輕型門式鋼架畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

中有一臺(tái)10噸A5級(jí)工作制吊車，24米跨度雙坡輕型門式剛架，7.5米柱距?？偨ㄖ鎡hearchitecturaldesignacomponentselection,checonsistsofspecificrequirementsofengineeringdrawingsanddesigningparametersachievedThisdesignaccordingtovariousdesigningspecifications,sourcemdesignapproach.Throughcomparingandrectifyinganumberofreferencesandthreemonths第一部分結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置 1 11.2設(shè)計(jì)原始資料 1 21.4設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容 21.4.1建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容 21.4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容 21.5設(shè)計(jì)完成應(yīng)提交的文件和圖表 31.5.1計(jì)算說明書 3 3第二章建筑設(shè)計(jì)說明 42.1單層門式剛架結(jié)構(gòu)的組成 4 42.3平面設(shè)計(jì) 52.4剖面設(shè)計(jì) 52.4.1廠房高度的確定 52.4.2室內(nèi)地坪標(biāo)高的確定 62.5立面設(shè)計(jì) 6 62.5.2建筑立面設(shè)計(jì)的任務(wù)及步驟 62.5.3采光面積 7 72.5.5各種構(gòu)造的做法 7第三章鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 83.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 83.2鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍 93.3單層門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 3.4結(jié)構(gòu)選型和整體布置 4.1屋面板選型 4.1.1輕型屋面的特點(diǎn) 4.3柱的選擇 4.4檁條選型 4.5拉條的設(shè)置 4.6墻梁選型 4.7吊車梁選型及鋼軌型號(hào) 4.7.2吊車軌道 4.10基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 5.2檁條和墻梁的布置 5.4檁條與鋼梁的連接 5.5檁條的拉條和撐桿 6.1檁條設(shè)計(jì) 6.1.1荷載和內(nèi)力計(jì)算 6.1.3有效凈截面模量 6.1.4強(qiáng)度計(jì)算 6.1.5有效凈截面模量 6.1.6穩(wěn)定計(jì)算 6.1.7撓度驗(yàn)算 6.1.8構(gòu)造要求 6.2.3內(nèi)力計(jì)算 6.2.5有效截面 6.2.6強(qiáng)度計(jì)算 6.2.7穩(wěn)定計(jì)算 6.2.8撓度驗(yàn)算 6.3抗風(fēng)柱設(shè)計(jì) 6.3.4彎矩作用平面外的穩(wěn)定性計(jì)算 6.3.5局部穩(wěn)定 6.3.6撓度計(jì)算 7.2吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 7.4其他荷載 7.5內(nèi)力計(jì)算 7.5.1作用在吊車梁上的力的分析 7.5.4彎矩和剪力疊加 7.6.1吊車梁確定高度 7.6.2吊車梁腹板厚度確定 7.6.3吊車梁翼緣寬度確定 7.6.4制動(dòng)結(jié)構(gòu)與支撐構(gòu)件 7.7吊車梁截面計(jì)算 7.8穩(wěn)定計(jì)算 7.10制動(dòng)結(jié)構(gòu) 7.10.1制動(dòng)邊梁的強(qiáng)度與穩(wěn)定計(jì)算 7.10.2走道板的計(jì)算 8.1荷載的組合 8.2剛架荷載計(jì)算 8.2.1永久荷載 8.2.2活荷載 8.4剛架內(nèi)力計(jì)算 8.4.1剛架在屋面恒載和剛架自重作用下的內(nèi)力計(jì)算 8.4.2在屋面活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 8.5右風(fēng)作用在屋架上的內(nèi)力計(jì)算 8.6吊車荷載作用 8.7內(nèi)力組合 第九章剛架側(cè)移和截面驗(yàn)算 9.1截面驗(yàn)算 9.1.2構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算 9.1.3剛架梁的驗(yàn)算 9.1.4剛架柱的驗(yàn)算 9.2剛架的變形計(jì)算 9.2.1剛架柱頂?shù)奈灰朴?jì)算 9.2.2剛架斜梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限制計(jì)算 第十章剛架連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 10.1.1牛腿截面設(shè)計(jì) 10.1.2柱連接處焊縫強(qiáng)度計(jì)算 10.2剛架梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 10.2.1螺栓驗(yàn)算 10.2.2端板厚度驗(yàn)算 10.2.4螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算 10.2.5凈截面的強(qiáng)度驗(yàn)算 10.3剛架跨中梁拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 10.3.1端板厚度驗(yàn)算 10.4.1確定底板面積 10.4.3確定底板厚度 10.4.4柱腳錨栓截面計(jì)算 10.4.5焊縫計(jì)算 第十一章基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 11.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料 11.1.1設(shè)計(jì)資料 11.1.2荷載計(jì)算 11.2確定基礎(chǔ)底面尺寸 11.2.1初選基底尺寸 11.2.2驗(yàn)算持力層地基承載力 11.3沖切驗(yàn)算 11.4基礎(chǔ)底板的配筋計(jì)算 參考文獻(xiàn) 3.其他 IntroductiontoCivilEngineeringPape 土木工程簡介 第一部分結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置第一章設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)跨度為24m,柱距為7.5m,車間總長度為60m。主跨設(shè)有起重量為10t的吊車一臺(tái)，吊車的工作級(jí)別為A5級(jí)，軌頂標(biāo)高為6.0m。室內(nèi)最大積雪深度100.8mm西北 設(shè)計(jì)資料知地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為170kpa,無不良地基風(fēng)荷載1.4.1建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)基礎(chǔ)平面布置圖及基礎(chǔ)詳圖；(2)屋面系統(tǒng)布置圖及檁條節(jié)點(diǎn)詳圖；(3)剛架及剛架節(jié)點(diǎn)詳圖；(5)墻皮系統(tǒng)布置圖及節(jié)點(diǎn)詳圖；(6)吊車梁及節(jié)點(diǎn)詳圖。第二章建筑設(shè)計(jì)說明單層門式剛架結(jié)構(gòu)是指以輕型焊接H型鋼(等截面或變截面)、熱軋H型鋼(等截冷彎薄壁型鋼(槽型、卷邊槽型、Z型等)做檁條、墻梁；以壓型金屬板(壓型鋼板、2.2工業(yè)建筑設(shè)計(jì)原則和依據(jù)(1)符合生產(chǎn)工藝的要求；(2)滿足有關(guān)的技術(shù)要求；合理選擇建筑參數(shù)(高度、跨度、柱距等)。應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，提高建筑工業(yè)化水平。(3)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；(4)滿足衛(wèi)生等要求。柱距按生產(chǎn)工藝來確定。綜合考慮各方面的因素本次設(shè)計(jì)的廠房跨度為24m,柱距為7.5m,長度為60m。冊(cè)》(上冊(cè))附表可查得吊車軌頂以上高度為1.876m;選定吊車梁的高度為0.65m,暫取軌道頂面至吊車梁頂面的距離為0.14m,墊板厚20mm。則牛腿頂面標(biāo)高可按下式計(jì)6.0+1.876+0.3+0.55=8.700m屋面坡度為1/10,廠房跨度為24m,所以屋脊的高度為9.9m,故廠房的高度為9.92.4.2室內(nèi)地坪標(biāo)高的確定侵室內(nèi)，同時(shí)考慮單層工業(yè)建筑工具進(jìn)出頻繁，室內(nèi)外高差過大則出入不便，故取2.5立面設(shè)計(jì)(1)符合基地環(huán)境和總體規(guī)劃的要求；(5)掌握相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.5.3采光面積方式，在廠房的側(cè)面設(shè)有3.6m×2.4m的窗戶18扇和通長設(shè)置的高為0.9m帶型窗，采第三章鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用3.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(1)材料的強(qiáng)度高，塑性和韌性好；(2)材質(zhì)均勻，和力學(xué)計(jì)算的假定比較符(3)鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工周期短；(4)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕；多不過鋼筋混凝土屋架的1/4～1/3,冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近1/10,為吊裝提供了方(5)鋼材的耐腐蝕性差；(6)鋼材耐熱但不耐火。(1)大跨度結(jié)構(gòu)；(2)重型廠房結(jié)構(gòu)；里吊車的起重質(zhì)量大(常在100t以上，有的達(dá)到440t),其中有些作業(yè)也十分繁重(24h(3)受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)；(4)可拆卸的結(jié)構(gòu)；(5)高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑；(6)容器和其他構(gòu)筑物；(7)輕型鋼結(jié)構(gòu)。裝迅速，近20年來如雨后春筍大量出現(xiàn)。3.3單層門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(1)質(zhì)量輕；(2)工業(yè)化程度高，施工周期短；(3)綜合經(jīng)濟(jì)效益高；門式剛架結(jié)構(gòu)由于材料價(jià)格的原因其造價(jià)雖然比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等其他結(jié)構(gòu)形式(4)柱網(wǎng)布置比較靈活。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式由于受到屋面板、墻板尺寸的限制，柱距多為6m,當(dāng)采用12m柱距化協(xié)會(huì)編制的《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》于1998年頒布施行后門式剛架結(jié)第四章構(gòu)件選型4.1屋面板選型4.1.1輕型屋面的特點(diǎn)(1)壓型鋼板腹板與翼緣水平面之間的夾角不宜小于45度；(3)壓型鋼板長度方向的搭接端必須與支承構(gòu)件(如檁條、墻梁等)有可靠的連屋面坡度小于1/10時(shí)屋面坡度大于1/10時(shí)120mm4.2壓型鋼板選擇應(yīng)用較多的板型也就十幾種。壓型鋼板根據(jù)波高的不同，一般分為低波板(波高小于30mm)、中波板(波高為30～70mm)和高波板(波高大于70mm)。波高越高，截面的4.3柱的選擇(1)面積的分布應(yīng)盡量開展，以增加截面的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高柱的整體穩(wěn)(2)使兩個(gè)主軸方向等穩(wěn)定性，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效(3)便于和其他構(gòu)件進(jìn)行連接；(4)盡可能構(gòu)造簡單，制造省工，取材方便。4.4檁條選型檁條的截面形式可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種。當(dāng)檁條的跨度(柱距)不超過9m時(shí)，常用的檁條形式為冷彎薄壁型鋼截面，包括卷邊槽鋼(亦稱C形鋼)、直卷邊Z形鋼、斜卷邊Z形鋼。本次設(shè)計(jì)的單層廠房由于坡度小于1/3,所以選用C形鋼檁條。初選截4.5拉條的設(shè)置4.6墻梁選型4.7.1吊車梁選型根據(jù)吊車的參數(shù)：起重量10t、工作級(jí)別A5、跨度22.5m、最大輪壓為130kN,吊車梁截面定為618×10×390×18×300×14(上翼緣為寬翼緣、下翼緣為窄翼緣)。度為0.14m,軌鋼型號(hào)為43kg/m。4.8支撐體系布置4.9制動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)經(jīng)計(jì)算采用寬度為0.805m厚度為4mm的壓花鋼板，制動(dòng)邊梁選用[25a的槽鋼。4.10基礎(chǔ)設(shè)計(jì)(2)底板配筋：基礎(chǔ)底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10mm,間距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。當(dāng)基礎(chǔ)底面邊長大于或等于2.5m時(shí)(3)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20。墊層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)為C15,墊層厚度不宜小于70mm,周邊伸出基礎(chǔ)邊緣宜為100mm。(2)控制地基的變形，使之不超過建筑物的地基變形允許值，以免引起基礎(chǔ)和上(3)基礎(chǔ)的材料、型式、尺寸和構(gòu)造除應(yīng)能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)、符合使用要求、滿足上述地基承載力(穩(wěn)定性)和變形要求外，還應(yīng)滿足對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和耐久性的要求。另外，力求災(zāi)害荷載)(爆炸等)作用時(shí)，經(jīng)濟(jì)損失最小。第五章結(jié)構(gòu)布置吊車凈空的要求確定。柱的軸線可取柱下端(較小端)中心的豎向軸線，工業(yè)建筑邊柱本次設(shè)計(jì)的廠房主剛架的跨度為24m,高度為9.9m,屋面坡度為1/10。共為9榀門5.2檁條和墻梁的布置(6)在剛架轉(zhuǎn)折處(邊柱柱頂、屋脊及多跨剛架的中柱柱頂)應(yīng)沿房屋全長設(shè)置第二部分結(jié)構(gòu)計(jì)算部分6.1檁條設(shè)計(jì)6.1.1荷載和內(nèi)力計(jì)算檁條設(shè)計(jì)封閉式建筑，屋面材料為壓型鋼板，屋面坡度為1/10(α=5.71°),檁條(1)永久荷載壓型鋼板(含保溫)0.30kN/m2(2)可變荷載屋面均布活荷載為0.5kN/m2,雪荷載為0.25kN/m2?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定當(dāng)屋面有積灰荷載時(shí)，積灰荷載應(yīng)與雪荷載或不上人的屋面均布荷載中的較大值同時(shí)考慮。即可變荷載采用0.5kN/m2。y軸方向△x軸方向1)檁條線荷載：2)在剛架最大主平面內(nèi)(對(duì)x軸)由p,引起的彎矩設(shè)計(jì)值(跨中設(shè)兩道拉條),當(dāng)在剛架最小主平面內(nèi)(對(duì)y軸)由p,引起的彎矩設(shè)計(jì)值(跨中設(shè)兩道拉條)第二種組合：1.0×永久荷載+1.4×鳳荷載房屋的總高度為9.9m,可查得其風(fēng)荷載高度變化系數(shù)為1.0,取邊緣跨計(jì)算。根A=1.5×7.51取125,垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：1)檁條線荷載檁條上的線荷載設(shè)計(jì)值：P=1.0×0.35×1.5×sin5.71=0.052kN/mP=1.4×0.77×1.5-0.35×1.5×cos5.71=12)彎矩設(shè)計(jì)值(由于p,>p/3.5,取跨中1/3處進(jìn)行驗(yàn)算):6.1.2截面選擇與截面特性(1)選用截面的毛截面尺寸初步選用C250×75×20×2.5,查《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》知其截面特性為：1,=71.31cm?i,=2.69cmWmax=36.86cm3wmn=12.84cm3I,=0.2184cm?先按毛截面計(jì)算截面的應(yīng)力(壓為正、拉為負(fù)):=85.96N/mm2(拉)(2)受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)腹板為加勁板件，壓力分布不均勻系數(shù)：由《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》查得板件的受壓穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式：k=7.8-6.29y+9.78y2=7.8-6.29×(-0.922)+9.78×(-0.922)2=21.912)上翼緣上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁肋板件的支承邊，壓力分布不均系數(shù)：y=σm/om=89.48/93.2=由《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》查得板件的受壓穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式：k=5.89-11.5k=5.89-11.59w+6.68y2=5.89-11.59×0.96+6.68×0.962=0.92(3)受壓板件的有效寬度k?=0.11+0.93/(c-0.05)2=0.11+0.93/(1.46-0對(duì)于加勁板件，y<0,則有：2)上翼緣板：p=√205k,k/o,=205×1.20×0.92/89.48=b?=0.4b,=0.4×75=30mmb?=0.6b=0.6×75=45mm3)下翼緣板：下翼緣板全截面受拉，全部有效。6.1.3有效凈截面模量上翼緣板的扣除面積寬度為全截面有效，腹板全截面有效。同時(shí)在腹板的計(jì)算截面有一圓鋼拉條φ12孔徑13mm的拉條連接孔(距上翼緣板邊緣40mm),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13mm計(jì)算。圖6.3上翼緣板拉條連接孔圖6.4腹板拉條連接孔則有效凈截面模量為：6.1.4強(qiáng)度計(jì)算在永久荷載和活荷載作用下，屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，可不計(jì)算檁條的整體穩(wěn)定性，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》公式計(jì)算①、②點(diǎn)的強(qiáng)度為：(1)先按毛截面計(jì)算截面應(yīng)力為：(2)受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)：1)腹板w=σm/0mx=-87.2/90.67=-0由《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》公式可知板件的受壓穩(wěn)定系數(shù)k=7.8-6.29y+9.78y2=7.8+6.29×0.962+9.78×(-0.962)2=22.902)上翼緣上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁肋板件的支承邊，壓力分布不均勻系數(shù)：y=σ/0m=88.88/90.67=0k=5.89-11.59y+6.68y2=5.89-11.59×0.980+6.68×0.9802=0.947(3)受壓板件的有效寬度。1)腹板按公式計(jì)算受壓板件的板組約束系數(shù)k,:p=√205k,k/o,=√205×22.90×0.571/90.67=5.46受壓板件的寬厚比大于規(guī)定的有效寬厚比；受壓板件的有效截面應(yīng)自截面的受壓部分扣除去超出部分來確定，截面的受壓部分全部有效。b=0.4b=0.4×127.42=50.97mm2)下翼緣板p=√205k,k/o,=√205×1.215×0.947/89.78=1.610b/t=75/2.5=3018ap=18×1.003×1.610=29.06738ap=38×1.003×1.61b,=0.4b=0.4×73.49=29.40mmb?=0.6b=0.6×73.49=44.09mm3)上翼緣板6.1.5有效凈截面模量6.1.6穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算表明由永久荷載和風(fēng)荷載組合效應(yīng)起控制作用。6.1.7撓度驗(yàn)算對(duì)兩端簡支檁條的撓度可按以下公式計(jì)算撓度：6.1.8構(gòu)造要求此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求6.2墻梁設(shè)計(jì)6.2.1墻板設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中，采用一側(cè)掛墻板。墻板做成落地式并與矮墻相連，墻板的重力傳至基礎(chǔ)，故墻梁的最大剛度平面在水平方向。開有門窗時(shí)，門窗上面的墻梁板荷載由墻梁承受。另外，由于面板設(shè)計(jì)時(shí)只考慮均布水平風(fēng)荷載的作用，墻板不需要計(jì)算，可根據(jù)荷載、墻梁間距選用板型。6.2.2荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1)墻梁的永久荷載：壓型鋼板(含保溫層的雙層構(gòu)造)0.30kN/m2墻梁(包括拉條)0.05kN/m2(2)墻梁的可變荷載。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》GB50009的規(guī)定值乘以1.05。對(duì)于門式剛架輕型房屋，當(dāng)其屋面坡度α不大于10°,屋面平均高度不大于18m,房屋高寬比不大于1,檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸時(shí)，風(fēng)荷載查《門式剛架輕@x?=β×μ?！力蘝×@?=-1.78×1.1×1.0×(1.05×0.55)=-1.13kN/m2(風(fēng)吸力)0k?=βg×μ,×μ:×0=1.78×1.0×1.0×(1.05×0.55)=1.03kN/m(風(fēng)壓力)6.2.3內(nèi)力計(jì)算墻梁選用：C250×75×20×2.5,重量為8.23kg/m,開口朝下布置。墻梁跨度為7.5m,在跨中設(shè)兩道拉條，則有：6.2.4截面選擇6.2.5有效截面由前面檁條計(jì)算知，墻梁全截面有效。6.2.6強(qiáng)度計(jì)算(1)有效凈截面模量(不考慮螺栓孔的影響):(2)由于墻梁采用的是冷彎薄壁型鋼，其強(qiáng)度驗(yàn)算公式如下：查《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》第三版知中B=0)強(qiáng)度滿足。6.2.7穩(wěn)定計(jì)算受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2001,跨中設(shè)有兩道側(cè)向支撐，有μ=0.335=1.375?=0.06e。=125mm按公式計(jì)算穩(wěn)定性：6.2.8撓度驗(yàn)算滿足要求。6.2.9構(gòu)造要求均滿足要求。此墻梁在平面內(nèi)、外6.3抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)6.3.1內(nèi)力計(jì)算由墻梁作用于柱各支托上的垂直力設(shè)計(jì)值為0.05×1.2×1.5×8=0.72kN,沿著柱方向一共布置由6根墻梁，見圖6.6。由于風(fēng)荷載作用于柱的均布荷載設(shè)計(jì)值為：按《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》附表，選用焊接H鋼400×200×8×13柱高9.5m,柱距6.3.2截面幾何特性A=84.12cm2m=66.00kg/mI=23700cm?W=1190cm3i=16.80cm忽略抗風(fēng)柱的垂直荷載的偏心，抗風(fēng)柱的最大彎矩：抗風(fēng)柱的最大軸力計(jì)算由柱自重產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值：66×9.由墻梁自重產(chǎn)生的軸力：8×0.54×1.2=4.3所以在柱底產(chǎn)生的最大軸力為：N=7.37+4.32=11.69kN6.3.3彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性計(jì)算根據(jù)平面內(nèi)的穩(wěn)定性計(jì)算公式性。計(jì)算其平面內(nèi)的穩(wěn)定滿足要求。6.3.4彎矩作用平面外的穩(wěn)定性計(jì)算滿足要求。6.3.5局部穩(wěn)定柱上端鉸接，下端固定，可不驗(yàn)算在水平風(fēng)荷載作用下的撓度。第七章鋼吊車梁設(shè)計(jì)起重量跨度工作制吊鉤類型輪距尺寸(mm)最大輪壓Pmax小車重(t)吊車總重(t)輪道型號(hào)中級(jí)軟鉤 (2)吊車水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和10%采吊車可變荷載《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》第3.2.5條規(guī)定，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)r。=1.4。吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)值：H=r?H?=1.47.4其他荷載(2)無懸掛荷載。7.5內(nèi)力計(jì)算7.5.1作用在吊車梁上的力的分析荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，吊車荷載的最大豎向彎矩和最大剪力。(1)最大豎向彎矩在該吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值得作用下，產(chǎn)生最大豎向彎矩和吊車荷載的最不利位置見圖：最大彎矩C點(diǎn)的位置為：P=130kNZP最大剪力：最大豎向彎矩設(shè)計(jì)值：最大豎向彎矩：(2)最大剪力在吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，產(chǎn)生最大剪力計(jì)算見圖：圖7.2吊車最大剪力布置圖吊車梁最大剪力設(shè)計(jì)值：支座的支反力為最大剪力：吊車梁的最大水平彎矩設(shè)計(jì)值：7.5.2在吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，吊車荷載的最大水平彎矩7.5.3附加彎矩和附加剪力吊車梁最大豎向彎矩設(shè)計(jì)值增大值：吊車最大豎向彎矩標(biāo)準(zhǔn)曾大值：(2)考慮其他荷載作用時(shí)吊車梁最大剪力值吊車最大剪力設(shè)計(jì)增大值：7.5.4彎矩和剪力疊加(1)吊車梁絕對(duì)最大豎向彎矩(計(jì)算強(qiáng)度穩(wěn)定和連接強(qiáng)度是的絕對(duì)最大豎向彎矩設(shè)計(jì)值):Mmx=Mmx,+△Mmx=381.89+24.26=406.15kN..M=Mx+△M=259.794+14.12=273.91kN..(2)吊車梁絕對(duì)最大水平彎矩：MAmx=Mm=36.37kN!.mx?…Amx..(3)吊車梁最大支反力：Vmax=Vmax!+△Vmax?=279.01+24.26=303.27kNRmax=Vmax=303.27kN(4)吊車梁在豎向最大彎矩截面處(C點(diǎn))的剪力設(shè)計(jì)值：7.6截面尺寸確定及幾何特性計(jì)算7.6.1吊車梁確定高度按經(jīng)濟(jì)高度確定梁高7.6.2吊車梁腹板厚度確定因兩種結(jié)果均小于8mm,故按規(guī)范要求取，=8mm。7.6.3吊車梁翼緣寬度確定為使截面經(jīng)濟(jì)合理選上下翼緣不對(duì)稱的工字形截面。上翼緣寬度根據(jù)軌道連接件的要求和翼緣板的局部穩(wěn)定的要求，初取b=390mm。根據(jù)梁受壓翼緣自由外伸寬度b與其厚度t之比應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第4.3.8條規(guī)定：故上翼緣取—390×18,下翼緣取—270×14。所以：390×18+270×14=10800mm2≥5161.89mm2(滿足要求)7.6.4制動(dòng)結(jié)構(gòu)與支撐構(gòu)件制動(dòng)結(jié)構(gòu)與支撐構(gòu)件，其中制動(dòng)板選花紋鋼板—805×4,邊梁為槽鋼[25a吊車梁截面及吊車梁系統(tǒng)組成構(gòu)件見圖：圖7.3吊車梁布置圖(1)正應(yīng)力7.6.5截面幾何特性(1)吊車梁對(duì)x軸的截面特性：A=39×1.8+30×1,4+61.8×1.(2)制動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)y軸的截面特性，制動(dòng)邊梁[25a的截面特性：12o?=3359.1cm?b=78mmA,=61.8+80.5×0.4+34.91=17.7吊車梁截面計(jì)算Q235B鋼(鋼材板厚t≤16mm)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=215N/mm2f=125N/mm2f=325N/mm2f"=160N/mm2Q235鋼(鋼材板厚16mm≤t≤40mm)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=205N/mm2f.=325N/mm2f,=160N/mm2強(qiáng)度計(jì)算：f,=120N/mm2上翼緣正應(yīng)力：下翼緣正應(yīng)力：(2)突緣支座剪應(yīng)力：(3)腹板的局部壓應(yīng)力：對(duì)于中級(jí)工作制吊車梁集中荷載增大值系數(shù)y=1.0。(4)腹板計(jì)算高度處的折算應(yīng)力(C截面處):7.8穩(wěn)定計(jì)算(1)梁的整體穩(wěn)定由于吊車梁上翼緣沒有制動(dòng)板，梁的側(cè)向位移可靠保證根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第4.2.1條規(guī)定可不計(jì)算梁的整體穩(wěn)定。(2)腹板的局部穩(wěn)定故按構(gòu)造配置橫向加勁肋。1)支座加勁肋計(jì)算支座加勁肋分為平板式支座加勁肋和突緣支座加勁肋，其中后者在工程張使用較為廣泛，取支座加勁肋200×12mm。穩(wěn)定計(jì)算：查表有：φ=0.986則計(jì)算支座加勁肋在腹板平面外穩(wěn)定性2)撓度計(jì)算①.豎向撓度：7.9焊縫連接計(jì)算(1)上翼緣腹板的連接為焊接采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第8.5.5條規(guī)定的焊透的T形接頭對(duì)接與角接組合的焊接形式。其焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)，可認(rèn)為其強(qiáng)度與母材強(qiáng)度等級(jí)相同，故可不計(jì)算焊角尺寸h,=8mm。(2)下翼緣與腹板的連接焊縫(3)支座加勁肋與腹板連接焊縫7.10制動(dòng)結(jié)構(gòu)制動(dòng)結(jié)構(gòu)是邊梁，走道板和吊車梁上翼緣組成的制動(dòng)梁。走道板寬度0.805m。7.10.1制動(dòng)邊梁的強(qiáng)度與穩(wěn)定計(jì)算(1)豎向荷載產(chǎn)生豎向彎矩和穩(wěn)定計(jì)算走道板自重：qx=0.805×0.5=0.4025kN/m則由此產(chǎn)生的內(nèi)力：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第3.2.3條規(guī)定可變荷載起控制作用的組合內(nèi)力的設(shè)計(jì)值：M?=r?Mcx+r,Mgx=1.2×2.8+1.4×5.Vx=r?Vax+r?Vgx=1.2×1,51+1.4×3.02=6.04kN(2)橫向水平荷載產(chǎn)生最大彎矩：Max=36.37kN...(3)強(qiáng)度計(jì)算：(4)整體穩(wěn)定系計(jì)算制動(dòng)梁的計(jì)算長度：1,=7500mm制動(dòng)梁的回轉(zhuǎn)半徑和長細(xì)比根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載規(guī)范》GB50017-2003公式計(jì)算制動(dòng)梁整體穩(wěn)定性：制動(dòng)梁邊梁的豎向撓度計(jì)算：7.10.2走道板的計(jì)算(1)走道板的強(qiáng)度計(jì)算走道板為t=4mm,花紋鋼板，板的加勁板為—80×6@750設(shè)置如圖綜上以上設(shè)計(jì)均滿足要求。第八章剛架內(nèi)力分析當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度而風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于0.45kN/m2,或抗震設(shè)防烈度為8度而風(fēng)荷(2)最大彎矩M和同時(shí)出現(xiàn)的N和V的較大值；8.2剛架荷載計(jì)算壓型鋼板0.30kN/m2總計(jì)0.35kN/n剛架斜梁選用Q235B鋼：H550×350×10×22G=A×78.5=20460×10??×78.5=1.606kN/m基本風(fēng)壓：a=0.55kJm2按地面粗糙程度為B類，風(fēng)壓高度變化系數(shù)選用邊跨左風(fēng)荷載體型系數(shù)如圖8.1:@=βH?Ha@=1.0×1.05×0.55×7.5×0.5=2.166kN/m(壓力)021=βμ:H?0。=1.0×1.05×0.55×7.5×1.4=6.064kN/m(吸力)O3x=βμH,?0。=1.0×1.05×0.55×7.5×0.8=3,465kN/m(吸力)@=βH?μ,0。=1.0×1.05×0.55×7.5×0.7=3.032kN/m(吸力)8.3各部分作用荷載剛架橫梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：1.606kN/m屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5×7.5=3.75kN/m標(biāo)準(zhǔn)值：3.163+10.244=13.405kN斜梁承受豎向均布荷載時(shí)有兩種表示方法：一是荷載集度q以沿水平線分布表示，如樓梯上的人群荷載以及屋面斜梁上的雪荷載等均以這種形式表示。二是斜梁上的荷載集度q按沿桿軸線分布情況表示，如樓梯、梁自重就屬于這種情8.4剛架內(nèi)力計(jì)算按《靜力計(jì)算手冊(cè)》柱腳固接門式剛架內(nèi)力計(jì)算如圖8.2。設(shè)鋼柱從室內(nèi)地坪到嵌入基礎(chǔ)部分長度為600mm,則柱高h(yuǎn)=8.7+0.6=9.3m,μ?=4(1+k)-2μ?(k-φ)=4(1+0.771)-2×1.c?=(c,-1)μ?=(5.517-設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí)通常按承載力極限狀態(tài)，設(shè)計(jì)保證安全，再按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核以保證適用性。8.4.1剛架在屋面恒載和剛架自重作用下的內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算：(拉為正，壓為負(fù))圖8.4恒荷載作用剛架左側(cè)受力簡圖圖8.5剛架在屋面恒載和自重作用下DE桿件的剪力計(jì)算圖8.6剛架在屋面恒載和自重作用下AD桿件的剪力計(jì)算軸力計(jì)算：取如圖所示的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸力計(jì)算：圖8.7剛架在屋面恒載和自重作用下AD和DE桿件的軸力計(jì)算則主跨剛架在屋面恒載作用下的內(nèi)力圖如下：ECB圖8.8恒載和自重作用下的彎矩圖D④A圖8.9恒載和自重作用下的剪力計(jì)算N(kN)8.4.2在屋面活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算=87.274kN]...圖8.12活荷載作用左側(cè)受力簡圖剪力計(jì)算，取如圖8.12所示的桿件進(jìn)行計(jì)算：E圖8.13DE桿件在活載作用下的剪力計(jì)算圖8.14AD桿件在活荷載作用下的剪力計(jì)算軸力計(jì)算，取如圖所示的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸力計(jì)算：圖8.15在活載作用下AD和DE桿件的軸力計(jì)算則剛架在活荷載作用下的內(nèi)力圖如下：ECB圖8.16剛架在活載作用下的彎矩圖圖8.17剛架在活載作用下的剪力圖N(kN)圖8.18剛架在活載作用下的軸力圖8.4.3剛架在左風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算先計(jì)算剛架右側(cè)梁在左風(fēng)作用下的內(nèi)力計(jì)算，由于風(fēng)吸力是與屋面垂直的，與水平方向和豎直方向都有一定的夾角，可以分解成水平和豎直方向兩個(gè)力進(jìn)行計(jì)算。如圖E二B(1)斜梁右側(cè)均布風(fēng)荷載豎向分力如圖8.20:q,=q·cosα=3.465·cosa=3.465kN/m=-67.443kN-..=-54.699kN..圖8.21EC桿件在左風(fēng)荷載豎向分力作用下剛架E點(diǎn)彎矩計(jì)算簡圖則在左風(fēng)作用下，只考慮剛架右側(cè)上作用豎向風(fēng)吸力時(shí)的彎距圖如下：DAEC圖8.22EC桿件在左風(fēng)荷載豎向分力作用下剛架的彎矩圖(2)斜梁右側(cè)均布風(fēng)荷載水平分力如圖8.23:圖8.23EC桿件在左風(fēng)荷載水平分力作用下剛架的計(jì)算簡圖4,=qsinα=3.465si=-1.286kN-...=0.629kN..kN...DA圖8.24EF桿件在左風(fēng)荷載水平分力作用下剛架的彎矩圖將(1)和(2)兩種荷載同時(shí)考慮則可以得到剛架右側(cè)梁受左風(fēng)作用時(shí)的彎矩圖：DEACB圖8.25EF桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的彎矩圖剪力計(jì)算，取如圖所示的桿件進(jìn)行計(jì)算：E圖8.26EC桿件在左風(fēng)荷載作用下DE桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.27EC桿件在左風(fēng)荷載作用下AD桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.28EC桿件在左風(fēng)荷載作用下EC桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.29EC桿件在左風(fēng)荷載作用下CB桿件的剪力計(jì)算簡圖所以其剪力圖如下：圖8.30EC桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的剪力圖軸力計(jì)算，取如圖所示的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸力計(jì)算：(1)節(jié)點(diǎn)D點(diǎn)圖8.31EC桿件在左風(fēng)荷載作用下DA和DE桿件的軸力計(jì)算簡圖圖8.32EC桿件在左風(fēng)荷載作用下CB和EC桿件的軸力計(jì)算簡圖所以其軸力圖如下：N(kN)圖8.33EC桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的軸力圖2.剛架左側(cè)梁在左風(fēng)作用下的內(nèi)力計(jì)算，由于風(fēng)吸力是與屋面垂直的，與水平方向和豎直方向都有一定的夾角，可以分解成水平和豎直方向兩個(gè)力進(jìn)行計(jì)算。左側(cè)均布風(fēng)荷載豎向分力如圖。圖8.34DE桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的計(jì)算簡圖(1)剛架左側(cè)斜梁在左側(cè)均布風(fēng)荷載作用下的豎向分力如圖圖8.34DE桿件在左風(fēng)荷載豎向分力作用下剛架的計(jì)算簡圖-53.306kN].=118.369kN-..圖8.34EC桿受力簡圖則在左風(fēng)作用下，只考慮剛架右側(cè)上作用豎向風(fēng)吸力時(shí)的彎距圖如下：B圖8.35DE桿件在左風(fēng)荷載豎向分力作用下剛架的彎矩圖(2)剛架左側(cè)斜梁在左側(cè)均布風(fēng)荷載的作用下的水平分力如圖8.36:圖8.36DE桿件在左風(fēng)荷載水平分力作用下剛架的計(jì)算簡圖,,=-0.352=-1,925kN..=-1.211kN..彎矩如圖8.37:DEC圖8.37DE桿件在左風(fēng)荷載水平分力作用下剛架的彎矩圖將(1)和(2)兩種荷載同時(shí)考慮則可以得到剛架左側(cè)梁受左風(fēng)作用時(shí)的彎距圖：D圖8.38DEECB桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的計(jì)算簡圖圖8.39DE桿件在左風(fēng)荷載作用下DE桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.40DE桿件在左風(fēng)荷載作用下DA桿件的剪力計(jì)算簡圖OO圖8.41DE桿件在左風(fēng)荷載作用下EC桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.42DE桿件在左風(fēng)荷載作用下CB桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.43DE桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的剪力圖(1)節(jié)點(diǎn)D點(diǎn)由ZX=0,有Q?A-Qpgsin5.71-Npgcos5.71=0圖8.45DE桿件在左風(fēng)荷載作用下DA和DE桿件的軸力計(jì)算簡圖(2)節(jié)點(diǎn)C點(diǎn)圖8.46DE桿件在左風(fēng)荷載作用下EC和CB桿件的軸力計(jì)算簡圖所以其軸力圖如下：N(kN)圖8.47DE桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的軸力圖3.左側(cè)剛架柱在左風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算如圖8.48圖8.48AD桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的計(jì)算簡圖=-48.535kN..圖8.49EC桿受力簡圖M=-3.066×10.5+0.908×12+23.338=-9.038kN..所以剛架只有左側(cè)柱受作風(fēng)作用時(shí)的彎矩如圖：D圖8.50AD桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的彎矩圖剪力計(jì)算，取如下圖所示的桿件進(jìn)行計(jì)算：Mp=16.627KNm圖8.51CB桿件在左風(fēng)荷載作用下DE桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.52CB桿件在左風(fēng)荷載作用下DA桿件的剪力計(jì)算簡圖QCE圖8.53FB桿件在左風(fēng)荷載作用下EC桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.54CB桿件在左風(fēng)荷載作用下BC桿件的剪力計(jì)算簡圖所以其剪力圖如下：圖8.55CB桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的剪力圖軸力計(jì)算，取如圖所示的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸力計(jì)算：(1)節(jié)點(diǎn)D點(diǎn)圖8.56CB桿件在左風(fēng)荷載作用下DA和DE桿件的軸力計(jì)算簡圖(2)節(jié)點(diǎn)C點(diǎn)圖8.57CB桿件在左風(fēng)荷載作用下EC和CB桿件的軸力計(jì)算簡圖所以其軸力圖如下：N(kN)圖8.58CB桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的軸力圖4.剛架右側(cè)柱在左風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算如圖8.69:圖8.59CB桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的計(jì)算簡圖計(jì)算在圖所示的荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算：=-32.670kN...=14.254kN..得其彎矩圖如下：32.67A圖8.60左風(fēng)作用在CB上的剛架彎矩圖剪力計(jì)算，取如下圖所示的桿件進(jìn)行計(jì)算：圖8.61FB桿件在左風(fēng)荷載作用下DE桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.62CB桿件在左風(fēng)荷載作用下DA桿件的剪力計(jì)算簡圖圖8.63CB桿件在左風(fēng)荷載作用下EC桿件的剪力計(jì)算簡圖得Qc=-5.043kN由ZMc=0,有Qc=23.154kN圖8.64CB桿件在左風(fēng)荷載作用下BC桿件的剪力計(jì)算簡圖所以其剪力圖如下：EA田B軸力計(jì)算，取如圖所示的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸力計(jì)算：(1)節(jié)點(diǎn)D點(diǎn)得No=5.147kN由2Y=0,有N-Nbsin5.71+Qpgco圖8.66CB桿件在左風(fēng)荷載作用下DA和DE桿件的軸力計(jì)算簡圖(2)節(jié)點(diǎn)C點(diǎn)圖8.67CB桿件在左風(fēng)荷載作用下EC和CB桿件的軸力計(jì)算簡圖所以其軸力圖如下：N(kN)圖8.68CB桿件在左風(fēng)荷載作用下剛架的軸力圖左風(fēng)作用在剛架上的內(nèi)力圖：DECD⑥oBN(kN)8.5右風(fēng)作用在屋架上的內(nèi)力計(jì)算同理右風(fēng)作用在剛架上的內(nèi)力圖：DN(kN)8.6吊車荷載作用吊車荷載：Pmax,=130kNPmin.k=49.2kNB=5930mmK=4050mm考慮到生產(chǎn)工藝和廠子發(fā)展，為將來擴(kuò)建打算，按兩臺(tái)吊車進(jìn)行內(nèi)力組合：根據(jù)B與K及反力影響線，可算得各輪對(duì)應(yīng)的反力影響線豎標(biāo)，于是可求得作用于柱上的吊車垂直荷載。Dmax=α·y?！max,k∑y,=1.1×1作用于每個(gè)輪子上的吊車水平制動(dòng)力設(shè)計(jì)值：作用于牛腿上的吊車水平荷載值：1水平制動(dòng)力到柱頂?shù)拇怪本嚯x：y=8.7-6=2.70m則作用在左側(cè)柱牛腿處豎向最大集中力：Fmax=Dmx+G=440.08+17.045=4此集中力在牛腿處產(chǎn)生的最大彎矩：Mmx=457.125×0.50=228.56kN-.,在左側(cè)柱產(chǎn)生豎向最大集中力Fmax,相應(yīng)的在右側(cè)柱出現(xiàn)最小集中力Fmin:Fmn=Dmn+G=166.55+17.405=183.395kN吊車最大水平荷載Tmax,從左向右且僅作用在左側(cè)柱時(shí)剛架內(nèi)力計(jì)算：M,=-2.53×(8.7+0.6)+16.66-0.91×M=11.07×5.79-40.16=23.94kN.BDA或CDC圖8.76Tmax作用在架上是的彎矩圖剪力計(jì)算：A圖8.77Tmax作用下AD桿剪力計(jì)算簡圖(2)對(duì)于桿件DED圖8.78Tmax作用下DE桿剪力計(jì)算簡圖E得Qgp=1.140kN圖8.79Tmax作用下EC桿剪力計(jì)算簡圖CB圖8.80Tmax作用下CB桿剪力計(jì)算簡圖剪力圖：因AEB圖8.81Tmax作用下剛架剪力圖軸力計(jì)算：圖8.82Tmax作用下剛架D點(diǎn)軸力計(jì)算簡圖Zx=0,有Qo-Nocos5.71-Qpsin5.71=0,得No=0.766kNZY=0,有NoA-1.14cos5.71-0.766sin5.71=0,得No=1.216kN圖8.83Tmax作用下剛架C點(diǎn)軸力計(jì)算簡圖N(kN)圖8.84Tmax作用下剛架軸力圖=-36.22kN..=55.72kN]..=-43.69kM=14.65×(8.7+0.6)-92.91-49.68M,=14.65×5.79+36.22=121.04kN..Mg=5.88×(8.7+0.6)-37.31-1.66×12=-2.546kNA圖8.85Dmax作用在左側(cè)柱最大豎向荷載彎矩圖EEDABC圖8.86Dmin作用在右側(cè)柱最大豎向荷載彎矩圖EC圖8.87Dmax作用在剛架左側(cè)的彎矩圖DA圖8.88Mc作用下AD桿剪力計(jì)算簡圖圖8.89Mc作用下DE桿剪力計(jì)算簡圖(3)對(duì)于桿件ECN.m(4)對(duì)于桿件CBC剪力圖：軸力計(jì)算：圖8.93Mmin作用下剛架D點(diǎn)軸力計(jì)算簡圖∑x=0,有QoA-Nogcos5.71-Qpgsin5.71=0,得ND=-26.12∑Y=0,有No-3.15cos5.71-26.12sin5.71=0,得N=2.91kN(2)節(jié)點(diǎn)C圖8.94Mmin作用下剛架C點(diǎn)軸力計(jì)算簡圖∑X=0,有Ncg=-0.939kN∑Y=0,有Ncg=-1.109kN軸力圖：N(kN)圖8.95Dmax作用在剛架左側(cè)軸力圖同理當(dāng)Dmin作用在左側(cè)時(shí)的內(nèi)力圖：E8.7內(nèi)力組合內(nèi)力組合見附表1:由以上內(nèi)力組合知柱底截面2-2的內(nèi)力值較大，2-2截面的最不利內(nèi)力組合為M=-292.98kN.m,N=-742.46kN,Q=-161.43kN,即以此內(nèi)力值進(jìn)行柱截面設(shè)計(jì)。對(duì)剛架橫梁，支點(diǎn)截面1-1的內(nèi)力值較跨中截面2-2的內(nèi)力值大，故取1-1截面的內(nèi)力值中最不利組合M=-405.48kN.m,Ns=-55.86kN,Q=92.34kN作為梁截面設(shè)計(jì)的依據(jù)。第九章剛架側(cè)移和截面驗(yàn)算9.1截面驗(yàn)算9.1.1構(gòu)件截面幾何參數(shù)柱、梁均選用焊接H鋼H550×350×22×10,A=350×22×2+(550-44)×10=2,取24.035cm,取8.768cm9.1.2構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算翼緣部分：翼緣部分：滿足。腹板部分：滿足。9.1.3剛架梁的驗(yàn)算(1)抗剪驗(yàn)算：V?=htf'=506×10×125×103=632.5kNVmax=155.33kN<V,=632.50kN滿足要求。(2)梁腹板有效寬度計(jì)算：因-1<β<0,則有h=0.4h。,h?=0.6h。0.5V,=0.5×632.5=316.250kN,V=92.34<0.5V,有M≤M(4)梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算N=56.1kNM=405.48kN..滿足要求。2)橫梁平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算滿足要求。(5)梁的折算應(yīng)力的驗(yàn)算P=(0.5+0.35)×7.5×1.5/√o1+o,2-oo,+3r-√83.99'+3.<205N/mm2(滿足要求)。9.1.4剛架柱的驗(yàn)算梁截面的最大剪力為：v.=161.43kN。H字型截面構(gòu)件腹板的受剪板幅，當(dāng)腹板高度變化不超過60mm/m時(shí)可考慮屈V,=h?=506×10×6.23=315.24kNV.=161.43kN<V,=315.24滿足要求。2)彎、剪、壓共同作用下的驗(yàn)算取柱上端截面進(jìn)行驗(yàn)算：N=-742.46kN取M■M,=874.1kNp=1.0M=r,awf=1.22×1×4297.82×215×103=1127.32kN-..故滿足要求。3)整體穩(wěn)定驗(yàn)算N=-742.46kNM=-142.39kN-①.剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算剛架柱高H=9.3m,橫梁長度1。=24.12m,梁柱線剛度比由于柱為等截面，根據(jù)表查柱的計(jì)算長度系數(shù)：滿足要求。②.剛架柱平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算考慮墻面壓型鋼板與墻梁緊密連接，起到應(yīng)力蒙皮作用，與柱連接的墻梁可作為柱平面外的支承點(diǎn)，但為了安全起見計(jì)算長度按四個(gè)墻梁間距考慮，即1=6000mm。滿足要求。9.2剛架的變形計(jì)算9.2.1剛架柱頂?shù)奈灰朴?jì)算估算剛架沿柱高度均布的水平左風(fēng)荷載作用下的側(cè)移，查《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》第二版，表2-9,則：吊車水平荷載p,作用下的側(cè)移柱頂?shù)刃搅可取：剛架在吊車水平荷載p,作用下的側(cè)移：柱腳剛接剛架如圖9.3:按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.4變形規(guī)定：剛架柱頂位移設(shè)計(jì)值的限,剛架柱頂在水平風(fēng)荷載和吊車水平荷載作用下的側(cè)移μ=4.3mm<23.25mm滿足要求。9.2.2剛架斜梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限制計(jì)算在豎向荷載作用下產(chǎn)生的撓度分兩個(gè)部分：(1)跨中正彎矩部分按單跨簡支梁受均布荷載計(jì)算；(2)支座負(fù)彎矩部分按單跨簡支梁兩端彎矩計(jì)算。設(shè)荷載的分項(xiàng)系數(shù)平均值取1.3。第十章剛架連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)10.1牛腿設(shè)計(jì)10.1.1牛腿截面設(shè)計(jì)牛腿截面采用焊接工字型截面，根部截面尺寸根據(jù)剪力和彎矩確定。腹板的厚度由計(jì)算確定，但不宜小于10mm。取牛腿的寬度與柱同寬為350mm。截面尺寸如圖所示：圖10.1牛腿截面尺寸圖牛腿所承受的組合內(nèi)力值：牛腿承受一個(gè)吊車梁傳來的偏心豎向力，包括吊車豎向的荷載及吊車梁的自重。力的大小為：F=457.125kN力作用點(diǎn)距柱內(nèi)邊緣的偏心值為e=200mm,則牛腿與柱連接處所受力為：Q=457.125kNM=F-e=457.125×0.200=91.425kN集中荷載下的牛腿高度：500mm牛腿截面強(qiáng)度驗(yàn)算：(1)經(jīng)計(jì)算牛腿慣性矩為：(2)截面模量為：圖10.2柱截面圖(3)腹板邊緣處的折算應(yīng)力：計(jì)算表明，以上三項(xiàng)計(jì)算中，牛腿為集中荷載下的抗剪強(qiáng)度控制。10.1.2柱連接處焊縫強(qiáng)度計(jì)算設(shè)焊縫采用周邊圍焊，轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，沒有起弧落弧所引起的焊口缺陷，且假定剪力僅由牛腿腹板焊縫承受。焊腳尺寸的取值最小焊腳尺寸：h,=1.s√i=1.5√22=7.04mm最大焊腳尺寸：h,=1.21=1.2×10=12mm取h,=8mm并對(duì)工字型翼緣端部繞轉(zhuǎn)部分焊縫忽略不計(jì)。腹板上豎向焊縫的有效截面面積：A=(700-22×2)×5.6×2=7347.2mm2全部焊縫對(duì)x軸的慣性矩為：焊縫最外邊緣的截面模量：翼緣和腹板連接處的截面模量：在彎矩M=91.425KN.m的作用下角焊縫的最大應(yīng)力：利5利5以上設(shè)計(jì)滿足要求。10.2.1螺栓驗(yàn)算梁柱節(jié)點(diǎn)采用10.9級(jí)M30的高強(qiáng)度螺栓摩擦連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，M=-405.48kN要求及施工要求，具體參數(shù)參照《鋼結(jié)構(gòu)》上冊(cè)231頁表7-5。為此應(yīng)采用將端板伸出每個(gè)螺栓承受的拉力：最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉力驗(yàn)算：滿足要求。10.2.2端板厚度驗(yàn)算(1)無加勁肋類端板：(2)兩邊支撐類端板(端板外伸時(shí)):綜上取端板厚度為32mm。10.2.3梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算其中：--分別為節(jié)點(diǎn)域柱腹板的高度和厚度。d--橫梁端部腹板高度或節(jié)點(diǎn)域高度。f--節(jié)點(diǎn)域柱腹部鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。10.2.4螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算剛架構(gòu)件的翼緣與端板的連接應(yīng)采用全熔透對(duì)接焊縫，腹板與端板的接應(yīng)采用角焊縫，坡口形式應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊坡口接的基本形式與尺寸》的規(guī)定。在端板螺栓處，驗(yàn)算構(gòu)件腹板的強(qiáng)度：10.2.5凈截面的強(qiáng)度驗(yàn)算10.3剛架跨中梁拼接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)梁對(duì)接節(jié)點(diǎn)采用10.9及M30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)μ=0.45,每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力為353kN,連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值：M=407.27kN.N=-55,86kNQ=-4.89kN每個(gè)螺栓的拉力：=222.59kN<0.8×353=282.4kN單個(gè)螺栓的抗剪承載力：N"=0.9n,μP=0.9×1.0×0.45×353=142.965kN單個(gè)螺栓的抗拉承載力：N*-0.8P-0.8×353=282.4kN最外排一個(gè)螺栓的抗剪、抗拉力驗(yàn)算：滿足要求。10.3.1端板厚度驗(yàn)算10.3.2螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算剛架構(gòu)件的翼緣與端板的連接應(yīng)采用全熔透對(duì)接焊縫，腹板與端板的連接應(yīng)采用角焊縫，坡口形式應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊坡口接的基本形式與尺寸》的規(guī)定。在端板螺栓處，驗(yàn)算構(gòu)件腹板的強(qiáng)當(dāng)10.4柱腳設(shè)計(jì)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)柱腳，宜采用平板式鉸接柱腳，當(dāng)有必要時(shí)，也可采用剛性柱腳。由于該廠房設(shè)有橋式吊車，其柱腳宜采用剛接，采用帶加勁肋的剛性柱腳。柱腳的形式采用下圖所示；假定錨栓不承受任何水平力，其水平力全部由混凝土摩擦力和抗剪件承擔(dān)。圖10.7柱腳設(shè)計(jì)圖柱腳最大反力為：M=162.33kN..(742.46kNQ=-142.39kN10.4.1確定底板面積底板長度和寬度應(yīng)根據(jù)底板下混凝土的抗壓強(qiáng)度確定。初步確定L=884mmB=600mm錨栓孔布置如圖10.7。10.4.2柱腳底板混凝土基礎(chǔ)頂面的承壓應(yīng)力驗(yàn)算10.4.3確定底板厚度可知在底板的的三邊支承和兩邊支承部分為基礎(chǔ)所承受壓應(yīng)力最大部分，M?=βqd)=0.087×3.47×(2002+1452)=1取板厚為26mm。10.4.4柱腳錨栓截面計(jì)算底板單位面積壓力為：圖10.8柱腳底板反力圖受壓區(qū)高度x為：受拉錨栓至受壓中心距離z為：軸心力至受壓區(qū)中心的距離z為：受拉區(qū)每個(gè)錨栓所承受的拉力值為：則受拉區(qū)所需錨栓有效面積：(承受為壓力)查《鋼結(jié)構(gòu)》上冊(cè)附表8可知，一個(gè)錨栓直徑為30mm其有效截面面積為706.5mm2>488.5mm2,滿足要求。10.4.5焊縫計(jì)算計(jì)算壓力最大一側(cè)的肢件與加勁板的連接焊縫。則單條焊縫所需的實(shí)際長度為：即加勁肋高度取160mm。設(shè)置抗剪鍵?？辜翩I采用型鋼[10,L=100mm。壓型鋼板自重：(7.5×8.7-3.6×其11.2.2驗(yàn)算持力層地基承載力圖11.1基礎(chǔ)立面圖圖11.2基礎(chǔ)平面圖b=2000mm>2h,+h,=2×400+400=1200mm,需要驗(yàn)算F?=PA,=345,88×1.2=415.06kN<0.7β.,fah滿足要求。(2)長度方向a:F,=P,A,=345.88×1.8=622.58kN<311.4基礎(chǔ)底板的配筋計(jì)算(1)柱邊截面柱邊1-1截面：柱邊2-2截面：截面1,1-1截面：截面2,1-1截面：截面2,2-2截面：沿著長邊方向的配筋計(jì)算：附表1:構(gòu)件號(hào)力活荷載吊車荷載內(nèi)力組合左側(cè)左側(cè)士Tmax①②③④⑤①⑦22 截面1-1截面2-2③+⑤)截面3-3③+⑤)"與己"與己2E截面1-1)截面2-20)CivilEngineeringforthedevelopmentofakeyrole,firstascivilengineeringconstructionmaterials,followedbythesubsequentdevelopmentofthedesigntheoryandconstructiontePeoplecanonlyrelyfirsthumantobreaktheshacklesofnaturalbuildingmaterials,ChinaintheeleventhcenturyBCintheearlyWesternZhouDynatothethirdcenturyBC,whenthetomboftheWarringStatesPeriod.Brickandtilebetterthanthemechanicalpropertiesofsoil,materials,andeasytomanufacture.constructionandurbanfloodcontrolprojeSeventeen1970stheusebridgesandtheconstructionofhousing,whichisaFromthebeginningofthemid-nineteenthcentury,metallurollingouthightensileandcompressivestrength,ductility,uniformityofthequalityofconstructionsteelandthentheapplicationoftheoriginalbeam,ofnetwork,cablestructurestopromotethegraduaFromthebrickbuildinglong-spsteelstructuretothedevelopmentoftensoskyscrapersandhigh-risetower,eveninthelayingofundergroundrailway,tocreateanInordertomeettheneedsofthedevelopmentofsteelworks,onthebasisofNewtonmechanics,materialmechanics,structuralcameintobeing,anexperienceofrisingtobecomescience,engineeringpracticeandtheoreticalbasisforbothisadifferentplace,whichledtomorerapidDuringthenineteenthcentury,20,madeofPortlandcement,concretehascomeout.Concretecanaggregatematerials,eaofconcreteisverysmall,limiteduse.Bythemiddlsteelproduction,withtheemergenceofthisnewtypeofreinforcedconcretecompositeconstructionmaterials,whichbearthetensionsteel,cownadvantages.SincethebegiFromthebeginningofthe1930s,therehavebeenpre-stressedconcrete,Pconcretestructureofthecrackresistance,rigidityandcarryingcapacity,muchhigherthantreinforcedconcretestructure,whichusesanevenwiderarea.reinforcedconcreteandprestressedconcretedominanthisbringabouttheemergenceofnewecocivilengineeringsothatanestructureofthetheory.ThisThecharacteristicsofCivilEngineeringconstructioninthreestages,requiretheuseofgeolohydro-geologicalsurvey,engineeringsurvey,soilmechanics,mechanicalengineering,engineeringdesign,buildingmaterials,constructioneqotherfields