秦皇島某機(jī)械廠鋼結(jié)構(gòu)廠房1號(hào)生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 建工學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程 題 目： 秦皇島某機(jī)械廠鋼結(jié)構(gòu)廠房1號(hào)生產(chǎn)車間設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 評(píng)閱教師： 2013年 06 月 摘 要 本設(shè)計(jì)工程為秦皇島地區(qū)一78米雙跨鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械廠房，每跨各設(shè)置一 16t梁式吊車。主要依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gb500172003 和門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程cecs 102:2002 等國(guó)家規(guī)范，綜合考慮設(shè)計(jì)工程的規(guī)模、跨度、高度及用途，依據(jù)“適用、經(jīng)濟(jì)、在可能 條件下注意美觀”的原則，對(duì)各組成部分的選型、選材、連接和經(jīng)濟(jì)性作了比較，最終選 用單層門式鋼架的結(jié)構(gòu)形式。梁、柱節(jié)點(diǎn)為剛性連接的門式鋼架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、

2、剛度良好、 受力合理、使用空間大及施工方便等特點(diǎn)，便于工業(yè)化，商品化的制品生產(chǎn)，與輕型維護(hù) 材料相配套的輕型鋼結(jié)構(gòu)框架體系已廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中，本設(shè)計(jì)就是對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)的 實(shí)際工程進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。主要對(duì)承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行了內(nèi)力分析和內(nèi)力組合，在此 基礎(chǔ)上確定梁柱截面，對(duì)梁柱作了彎剪壓計(jì)算，驗(yàn)算其平面內(nèi)外的穩(wěn)定性；梁柱均采用 q235 鋼，10.9 級(jí)摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，局部焊接采用 e43 型焊條，柱腳剛性連接，梁與 柱節(jié)點(diǎn)也剛性連接；屋面和墻面維護(hù)采用雙層彩色聚苯乙烯夾芯板；另外特別注重了支撐設(shè)置、拉條設(shè)置，避免了一些常見(jiàn)的拉條設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。關(guān)鍵詞：輕型鋼結(jié)構(gòu)門式鋼架內(nèi)力分析雙層彩色聚苯乙烯

3、夾芯板節(jié)點(diǎn)abstractthe project is 78 meters in length and each 18-meter span seted one crane. the project designed strictly complies with the relavant stipulations of the “code for design of steel structures (gb50017-2003)” and “technical specification for steel structure of light-weight buildings with ga

4、bled frames (cecs102:2002)”, and some others. synthesize the scale of the consideration design engineering and across a principle for span and use, according as applying, economy, under the possible term attention beautifully, connecting method, structure type and material of each part which consist

5、 of a light-weight steel villa are analyzed, then choose the construction form that use single layer a type steel. the beam, pillar node is a light steel construction frame system that rigid and copular a type steel a ware for having construction simple, just degree goodly, suffering dint reasonable

6、ly, using space bigly and starting construction convenience etc. characteristics, and easy to industrialization, commercializing produce, thinking with light maintenance material the kit the already extensive applying in the building construction inside, this design is to proceeds the building, cons

7、truction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. the tractate includes the internal force analyzes and combines, based on these analyses; we can choose the section of beam and columniation. next, checking computations of stability calculation of the plane stru

8、cture. the steel beam and column employs q235 carbon structural steel. connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade10.9. common bolts are rough type made by q235-b.f steel. rod for manual welding usually adopts e43. rigid connections apply to the column leg and the

9、connection of column and beam adopts hinged connection. the metope and roofage adopts the double-decked colored polystyrene clamps the circuit board. otherwise, it is analyzed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind load, and the design of a bracing truss f

10、or a building with larger width. avoid some errors in the design of brace, tension rod, and tension rod joints.keywords ： lightweight steel structures; gabled frame; the internal force analyzes; the double-decked colored polystyrene clamps the circuit board; joint 目 錄摘 要.i abstract .ii 第一章 建筑設(shè)計(jì).41.1

11、 概述. .41.2 平面設(shè)計(jì). .41.3 剖面設(shè)計(jì).51.4 立面設(shè)計(jì).61.5 墻體做法.61.6 吊車及吊車梁.61.7 其它.7第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).82.1 結(jié)構(gòu)選型與布置.82.2 荷載計(jì)算.92.3 剛架計(jì)算.13 2.3.1 內(nèi)力分析.13 2.3.2 內(nèi)力組合.25 2.3.3 構(gòu)件驗(yàn)算.29 2.3.4 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì).40 2.3.5 柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì).47第三章 次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).503.1 吊車梁設(shè)計(jì).503.2 牛腿設(shè)計(jì).573.3 檁條計(jì)設(shè)計(jì).583.4 墻梁設(shè)計(jì).633.5 隅撐設(shè)計(jì).67- 124 -結(jié)論.69致謝.70參考文獻(xiàn).71附表：pkpm數(shù)據(jù)輸出.72 第一章 建

12、筑設(shè)計(jì)1.1 概述1.1.1 設(shè)計(jì)題目：秦皇島某機(jī)械廠鋼結(jié)構(gòu)廠房1號(hào)生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)1.1.2 工程概況（一）工程名稱：秦皇島某機(jī)械廠鋼結(jié)構(gòu)廠房1號(hào)生產(chǎn)車間。 （二）建設(shè)地點(diǎn)：擬建建筑物位于秦皇島市郊。（三）建設(shè)規(guī)模：總建筑面積約2800平方米，雙跨廠房。每跨均設(shè)有一臺(tái)起重量為16t軟鉤中級(jí)工作制（a5）吊車（吊車采用大連重工起重集團(tuán)dsqd型）。（四）結(jié)構(gòu)類型：全鋼單層雙跨輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)。 1.1.3設(shè)計(jì)原始資料（一）氣象條件1. 常年主導(dǎo)風(fēng)向：東北-西南風(fēng);基本風(fēng)壓、基本雪壓查荷載規(guī)范。2. 最大凍土深度：0.55m。（二）工程地質(zhì)條件1. 建筑場(chǎng)地持力層屬粉質(zhì)粘土，地基承載力特征值115

13、kn/m2。2. 穩(wěn)定地下水埋深約15.5m，屬潛水類型，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性。3. 抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，場(chǎng)地類別為類，設(shè)計(jì)地震分 組：第三組。4. 地基處理及基礎(chǔ)方案：根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件和建筑物荷載特點(diǎn)，建議本工程采用天然地基。1.2 平面設(shè)計(jì)1.2.1 車間平面形式及柱網(wǎng)布置 柱網(wǎng)應(yīng)根據(jù)工藝、建筑面積、結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)要求布置。按施工要求，廠房的橫向柱距、縱向柱距應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝、使用和發(fā)展要求。柱的位置和廠房的地上設(shè)備、起重及運(yùn)輸通 道、地下設(shè)備和設(shè)備基礎(chǔ)、地下管道相協(xié)調(diào)。按結(jié)構(gòu)要求，柱網(wǎng)布置應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，避免在同一區(qū)段內(nèi)設(shè)置縱橫跨。按經(jīng)濟(jì)要求，縱向柱距常對(duì)鋼材

14、用量和造價(jià)有較大影響。增大柱距，柱和基礎(chǔ)的材料用量減少。綜合考慮以上原則并結(jié)合本工程實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用跨度為 18m 的雙跨四坡門式輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房。柱距為 6m，廠房縱向長(zhǎng)度是 6m13=84m。中柱處定位軸線經(jīng)過(guò)柱的形心，邊柱處定位軸線在柱的外邊緣處。如柱網(wǎng)平面布置圖所示。1.2.2 變形縫設(shè)計(jì)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長(zhǎng)度（伸縮縫間距），應(yīng)符合下列規(guī)定：縱向溫度區(qū)段不大于 300m；橫向溫度區(qū)段不大于150m。本廠房縱向長(zhǎng)度為 84m，橫向跨度為 36m，固可不用設(shè)置變形縫。1.3 剖面設(shè)計(jì)1.3.1 柱頂標(biāo)高的確定廠房柱高設(shè)為 9.6m,軌頂標(biāo)高

15、 7.8m。滿足廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的柱頂標(biāo)高 h 應(yīng)為 300mm 的倍數(shù)。軌頂?shù)臉?biāo)高 h1 取為 600mm 的倍數(shù)。軌頂標(biāo)高 h1=h1+h2+h3+h4+h5=3m+0.5m+2m+1.1m+1.2m=7.8m柱頂標(biāo)高 h = h1+h2+h3+h4+h5 +h6+h7=7.8m+0.8m+1.0m=9.6m式中h1 需跨越的最大設(shè)備高度，取為 3m； h2起吊物與跨越物間的安全距離，一般為 400500mm 之間，取為 500mm；h3起吊物的自大物件高度，取為 2m； h4吊索最小高度，根據(jù)起吊物件的大小和起吊方式?jīng)Q定，一般大于 1m，取為 1.1m； h5吊鉤至軌頂面的距離，

16、由吊車規(guī)格表查得，取為 1.2m； h6軌頂至小車頂面的距離，由吊車規(guī)格表查得，取為 800mm h7小車頂面至屋架下弦底面之間的安全距離，應(yīng)考慮到屋架 的撓度、廠房可能不均勻沉陷等因素，最小尺寸為 220mm， 濕陷性黃土地區(qū)一般不小于 300mm，為了檢修吊車梁方便這里取為 1.0m；廠房的剖面簡(jiǎn)圖如下圖所示。1.4立面設(shè)計(jì)本廠房采用左右兩跨對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，廠房前后也對(duì)稱。因?yàn)椴捎脙?nèi)排水方式，女兒墻與 外墻對(duì)齊，這樣廠房造型統(tǒng)一、簡(jiǎn)介、輪廓分明、整潔大方，給人以鮮明而強(qiáng)烈的印象。 廠房主體顏色為淺藍(lán)色，并輔以少量白色，給人以清新明快的感覺(jué)。廠房的正立面圖和側(cè) 立面圖如下圖所示1.5墻體做法（1

17、）標(biāo)高0.0001.200 范圍內(nèi)采用 240mm 厚混凝土實(shí)心砌塊，m10 水泥砂漿砌筑， 用白色耐水性涂料裝飾砌體外墻部分。（2）墻體及女兒墻部分（用于車間標(biāo)高 0.900m 以上部分）：墻體部分為工字型鋼柱 上錨固墻梁，在墻梁上掛彩板；女兒墻部分高為 900mm，構(gòu)造與墻體部分相同，其頂部加 一個(gè)女兒墻蓋板。（3） 彩板部分（用于車間標(biāo)高 0.900m 以上部位）：外墻為 60 厚雙層壓型鋼板內(nèi)填聚 氨酯泡沫夾芯板，顏色為淺藍(lán)色，導(dǎo)熱系數(shù)0.4w/mk。1.6 吊車及吊車梁本廠房?jī)?nèi)設(shè) 16t 梁式吊車（地面操控）兩部，型號(hào)為 d s q d 型電動(dòng)單梁起重機(jī)，工作制 度為 a5。吊車梁主

18、要由軌頂標(biāo)高來(lái)確定，廠房的軌頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為 7.8m，軌頂至柱頂距離為 1.8m， 即柱頂標(biāo)高為 9.6m，符合廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 1.7 其它1.7.1 地面做法 因廠房?jī)?nèi)地面無(wú)特殊要求，固采用水泥砂漿地面，其具體做法為：素土夯實(shí)；60mm 厚石灰爐渣墊層；20mm 厚 1:3 水泥砂漿找平層；10mm 厚 1:2 水泥砂漿（隨搗隨抹平）。1.7.2 散水做法在廠房外墻周圍設(shè)置散水，散水寬度為 1000mm，散水坡度為 3%，具體做法為：素土 夯實(shí)；70 厚 c10 混凝土；15 厚水泥砂漿?；炷辽⑺亻L(zhǎng)度方向每 6 米設(shè)一道伸縮縫， 縫寬 20，縫內(nèi)嵌防水油膏，散水與外墻交接處設(shè)

19、置通長(zhǎng)分格縫，分格縫寬為 15mm，用瀝 青麻絲嵌縫，以防止外墻下沉?xí)r將散水拉裂。1.7.3 坡道做法室內(nèi)比室外標(biāo)高差為 300mm，用坡道連接室內(nèi)外，坡道面為水泥鋸齒狀，距門邊距離 為 200mm，坡道寬為 1.5m，長(zhǎng)為 4.6m，坡度為 20%。鋸齒坡道以方便汽車進(jìn)出廠房。1.7.4 防潮層 室內(nèi)地坪標(biāo)高與地圈梁頂面標(biāo)高一致，可將地圈梁兼做防潮層，起防潮作用。1.7.5 門窗做法大門采用金屬鋼門，門寬為 4.2m，高為 4.8m，為雙扇外開(kāi)門，布置位置如廠房的 立面圖所示。在門口頂上 500mm 處設(shè)置 300mm 厚的輕型鋼質(zhì)雨篷，雨篷挑出 1.5m，長(zhǎng)為4.6m。所有窗采用 90 系

20、列鋁合金窗。有兩種形式的窗，分別是自動(dòng)控制的中懸窗和平推 窗。中懸窗規(guī)格有兩種，1200mm1200mm 和 900mm1200mm，均符合 3m 模數(shù)倍數(shù)的。平 推窗規(guī)格也有兩種，1200mm1500mm 和 1800mm1500mm。外墻門窗玻璃均采用綠色中空鍍膜玻璃。1.7.6 防銹防火措施 因?yàn)殇摬牡淖畲笕觞c(diǎn)就是易銹蝕、不耐火，固應(yīng)對(duì)鋼材做防銹防火的措施。采用在鋼構(gòu)件、配件表面涂防銹防火油漆來(lái)達(dá)到對(duì)鋼材的防銹防火作用。其具體要求為：鋼制構(gòu)件、配件全部紅丹打底，不露面部分紅丹不刷油漆，露面部分構(gòu)件表面采用 噴丸法或噴砂法除銹，除銹等級(jí)為 sa2.5，然后在制造廠涂環(huán)氧類底漆二度，安裝后（

21、包 括焊接）在拼接點(diǎn)處補(bǔ)涂環(huán)氧富鋅二度。油漆顏色：鋼質(zhì)構(gòu)件、配件均采用綠色油漆。1.7.7 建筑結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞、預(yù)埋件等，施工時(shí)應(yīng)與水、電、通風(fēng)等有關(guān)工種圖紙密切配合 施工。1.7.8 本說(shuō)明的部分，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有關(guān)國(guó)家規(guī)范執(zhí)行。第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 結(jié)構(gòu)選型與布置因吊車噸位較小，屋面恒載和活荷載都很小，跨度較大，故采用輕型門式剛架結(jié)構(gòu)， 造價(jià)較低，施工速度快，施工難度較低。剛架結(jié)構(gòu)形式采用實(shí)腹式，剛架形式為雙跨四坡，屋面坡度皆取為 1/9。廠房長(zhǎng)度為84m，故只設(shè)一個(gè)溫度區(qū)段。廠房的結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖 7 所示，屋脊處設(shè)的雙檁條同時(shí) 兼作剛性系桿。在廠房?jī)啥说谝粋€(gè)開(kāi)間設(shè)置上柱段柱間支撐，在

22、廠房縱向中央上下柱段都 設(shè)柱間支撐。在與有柱間支撐開(kāi)間相應(yīng)的屋蓋位置均設(shè)置橫向支撐，以形成幾何不變體系。 在端部的第一開(kāi)間與端部支撐相應(yīng)位置及剛架轉(zhuǎn)折處(柱頂和屋脊處)設(shè)置剛性系桿。柱間 支撐布置如圖檁條的間距一般取 1.5m，墻梁的間距根據(jù)門窗情況設(shè)定，一般也為 1.5m，間隔設(shè)置隅撐，間距為 3m，截面尺寸根據(jù)計(jì)算得到，并在跨中設(shè)置一道拉條，在屋脊和側(cè)墻的頂部， 還應(yīng)設(shè)置斜拉條。截面支撐布置如下：2.2 荷載計(jì)算荷載取值（1）恒載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面：100mm 厚聚苯乙烯泡沫塑料夾芯板 0.14kn/ 檁條及支撐 0.05kn/ 剛架斜梁自重 0.11kn/0.30kn/則恒載標(biāo)準(zhǔn)值為： 0.3

23、0 6 = 1.8kn/m（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：由于剛架的受荷水平投影面積為36 6 = 216mm2 60mm2 ，故按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 取屋面活荷載（按不上人屋面考慮）標(biāo)準(zhǔn)值為 0.30kn/m2 ；雪荷載為 k =rs0= 1.00.40 取五面活荷載與雪荷載中較大值0.3kn/m 則可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：0.306=1.8kn/m 屋面積灰荷載：0.30 kn/屋面積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 0.30 6 = 1.8kn/m則豎向可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 4.2kn/m（3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：基本風(fēng)壓 = 0.45n / mm2 ；地面粗糙度系數(shù)按 b 類取；風(fēng)荷載陣風(fēng)系數(shù)按柱頂標(biāo)高 z=9.6m 處取為 z

24、 = 1.78 ；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按現(xiàn)行國(guó)家建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 gb50009-2001 的規(guī)定：當(dāng)高度小于 10m 時(shí)風(fēng)荷載高度變化系數(shù) z 1.0，屋脊處高度為11m，取 z =1.03；風(fēng)荷載體型系數(shù) s 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表 7.3.1-8 項(xiàng)采用，見(jiàn)下圖。 女兒墻部分的風(fēng)荷載體型 s 取 1.3，將女兒墻部分的風(fēng)荷載簡(jiǎn)化為作用在柱頂?shù)囊粋€(gè)水平集中荷載 fw 。剛架在左風(fēng)作用下的風(fēng)荷載如下圖所示。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值表達(dá)式為： = z z s0 b則1 = z z s10 b = 1.0 1.0 0.8 0.45 1.05 6 = 2.27kn/m （壓力）2 = z z s 20 b = 1

25、.0 1.0 ( -0.4) 0.45 1.05 6 = -1.13kn/m （吸力）3 = z z s 30 b = 1.0 1.14 ( -0.6) 0.45 1.05 6 = -1.94kn/m （吸力）4 = z z s 40 b = 1.0 1.14 ( -0.5) 0.45 1.05 6 = -1.62kn/m （吸力） 5 = z z s 50 b = 1.0 1.14 ( -0.4) 0.45 1.05 6 = -1.29kn/m （吸力） 6 = z z s 60 b = 1.0 1.14 ( -0.4) 0.45 1.05 6 = -1.29kn/m （吸力） fw1 =

26、zz s0 bl = 1.0 1.14 1.3 0.45 1.05 6 0.9 = 3.78kn （壓力） fw 2 = z z s0 bl = 1.0 1.14 (-1.3) 0.45 1.05 6 0.9 = -3.78kn （吸力） (順時(shí)針） （順時(shí)針）（4） 地震荷載： 本場(chǎng)地地震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計(jì)地震加速度值為 0.15g，則查規(guī)范得水平地震影響 系數(shù)的最大值為 max = 0.12 。地震分為第一組，設(shè)計(jì)特征周期為 0.45s，建筑場(chǎng)地類別為類。采用底部剪力法，結(jié)構(gòu)阻尼比取為 = 0.5 。本設(shè)計(jì)假定一榀門架在考慮地震作用時(shí) 為單自由體系 ( 如下圖所示 ) ，質(zhì)點(diǎn)位置在柱

27、頂處。 = 1.8 36 = 64.80kn= 8340 10?6 6 7850 10 4 10?3 = 15.71kn= 8480 10?6 10.1 7850 10 3 10?3 = 20.17kn = 0.13 9.6 6000 2 = 14.98kn計(jì)算周期時(shí)：= 1.0 + 0.5 + 0.25g柱 + 0.2 = 1.0 64.80 + 0.5 15.71 + 0.25 20.17 + 0.25 14.98 = 81.44kn計(jì)算地震作用時(shí)： = 1.0 + 0.75 + 0.5 + 0.5 = 1.0 64.80 + 0.75 15.71 + 0.5 20.17 + 0.5 14

28、.98 = 94.16kn通過(guò)在柱頂施加一單位荷載求得一榀剛架的柔度= 0.45 10?6 m / n ，則剛度 。周期 底部總地震剪力（5）吊車荷載吊車采用采用北京起重運(yùn)輸機(jī)研究所 ldb 型 5t 軟鉤中級(jí)工作制(a5)電動(dòng)單梁吊車， 吊車選用資料如下所示：表 1吊車選用資料跨度s（m運(yùn)行速度）（m/min）基本尺寸（mm）軌道型號(hào)重量（t輪壓（kn）bwhb）pmaxpmin16.558502500206443kg/m22.312726.6h 圖 2.8吊車基本尺寸示意圖2.3 剛架計(jì)算2.3.1 內(nèi)力分析（1）恒載恒載的標(biāo)準(zhǔn)值為1.8kn/m ，取 a、b、c 三柱的截面尺寸為 h 6

29、00 250 6 10 ,斜梁截 面尺寸為 h (550 450) 250 6 10 ，變截面處為距梁端 1/3 處。一榀剛架為對(duì)稱結(jié)構(gòu)受對(duì)稱荷載，取其半跨等代結(jié)構(gòu)如圖 1.15 所示。它有 3 個(gè)多余約束，則其基本體系及基本體系 的內(nèi)力圖分別如圖 1.16 和圖 1.17 所示。用力法求解 x1 、x 2 、x 3（不考慮剛架軸向變形）圖 2.10基本體系的內(nèi)力圖力法方程為：11 x1 + 12 x 2 + 13 x 3 + 1f = 0 21 x1 + 22 x 2 + 23 x 3 + 2 f = 031 x1 + 32 x 2 + 33 x 3 + 3 f = 0 梁的慣性矩為：則根據(jù)

30、相關(guān)規(guī)范求得斜梁等效慣性矩為：令則利用圖乘法求得的各柔度系數(shù)如下：=4056.290；=238.400；=24.944；=-529.775=282.586；=-25.454；=-8967.525；=3561.722.則力法方程式為：4056.290+282.586+57038.977=0-529.775+282.586+24.944+3651.722=0解得之x1 = -16.73 ; x2 =5.66 ; x3 =48.91.等代結(jié)構(gòu)的彎矩為： ma =282.000-16.7317.70-5.6610.1+48.911= -22.46kn.m(右拉)md =282.00-16.73 17.

31、7+0+48.911=34.71kn.m （左拉）me =72.90-16.73 9+ 5.66 1+48.911= -23.12kn.m （下拉） 故等代結(jié)構(gòu)的彎矩圖如圖 2.11 所示。剛架恒載的分布圖如圖 2.12 所示。同理可得剛架軸力圖和剪力圖，再根據(jù)對(duì)稱性可得一榀剛架的內(nèi)力圖如圖 2.13 所示圖 2.13 剛架內(nèi)力圖（2）豎向可變荷載 為了計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，豎向可變荷載為活載和積灰荷載之和，其標(biāo)準(zhǔn)值為 4.2kn/m 。計(jì) 算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 20，力計(jì)算采用清華大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，材料性質(zhì)中 ea 采用無(wú)窮大，ei 采用各桿件相對(duì)剛度。圖 2.14 豎向可變荷載分布圖 則剛架在豎向可變荷載

32、作用下的內(nèi)力圖如圖 2.15 所示：（a）彎矩圖（單位：k n/m）（b）軸力圖（單位：k n）（c）剪力圖（單位：k n）圖 2.15 豎向可變荷載作用下剛架內(nèi)力圖（3）風(fēng)荷載計(jì)算分別考慮左半跨在左風(fēng)和右風(fēng)作用下剛架各截面的內(nèi)力值。左風(fēng)分布圖及其 內(nèi)力圖如 圖 2.16 所示，右風(fēng)分布圖及其內(nèi)力圖如圖 2.17 所示。（a）左風(fēng)分布圖（b）左風(fēng)彎矩圖（kn.m）（c）左風(fēng)軸力圖(kn)（d）左風(fēng)剪力圖(kn)圖 2.16左風(fēng)分布及其內(nèi)力圖 （a）右風(fēng)分布圖（b）右風(fēng)彎矩圖(kn.m)(c)右風(fēng)軸力圖（kn）(d)右風(fēng)剪力圖（kn）圖 2.17 右風(fēng)分布及其內(nèi)力圖（4）地震荷載計(jì)算在柱頂作用一

33、地震水平集中作用力 11.30kn，分別考慮左震和右震作用時(shí)剛架各截面 的內(nèi)力值。左風(fēng)震分布圖及其內(nèi)力圖如圖 2.18 所示，右震分布圖及其內(nèi)力圖如圖 2.19 所 示。（5）吊車荷載計(jì)算吊車荷載組合比較多，故先取剛架左半跨作為研究對(duì)象，求出當(dāng) dmax 作用在左柱 tmax 向 左、 dmax 作用在左柱 tmax 向右、 dmax 作用在右柱 tmax 向左及 dmax 作用在右柱 tmax 向右這四種基本情況，再用 excel 組合好所有吊車組合，求得各控制截面在吊車荷載作用下的根據(jù)最大 m 和最小 m 選出相對(duì)應(yīng)內(nèi)力值。下圖為吊車荷載組合的其中兩種情況作為示意。吊車荷載組合方式(一)(

34、a)組合一彎矩圖 (b)組合一軸力圖 (c)組合一剪力圖吊車荷載組合方式（二）取左半跨為研究對(duì)象，從所有的吊車荷載組合中根據(jù)最大 m 和最小 m 將各個(gè)截面的相對(duì)應(yīng)的內(nèi)力值填入下列表格中。表 2 柱在吊車荷載作用下的最大 m 和最小 m 選出相對(duì)應(yīng)內(nèi)力值截面位置a柱b柱柱底截面牛腿面柱頂截面柱底截面牛腿面柱頂截面最大mv(kn)-43.94 -43.94 3.59 -83.81 -83.81 4.04 v(kn)27.08 27.08 -61.31 -51.10 37.57 37.57 m(kn)263.93 98.22 23.46 163.87 1.50 -163.87 最小mv(kn)-2

35、01.36 -201.36 -7.98 -398.12 -398.12 -7.04 v(kn)-56.40 -56.40 57.54 0.25 -0.28 -0.28 m(kn)-113.02 -176.01 -92.66 -0.42 -234.74 -0.41 表 3 梁在吊車荷載作用下的最大 m 和最小 m 選出相對(duì)應(yīng)內(nèi)力值截面位置de梁ef梁梁左端截面變截面梁跨中梁右端截面梁左端截面變截面梁跨中梁左端截面最大mv(kn)57.6157.6157.6157.6157.0957.0957.0957.09v(kn)11.0611.0611.0611.065.375.375.375.37m(kn

36、)23.4614.417.6530.6430.6436.731.6255.84最小mv(kn)-61.31-61.31-61.31-61.31-61.38-61.38-61.38-61.38v(kn)-5.85-5.85-5.85-5.85-8.04-8.04-8.04-8.04m(kn)-92.66-59.3-42.63-45.18-29.46-20.99-8.89-45.182.3.2 內(nèi)力組合（1）荷載效應(yīng)組合 由于本工程抗震設(shè)防烈度為 7 度，且相應(yīng)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 0.45kn/m2 (0.35kn/m2 ) ，因此風(fēng)荷載可不與地震作用同時(shí)組合。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，本設(shè)計(jì)采用 3 種荷

37、載組合。分別如下：1.2永久荷載+ 0.91.4(豎向可變荷載+ 風(fēng)荷載+吊車豎向可變荷載+吊車水平可變荷載) ；1.0 永久荷載 + 1.4 風(fēng)荷載 ；表格 4 柱各個(gè)截面在不同荷載作用下的內(nèi)力值截面位置內(nèi)力單位恒載活載左風(fēng)作用右風(fēng)作用吊車最大荷載吊車荷載最小a柱柱底截面nkn-21.89 -30.37 17.83 8.55 -43.94 -201.36 vkn-5.66 -10.22 25.91 -9.04 27.08 -56.40 mkn.m22.46 32.78 -92.33 39.10 263.93 -113.02 牛腿截面nkn-5.99 -30.37 17.83 8.55 -43

38、.94 -201.36 vkn2.57 -10.22 8.51 -0.38 27.08 -56.40 mkn.m21.64 -46.92 39.59 3.00 98.22 -176.01 柱頂截面nkn-15.13 -30.37 17.83 8.55 3.59 -7.89 vkn-5.66 -10.22 2.98 2.37 -61.31 57.54 mkn.m-34.71 -65.31 53.57 5.43 23.46 -92.66 b柱柱底截面nkn-40.23 -68.94 27.91 27.91 -83.81 -398.12 vkn0.00 0.00 6.63 -6.63 -51.10

39、0.25 mkn.m0.00 0.00 42.84 -42.84 163.87 -0.42 柱頂截面nkn-6.12 -68.94 27.91 27.91 -83.81 -398.12 vkn-3.78 0.00 6.63 -6.63 37.57 -0.28 mkn.m19.09 0.00 -7.99 7.99 1.50 -234.74 柱頂截面nkn-33.46 -68.94 27.91 27.91 4.04 -7.04 vkn0.00 0.00 6.63 -6.63 37.57 -0.28 mkn.m0.00 0.00 -24.13 24.13 -163.87 -0.41 表格 5 梁各個(gè)

40、截面在不同荷載作用下的內(nèi)力值截面位置內(nèi)力單位恒載活載左風(fēng)作用右風(fēng)作用吊車最大荷載吊車最小荷載de梁梁左端截面nkn-7.35 -13.19 1.24 7.09 57.61 -61.31 vkn14.38 29.20 -17.81 -9.04 11.06 -5.85 mkn.m-34.71 -65.31 55.27 3.73 23.46 -92.66 變截面nkn-6.76 12.11 1.24 7.09 57.61 -61.31 vkn9.25 18.46 -12.20 -4.06 11.06 -5.85 mkn.m-0.57 6.53 11.91 -13.39 14.40 -42.63 梁跨

41、中nkn-6.46 -11.58 1.24 7.09 57.61 -61.31 vkn6.00 13.08 -9.31 -2.14 11.06 -5.85 mkn.m11.23 30.30 -4.11 -18.01 17.56 -59.30 梁右端截面nkn-5.56 -10.00 1.24 7.09 57.61 -61.31 vkn-1.18 -3.04 -0.82 3.51 11.06 -5.85 mkn.m23.12 53.01 -26.29 -15.01 30.64 -45.18 ef梁梁左端截面nkn-5.69 -10.35 1.03 7.69 57.09 -61.38 vkn0.1

42、0 -1.23 -1.08 1.84 5.37 -8.04 mkn.m23.12 53.01 -26.29 -15.01 30.64 -29.46 變截面nkn-6.88 -11.18 1.03 7.69 57.09 -61.38 vkn-10.69 -12.00 8.75 9.66 5.37 -8.04 mkn.m-9.03 33.10 -3.00 19.88 36.70 -29.46 梁跨中nkn-6.58 -11.60 1.03 7.69 57.09 -61.38 vkn-7.95 -17.38 6.26 7.68 5.37 -8.04 mkn.m5.33 11.00 -14.56 6.53 31.62 -8.89 梁右端截面nkn-7.47 -12.86 1.03 7.69 57.09 -61.38 vkn-16.00 -33.53 13.59 13.52 5.31 -8.04 mkn.m-48.91 -103.92 30.39 54.52 55.84 -45.18 表 6 柱各個(gè)截面荷載組合效應(yīng)截面位置內(nèi)力單位1.2*恒載+1.4*0.9（活載+風(fēng)載+吊車荷載）1.0*恒載+1.4*風(fēng)載左風(fēng)吊車大左風(fēng)吊車小右風(fēng)吊車大右風(fēng)吊車小左風(fēng)右風(fēng)、a柱柱底截面nkn