吊車梁翼緣的確定因吊車鋼軌用壓板與上翼緣用螺栓連接，故兩側(cè)留有螺栓孔=2103488.4/700—8×700/6=2071.65mm取b=300mmt=12mmb/t=(300-8)/2×12=12.17吊車梁上下翼緣均采用—300×12腹板—700×8螺栓選用M22,d=24mm第六節(jié)．截面特性一．毛截面特性：30×1.2×2+70×0.8=12870/2+1.2=36.2cm30×/12—（30—0.8）×/12=11412530×1.2×（36.2-0.6）+0.8×35×35/2=1772114125/36.2=3153二．凈截面特性：128-2×24×11.2=122［（30-2×2.4）×1.2×（72.4-0.6）+0.8×70×36.2+30×1.2×0.6］/122=34.6cm（30-2×2.4）×/12+（30-2×2.4）×1.2×（72.4-34.6-0.6）+30×/12+30×1.2×（34.6-0.6）+0.8×/12+70×0.8（36.2-34.6）=106481三．上翼緣對y軸的特性：=1.2×/12=2700=2700-2×2.4×1.2×9=2233/15=2233/15=149/15=2700/15=180第七節(jié)．吊車梁的強度驗算一．上翼緣的正應(yīng)力計算滿足要求。二．下翼緣的正應(yīng)力計算三．吊車梁支座處截面的剪應(yīng)力設(shè)計值（突緣支座）滿足要求。四．局部承壓強度驗算腹板的局部壓應(yīng)力，鋼軌規(guī)格為43kg/mh=140mm=50+5×12+2×140=390mm由公式集中荷載增大系數(shù)P=263.45KN滿足要求。五．腹板計算高度邊緣處的折算應(yīng)力驗算=101N/mm=51.5N/mm=94.2N/mm滿足要求第八節(jié)．穩(wěn)定驗算一．梁的整體穩(wěn)定性：應(yīng)計算梁的整體穩(wěn)定性：利用公式進行驗算其中=6000×12/（300×724）=0.331<2.0=0.73+0.18×0.331=0.790對雙軸對稱工字鋼=0故不對進行修正。=1.303>0.6對其修正二．腹板的局部穩(wěn)定性：對輕，中級工作制吊車梁在計算腹板的局部穩(wěn)定性時，對吊車輪壓設(shè)計植進行折減系數(shù)為0.9=70/0.8=87.5<170故應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。取加勁肋的間距為a=1000mm(取=100mm)(取=6mm)1>計算則=f=2152>計算則3>計算因所以：滿足要求三．驗算端部：假定=0滿足要求。第九節(jié)．撓度計算滿足要求。第十節(jié)．支座加勁肋計算選用—2086設(shè)計為突緣支座計算支座加勁的端面承壓應(yīng)力為：穩(wěn)定計算：查表=0.982計算支座加勁在腹板平面外的穩(wěn)定性：滿足要求。第十一節(jié).焊縫計算一．梁腹板與上翼緣板的連接焊縫：=1.77mm取8mm滿足二．梁腹板與下翼緣板的連接焊縫：=1.77取8mm三．支座加勁肋與梁腹板的連接焊縫：突緣支座設(shè)=1.42mm故滿足要求。第五章．牛腿及其和柱的連接驗算牛腿連接節(jié)點示意圖牛腿所承受的組合內(nèi)力值：牛腿承受一個吊車梁傳來的偏心豎向力，包括吊車豎向荷載以及吊車梁的自重，力的大小為：滿足要求。集中力作用下為避免腹板局部失穩(wěn)，設(shè)置加勁肋，見圖示意。牛腿與柱焊接，焊縫均采用焊透的對接焊縫，質(zhì)量等級二級，焊縫與被焊構(gòu)件強度相等，不予驗算。第六章．檁條設(shè)計一．基本情況屋面實腹式檁條，選用冷彎C型卷邊型鋼180x70x20x3，跨度L=6m，檁距為1.5m，中間設(shè)一道拉條，檁條及拉條鋼材均為Q235。檁條截面如圖4-30所示：檁條截面示意圖二．荷載及其效應(yīng)組合檁條上所承受的荷載：恒載0.3×1.5=0.45kN/m，活載0.5×1.5=0.75kN/m，風(fēng)載-1.154荷載效應(yīng)組合：（1）1.2恒載+1.4活載；（2）1.2恒載+1.4風(fēng)載（3）1.2恒載+1.4檢修集中荷載其中，為荷載標準值為荷載設(shè)計值可見第一種組合起控制作用。三．內(nèi)力計算如圖所示，由Y平面內(nèi)荷載Qy引起的繞X軸的彎矩，按單跨簡支梁計算；由X平面內(nèi)荷載Qx引起的彎矩，考慮拉條作為側(cè)向支撐點，按單跨簡支梁計算。A=945mm2，Ix=3736400，Iy=604200h/b=160/70=2.29<3b/t=70/3=23<31且a/t=20/3=6.7所以，截面全部有效?？紤]到截面有孔洞削弱，所以乘以折減系數(shù)0.9四．強度驗算按式驗算:均<f=205強度滿足要求。五．整體穩(wěn)定驗算（在第二種組合下）按式計算:六．撓度驗算根據(jù)計算知，該檁條的強度，整體穩(wěn)定性和撓度均滿足要求。七．拉條設(shè)置1）當檁條跨度L≤4m時,通?？刹辉O(shè)拉條或撐桿；當4m＜L≤6m時,可僅在檁條跨中設(shè)置一道拉條,檐口檁條間應(yīng)設(shè)置撐桿和斜拉條；當L＞6m時,宜在檁條跨間三分點處設(shè)置兩道拉條,檐口檁條間應(yīng)設(shè)置撐桿和斜拉條拉條平面布置示意圖2）當檁距較密時,可根據(jù)檁條跨度大小設(shè)置拉條及撐桿,以使斜拉條和檁條的交角不致過小,確保斜拉條拉緊第七章．屋面支撐一．屋面支撐荷載及內(nèi)力：斜桿采用張緊圓鋼，計算簡圖如下節(jié)點荷載=13.61=19.05斜桿拉力設(shè)計值16.67/0.894=21.31二．斜支撐斜桿采用圓鋼，截面面積A=201強度校核：N/A=21310/201=106.02<剛度校核：張緊的圓鋼不需考慮長細比的要求。第八章．墻梁計算墻梁采用卷邊槽鋼，自重，間距1.5m,跨中設(shè)一道拉條。（因采用壓型鋼板圍護所以可不考慮墻體豎向荷載）截面特性：，，，,一．荷載計算恒載：風(fēng)載：，二．內(nèi)力計算三．強度計算（對于薄壁型鋼）四．風(fēng)力計算在風(fēng)吸力作用下，拉條位置應(yīng)設(shè)置在墻梁內(nèi)側(cè)且在柱底設(shè)斜拉條，壓型鋼板與墻梁牢固結(jié)合，可不驗算其整體穩(wěn)定性。五．撓度計算拉條設(shè)計見屋面檁條設(shè)計。第九章．抗風(fēng)柱設(shè)計跨度18米的兩端山墻封閉單層廠房，檐口標高8米，每側(cè)山墻設(shè)置兩根抗風(fēng)柱，形式為實腹工字鋼。山墻墻面板及檁條自重為0.15kN/m2，基本風(fēng)壓為0.4kN/m2，一．荷載計算墻面恒載值;風(fēng)壓高度變化系數(shù)，風(fēng)壓體型系數(shù),風(fēng)壓標準值；單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計值：恒載:風(fēng)荷載:二.內(nèi)力分析抗風(fēng)柱計算簡圖=1.268.55+0.3738=13.76抗風(fēng)柱選用HN300x150x6.5x9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承，可得到構(gòu)件的最大軸壓力為14.697，最大彎矩為30.118。三.強度驗算四.穩(wěn)定驗算查得又滿足要求。第十章.柱間支撐設(shè)計每側(cè)邊柱及中間各設(shè)有一道柱間支撐，形式為單層X形交叉支撐。取山墻面的基本風(fēng)壓0.4，對于單層吊車普通廠房，支撐采用張緊的圓鋼截面。一.荷載計算風(fēng)壓高度變化系數(shù)，風(fēng)壓體型系數(shù)，風(fēng)壓標準值單片柱間支撐柱頂風(fēng)荷載集中力：吊車縱向水平力設(shè)計值：二.內(nèi)力分析19.85柱間支撐簡圖如上圖的計算模型，考慮張緊的圓鋼只能受拉，故虛線部分退出計算。三.截面選擇上斜桿：桿件凈面積上斜桿取的圓鋼，截面積為201mm2下斜桿：桿件凈面積下斜桿取的圓鋼，截面積為314mm2剛度校核：張緊的圓鋼不需考慮長細比的要求。第十一章、地腳錨栓設(shè)計底板的厚度通常為20-40mm,最薄一般不得小于14mm，以保證底版具有必要的剛度柱腳底版的尺寸和厚度，構(gòu)造上t一.邊柱地腳錨栓：控制內(nèi)力：基礎(chǔ)砼選用C25底版尺寸如下：取B=400mmL=800mm驗算：底板厚度的確定：對于區(qū)格1=224=111.5/=0.5查得=0.056=0.0561.91224=53669對于區(qū)格2=220=162/=0.74查得=0.091=0.0911.91220=8412對于區(qū)格3=182=255/=1.4查得=0.125=0.1251.43182=5921底板厚度==26.3mm取t=30mm內(nèi)力組合取102.29N=-91.58kN對于Q235錨栓，140==814.5取=22=303.43303.4=910.2>814.5滿足要求。二.抗風(fēng)柱地腳錨栓：1.設(shè)計成鉸接，選用4202.抗剪鍵：對于邊柱V=32.73KN〈0.4N=0.4114.07=45.63KN第十二章.側(cè)移計算在估算沿高度均布的水平荷載作用下的側(cè)移時，柱頂?shù)刃搅扇。?0.45W==0.450.41.05（0.8+0.4）8=18.14在估算剛架在吊車水平荷載作用下的側(cè)移時，柱頂?shù)刃搅扇。海?8.14+6.05）/2=12.09兩柱的等效慣性矩：取一半結(jié)構(gòu)：41839.318000/（18871.58000）=4.99=4.95mm<h/400=8000/400=20mm側(cè)移滿足要求。第十三章、基礎(chǔ)設(shè)計一.邊柱的驗算1)截面形式如下基礎(chǔ)埋深為1.5m,邊柱采用對稱基礎(chǔ)設(shè)計地基承載力特征值2)設(shè)計地基承載力驗算：按正常使用狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標準組合（采用承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的組合值/1.35）邊柱：168.35114.0754.34=114.07=168.35+54.341.5=249.86201.532.4=216滿足要求。3)基礎(chǔ)受沖剪驗算：=0.95-0.63=0.324)基礎(chǔ)配筋計算砼保護層厚度取40mm基礎(chǔ)配筋計算按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的組合值計算：基礎(chǔ)長邊方向：1—1截面（柱邊）柱邊凈反力：=3.42+（3+1.2）（61.95-0）/6=43.37=57.34選用基礎(chǔ)短邊方向：=（61.95+43.37）/2=52.66=51.19選用5)短向柱配筋計算B=600mmh=1200mmN=123.63kNM=138.09=138.09/123.63=1117mm>0.3h=360mm1.117/0.6=1.86<5故取=1117mm=1117+600-35=1682mm為負值。可按構(gòu)造配筋。因中柱內(nèi)力值較邊柱小可采用同一基礎(chǔ)形式。二．抗風(fēng)柱基礎(chǔ)的驗算1）基礎(chǔ)截面形式如下：2）地基承載力驗算：037.38=2.98=2.978.9/2=13.22=2.98=0+13.221.5=19.83201.51.52=90滿足要求?；A(chǔ)受沖剪驗算：A=（0.9+1.5）/20.3+（0.4-0.3）1.5=0.51=（0.9+0.9+20.21）/20.21=0.23=0.51-0.23=0.284)基礎(chǔ)配筋計算砼保護層厚度取40mm基礎(chǔ)配筋計算按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的組合值計算：基礎(chǔ)長邊方向：1—1截面（柱邊）柱邊凈反力：=11.47+（2+0.6）（50.52+11.47）/4=51.76=13.78基礎(chǔ)短邊方向：=（50.52+51.76）/2=51.14=14.11長邊與短邊方向基礎(chǔ)均應(yīng)按構(gòu)造配筋選用短向柱可按構(gòu)造配筋。參考文獻[1]中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）[2]中華人民共和國國家標準《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB500018-2002），中國建筑工業(yè)出版社，2002，北京；[3]中華人民共和國國家標準《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GBJ18-87），北京；[4]中華人民共和國國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ17-88),北京；[5]中華人民共和國國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001），中國建筑工業(yè)出版社，2002，北京；[6]建筑用壓型鋼板GB/T12755-91，北京，中國標準出版社，1991；[7]羅邦富等編著，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，中國建筑工業(yè)出版社1989年；[8]嚴正庭等編著，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)計算構(gòu)造手冊，中國建筑工業(yè)出版社1996年；[9]張中權(quán)等編著，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，中國建筑工業(yè)出版社1996年；[10]趙熙元等，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，冶金工業(yè)出版社，1995；[11]汪一駿等，輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南（實例與圖集），中國建筑工業(yè)出版社，ISBN7-112-04335-7,2001；[12]中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會．建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊，中國計劃出版社，2002；[13]周學(xué)軍主編，門式剛架輕型結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001；[14]沈祖炎主編，鋼結(jié)構(gòu)制作安裝手冊，中國建筑工業(yè)出版社，1998；[15]張雄等，建筑功能材料，中國建筑工業(yè)出版社，2000；[16]徐永基等編著，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1993；[17]陳紹蕃，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，科學(xué)出版社，1998，北京；[18]陳驥，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計.科學(xué)出版社.2001；[19]沈祖炎，冷彎薄壁型鋼檁條與墻梁的設(shè)計，建筑結(jié)構(gòu)，1998.8，p19-23；[20]李國強，蔣首超，林桂祥.鋼結(jié)構(gòu)抗火計算與設(shè)計.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000[21]朱伯芳，黎展眉等：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計原理與應(yīng)用，北京：水利電力出版社，1984[22]劉鵬：門式剛架的優(yōu)化設(shè)計，工業(yè)建筑：2001(7)：58-60外文資料（英文）Sincetheconstructionofhumanliveshavebeenanimportantpartof,butinalongtimearetheuseofstone,wood,andsoon.Withthedevelopmentofnewtechnologymoreandmoreextensiveuseofmaterials,includingsteelisacommonpractice.Andthesteelstructureasthemainbuildingisamodernspacestructurethemainstreamofdevelopment,constructionandsteelstructureofreinforcedconcrete,masonry,woodenconstructioncomparedtoacertaindifference,usuallybythesteelstructureconstructionsteel,pipe,madeofsteel,etc.Steelgirder,steel,steeltrusselementssuchascomposition,andsomesteelhingeline,wirerope(beam),withitsconnectionsusingwelding,boltsorrivetsconnectingonmodernarchitecturaldesignandperformanceofsteelstructuresisimportantThemeaningandvalue.First,thehistoryofthedevelopmentofsteelstructureconstructionHousingconstructioninthefirstuseofsteelstructureinthecountrycanbetracedbacktolate18thcenturyEngland,100yearsaftertheFrenchengineersAiFeierconstructionofthefamousEiffelTower,andpeoplearetryingtostarttheconstructionofsingle-familyresidentialsteelstructures,steelstructuresfromtheconstructioncompletelychangedtheBuildingthemodelofthepast,modeling,architecturaldesignideasandmethodswillalsoEvolution.Earlythesteelstructureisonlypartofcomponents,accessoriesusedcastiron,Shutiemadetoa19-beamstructureinthe1980stheemergenceofasteelstructuretospeeduptheconstructionofthedevelopment,constructionsteelstructureinthe1960stoachieveitsSecondleapinthetheoryandpracticeofinnovationandthedevelopmentoftheGermanBauhausschoolofthoughtisthatthetheoryofitsorigin.Chinasince1949aftertheliberationofthecountry,onthesteelstructureintheinter-heavyindustrialplants,largepublicbuildingsandtoweringstructurehasbeenapplied.Especiallyinthelast20years,thesteelstructureofthemorewidelyusedincivilengineeringinpublicbuildings,suchastheShenyangTaoxianInternationalAirportRoof,theBeijingPlanetariumthenewmuseumproject,Chinaisnotonlycapableofproducingalltypesofconstructionsteel,andsteelproductionThenewtechnology,newprocesses,newproductsaregrowingmore,suchasCaigangpressureplate,Caigangcompositepanels,Caigangkouban,archCaigangproductssuchasplantandtheproduction,theconstructionofamoderneraatmosphere,theactualThatsteelstructureconstructioninChina'smorebroadprospectsfordevelopmen