主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

邯鋼鋼材包裝物主廠房設(shè)計(jì)學(xué)生馮佳軍指導(dǎo)教師王羨農(nóng)河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院土木工程專業(yè)0緒論0.1輕型鋼結(jié)構(gòu)定義輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑，即輕鋼建筑：是指以輕型冷彎薄壁型鋼、高頻焊接型鋼、薄鋼板、薄壁鋼管、輕型熱扎型鋼及以上各種構(gòu)件拼接、焊接成的組合構(gòu)件等為主要受力構(gòu)件，大量采用輕質(zhì)圍護(hù)隔離材料的單層和多層建筑等。0.2門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)0.2.1采用輕型屋面，不僅可減小梁柱截面尺寸，基礎(chǔ)也相應(yīng)減小。0.2.2在多跨建筑中可做成一個(gè)屋脊的大雙坡屋面，為長(zhǎng)坡面排水創(chuàng)造了條件。設(shè)中間柱可減小橫梁的跨度，從而降低造價(jià)。中間柱采用鋼管制作的上下鉸接搖擺柱，占用空間小。0.2.3剛架的側(cè)向剛度籍檁條的隅撐保證，省去縱向剛性構(gòu)件，并減小翼緣寬度。0.2.4剛架可采用變截面，截面與彎矩成正比；變截面時(shí)根據(jù)需要可改變腹板的高度、厚度與翼緣的寬度，做到材盡其用。0.2.5結(jié)構(gòu)構(gòu)件可全部在工廠制作，工業(yè)化程度高。構(gòu)件單元可根據(jù)運(yùn)輸條件劃分，單元之間在現(xiàn)場(chǎng)用螺栓相連，安裝方便快速，土建施工量小。0.3門(mén)式剛架的結(jié)構(gòu)形式門(mén)式剛架的形式是多種多樣的。按構(gòu)件體系分，有實(shí)腹式與格構(gòu)式；按截面形式分，有等截面和變截面；按結(jié)構(gòu)選材分，有普通型鋼、薄壁型鋼和鋼管等。實(shí)腹式剛架的截面一般為工字形，格構(gòu)式剛架的截面為矩行或三角形。門(mén)式剛架的橫梁與柱為剛接，柱腳與基礎(chǔ)宜采用鉸接；當(dāng)水平荷載較大、有5噸以上橋式吊車、檐口標(biāo)高較高或剛度要求較高時(shí)，柱腳與基礎(chǔ)宜采用剛接。變截面與等截面相比，前者可適應(yīng)彎矩變化，節(jié)約材料，但在構(gòu)造連接及加工制造方面，不如等截面方便，故當(dāng)剛架跨度較大或房屋較高時(shí)才設(shè)計(jì)成變截面。我國(guó)輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)體系起步較晚，是引進(jìn)國(guó)外的相關(guān)材料和軟件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。盡管我國(guó)的輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)體系理論和工程實(shí)踐發(fā)展迅速，但目前仍存在一些問(wèn)題有待于進(jìn)一步解決。沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的一體化流程，施工工期與國(guó)外相比仍顯得較長(zhǎng)；許多施工過(guò)程中的工藝方法有待于進(jìn)一步研究，現(xiàn)場(chǎng)拼接優(yōu)越性沒(méi)有充分發(fā)揮；采用平面分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，較少考慮整體結(jié)構(gòu)的空間作用；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于保守，翼緣的寬厚比限值與國(guó)外相比顯得很低，沒(méi)有充分發(fā)揮材料的承載能力，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)整體用鋼量偏高。所以，我國(guó)輕型門(mén)式剛架還處于繼續(xù)探索階段。1工程概況1.1工程概況本工程為邯鄲鋼鐵集團(tuán)附屬公司用于鋼材包裝的單層兩跨鋼結(jié)構(gòu)廠房，由于鋼材包裝需要運(yùn)輸，因此該廠房?jī)煽缇柙O(shè)置吊車梁。采光要求為三級(jí)，室內(nèi)通風(fēng)適當(dāng)組織即可，采用中央集中空調(diào)。營(yíng)業(yè)區(qū)冬季溫度要求不低于15攝氏度。本建筑設(shè)計(jì)采用新型建筑材料，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。承重結(jié)構(gòu)均采用鋼結(jié)構(gòu)。屋蓋和維護(hù)結(jié)構(gòu)采用保溫彩板。建筑場(chǎng)地位于邯鋼路以南，西臨主干道中華大街，交通方便1.2自然條件1.2.1建筑場(chǎng)地地段情況該廠房位于邯鋼路以南，西臨主干道中華大街，交通方便。場(chǎng)區(qū)西側(cè)距主干道（30米寬）中心線30米，場(chǎng)區(qū)南北長(zhǎng)70米，東西長(zhǎng)40米，內(nèi)部道路及綠化由設(shè)計(jì)確定。建筑面積約201.2.2主導(dǎo)風(fēng)向：冬季西北風(fēng)，夏季東南風(fēng)。1.2.3土壤凍結(jié)深度：0.4米。1.2.4場(chǎng)地地基情況：見(jiàn)表1。1.2.5抗震設(shè)防烈度：7度。土層分布及土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表1-1土層編號(hào)埋深范圍（m）土層描述與鑒別土的主要物理力學(xué)指標(biāo)①0.0-0.8雜填土，褐黃色，以粉土為主，含大量碎磚、灰渣、樹(shù)根等，潮濕，可塑γ=17KN/m3②0.8-4.2粉質(zhì)粘土，黃褐色，很濕，可塑狀態(tài)，含云母等γ=18.7KN/m3,e=0.900,Es=6.0MPa,fak=115KPa③4.2-粉土，灰褐色，飽和，可塑至軟塑（本層未被打穿）γ=18.5KN/m3,e=1.050,fak=95KPa1.3建筑物層數(shù)與層高1.3.1層數(shù)：1層。1.3.2高度：9.51.3.3跨度：2跨，跨度分別為12m，1.3.4柱距：標(biāo)準(zhǔn)7.5m1.3.5結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：采用門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)。1.3.6屋面坡度：1：8-1：20。1.4設(shè)備條件市場(chǎng)內(nèi)的采暖、電力、上下水道均由市內(nèi)管網(wǎng)直接提供。2荷載統(tǒng)計(jì)：2.1恒荷載：屋面板+保溫層0.25KN/m2檁條0.05KN/m2支撐0.05KN/m2合計(jì)0.35KN/m22.2活荷載:屋面均布活荷載0.3KN/m2(剛架受荷面積大于60m2雪荷載S0=0.35KN/m22.3風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值:W0=0.4KN/m2,地面粗糙度系數(shù)按B類取值.風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB50009-2001)的規(guī)定,當(dāng)高度小于10m時(shí),按10m高度處的數(shù)值采用,μz=1.0;風(fēng)荷載體形系數(shù)按<<門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程>>(CECS102：2002)迎風(fēng)面柱及屋面分別為+0.25和-1.0,背風(fēng)面柱及屋面分別為-0.55和-0.65，如圖2.1所示。-1.0-1.0-0.65+0.25-0.55圖2.12.4屋面構(gòu)件2.4.1壓型鋼板壓型鋼板型號(hào)采用YX51-250-750,基板厚度為1.0mm,波高為52.4.2檁條檁條截面采用C220×75×20×2.5,跨內(nèi)設(shè)2道拉條.2.5屋面支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5.1屋面檁條布置檁條間距為1.5m.2.5.2屋面支撐荷載及內(nèi)力屋面水平支撐為柔性桿件,采用張緊的圓鋼.3檁條設(shè)計(jì)屋面材料為壓型鋼板，屋面坡度分別為1/10和1/15，檁條跨度為7.5m，檁距為1.5m,鋼材Q235。3.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值3.1.1壓型鋼板（含保溫棉、燈等其它配件）檁條（包括拉條）3.1.2屋面均布活荷載和雪荷載最大值為，基本風(fēng)壓為。3.2內(nèi)力計(jì)算3.2.1永久荷載與屋面活荷載組合檁條線荷載彎矩設(shè)計(jì)值當(dāng)時(shí)和跨度處彎矩當(dāng)時(shí)和跨度處彎矩3.2.2永久荷載與風(fēng)吸力荷載組合按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001），房屋高度大于10m，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)取屋脊高度處數(shù)值，其值為：風(fēng)荷載體型系數(shù)為：-1.4（邊緣帶），(A=1.5×7.5=10.5>10)垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：（吸力）檁條線荷載當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)彎矩設(shè)計(jì)值(采用受壓下翼緣不設(shè)拉條的方案)永久荷載與屋面活荷載組合起控制作用。3.3截面選擇及截面特性3.3.1選用C220×75×20×2.5如下先按毛截面計(jì)算截面應(yīng)力為：（壓）（壓）（拉）（拉）圖3.1檁條截面力系圖3.3.2腹板（1-4）：腹板為加勁板件，，取所以上翼緣（1-2）：上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁邊,3.腹板（1-4）：，，，，，，計(jì)算板組約束系數(shù)為：，，由于，則，，，，，。計(jì)算截面有效寬度為：，扣除面積部分的長(zhǎng)度為：110-98.64=11.36上翼緣（1-2）：計(jì)算板組約束系數(shù)為：，，由于，則，，，，，，計(jì)算截面有效寬度為：，則，扣除面積的寬度為：75-62.1=12.9mm下翼緣板：下翼緣板全截面受拉，全部有效。3.3.4截面模量上翼緣板的扣除面積寬度為：，腹板的扣除面積寬度為：，同時(shí)在腹板的計(jì)算截面有拉條連接孔（距上翼緣板邊緣42mm），孔位置與扣除面積位置基本相同，所以腹板的扣除面積寬度按8mm計(jì)算如圖2.2所示：圖3.2檁條有效截面圖，3.3.5強(qiáng)度計(jì)算屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)3.3.6有效截面模量永久荷載與風(fēng)吸力組合下的彎矩小于永久荷載與屋面可變荷載組合下的彎矩，根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果，截面全部有效；同時(shí)不計(jì)孔洞削弱，則由于均布風(fēng)荷載方向離開(kāi)彎心，故取正值，cm構(gòu)件的幾何參數(shù)為：，查《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)結(jié)束規(guī)范》中表A.2.1-4可得：，所以：，長(zhǎng)細(xì)比：，則，考慮有效截面乘以0.95（不計(jì)空洞削弱）的折減系數(shù)，由下式計(jì)算其穩(wěn)定性為:，滿足計(jì)算表明由永久荷載與屋面活荷載組合控制3.3.73.3.8，故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。4吊車梁設(shè)計(jì)選用大連重工大起集團(tuán)DQQD型橋式吊車起重機(jī)技術(shù)規(guī)格：起重量Q=10t,跨度S=16.5m，B=5700mm,W=4050mm，，；起重量Q=10t,跨度S=10.5，B=5700mm,W=4050mm，小車重：3.424，總重：14.270t軌道型號(hào)：43kg/m,4.1吊車荷載計(jì)算4.1.1吊車荷載動(dòng)力系數(shù)吊車荷載分項(xiàng)系數(shù)可不考慮吊車橫向水平荷載，吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值為：4.2內(nèi)力計(jì)算4.2.1吊車梁中最大彎矩及相應(yīng)的剪力產(chǎn)生最大彎矩的荷載位置如下圖所示，由下式可得梁上所有吊車輪壓的位置為：1）吊車梁上有三個(gè)輪壓時(shí)：圖4.1吊車梁彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖自重影響系數(shù)取1.03，則C點(diǎn)的最大彎矩為：在處相應(yīng)的剪力為：2）吊車梁上有兩個(gè)輪壓時(shí),由公式可得(梁上所有吊車輪壓的位置如下圖)：C點(diǎn)的最大彎矩為：可見(jiàn)由第二種情況控制。在處相應(yīng)的剪力為：4.2荷載位置見(jiàn)下圖，由下式可得圖4.2吊車梁剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖4.3截面選擇鋼材選用Q235，初選截面如下圖所示圖4.3吊車梁截面尺寸4.4驗(yàn)算4.4.1毛截面特性凈截面特性：上翼緣對(duì)y軸的截面特性：4.4.2強(qiáng)度計(jì)正應(yīng)力：上翼緣正應(yīng)力為：下翼緣正應(yīng)力為：剪應(yīng)力：平板支座處剪應(yīng)力為：4.4.腹板局部穩(wěn)定：采用43Kg/m鋼軌，軌高為140mm集中荷載增大系數(shù)則腹板局部壓應(yīng)力為： 腹板計(jì)算高度邊緣處折算應(yīng)力為：圖4.4計(jì)算吊車梁折算應(yīng)力時(shí)荷載位置圖滿足要求。吊車梁的整體穩(wěn)定性：應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性因集中荷載并非在跨中附近，所以受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)吊車梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)為：整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：腹板的局部穩(wěn)定性：，加勁肋間距外伸寬度：取厚度：4.4.4疲勞計(jì)算：計(jì)算跨中處，吊車梁腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲應(yīng)力為腹板平均剪應(yīng)力為：腹板邊緣區(qū)格壓應(yīng)力為：1）計(jì)算所以2）計(jì)算則：所以3）計(jì)算所以，滿足4.4.5撓度計(jì)算：按一臺(tái)吊車計(jì)算，梁跨有兩個(gè)吊車輪壓（），如下圖所示圖4.5吊車梁標(biāo)準(zhǔn)荷載下的彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖C點(diǎn)的最大彎矩為：撓度計(jì)算為：4.4.6取平板支座加勁肋的外伸寬度厚度取突緣支座加勁肋板寬按公式計(jì)算平板支座加勁肋端面承壓應(yīng)力為：對(duì)于突緣支座，見(jiàn)圖4-6A)圖， 圖4-6支座加勁肋計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)平板支座，由圖4-6B），平板支座處控制，屬B類截面，查12-7b表，可得，支座加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性為：4.4.7焊縫計(jì)算上翼緣與腹板的連接焊縫為：取下翼緣板與腹板的連接焊縫為：取支座加勁肋與腹板的連接焊縫為：設(shè)，則所以取5墻梁設(shè)計(jì)由于實(shí)例建筑有兩種跨度的墻梁，側(cè)墻跨度為7.5m，山墻為6m。側(cè)墻設(shè)兩道拉條，承受垂直荷載跨度為2.5m，而山墻設(shè)一道拉條，承受垂直荷載的跨度為3m。因此，對(duì)這種墻梁需要分別計(jì)算內(nèi)力。5.1荷載計(jì)算5.1.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載：?jiǎn)螌訅盒筒噬摪迕姘甯魺釋?.05墻梁自重0.07圖5.1山墻墻架結(jié)構(gòu)布置圖5.1.2荷載設(shè)計(jì)值永久荷載：風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓，高度變化系數(shù)（B類，10.7m高）從表可知，有效受風(fēng)面積。墻梁的體型系數(shù)在中間區(qū)與邊緣帶相同，現(xiàn)求山墻墻梁有效受風(fēng)面積A（側(cè)墻大于山墻）。按風(fēng)吸力驗(yàn)算，對(duì)封閉建筑。墻梁線風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：設(shè)計(jì)值為：5.2內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)假定永久荷載部分由拉桿承受，則側(cè)墻墻梁在豎向可按三跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。風(fēng)荷載w產(chǎn)生的內(nèi)力按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，其跨中中點(diǎn)和距支坐1/3跨度處的彎矩分別為：1/3跨度處：風(fēng)荷載作用下，支座處的剪力為：5.3強(qiáng)度驗(yàn)算：墻梁跨中截面與拉條處的應(yīng)力符號(hào)如圖5.2所示。選用冷彎薄壁C型鋼，截面C200×70×20×2.25.3.1截面特性：圖5.2現(xiàn)用毛截面計(jì)算構(gòu)件的應(yīng)力：點(diǎn)1，點(diǎn)2，點(diǎn)3，點(diǎn)4，板件1-2是非均勻受壓加勁板件，則現(xiàn)計(jì)算板件1-4的受壓穩(wěn)定系數(shù)K現(xiàn)最大壓應(yīng)力在支承邊，則所以板1-2的，因此，將其代入計(jì)算系數(shù)：所以，。計(jì)算所以，板1-4的為板1-2的K，，此處b=70mm,c=200mm，將其代入計(jì)算系數(shù)所以，。計(jì)算現(xiàn)，現(xiàn)在，有效截面力學(xué)性能參數(shù)計(jì)算：計(jì)算（截面幾何尺寸見(jiàn)下圖5.3所示）從板件的有效寬度計(jì)算寬度計(jì)算可知，板1-2需扣除寬度：圖5.3墻梁凈截面計(jì)算板1-4需要扣除寬度：確定扣除截面后x軸的為：求繞軸的：點(diǎn)1，點(diǎn)3，因此，抗彎強(qiáng)度滿足要求。剪應(yīng)力：因此，抗剪強(qiáng)度滿足要求。5.4撓度驗(yàn)算水平向撓度：豎直向撓度：因此，變形滿足要求。6抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)6.1荷載計(jì)算圖5.4抗風(fēng)柱計(jì)算簡(jiǎn)圖6.1.1作用于10.70m抗風(fēng)柱上的風(fēng)荷載6.1.2垂直荷載：6.2截面選擇及驗(yàn)算6.2.1根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比和撓度需要試選截面：選用截面特性：柱中一半高度處：柱的最大軸力：6.2.2穩(wěn)定驗(yàn)算柱平面內(nèi)的穩(wěn)定驗(yàn)算：，按b類構(gòu)件查表可得：式中，，代入公式抗風(fēng)柱平面外的穩(wěn)定性一般與剛架邊柱相同，用隅撐減少平面外的無(wú)支長(zhǎng)度，可不做驗(yàn)算。6.2.3變形驗(yàn)算：因此，滿足要求。7剛架驗(yàn)算剛架采用Q235-B鋼，剛架柱和剛架梁均采用焊接工字型截面7.1剛架內(nèi)力組合7.1.1荷載作用下剛架內(nèi)力圖由于剛架為超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力無(wú)法根據(jù)靜力平衡條件求出，必須考慮變形協(xié)調(diào)條件才能求解。為方便計(jì)算和加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，使用PKPM-STS進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算。并且可根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)得到彎矩包絡(luò)圖，剪力包絡(luò)圖，剪力包絡(luò)圖等。 7.1.2永久荷載+活荷載：永久荷載+風(fēng)荷載（當(dāng)永久荷載有利時(shí)）：永久荷載+0.9（風(fēng)荷載+活荷載）：永久荷載+吊車荷載：永久荷載+0.9（風(fēng)荷載+吊車荷載）：7.1.3內(nèi)力分析根據(jù)PKPM-STS計(jì)算的剛架內(nèi)力包絡(luò)圖可知：梁1：梁4：梁5：柱1：柱2：柱3：7.2剛架梁截面驗(yàn)算7.2.1剛架梁截面選擇剛架斜梁的截面高度H取跨度的1/30—1/45，取H=550采用焊接工字形截面，如下圖所示圖7.16剛架梁截面7.2.2剛架梁的平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算梁1：取截面無(wú)孔洞削弱，按下式計(jì)算的強(qiáng)度為：強(qiáng)度滿足要求梁4：取截面無(wú)孔洞削弱，按下式計(jì)算的強(qiáng)度為：強(qiáng)度滿足要求梁5：取截面無(wú)孔洞削弱，按下式計(jì)算的強(qiáng)度為：強(qiáng)度滿足要求。7.2.3剛架梁的平面外穩(wěn)定計(jì)算考慮屋面壓型鋼板可與檁條牢固連接，且存在“蒙皮效應(yīng)”，因此檁條可作為橫梁平面外的側(cè)向支承點(diǎn)。但為了偏于安全起見(jiàn)，對(duì)于鋼梁平面外的計(jì)算長(zhǎng)度則應(yīng)根據(jù)隅撐的位置來(lái)確定，本設(shè)計(jì)隅撐設(shè)置位置為兩檁距一個(gè)，故鋼梁的平面外計(jì)算長(zhǎng)度取為2倍的檁條距離，即屬C類截面，查表可得等截面構(gòu)件按所以由下式計(jì)算梁的整體穩(wěn)定系數(shù)為：由下式計(jì)算的整體穩(wěn)定性為：鋼梁內(nèi)力取梁4端部?jī)?nèi)力：所以，滿足要求7.2.4鋼梁局部穩(wěn)定驗(yàn)算1）翼緣局部穩(wěn)定驗(yàn)算，滿足要求2）腹板局部穩(wěn)定驗(yàn)算，滿足要求7.3邊柱剛架截面驗(yàn)算7.3.1邊柱剛架截面選擇邊柱剛架柱的截面高度H通常小于剛架斜梁的高度，故取H=500mm采用焊接工字形截面，如下圖所示7.3.2單元內(nèi)力邊柱考慮各種荷載效應(yīng)的組合后，根據(jù)電算結(jié)果可得出剛架柱的最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：7.3.3單元計(jì)算長(zhǎng)度7.3.3.1平面外計(jì)算長(zhǎng)度：柱平面外的計(jì)算長(zhǎng)度為最大側(cè)向支撐點(diǎn)的間距即7.3.3.2平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度。由于中柱非搖擺柱，則單位水平荷載作用下，通過(guò)電算得出有且已知中柱軸力，有柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度7.3.4強(qiáng)度驗(yàn)算7.3.4.1控制截面的強(qiáng)度驗(yàn)算，滿足要求，滿足要求7.3.4.2單元抗剪承載力驗(yàn)算由于柱子僅有支座加勁肋，腹板不設(shè)置橫向加勁肋，所以，有由于<0.8,則7.3.4.3單元抗彎承載力驗(yàn)算由于，則7.3.5整體穩(wěn)定性驗(yàn)算7.3.5.1平面內(nèi)整體穩(wěn)定性對(duì)于x軸，屬于Q235鋼，按b類截面，查表可得，則滿足平面內(nèi)穩(wěn)定性要求。7.3.5.2平面外整體穩(wěn)定性對(duì)于y軸，屬于Q235鋼，按b類截面，查表可得，則可以求出等效彎矩系數(shù)由于鋼柱為等截面，故，再有：修正可得：滿足平面外整體要求。7.3.6局部穩(wěn)定驗(yàn)算7.3.6.1翼緣局部穩(wěn)定鋼柱翼緣滿足局部穩(wěn)定要求。7.3.6.1腹板局部穩(wěn)定鋼柱腹板滿足局部穩(wěn)定要求。經(jīng)計(jì)算其他柱均滿足要求。7.4中柱剛架截面驗(yàn)算7.4.1中柱剛架的截面高度H通常小于剛架斜梁的高度，故取H=500mm（等截面）采用焊接工字形截面，如圖7.17所示圖7.17剛架柱截面7.4.2單元內(nèi)力中柱考慮各種荷載效應(yīng)的組合后，根據(jù)電算結(jié)果可得出剛架柱的最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：7.47.4.3.1平面外計(jì)算長(zhǎng)度：柱平面外的計(jì)算長(zhǎng)度為最大側(cè)向支撐點(diǎn)的間距即7.4單位水平荷載作用下，通過(guò)電算得出有且已知邊柱軸力，有柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度：7.47.4，滿足要求滿足要求7.4.4.2單元抗剪承載力驗(yàn)算由于柱子僅有支座加勁肋，腹板不設(shè)置橫向加勁肋，所以，有由于<0.8,則7.4由于，則有7.47.4對(duì)于x軸，屬于Q235鋼，按b類截面，查表可得，則滿足平面內(nèi)穩(wěn)定性要求。7.4.5.2平面外整體穩(wěn)定性對(duì)于y軸，屬于Q235鋼，按b類截面，查表可得，則可以求出等效彎矩系數(shù)由于鋼柱為等截面，故，再有：修正可得：滿足平面外整體要求。7.47.4鋼柱翼緣滿足局部穩(wěn)定要求。7.4.6.1腹板局部穩(wěn)定鋼柱腹板滿足局部穩(wěn)定要求。7.5剛架變形驗(yàn)算7.5.1柱頂側(cè)移根據(jù)計(jì)算結(jié)果，剛架柱頂在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的相對(duì)側(cè)移為H/4331<H/240,滿足要求剛架梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度為1/584<1/180,滿足要求。8節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算8.1設(shè)計(jì)資料邊跨梁柱節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓摩擦連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)，每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)應(yīng)力為P=155KN。8.2梁與柱相交的節(jié)點(diǎn)域由下式計(jì)算的梁與柱相交的節(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度為：8.3邊跨梁柱和跨中梁柱高強(qiáng)度連接螺栓計(jì)算采用10.9級(jí)M20高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，摩擦面采用噴砂（丸）處理8.3.1邊跨梁端取采用10個(gè)M20螺栓，如下圖所示圖8.1梁柱拼接節(jié)點(diǎn)連接螺栓計(jì)算簡(jiǎn)圖由于螺栓為對(duì)稱布置，所以截面形心與螺栓群形心的距離為：每個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：每個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值為：考慮軸向壓力影響厚最上端螺栓的拉力為：每個(gè)螺栓的剪力為：最上端螺栓的承載力為：，滿足要求8.3.2跨采用10.9級(jí)M22高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，摩擦面采用噴砂（丸）處理采用10個(gè)M22螺栓，，如下圖所示圖8.2跨中梁柱截面連接螺栓計(jì)算簡(jiǎn)圖每個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：每個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值為：考慮軸向壓力影響厚最下端螺栓的拉力為：每個(gè)螺栓的剪力為：最上端螺栓的承載力為：滿足要求8.4端板厚度計(jì)算8.4.1邊柱端板為兩邊支撐類端板，且端板外伸，故：8.4.2中柱端板為兩邊支撐類端板，且端板外伸，故：8.5剛接柱腳錨栓計(jì)算8.5.1邊柱柱腳錨栓計(jì)算邊柱底板取為：750×420取邊柱柱底端荷載內(nèi)力設(shè)計(jì)值：受壓高度：受拉錨栓至受壓區(qū)中心距離：邊柱底板尺寸及錨栓布置圖軸心力N至受壓中心距離為：受拉區(qū)每個(gè)錨栓的拉力為：所需錨栓的面積為:所以，兩邊柱柱腳底板都選用錨栓。邊柱底板厚度計(jì)算根據(jù)底板應(yīng)力和支承情況，其中板腳取兩邊支承，邊緣取三邊支承，柱腹板與隔板間取四邊支承，按計(jì)算所需最大厚度確定底板厚度，底板分為三個(gè)區(qū)格，計(jì)算如下：板底反力:邊柱帶肋板的剛接柱腳底板計(jì)算圖①區(qū)格為兩邊支承，按三邊支承計(jì)算；，查表可得：②區(qū)格為三邊支承，按三邊支承計(jì)算；，查表可得：③區(qū)格為三邊支承，按三邊支承計(jì)算；，查表可得：所以取地板厚度為：t=22所以，兩邊柱底板尺寸都取為：8.5.2中柱錨栓計(jì)算中柱底板取為：740×410取邊柱柱底端荷載內(nèi)力設(shè)計(jì)值：中柱底板尺寸及錨栓布置圖受壓高度：受拉錨栓至受壓區(qū)中心距離：軸心力N至受壓中心距離為：受拉區(qū)每個(gè)錨栓的拉力為：所需錨栓的面積為:所以，選用錨栓中柱底板厚度計(jì)算根據(jù)底板應(yīng)力和支承情況，其中板角取兩邊支承，邊緣取三邊支承，柱腹板與隔板間取四邊支承，按計(jì)算所需最大厚度確定底板厚度，底板分為三個(gè)區(qū)格，計(jì)算如下：中柱帶肋板的剛接柱腳底板計(jì)算圖板底反力:①區(qū)格為兩邊支承，按三邊支承計(jì)算:，查表可得：②區(qū)格為三邊支承，按三邊支承計(jì)算；，查表可得：③區(qū)格為三邊支承，按三邊支承計(jì)算；，查表可得：所以,取地板厚度為：t=25mm所以，中柱底板尺寸取為：mm9牛腿設(shè)計(jì)圖9.1牛腿截面尺寸集中荷載下牛腿高度為200+200×200/575=270設(shè)翼緣板為-250×10，腹板厚為89.1強(qiáng)度計(jì)算9.1.1抗剪強(qiáng)度計(jì)算集中荷載下腹板的抗剪強(qiáng)度為：9.1.2抗彎強(qiáng)度計(jì)算牛腿根部抗彎模量:牛腿根部（1點(diǎn)）的抗彎強(qiáng)度為：9.1.3折算應(yīng)力驗(yàn)算牛腿根部（2點(diǎn)）應(yīng)力為：2點(diǎn)的折算應(yīng)力為：，滿足要求。10基礎(chǔ)設(shè)計(jì)10.1基礎(chǔ)類型選擇本建筑為輕型鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)選擇柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。10.2確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度根據(jù)場(chǎng)地地基土層分布情況，0—0.8m為雜填土；0.8—4.2m為粉質(zhì)粘土；4.2m以下為粉土。土壤凍結(jié)深度為0.4m，基礎(chǔ)最小埋置深度為0.6m，綜合上述因素選擇第二層（0.810.3確定地基承載力已知第二層持力層土的主要物理力學(xué)指標(biāo)r=18.7KN/m3、e=0.900、Es=6.0MPa、fak=115KPa查表得承載力修正系數(shù)代入上式的修正后的地基承載力特征值為：圖10.1地層分布圖10.4基礎(chǔ)梁設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為,鋼筋采用HPB235級(jí)鋼筋。10.4.1荷載計(jì)算10.4.2內(nèi)力計(jì)算10.4.3截面尺寸b×h及縱向鋼筋面積As計(jì)算已知fc=9.6N/mm2、fy=210N/mm2、查表得：設(shè)b=150mm,h=200mm計(jì)算系數(shù)：故選用驗(yàn)算適用條件：10.5基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用混凝土，HPB235級(jí)鋼筋，ft=1.10N/mm2,fy=210N/mm2,墊層采用混凝土。10.5.1邊柱基礎(chǔ)計(jì)算計(jì)算基礎(chǔ)時(shí)，取荷載效應(yīng)基本組合所以取已知初步確定基礎(chǔ)底面尺寸考慮荷載偏心，將基礎(chǔ)地面積初步增大20%，得取A=4.3m2取基礎(chǔ)底面邊尺寸為:b=1.8m因?yàn)閎=1.8m<3m,故f所以，基底處的總豎向力為：基底壓力計(jì)算：所以，基礎(chǔ)底面尺寸滿足要求?；貎舴戳τ?jì)算：基礎(chǔ)高度：柱邊截面，取h=800mmh0=755因偏心受壓，按下式計(jì)算時(shí)Pj取Pjmax，滿足要求。配筋計(jì)算：沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向，對(duì)柱邊截面Ⅰ-Ⅰ處的彎矩MⅠ為：沿基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向，對(duì)柱邊截面Ⅲ-Ⅲ處的彎矩MⅢ：比較和，按構(gòu)造要求配筋