(工廠管理)某單層廠房設(shè)計說明書

1、1設(shè)計題目來源于山西省某機(jī)械廠的二期機(jī)械配件加工廠房計劃。本次畢業(yè)設(shè)計主要任務(wù)是加工廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計。課題來源于實際，其成果可直接或間接的滿足市場的需求，為社會服務(wù)，實 現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計的社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。此次設(shè)計的目的是為了培養(yǎng)我正確的設(shè)計思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計態(tài)度，掌握國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計方 法（PKPM 3DS鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的學(xué)習(xí)）。通過解決具有一定復(fù)雜程度的實際工程問題，使所學(xué)的 專業(yè)知識與實踐相結(jié)合，進(jìn)一步掌握輕型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和設(shè)計原理。設(shè)計說明書內(nèi)容詳實、完整、涉及面廣，對眾多參考資料進(jìn)行了比較和校正，然后選擇采用 雙跨四坡門式剛架的結(jié)構(gòu)形式。依次按照主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)、支撐體系、圍護(hù)體系的順序進(jìn)行詳

2、細(xì) 的設(shè)計計算。從材料、設(shè)計計算到構(gòu)造要求等作了充分的考慮，在細(xì)節(jié)中附有大量的圖表加以說 明。本設(shè)計還涉及到了薄壁型鋼和壓型鋼板以及保溫材料。這些材料性能十分優(yōu)越，并獲得了較 好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。從第一本門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程頒發(fā)以來，門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了數(shù)十 年的發(fā)展。門式剛架是工業(yè)廠房發(fā)展的趨勢，國內(nèi)外對門式剛架的研究已相當(dāng)成熟，正逐步向技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定型化、加工過程工廠化、施工工藝機(jī)械化的目標(biāo)發(fā)展。國內(nèi)外關(guān)于門式剛架設(shè)計的爭議 主要集中在荷載取值和計算理論體系。本設(shè)計依據(jù)我國相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，采用以概率論為基 礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。在設(shè)計過程中，我收集了較多的工程設(shè)計資料，并深

3、入現(xiàn)場進(jìn)行實踐，從工程概況、方案論 證、總體設(shè)計到結(jié)構(gòu)設(shè)計，以科學(xué)的理論知識為基礎(chǔ)，以工程實例為依據(jù)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范， 結(jié)合科學(xué)手段精心設(shè)計完成。由于缺乏實踐經(jīng)驗，錯誤在所難免，敬清諸位老師批評指正。21設(shè)計資料與依據(jù)1.1工程概述本設(shè)計是長春市一汽輕型車廠機(jī)械加工裝配車間設(shè)計，該車間采用單跨雙坡的門式剛架結(jié)構(gòu)。設(shè)計使用年限50年，安全等級二級，抗震等級丙類。車間跨度21m，長度51.8 m,柱間距7.4m，柱高9.3m，屋面坡度1/20，帶一個起重量為 5t的電動單梁吊車。屋面及墻面板均為彩色壓型鋼板，內(nèi)填充保溫玻璃纖維棉，檁條間距1.47m。當(dāng)?shù)匚菝婊詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值0.30KN/m,屋面恒荷

4、載0.30KN/m2,基本風(fēng)壓0.55 KN/m 2，基本雪壓0.55KN/m2。設(shè)計依據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102: 2002輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南中國建筑工業(yè)出版社鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.高等教育出版社鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊(第三版).中國建筑工業(yè)出版社建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003 )冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范(GB50018-2002)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程(JGJ81-2001)建筑制圖標(biāo)準(zhǔn) (GB/T50004-2001 )涂裝前鋼材表面銹蝕等級和涂裝等級(GB8923)2方案論證2.1方案擬定及論證本次設(shè)計初步擬定采用門式剛架的結(jié)構(gòu)形

5、式。門式剛架體系具有多元化和完善化的特點，是建筑工業(yè)廠房發(fā)展的趨勢，具有大跨度、自重輕、韌性好、可重復(fù)使用、設(shè)計彈性大、美觀大方、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資 回收快、環(huán)境污染少，可應(yīng)用于大跨度、高聳、重載工程，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、機(jī)場車庫、 體育場館、倉庫、購物中心等工業(yè)與民用建筑，課題實際科研成果社會價值高、實用性強(qiáng)。門式剛架的結(jié)構(gòu)形式分為單跨、雙跨、多跨剛架和帶挑檐的剛架等形式。根據(jù)輕型鋼結(jié)構(gòu) 3設(shè)計規(guī)范建議，單層門式剛架的跨度應(yīng)根據(jù)建筑使用條件和生產(chǎn)工藝確定，一般情況下以跨度為2130米時較為經(jīng)濟(jì)。本次設(shè)計的跨度為21米，選用單跨的形式最為合適經(jīng)濟(jì)。由于本工程帶有5t吊車，

6、所以采用柱與基礎(chǔ)剛接的門式剛架結(jié)構(gòu)。初步方案采用雙坡單跨門式剛架，符合國家相關(guān)設(shè)計規(guī)范、經(jīng)濟(jì)合理。2.2建筑設(shè)計2.2.1地質(zhì)條件(1)地形條件：地勢平坦，鄰近城市干道，城市上下水及電煤氣管網(wǎng)在附近通過。(2)氣象資料：標(biāo)準(zhǔn)凍土深度1.8m，基本風(fēng)壓值 0.55KN/怦，基本雪壓值 0.55 KN /怦。(3)抗震設(shè)防烈度為 7度，設(shè)計基本地震加速度為0.10g。(4)廠房地面土夯實后上鋪混凝土。表層覆蓋100mm厚的素混凝土，室內(nèi)地坪標(biāo)高為).000,室外地面標(biāo)高為0.300m。由于上部結(jié)構(gòu)自重較輕，基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)形式，持力層受力狀況良好。2.2.2施工與安裝條件(1)各種材料保證供應(yīng)

7、，品種齊全。(2)施工技術(shù)力量雄厚，有足夠的運(yùn)輸，吊裝設(shè)備。(3)構(gòu)件加工和預(yù)測設(shè)施配套，保證工期。2.2.3建筑平面設(shè)計(1)屋面采用板寬 1000mm，波高130mm的YX130-300-600的壓型鋼板，有效覆蓋寬度 750mm,屋面采用 1/20的雙坡屋面。(2)墻體采用雙層鍍鋅壓型鋼板，鋼板間夾一層保溫棉。(3)廠房采用散排水。(4)車間采用鋁合金塑鋼推拉窗、平開窗，出入門采用夾芯板推拉門。門窗表表2-1洞口尺寸選用圖集數(shù)量門窗編號寬度(m)高度(m)及規(guī)格(個)附注M-136003600廠家訂作2夾芯板推拉門C-115001200廠家訂作28鋁合金塑鋼推拉窗4C-236001500

8、廠家訂作10鋁合金塑鋼平開窗3結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算3.1設(shè)計基本資料3.1.1設(shè)計基本資料本次車間設(shè)計采用單跨雙坡門式剛架，剛架跨度21m，柱高9.3m，柱距7.4m，八榀剛架，屋面坡度1/20;柱、梁采用 Q345B，其他采用 Q235B，螺栓采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓10.9級和普通螺栓。焊條采用 E43，基礎(chǔ)混凝土等級 C20,柱、梁采用焊接組合梁，柱為等截面，梁為變截 面，柱腳剛接，檁條和墻梁均采用冷彎薄壁C型鋼。3.1.2柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)應(yīng)根據(jù)工藝、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)、

9、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，縱向柱距常對鋼材用量和造價有較大影響。增大柱距，柱和基礎(chǔ)的材料用量減少。綜合考慮圖3.1 柱網(wǎng)布置（單位mr）3.1.3支撐布置1柱間支撐和屋面支撐必須布置在同一開間內(nèi)，形成抵抗縱向荷載的支撐桁架。2.支撐的間距一般為3040m，不應(yīng)大于60m。5(1)恒荷載：屋面恒荷載(含檁條自重)0.5KN/ m恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.3 X 7.4=2.2KN/ m(2)活荷載：屋面活荷載0.50 KN/ m-0.S53支撐可布置在溫度區(qū)間的第一個或第二個開間。當(dāng)布置在第二個開間時，第一個開間的 相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。4

10、 45的支撐斜桿能最有效地傳遞水平荷載，當(dāng)柱子較高導(dǎo)致單層支撐構(gòu)件角度過大時， 應(yīng)考慮設(shè)置雙層柱間支撐。5在剛性轉(zhuǎn)折處宜設(shè)置剛性系桿，如柱頂和屋脊。6輕型門式剛架結(jié)構(gòu)中的剛性系桿可由相應(yīng)位置處的檁條兼作，檁條剛度或承載力不足時 設(shè)置附加系桿。3.2荷載計算雪荷載 0.55 KN/ m 2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.55X 7.4=4.1KN/m 風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓0.55 KN/ m2，地面粗糙度等級為B類，w0= 0.63 X05 =0.66 kN/m 2風(fēng)載體型系數(shù)如圖3.2所示。-1,0LDino圖3.2風(fēng)載體型系數(shù)示意圖柱頂高度取9.3m，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z 1.0 ,仕=1.0，則風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為

11、:W|1.0 1.00.250.587.41.07 KN /m2w21.0 1.00.550.587.42.36KN /m2W31.0 1.01.0 0.587.44.29 KN /m26T10.12 5041.5KNw 1.0 1.00.65 0.58 7.42.79KN/m2:（4）吊車荷載（如表3-1所示）吊車荷載（吊車為電動單梁吊車）表3-1起重量最大輪壓最小輪壓吊車總寬度吊車輪距Q (t)Pmax (t)Pmin (t)B (mm)W (mm)54.231.07350030005噸吊車作用下產(chǎn)生的豎向荷載:35003000PmaxPmax7400-_ 二 _ - -y2y1圖3.3吊

12、車梁支座反力影響線及豎向荷載（單位mr)標(biāo)準(zhǔn)值：Dmax1 0.6Pmax1.6 42.3 66.2KNDmin1 0.6Rnin1.610.7 16.7KN吊車橫向水平荷載，每個輪子的水平剎車力T1 的最不利位置同 Pmax， Tmax =1.5(1 0.6)2.4 KN（5）地震作用據(jù)全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施一結(jié)構(gòu)中第18.8.1條建議：單層門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)一般在抗震設(shè)防烈度小于等于7度的地區(qū)可不進(jìn)行抗震計算。故本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計不考慮地震作用。3.3內(nèi)力計算7OHLOHL J J內(nèi)力計算是通過清華大學(xué)的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計算的。本設(shè)計通過結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，得出門式 剛架分別在恒荷載、活荷

13、載、吊車荷載、風(fēng)荷載、作用下的彎矩、軸力、剪力圖，最終的數(shù)據(jù)進(jìn) 行下一步的荷載組合。3.3.1內(nèi)力計算圖(1)恒荷載作用下的內(nèi)力圖q二2 2KN /112100C圖3.4 剛架在恒載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖(單位KN/m)8(2)活荷載作用下的內(nèi)力圖11. lKN/inA21000圖3.6剛架在活載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖(單位KN/m)910N圖(單位KN)圖3.7剛架在活載作用下的內(nèi)力圖(3)左風(fēng)作用下的內(nèi)力圖-18. 86-42. 74翅L-42. 7411Q二T 29KN/n _q=-2. 79KN/m一w-Wl21000-11242, 9131. 431N圖l單位KN)圖3.9剛架在左風(fēng)作用下的

14、內(nèi)力圖(4)右風(fēng)作用下的內(nèi)力圖q=-L 79N/mq=4r 29KN/m i VUUUA210菌4圖3.10剛架在右風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖(單位KN/m)13一20,. 45F 20. 25_1. 4342.5N圖（單位KN圖3.11剛架在右風(fēng)作用下的內(nèi)力圖（5）吊車豎向荷載（1）作用下的內(nèi)力圖圖3.12 剛架在吊車豎向荷載（1）作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖（單位KN）14=0. 65.-10. 4乃一1. 93d IZI.L93Q圖（單位KN）B圖3.13剛架在吊車豎向荷載（1）作用下的內(nèi)力圖（6）吊車豎向荷載（2）作用下的內(nèi)力圖1516-1 9317N| 筆( T RKPJ)圖3.15 剛架在吊車豎向

15、荷載（2）作用下的內(nèi)力圖（7）吊車橫向荷載（1）作用下的內(nèi)力圖nEoTss-17.350.55Tv： J-.1. .圖3.16 剛架在吊車橫向荷載（1）作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖（單位KN）1819PL 02-0.4.4N0（單位IE）0. 02圖3.17剛架在吊車橫向荷載（1）作用下的內(nèi)力圖（8）吊車橫向荷載（2）作用下的內(nèi)力圖O o g CH44g 婭 9L-n-2. 35-2, 35- -yg （單位KN）GB2021000L-!B圖3.18 剛架在吊車橫向荷載（2）作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖（單位KN）21332內(nèi)力組合-11.74.21_-0.4-0. 4 2. 35內(nèi)JL2. 357T1Q圖（單

16、位KM）0 02圖3.19 剛架在吊車橫向荷載（2）作用下的內(nèi)力圖2223A . 1.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)B . 1.0恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)C . 1.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)D . 1.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)E . 1.35恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)2.內(nèi)力組合1.荷載組合門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB5009 2001)的規(guī)定，對于一般框架、排架結(jié)構(gòu),可以采用簡化組合，按照下列組合值中取最不利值確定：+ 1.4任一可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效

17、應(yīng)+ 1.4風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+1.4活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+0.6 1.4風(fēng)荷載+1.4風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+0.7 1.4活荷載+所有可變荷載組合值產(chǎn)生的效應(yīng)控制截面是指構(gòu)件某一區(qū)段中承載力可靠指標(biāo)相對最底的那些截面，它們對構(gòu)件的截面設(shè)計有控制作用。本設(shè)計內(nèi)力組合的計算控制截面取柱腳、柱頂、牛腿上截面、梁端截面?？刂平孛娴膬?nèi)力種類有軸向力 N、彎矩M、和水平剪力 V。最不利的四種內(nèi)力組合如下：(1) M max與相應(yīng)的N、V組合； M max與相應(yīng)的N、V組合；(3)N max情況下+ M及相應(yīng)V ；(4)Nmax情況下-M (最大負(fù)彎矩)及相應(yīng) V ；本次設(shè)計的內(nèi)力組合

18、由PKPM軟件求得，具體數(shù)據(jù)參看附錄一，由內(nèi)力組合中取構(gòu)件最不利內(nèi)力組合分別為：柱 1:柱腳截面M= - 187.31KN.m , N=132.39KN , V= - 54.62KN牛腿上截面M= - 196.23KN.m , N = - 172.51KN , V=54.62KN柱頂截面M= - 301.83KN.m , N= - 96.11KN , V=52.32KN柱 2:柱腳截面M=187.31KN.m , N=132.39KN , V=54.62KN牛腿上截面M=196.23KN.m , N = - 172.51KN , V=- 54.62KN柱頂截面M=301.83KN.m , N=

19、 - 96.11KN , V= - 52.32KN243172.51 103301.83 10689761.051398000224.8N/mm2310N/mm2梁1:大頭 M=301.83KN.m , N=57.14KN , V=93.32KN小頭 M=172.26KN.m , N= - 49.12KN , V=2.50KN梁1:大頭 M= - 301.83KN.m , N= - 57.14KN , V=93.32KN小頭 M= - 172.26KN.m , N=49.12KN , V=3.17KN3.4門式剛架設(shè)計341計算模型：如圖3.20所示342剛架柱截面選擇本次設(shè)計剛架柱截面初選焊

20、接組合型H型鋼，截面尺寸 H4O0X 280X6X12,材質(zhì)為Q345B ,f=310N/ mm 2截面特性：A=89.76cm2 lx=27957cm4 ly=4391cm4 Wx=1398cm33Wy=314cmix=17.64cmiy=6.99cm3.4.3剛架柱驗算選取最不利內(nèi)力組合：M=301.83KN.m , N=172.51N , V=54.62N(1)強(qiáng)度驗算:NAn強(qiáng)度滿足要求。(2)平面內(nèi)穩(wěn)定驗算:x lox / x6045176.434.3 ,x23534.41.6，屬B類截面，查受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表，得0.893 。2EAex1.13.142 2.06 105 8.97

21、6 1031.1 34.3214087KN2526mxM x172.511031.0 301.83 1060.893 89761.05 1398000 (120.8 172.51)228N/mm2310N /mm平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。(3)平面外穩(wěn)定驗算:loy /i y30004.3699y235性系數(shù)表,0.998 。1.0744000 2351.07txM XyAbWx將數(shù)據(jù)代入公式中172.51 1030.998 8.976 1031.0平面外的穩(wěn)定滿足要求。(4)局部穩(wěn)定驗算:翼緣外伸寬厚比腹板高厚比hgtw剛度驗算:x 52.7180596752353454.3301.83 1061

22、.07 1.398 1061.0心 11.41512376 62.76y 4.3 180剛度滿足要求。5.2，屬C類截面，查受壓構(gòu)件穩(wěn)定2221N /mm2310N/mm23512.4，滿足要求。fy250 235206.3，滿足要求。2728選取最不利內(nèi)力組合：大頭:M=301.83KN.m，N=57.14N，V=93.32N小頭:M=172.26KN.m，N=49.12N，V=2.50NA：大頭N/A M/We357.14 1078806301.83 1031422 102219.55N /mm2 N /A M /We3657.14 10301.83 10378801422 102205.

23、05 N / mm故截面邊緣正應(yīng)力比值205.052 / 1219.550.934用R. 1代替f y , R. 121.087 219.55238.65N / mm屮-,求得k =22.32.(1 )2 0.112(1 )2 (1 )hw/ tw28.1. k 235/fy(500 20)/628.122.32 235/ 238.650.608344剛架梁截面選擇剛架梁截面初選焊接組合型H型鋼，變截面，截面尺寸H350500X250X6X10,材質(zhì)為Q345B ,2f=310N/ mm截面特性：大頭：A=78.7cm 2lx=35546cm4Iy=2605cm4Wx=1422cm3Wy=20

24、8cm3ix=21.23cmiy=5.74cm小頭：A=69.8cm 2Ix=16251cm4Iy=2605cm4Wx=929cm3Wy=208cm3ix=15.25cmiy=6.1cm3.4.5剛架梁驗算(1)強(qiáng)度驗算:當(dāng)p 0.8時，=1,即此時大頭端截面全部有效。大頭端同時受到壓彎作用,Vdhwtwfv 480 6 fv 2880 f；hw/tw 80 80 235/ fy，不設(shè)加勁肋，貝U k 5.3429當(dāng) 0.8 wVdhw/ tww37 k 235/1.4 時，fv12880 fv 2880 163.80.5Vd 235.87 KN，80 _ .- 0.94fy 37,5.34

25、235/238.650.64( w 0.8) fv 1 0.64 (0.94 0.8) 180163.8471.74 KNeN Me NWe/Ae (f N / Ae)3(310 57.14 10 /7880)1422000430.5KN .m301.83KN .m MeN，故大頭端截面強(qiáng)度滿足要求。B:小頭 1 N /A/We349.12 1069806172.26 103929 102192.47N /mm2 N /A/We349.12 1069806172.26 103929 102178.39N / mm故截面邊緣正應(yīng)力比值10.927192.47用R . 1代替f y ,R121.0

26、87 192.47209.21 N / mmp 0.8 時,16- ,求得k.(1 )2 0.112(1)2 (1 ) 5 / tw28.1k 235/ f=22.16(350 20)/6- _0.392y 28.122.16 235/209.21=1，即此時小頭端截面全部有效。小頭端同時受到壓彎作用,(350 20) 6 fv 1980 fhw/tw 5580 235/ fy，不設(shè)加勁肋，則k5.34w370.8 時，fvhw / tw.k 235/ fv 1808037、5.34,235/209.210.6073031Vd平面外計算長度ly 3000mm，最小截面慣性矩2605 104mm

27、4y 1oy /i y59.4，屬C類截面，查受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表，得y 0.717。by1.0744000 2351.07492345440002350.99bWx349.12 100.717 6.981031.061.0 172.26 1023197.11N/mm0.99 929 102310N /mm則穩(wěn)定性滿足要求。(4)局部穩(wěn)定驗算:翼緣外伸寬厚比型咅12.215 23512.4，滿足要求。10 _腹板高厚比hgtWV M kmax110EIx(11980 fv 1980 180356.4KN0.5Vd 178.2 KN，M N Me NWe / Ae (fN / Ae)3(310

28、49.12 10 /6980) 929000281.5KN .m172.26 KN .m M N，故小頭端截面強(qiáng)度滿足要求。穩(wěn)定驗算:txM XyA將數(shù)據(jù)代入公式中剛度驗算:3 116云十)5.69 1。mm v 1/400 觀罰剛度滿足要求。y300049，612；5493452353305525062；5206.3，滿足要求。32查輕型門式剛架表3-1，柱頂在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的位移限值為h/400。按公式H h3 3 2 ti2Eic 6rM 301.83KN mN 57.14KN93.32KN采用10.9級M20摩擦型高強(qiáng)螺栓,連接表面采用噴砂（丸）處理，查表得抗滑移系數(shù)0.45，34

29、6剛架柱頂變形計算4Ic (Ico Ici)/227957 cm4Ib (I bo Ibi)/2(35546 16251)/225899cmIcL 2.8 108 21200 小t86.4hIb 9300 2.6 10H0.45(W1 W2)h 0.45 (3.26 2.04) 9.3 22.2KN22.2 93003H3 2 6.4580.033mmh/40023.25mm12 2.06 102.8 106 6.43.5節(jié)點計算3.5.1梁柱節(jié)點A:螺栓驗算預(yù)拉力P=155KN。采用如圖3.20所示的連接形式。in梁柱連接圖M=0-丄誓w連接處最不利一組內(nèi)力組合值:135-280 XI833

30、NtiNMgyi 2n myi57.14301.83 102 29.5102 (29.52 2 24.52 2 17.52)143KN受力最大的一個螺栓拉力:受剪承載力設(shè)計值:609KNNvb 0.9nf (nF 1.25 NJ0.9 1 0.45 (10155 1.25 609)319KNV 93.32 KN故滿足強(qiáng)度要求。B:連接板設(shè)計端板厚度計算按梁端外伸來計算（設(shè)加勁板為兩邊支承）2ew 47mm, ef 55mm, f 205N/mm,b 280mm, Nt 0.8P 124KNt6efewNt/6 55 47 124Jejb 2ef(ef ew) f 47 280 2 55 (55

31、 47) 20517.7mm取端板厚度為18mm。C:節(jié)點域剪應(yīng)力驗算M 301.83 106dbdctc 500 500 6201N/mm2fv 125N/mm2故應(yīng)增設(shè)斜加勁肋 一135X10X135在端板設(shè)置螺栓處驗算構(gòu)件腹板強(qiáng)度:143 2 119 2 8534V 2.50KNNt2 119KN ,ew 125mm, tw 6mm。皿 159N/mm2 f 215N /mm2 （滿足要求） ewtw3.5.2梁與梁的連接節(jié)點采用如圖3.21所示的連接形式。連接處最不利的一組組合內(nèi)力值：M 172.26KN mN 49.12KN35A:螺栓驗算采用10.9級M20摩擦型高強(qiáng)螺栓，連接表面

32、采用噴砂(丸)處理，查表得抗滑移系數(shù)0.45，預(yù)拉力P=155KN 。-90X10N20 -50X11 W-120X10/ 10圖 3.21梁梁連接圖3 35 5受力最大的一個螺栓拉力：N NMgyi49.12Nt1 2nm %10受剪承載力設(shè)計值：Nvb 0.9nf (nF 1.250.9 1 0.45 (10故滿足強(qiáng)度要求。B:連接板設(shè)計端板厚度計算按梁端外伸來計算(設(shè)加勁板為兩邊支承)2ew 47mm, ef 55mm, f 205N / mm , b 280mm, Nt 0.8P 124KN6efewNt6 55 47 124J- 17.7mm2ef(ef ew) f 1 47 280

33、 2 55 (55 47) 205172.26 102 22.25寸 150KN P5.252)2 (22.252 2 12.252 2Nti)155 1.25 500)375KNV 2.50KNt Uewb取端板厚度為18mm。3.6吊車梁設(shè)計3.6.1設(shè)計資料吊車梁跨度7.4m,臺5t電動單梁吊車，跨度 L=21m，最大輪壓4.23t,最小輪壓1.07t，吊3637RB64.05 (1.45 4.45)7.451.07 KNMe51.07 2.95150.66 KN mVC左VC 右 64.05 51.0712.98KNT10.12 (Gg)/40.12 50/41.5KN車總寬3.500

34、m,吊車輪距 3.000m，軌道高度 0.134m,材料選用 Q235B。250JHji3000250+2837=1702mm2,下翼緣面積 0.4 &837=1135mm2。初選上翼緣板 一300X12,下翼緣板一220X8。翼緣板外伸寬度3.6.4驗算(1)截面特性:2A 300 12 220 8 430 6 7940 mm300 12 6 220 8 444 430 6 225 一，y1174.2mm17940y2450 174.2275.8mm122Ix 6 4306 430 (225 174.2)2300 12 (174.2 6)212220 8 (275.86)2236620721

35、mm4Ix 236620721W1x y1174.2I x236620721W2xy2275.8丄 12 300312丄 8 220334098667 mm412180mm100mm4041M max M T w1r W上156.66 10613583284.94 106180000142.77N / mm22215N / mm1.2Vmax% tw1.2 102.13 103430 647.5N / mm2fv 125N/mm22A上 300 123600 mm134I 上y12 30027000000 mm12270000003W上 y180000mm上 150(2)強(qiáng)度驗算:1)正應(yīng)力：

36、上翼緣正應(yīng)力為下翼緣：Mx 156.66 106 115.33N/mm2 fWx13583282)剪應(yīng)力：突緣支座處剪應(yīng)力為:Iy34098667 309988mm3Xi110Iy34098667150227324mm3X234098667iy吊車梁上翼緣:65.53794065.53mm112.93 15042FtWU1.35 64.05 10310 34225.3N / mmi23)腹板局部承壓:lz 50 2hy 50 2 (134 12)342mm(3)穩(wěn)定性驗算: 1)整體穩(wěn)定性:43liti7400 12b1h 300 4500.66 2.0I112 300312742.7 10

37、mm , I28 2200.71 107mm412I1CT2.70.8(2 b1)2.7 107107 0.71 1070.8 (2 0.7920.7921)0.4674320 b2-yyi1、21（4.4；）235b0.854320112.9327940 45013583281 需竄2 0.467235235Mx1.070.282Myb WlxyW|y1.07 進(jìn)1.272150.66 1060.848 13583280.848494 1062144.08N / mm1.2 3099881501515b 0.73 0.180.73 0.18 0.660.851.2722）局部穩(wěn)定:1）橫向加

38、勁肋的外深寬度為：bs 匹 404054.3mm3030取 bs 90mm。橫向加勁肋厚度為：bs 90ts6mm腹板：71.6780 ,應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋。tw612312.2515（4）加勁肋計算：44所以橫向加勁肋尺寸為8mm 90mm。2)支座加勁肋:采用10mm 100mmAo1021001000 mmA。15tw tw 1000 15 6 61540mm2Iz10 1003833333mm412AhizIz83333323.26mm1540iz型 18.523.26強(qiáng)度驗算:102.13 1031000102.13N/mm2整體穩(wěn)定驗算：此截面屬b類截面，查表得0.975。3V

39、max102.13 10A 0.975 154068.02N / mm245VS2 0.7hflx32.22N/mm2剛度驗算:(6)焊縫連接計算：1)上翼緣與腹板連接焊縫：上翼緣對中和軸面積距S1300 12 174.2627120mm3取 hf 6mm 。102.13 103 62712020.7 6 236620721150.661.1 1.497.8KN mMxl210EIx97.8 106 7400210 2.05 105 23662072111mm50014.8mm46VS22 0.7hflx1.2Vmax2 0.7hflw1.2 102.13 1032 0.7 6 (430 8)

40、Ff 2 0.7hflz1.35 64.05 10330.1N/mm22 0.7 6 342廠 f2f230.12 32.222 44.1N/mm2ffw 160N/mm22）下翼緣與腹板的連接焊縫：下翼緣對中和軸的面積矩S2220 8 275.8485408mm3102.13 103 48540820.7 6 2366207213）支座加勁肋與腹板連接焊縫:3.7牛腿設(shè)計牛腿尺寸如圖3-25所示。Vmax 66.15KN ,e 200 350550M N e 66.15 0.55 36.4KN m牛腿根部斷面尺寸為 H460 280 10 12。Ix 406331500mm4,Wx 1766

41、650mm3,Sx 990260 mm3224.94N / mm234.57N / mm47382荷載計算恒荷載20.3KN /m3 20.63 16.12234.7N/mm2 160N/mm2滿足強(qiáng)度要求。3.8屋面檁條設(shè)計3.8.1設(shè)計資料說明檁條跨度7.4m，檁條間距1.47m跨中設(shè)兩道拉條。檁條采用冷彎薄壁C型鋼檁條，鋼材采用Q235B，焊條采用E43型。2活荷載0.55KN/m恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.3 1.5 0.45KN/mMWx36.4 1061766650220.6N/mmw2ft 215N /mmV SxIx t66.15 103 990260406331500 1016.12N/

42、mm2fvw 125N/mm2圖3.26檁條截面軸線和荷載圖48設(shè)計值0.45 1.2 0.54KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.55 1.5 0.825KN / m設(shè)計值0.825 1.4 1.16KN/m荷載組合0.54 1.161.7 KN /m3.8.3內(nèi)力計算qx q sin1.7 sin 2.86O0.09KN /mqy q cos1.7 COS2.8601.7KN /m彎矩設(shè)計值1 2 M xqyL81 2 M y q丄901 21.7 7.4211.64KN m81 20.09 7.42 0.06KN m903.8.4截面選擇(1)截面選擇檁條初步選用 C220X 75疋0X2.5。2A

43、 9.73cm Ix703.76 cm4W2.5olx 538.21cm4, I y 56.27cm4,Wx 53.82cm3,Wymax 28.18cm3,3Wymin 11.25cm ,ix 7.74cm,iy 2.5cm560.07 7.42/900.04KN m1234圖3.28 雙力矩B引起的正應(yīng)力符號圖設(shè)墻梁自重設(shè)計值為 qy 0.07KN /m墻梁按簡支計算，只計算強(qiáng)度不驗算穩(wěn)定性。2 2qxL /8 1.3 7.4 /88.9KN m0.0410628.18 1032166.8N/mm （壓）0.0410611.25 1032161.8N/mm （壓）0.0410628.18

44、103164N / mm2 （拉）0.0410611.25 103170N/mm2 （拉）1)腹板截面應(yīng)力：MxMy8.9 1061WxVy max53.82 103MxMy8.9 1062WxVy min53.82 103MxMy8.9 1063Wxgmax53.82 103MxMy8.9 1064WxWymin53.82 1032Mymax qyL /90(2)受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)腹板為加勁板件,minmax161.8166.80.97,01,，由穩(wěn)定系數(shù)公式57min1640.981，由穩(wěn)定系數(shù)公式max166.8k 5.89 11.595.89 11.59 ( 0.98) 6.68 (

45、0.98)223.67k 7.8 8.154.35 27.8 8.15 0.974.35 0.9724(3)受壓板件的有效寬度1)腹板2k 4, kc 23.67, b 200mm,c 75mm,t 2.5mm, 1166.8N / mm。0.15 1.1按受壓板件的板組約束系數(shù)公式k1 1/、._一板組約束系數(shù)k11/-.0T5 2.582 58 4計算系數(shù)為，205 2.58 4 3.56Y 166.8由于0，則1.150.151.15 0.15 0.971,bc b200mmb/t200/ 2.580,1818 1 3.5664.1,3838 13.56 135.3所以，18b/t 38

46、。按截面有效寬度公式 be.21-8.0.1 bcb/tbe2 be be1 177 87.8489.16mm按計算系數(shù)公式21.8 13.56beV802be2 177bu55 0.97截面的有效寬度系數(shù)加勁板件的有效寬度0.1200177mm87.84mm2）翼緣板翼緣板1-3為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁肋板件的支承邊6.68 2754200 1 23.67586.49 1.1按受壓板件的板組約束系數(shù)公式K 0.110.930.05板組約束系數(shù)k10.110.9326.49 0.050.13按計算系數(shù)公式計算系數(shù)0.13 23.67166.81.94由于 0,則1.15,bc b/ 175/

47、 1 0.9837.88mm。2）翼緣板2k 23.67, kc 4,b 75mm,c 200mm, 1166.8N/mm。c T 200 23.67b kc 75 ；4b/t 75/ 2.530,1818 1.15 1.9440.16,。除面積位置基本相同，所以腹板扣除面積按24mm計算。有效凈截面模量Wenx 0.85Wx 0.85 538204.577 104mm343Wmymax 0.9Wymax 0.9 28180 2.54 10 mmWenymin 0.9Wym,0.9 11250 1.0 10 mm3.be0.437.88 15.15mm加勁板件的有效寬度0.4bebe20.6b

48、e0.637.88 22.73mm（3）截面模量上翼緣板的扣除面積寬度75 37.8837.12mm所以，b/t 18，按截面有效寬度公式 d bc同時在腹板的計算截面上有一 012拉條連接孔，（距上翼緣板的邊緣 50mm）,孔的位置與扣59Wenymax/Wymax2.54 104/2.818 1040.9MxMy8.91060.041061WenxWenymax4.577 1042.54104MxMy8.91060.041061Wenxny max4.577 1042.54104(2)撓度計算5qj450.9 7400432mm I /100 mm 74mm740/7.06104.8y 3

49、00/2.66112.8 200主剛架跨度 21m，檐口高度 9.3m，每側(cè)山墻設(shè)置 2根抗風(fēng)柱，山墻墻面板及墻梁自重為墻面恒載標(biāo)準(zhǔn)值Pk20.15KN /m風(fēng)壓高度變化系數(shù)z 1.0，風(fēng)壓體型系數(shù)s 0.9。風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值 wWenx/Wx 4.577 104 /5.382 1040.86Wenymin /Wymin1.0 佃 4125 10 0.893.9.4檁條的校核及構(gòu)造要求故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。3.10抗風(fēng)柱設(shè)計3.10.1 設(shè)計資料0.15KN /m2，基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值為 0.55KN /m2。3.10.2荷載計算zw00.9 1.0 0.550.495KN / m2單根抗風(fēng)柱

50、承受的均布線荷載設(shè)計值：L21恒載 p 1.2 pk 1.2 0.151.26KN /m33強(qiáng)度計算y構(gòu)造要求538.21 104206 103196.1N/mm2205N/mm2192.9N/mm2205N / mm2384 Elx 38460L21風(fēng)荷載qw 1.4 w 1.4 0.4954.851KN /m333.10.3內(nèi)力分析忽略墻架梁垂直荷載的偏心矩，設(shè)柱自重為0.3KN/m。抗風(fēng)柱的最大軸壓力為N 4 1.26 9.3 0.3 1.2 8.39KN最大彎矩為剪力為V1 2M max 8 ql1 4.851 9.3252.45KN /m28玉丨 1 4.851 9.322.56 K

51、N2 23.10.4截面選擇抗風(fēng)柱初選截面為H350 250 6 10 。ex2EA2_x3.142 2.05 105 69.8 1021.0 6123810KNmx1.0,查表得x0.802NJAmxM xNxWx(1 0V)8.39 1030.802 69801.0 52.45 1061.05 929000 (1 0.88.39)3)截面特性:lx 16251cm4, ly 2605cm4,W/ 11- /YX/ 6005400600060006000600060006000600060005400600113圖3.29 柱間支撐縱向布置圖(單位 mm(1)荷載計算：基本風(fēng)壓wo 0.55

52、KN /m2，風(fēng)壓高度變化系數(shù)zi 1.0,1-0，風(fēng)壓體型系數(shù)s 1.3, Q 1.4。風(fēng)壓設(shè)計值w,s zw0 Q1.3 1.0 0.55 1.41.0KN / m2w2szwQ1.3 1.0 0.55 1.41.0KN /m2集中風(fēng)荷載Fw11w1S111.0 21 2.58.75KN6 611Fw2w2 S21.0 21 6.8 71.4KN22吊車縱向水平制動剎車力 T 3.45KN 。6338.75 1021540.7 mm2取 89 3鋼管，A 811mm21)下柱支撐斜桿內(nèi)力g Fw2 T) 10.057.4113.5KN，采用雙角鋼支撐2L100 10。2ly 5025mm,

53、iy 44.5mm, A 3852mm 5025 nsiy 44.5yzy(10.475b4)l 2tloy l113 (10.475 100422-502510)123 150屬于B類截面，查表得0.421。壓桿在循環(huán)荷載下的應(yīng)力降低系數(shù)0.6 0.00150.785交叉支撐斜桿截面驗算:RE215269N /mm2，0.8(2)內(nèi)力計算：柱間支撐計算模型如圖3.30所示。1)上柱支撐斜桿內(nèi)力F 7 811 N23 迥9.24KN,N12 Fw1 8.75KN。7.4桿件拉力設(shè)計值：N2 39.24 1.2 11.1KN,N1 2 8.75KN截面選擇：3桿件 2-3 的凈面積 An2 3

54、10 51.6mm2f 215取 20 圓鋼，A 314mm264(1 )A3113.5 10(1 0.785 0.421) 385222.2N/mm22269 N / mm3.32下柱支撐驗算合格。3.11.2屋面支撐屋面橫向水平支撐與柱間支撐布置相協(xié)調(diào)，并配置形成上、下整體共同工作的空間體系。在屋面上與柱間支撐相同的區(qū)間設(shè)置20的拉緊圓鋼交叉支撐。屋面支撐布置如圖3.31所示。AB圖3.31 屋面支撐布置圖（單位 mm3.12柱腳設(shè)計3.12.1剛架柱柱腳設(shè)計柱腳的常用形式有鉸接柱腳和剛接柱腳，由于本設(shè)計設(shè)有吊車，故柱腳采用剛接。圖 為剛架柱柱腳。柱的截面尺寸為ac bc 950mm 60

55、0mm。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk 171KN，水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 Vk 151KN，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為 Mk 151KN m，室外高差0.15,基礎(chǔ)埋深1.65，基礎(chǔ)材料混凝土強(qiáng)度等級為 C20,2 2fc 10N /mm , ft 1.1N /mm ，基礎(chǔ)為素填土，基礎(chǔ)下有 100毫米厚的混凝土墊層。2651082000200（1）確定基礎(chǔ)的尺寸 1）地基承載力特征值基礎(chǔ)為素填土，基礎(chǔ)埋深深度大于0.5。承載力特征值應(yīng)按下式修正ak b b3 d d 0.5 m180 1.61.65 0.5 17.2 212kpa2）確定基礎(chǔ)底面尺寸=3ZLIIImnJ獨1MiIW1i?no圖3.

56、53 邊柱的基礎(chǔ)尺寸圖（單位mm）266基礎(chǔ)的平均埋深 d 1.65 1.81.725m67Fk1710.8 212 20 1.72521.3m2考慮到偏心荷載不大，現(xiàn)將基底面積增大10%, A 1.1A 1.1 1.3初步選擇基底尺寸b 2.4m2l 3.3m A 2.4 3.3 7.9m21.43m。1.43m2基礎(chǔ)及回填土重GkGAd20 7.9 1.725 272.55 KN持力層承載力驗算Mk151 53 0.8lek-0.44m0.55mFK Gk171 272.556即Rmin 0滿足要求。平均基底壓力 P- F- G-171 272.5556.2-pa212-paA7.9滿足要

57、求?；鬃畲髩毫maxFkGk 1 6ekAl171 272.55 17.93.370.5kpa1.2 fa 254kpa偏心距ej1.4 1511.4 53 0.81.4 1711.13Pjmaxlb 16ej171 1 6 1.13 73kpa 1.2fa 254kpa7.93.3Pjmaxlb l1716 1.131 -7.93.354kpa 1.2 fa 254kpa先按中心荷載作用下的公式3）確定基礎(chǔ)高度設(shè)基礎(chǔ)高度h=800mm,分兩階，每階高 400mm。地基凈反力計算基礎(chǔ)邊緣處最大和最小的凈反力4）柱與基礎(chǔ)交接處的沖切計算b 2.4 bc 2h00.6 2 0.761.92ma

58、m 7 3炙 1.26 m2 2Gd68A 22ho bb2J3.30.952.40.60.76 2.40.76 1m22222沖切力F,Pj max73 173KN基礎(chǔ)高度h0.80.8hp1.0抗沖擊力Fi0.7h ftar0.7 11.1 103 1.26 0.36737KN73KN滿足。5）基礎(chǔ)變階處的沖切計算b 2.4bi2h。1.420.362.12matab1.42.12am1.76m22A 2h。bbbc hh0222223.32.12.41.40.36 2.40.361m22222沖切力F,pj max73 173KN基礎(chǔ)高度h=0.40.8hp O抗沖擊力Fi0.7h ft

59、ar0.7 11.13101.76 0.36488KN73KN滿足。（2）配筋計算1）基礎(chǔ)長邊方向柱邊（1 1截面）l ac3.3 0.95Pn1Pjminc P2lj maxPj min546.6 73 54 103kPa1PP2M Iiiiaxn ilac2bbc24269lacPn1PjminPjmax2lM1nax尺1242173 893.324289kpaPjmin54 33 匕 73 546.62ac2b be22.12 2.4 1.476KN m2）基礎(chǔ)短邊方向 柱邊（n n截面）pj先她 普68kpa12MR b be2lae24 j12=682.4 0.62 3.3 0.95

60、89 KN m24M89 1 062As1435mm0.9 fh00.9 300760邊階處（IV W截面）12M VPjbbe2lae241268 2.4 1.42 3.32.170.2 KN m24M|V70.2 106As2722mm20.9 fhc0.9 300 360一 2 短邊方向按As2配筋，實配1210, As706.5mm。382中間柱的基礎(chǔ)設(shè)計173 1033.3 0.952 2.4 0.6116KN m242MI0.9 fho116 1060.9 300 7602663mmAs2M0.9fh076 1060.9 300 360781mm2長邊方向按As2配筋，實配1621