輕型鋼結(jié)構(gòu)有檁單臺(tái)軌道吊車生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)

1、Bachelors Degree Thesis Of Huazhong University of Science and Technology The light steel building designs with construction College : School Of Civil EngineeringSubject : Civil Engineering Name : Song Mingliang Directed by : Zhang Yuli Professor June 2012鄭 重 聲 明 本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)

2、據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。 本人簽名： 日期： 前 言 伴隨著我國經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)已逐步在工業(yè)廠房，商業(yè)大樓，民用住宅，大型場館等公共建筑中被廣泛采用。鋼材的強(qiáng)度高，故在結(jié)中占體積小，因而建筑的實(shí)用空間就較大；鋼結(jié)構(gòu)可以成套預(yù)制裝配，故施工方便；鋼材可以回爐重新利用，故鋼結(jié)構(gòu)的再生性好。鋼結(jié)構(gòu)有著非常多的優(yōu)點(diǎn)，我國的鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)也正處在蓬勃發(fā)展中。 輕型鋼結(jié)構(gòu)除具有普通鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均勻，

3、可靠性高；強(qiáng)度高，重量輕；塑性韌性，抗震性能好；便于機(jī)械化制造，施工期短；可回收，建筑造型美觀等特點(diǎn)以外，一般還具有取材方便，用料較省，自重更輕等特點(diǎn)。它對(duì)加快基本建設(shè)速度，特別對(duì)中小型企業(yè)的建設(shè)，以及對(duì)現(xiàn)有企業(yè)的挖潛、革新、改造等工作能夠起到顯著的作用，因而受到建設(shè)單位，尤其是在工業(yè)建筑中的普遍歡迎。由于輕型鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)很好，總造價(jià)較低，再加上結(jié)構(gòu)自重輕為改革重型結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)造了條件。因此，輕型鋼結(jié)構(gòu)是很有發(fā)展前途的一種結(jié)構(gòu)形勢。 基于以上對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，我在畢業(yè)設(shè)計(jì)課題中選擇了輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的是萬利集團(tuán)民用工業(yè)園的輕鋼結(jié)構(gòu)房屋工程。通過這次設(shè)計(jì)，我希望能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理、

4、輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和構(gòu)造要求有一個(gè)較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)同時(shí)，通過這次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)自己理論結(jié)合實(shí)踐的能力，積累工程經(jīng)驗(yàn)，從而為將來走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目錄第一章 引 言51.1 目前輕鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀51.2 門式剛架的特點(diǎn)與發(fā)展51.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法6第二章 建筑設(shè)計(jì)72.1 廠房平面設(shè)計(jì)72.1.1建筑平面形式的選擇72.1.2柱網(wǎng)的選擇72.1.3定位軸線的劃分822廠房剖面設(shè)計(jì)82.2.1廠房高度的確定82.2.2室內(nèi)外高差的確定82.2.3廠房天然采光設(shè)計(jì)82.2.4廠房屋面排水設(shè)計(jì)92.3廠房立面設(shè)計(jì)92.4廠房的構(gòu)造設(shè)計(jì)102.4.1外墻102.4.2外圍維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)

5、計(jì)102.4.3屋頂構(gòu)造112.4.4散水構(gòu)造112.5門窗明細(xì)表12第三章 結(jié)構(gòu)方案選擇123.1材料的選擇123.2柱網(wǎng)布置123.3屋面布置123.4柱間支撐布置123.5屋蓋支撐布置133.6墻面結(jié)構(gòu)布置13所以應(yīng)考慮為雙向受彎構(gòu)件。13第四章 吊車梁設(shè)計(jì)144.1 荷載的計(jì)算144.1.1 最大輪壓的計(jì)算144.1.2 橫向荷載設(shè)計(jì)值144.2 內(nèi)力計(jì)算144.3 截面選擇164.3毛截面特性164.3.2 凈截面特性164.4 強(qiáng)度驗(yàn)算174.4.1 正應(yīng)力174.4.2 剪應(yīng)力184.4.3 腹板的局部壓應(yīng)力184.4.4 腹板計(jì)算高度邊緣處的折算應(yīng)力184.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算184

6、.5.1梁的整體穩(wěn)定性184.6撓度驗(yàn)算214.7 支承加勁肋的驗(yàn)算214.8 焊縫計(jì)算224.8.2下翼緣與腹板連接處的連接角焊縫設(shè)計(jì)234.9 疲勞驗(yàn)算23第五章 檁條設(shè)計(jì)245.1 荷載設(shè)計(jì)245.1.1永久荷載245.1.2可變荷載245.1.3 荷載組合255.2 截面選擇及截面特性265.3 受壓板件的穩(wěn)定性系數(shù)285.3.1腹板285.3.2上翼緣板295.3.3受壓板件的有效寬度295.3.4有效凈截面模量315.4強(qiáng)度計(jì)算325.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算（風(fēng)吸力起控制作用）32不記孔洞削弱，近似取：325.5.2受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù)325.6 撓度驗(yàn)算335.7 構(gòu)造要求33第六章

7、 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)346.1 荷載計(jì)算346.1.1恒載346.1.2風(fēng)荷載346.1.3單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計(jì)值為：346.2 內(nèi)力分析346.3 截面選擇356.4 強(qiáng)度驗(yàn)算356.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算356.5.1平面內(nèi)穩(wěn)定356.5.2平面外穩(wěn)定性366.6 撓度驗(yàn)算36第七章 牛腿設(shè)計(jì)377.1 荷載計(jì)算377.2 截面選擇377.3截面特性387.4 強(qiáng)度驗(yàn)算397.4.1抗彎強(qiáng)度397.4.2抗剪強(qiáng)度397.4.3 腹板計(jì)算高度邊緣處折算應(yīng)力397.5 焊縫驗(yàn)算407.6 加勁肋設(shè)計(jì)41第八章 剛架設(shè)計(jì)428.1 荷載計(jì)算428.1.1恒載計(jì)算428.2 內(nèi)力計(jì)算458.3內(nèi)力組合：

8、648.4 構(gòu)件驗(yàn)算688.4.1剛架梁的驗(yàn)算688.4.2鋼架柱的驗(yàn)算70第九章 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)779.1梁柱節(jié)點(diǎn)（AB跨梁與A柱的節(jié)點(diǎn)）779.1.1螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算779.2.2端板厚度驗(yàn)算789.2.3梁柱節(jié)點(diǎn)域剪應(yīng)力789.2.4螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算789.2梁梁節(jié)點(diǎn)799.2.1 變截面處梁梁節(jié)點(diǎn)799.2.2 屋脊截面處梁梁節(jié)點(diǎn)809.3柱腳節(jié)點(diǎn)819.3.1確定底板面積819.3.2 確定底板厚度829.3.3 錨栓設(shè)計(jì)829.3.4 抗剪鍵的設(shè)置83第十章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)8410.1 基礎(chǔ)的選擇8410.2 基礎(chǔ)埋深8410.3 基礎(chǔ)尺寸的確定8410.3.1確定地基承載力8410.3.2 確

9、定基礎(chǔ)上部荷載8510.3.4 基礎(chǔ)沖切驗(yàn)算89第十一章 PKPM軟件計(jì)算過程92步驟一：門式剛架網(wǎng)格生成92步驟二：門式剛架快速建模93步驟三：構(gòu)件截面定義以及布置94步驟四：構(gòu)件計(jì)算長度定義95步驟五：荷載輸入96步驟六：鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入99步驟七：計(jì)算簡圖的得到99步驟八：計(jì)算及分析100步驟九：施工圖繪制100第十二章 回顧與展望10312.1 輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10312.2 對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的建議104參考文獻(xiàn)105（一）建筑設(shè)計(jì)部分105（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分105（三）地基基礎(chǔ)部分106第一章 引 言1.1 目前輕鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系是指以單層非住宅的中小型工廠、

10、倉庫、商品、大型超市為主要對(duì)象的建筑1，這種建筑體系是采用輕型H型鋼（焊接或軋制；變截面或等截面）做成門型剛架、C型、Z型冷彎薄壁型鋼作檁條墻梁，壓型鋼板或輕質(zhì)夾芯板作屋面、墻面圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料將承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在現(xiàn)場組裝起來的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系。這種輕鋼結(jié)構(gòu)建筑具有以下特點(diǎn)：（1）構(gòu)造簡單，材料單一。容易做到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化定型化，構(gòu)件加工制作工業(yè)化所以現(xiàn)場安裝預(yù)制裝配化程度高。銷售、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)可以全部采用計(jì)算機(jī)控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。（2）自重輕，降輕了基礎(chǔ)材料用量；減少構(gòu)件運(yùn)輸、安裝工作量；并且有利于結(jié)構(gòu)抗震。（3）工期短。構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)

11、定型裝配化程度高，所以現(xiàn)場安裝簡單快速，一般廠房倉庫簽訂合同后23個(gè)月內(nèi)可以交付使用。因?yàn)闆]有濕作業(yè)，現(xiàn)場安裝不受氣候影響。（4）可以滿足多種生產(chǎn)工藝和使用功能的要求。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系在建筑造型、色彩以及結(jié)構(gòu)跨度、柱距等方面的選擇上靈活多樣，給設(shè)計(jì)者提供充分展示才能的條件。 （5）輕鋼結(jié)構(gòu)建筑屬于環(huán)保性、節(jié)能性產(chǎn)品，廠房可以搬遷，材料可以回收。 （6）價(jià)格便宜。隨著我國鋼產(chǎn)量的提高，鋼材價(jià)格的下調(diào)，競爭的激烈，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑與其他同類磚混結(jié)構(gòu)建筑相比，造價(jià)持平或偏低。 輕鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土和熱軋型鋼制作的屋面板、檁條等，不僅可減少梁、柱和基礎(chǔ)截面尺寸，使整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕，而且式樣美觀，工

12、業(yè)化程度高，施工速度快，經(jīng)濟(jì)效益顯著2。由于輕鋼結(jié)構(gòu)突出的優(yōu)點(diǎn)，它已被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)建筑、商業(yè)、服務(wù)性建筑、標(biāo)準(zhǔn)辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院建筑、別墅、旅游建筑、各類倉庫性建筑、娛樂、體育場館、地震區(qū)建筑、活動(dòng)式可拆遷建筑、建材缺乏地區(qū)的建筑、工期緊的建筑、舊房改造、翻修等建筑領(lǐng)域。1.2 門式剛架的特點(diǎn)與發(fā)展 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我主要進(jìn)行了門式輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作。門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)是一種常用的結(jié)構(gòu)形式，用途十分廣泛。自H型鋼問世后，門式剛架已成為一種固定的結(jié)構(gòu)形式，即形成在角隅處帶有變截面加腋的剛架，以加大它的跨度。不少西方先進(jìn)國家已把它作為一種經(jīng)濟(jì)的建筑體系，已商品化形式出售，有單跨

13、、多跨、有無懸掛吊車等多種類型。剛架的用量與剛架的跨度、柱高以及屋面荷載大小有很大關(guān)系，特別是跨度加大，用鋼量顯著增加。所以，輕型門式剛架的適宜跨度在30m以下，屋面應(yīng)于各種彩色壓型鋼板或壓型鋁板配套使用，墻體也應(yīng)采用輕質(zhì)維護(hù)材料，使結(jié)構(gòu)具有美觀輕巧的特點(diǎn)。門式剛架就其截面形式來分，有實(shí)腹式和格構(gòu)式等。實(shí)腹式剛架雖然用鋼量稍高，但它的構(gòu)件整齊，每榀剛架由4件梁柱構(gòu)件用螺栓連接而成，構(gòu)件的剛度較大，適用于長途運(yùn)輸和多次拆裝搬運(yùn)，制造省工，工地安裝方便。在門式剛架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中所占比重最大。門式剛架的形式由三塊鋼板焊成的工字型截面實(shí)腹剛架，截面形式簡單，受力性能好，是常用的截面形式。當(dāng)采用軋制H型鋼時(shí)

14、，可以減少制造焊接工作量。Z形截面實(shí)腹剛架，截面采用鋼板冷加工彎曲成型，主要優(yōu)點(diǎn)是有利于定型化生產(chǎn)，焊接拼裝工作量少，可以將構(gòu)件疊合運(yùn)輸。但截面不對(duì)稱，受力性能較差。格構(gòu)式剛架常用于跨度較大的建筑，其材料選用和截面組成比較靈活，可采用普通角鋼、槽鋼、冷彎薄壁型鋼等，其截面為雙腹桿的矩形，以及三面腹桿的三角形。由薄壁型鋼組成的格構(gòu)式剛架經(jīng)濟(jì)，但制造費(fèi)工，桿件剛度也較小。不論實(shí)腹式還是格構(gòu)式剛架，其梁柱構(gòu)件都可做成等截面或變截面的。當(dāng)跨度和荷載較小時(shí)，一般采用等截面結(jié)構(gòu)；當(dāng)跨度和荷載較大時(shí)，宜采用變截面結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)造型更接近于荷載作用下的彎矩圖形，使材料在截面的分布更加合理，并使結(jié)構(gòu)顯得輕巧。對(duì)格

15、構(gòu)式剛架，一般柱為變截面，橫梁可采用等截面。近二十多年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，由于生產(chǎn)的需要，門式輕鋼結(jié)構(gòu)憑借其諸多優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。但是，由于我國目前還沒有相應(yīng)的輕鋼設(shè)計(jì)規(guī)范，大部分設(shè)計(jì)仍沿用現(xiàn)行的普通鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范來進(jìn)行門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，使得設(shè)計(jì)用鋼量指標(biāo)居高不下，或在沒有充分理論依據(jù)的情況下，憑經(jīng)驗(yàn)一味地追求低用鋼量而造成事故。因此，對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，建立和完善專門的設(shè)計(jì)規(guī)范勢在必行。1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法作為大學(xué)四年學(xué)習(xí)實(shí)踐的最后也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在將近一個(gè)學(xué)期的時(shí)間里，我以及唐婷婷、吳珊同學(xué)在武漢大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究所進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)

16、老師為郭耀杰和陳曉燕兩位老師。按照老師布置的任務(wù)，我主要完成了萬利集團(tuán)輕鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)。 鋼結(jié)構(gòu)研究所將實(shí)際的工程作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，避免了單純理論研究和假課題設(shè)計(jì)的空洞性，使得學(xué)生通過真實(shí)命題的設(shè)計(jì)，實(shí)際問題的解決，靈活全面地運(yùn)用曾經(jīng)學(xué)過的理論知識(shí)，初步積累實(shí)際工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，基本掌握工程設(shè)計(jì)的方法，從而達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱的要求。 本設(shè)計(jì)主要包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分。建筑設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)有資料進(jìn)行建筑方案的比選及建筑的平、立、剖面設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指在建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上的結(jié)構(gòu)布置、靜力計(jì)算、框架設(shè)計(jì)、檁條設(shè)計(jì)、柱間支撐設(shè)計(jì)、吊車梁設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成廠房的建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以手

17、算為主完成廠房的計(jì)算，同時(shí)學(xué)習(xí)力學(xué)求解器、探索者結(jié)構(gòu)CAD、PKPM、3D3S等軟件進(jìn)行校核驗(yàn)算，編寫計(jì)算書，繪制建筑設(shè)計(jì)圖和結(jié)構(gòu)施工圖。 第二章 建筑設(shè)計(jì)2.1 廠房平面設(shè)計(jì)2.1.1建筑平面形式的選擇工業(yè)建筑中生產(chǎn)工藝要求是其設(shè)計(jì)主要依據(jù)，本廠房的生產(chǎn)工藝流程為直線型，生產(chǎn)工藝流程較簡單。充分考慮到生產(chǎn)流程及建筑和結(jié)構(gòu)的簡單及合理性，平面采用矩形平面形式。本廠房采用單跨結(jié)構(gòu)。2.1.2柱網(wǎng)的選擇本廠房建筑面積在18002000平方米之間，由于廠房荷載較小，故選擇質(zhì)量較輕，工業(yè)化程度較高，施工周期短，結(jié)構(gòu)形式較簡單的輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)。為便于機(jī)械化生產(chǎn)，減少造價(jià)，所以柱距選擇9m。對(duì)于跨度的選

18、擇，根據(jù)廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的要求，按30M模數(shù)考慮到生產(chǎn)設(shè)備的大小和布置方式，為了有效提高廠房面積的利用率及吊車的服務(wù)范圍，跨度選擇為18m。2.1.3定位軸線的劃分本廠房設(shè)計(jì)中，縱向定位軸線由下向上依次定為A，B，C，D；橫向定位軸線從左向右依次定為1，2，3，4，5，12 。1橫向定位軸線中間柱的截面中心線與橫向定位軸線重合，廠房的縱向結(jié)構(gòu)構(gòu)件如屋面板，吊車梁，連系梁的標(biāo)志長度皆以橫向定位軸線為界。2縱向定位軸線對(duì)于抗風(fēng)柱的設(shè)置，考慮到跨度為18m，柱距為9m，盡量使抗風(fēng)柱間距與柱距相近，所以6m設(shè)置抗風(fēng)柱。廠房邊柱外緣與外墻內(nèi)緣重合，邊柱中心線與縱向定位軸線重合。 圖2.1廠房平面定位

19、軸線圖22廠房剖面設(shè)計(jì)2.2.1廠房高度的確定，要求吊車頂面至斜梁與柱相交處最低點(diǎn)間的安全凈空尺寸300mm，本廠房取436mm，則凈高為8+1.764+0.436=10.2 m,預(yù)設(shè)屋架斜梁高750mm，則檐口凈高應(yīng)為10.2+0.75=10.95m, 檁條高度初步取200mm，壓型鋼板取50mm,則檐口標(biāo)高為10.95+0.2+0.05=11.200m，屋頂坡度取1/20。所以廠房頂部標(biāo)高=11.200+10.5/2=11.725m。2.2.2室內(nèi)外高差的確定為考慮到運(yùn)輸工具進(jìn)出廠房的便利及防止雨水侵入室內(nèi)，取廠房室內(nèi)外高差為150mm。2.2.3廠房天然采光設(shè)計(jì)根據(jù)我國工業(yè)企業(yè)采光設(shè)計(jì)標(biāo)

20、準(zhǔn)規(guī)定可知，本廠房的采光等級(jí)為III級(jí)。本廠房擬采用雙側(cè)采光，因此窗地面積比為/應(yīng)大于1/4。由于側(cè)面采光的效果較好，且側(cè)面開窗經(jīng)計(jì)算滿足采光面積，不必開天窗，所以本廠房采用側(cè)面采光。由于單側(cè)采光光線衰減幅度較大，所以采用雙側(cè)采光。設(shè)窗的尺寸為42003600,高側(cè)窗開在距牛腿頂面向上890mm處，標(biāo)高為8.3m, 尺寸為42001500mm。為滿足采光要求，在兩山墻上設(shè)置高側(cè)窗，窗邊距山墻邊緣1550mm。則縱墻上的開窗總面積為：4.23.6112+4.21.5142=509.04 m山墻上的開窗面積為：（21-12）1.52=57m則開窗總面積為：509.04 +57=566.04 m建筑

21、面積為 7.52114=2205 m 則窗地比為 566.04/2205=1/3.91/4故滿足采光要求。2.2.4廠房屋面排水設(shè)計(jì)為了使廠房立面美觀，本廠房采用有組織內(nèi)落內(nèi)排，即使落水管沿室內(nèi)柱子落下，將雨水排至地下水管道。考慮到西安的氣象條件以及廠房最大高度的限制，廠房屋面排水坡度取1/20，天溝縱向坡度取5 。具體內(nèi)天溝做法如下圖所示。 圖2.2邊跨內(nèi)天溝做法示意圖2.3廠房立面設(shè)計(jì)廠房立面利用矩形窗，墻體勒腳等水平構(gòu)件及其色彩變化形成立面劃分形狀，使立面簡潔大方，具有開朗，明快的效果。立面上，采用底部為900mm高的磚砌體，表面以水泥砂漿抹面。門窗框口包角板以及女兒墻蓋板均采用藍(lán)色鋼板

22、，以豐富立面，同時(shí)也突出了門窗的重點(diǎn)部位。2.4廠房的構(gòu)造設(shè)計(jì)2.4.1外墻本廠房外墻下部為900mm高240mm厚的磚砌墻體，上部為壓型鋼板，以避免壓型鋼板直接著地而產(chǎn)生銹蝕。壓型鋼板采用保溫復(fù)合式壓型鋼板，板外側(cè)采用YX3517565型鋼板，內(nèi)板采用平板式鋼板。壓型鋼板外墻構(gòu)造力求簡單，施工方便，與墻梁連接可靠。轉(zhuǎn)角處以包角板與壓型鋼板搭接，搭接長度為350mm，以保證防水效果。 圖2.3縱墻與山墻角部節(jié)點(diǎn)示意圖2.4.2外圍維護(hù)結(jié)構(gòu)的 武漢地區(qū)冬季室內(nèi)溫度較低，對(duì)生產(chǎn)工人的健康不利，應(yīng)考慮采暖要求。為節(jié)約能源，不使外圍護(hù)結(jié)構(gòu)流失的熱量過多，外墻，屋面應(yīng)采取保溫措施。此外，為了防止熱量過多

23、流失，還應(yīng)提高門窗縫隙的密封性能防止冷風(fēng)滲透，以改善室內(nèi)熱環(huán)境。本廠房設(shè)計(jì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型鋼板+礦棉板保溫層+壓型鋼板的構(gòu)造，室內(nèi)相對(duì)濕度，冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)算溫度為，室外設(shè)計(jì)計(jì)算溫度為。壓型鋼板的厚度為0.53mm，礦棉板的導(dǎo)熱系數(shù)為，維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面感熱阻，外表面感熱阻取，根據(jù)規(guī)范室內(nèi)相對(duì)濕度的車間外墻室內(nèi)與維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差為，則可計(jì)算礦棉板保溫層厚度如下：，要求，即，考慮到保溫層的規(guī)格，可取礦棉板保溫層厚度為50mm。2.4.3屋頂構(gòu)造本廠房屋面采用壓型鋼板有檁體系，即在鋼架斜梁上放置C型冷軋薄壁鋼檁條，再鋪設(shè)壓型鋼板屋面。壓型鋼板凹槽沿排水方向鋪設(shè)，以利于排水，排水坡度取1/20

24、。具體構(gòu)造如下圖。圖2.4屋脊節(jié)點(diǎn)示意圖2.4.4散水構(gòu)造廠房周圍做寬1000mm的混凝土散水，散水坡度取5%，散水構(gòu)造由下至上為素土夯實(shí)，80厚碎磚打底，60厚C10混凝土，10厚1：2.5水泥砂漿抹面。具體做法如下圖所示：圖2.5散水構(gòu)造示意圖2.5門窗明細(xì)表門窗編號(hào)尺寸數(shù)量長（mm）寬（mm）M1420051002M221002400224200150028C31900015002第三章 結(jié)構(gòu)方案選擇3.1材料的選擇材料選擇根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中的相關(guān)規(guī)定選取，由于本廠房是輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，本身自重較輕且吊車噸位較小，鋼架承受

25、荷載也較小，所以廠房梁、柱、檁條等結(jié)構(gòu)構(gòu)件可選用Q235鋼，又由于廠房對(duì)材料的沖擊韌性無特殊要求，所以質(zhì)量等級(jí)可以選用B級(jí)，且廠房對(duì)鋼材無特殊要求，為了節(jié)省造價(jià)，可采用沸騰鋼，因此，長房梁、柱、檁條、吊車梁、壓型鋼板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件均可選用Q235B鋼材。3.2柱網(wǎng)布置本廠房建筑面積1782m，由于本廠房荷載較小，故選用質(zhì)量較輕、工業(yè)化程度較高、施工周期短、結(jié)構(gòu)形式較簡單的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。其中柱距9m，對(duì)于跨度的選擇，應(yīng)盡量選擇較大的跨度?？缍容^大可以擴(kuò)大柱網(wǎng)，這樣可以提高廠房的通用性，擴(kuò)大生產(chǎn)面積，節(jié)約用地，加快建設(shè)速度，提高吊車的服務(wù)范圍，因此本廠房采用18m的跨度。并根據(jù)工藝要求設(shè)為單跨。3

26、.3屋面布置 根據(jù)屋面壓型鋼板的規(guī)格，檁條沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中之規(guī)定，由于檁條跨度為9m9m，故采用實(shí)腹式檁條。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.3.5和6.3.6之規(guī)定，應(yīng)在檁條三分點(diǎn)處設(shè)置一道拉條，拉條采用10圓鋼，圓鋼拉條設(shè)在距檁條上翼緣1/3腹板高度范圍內(nèi)，屋脊拉條為剛性。3.4柱間支撐布置根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中之規(guī)定應(yīng)在廠房兩端第一柱間設(shè)置柱間支撐，并應(yīng)在中間一個(gè)柱間設(shè)置柱間支撐，柱間支撐分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐布置。兩端設(shè)上柱支撐，中間設(shè)上下柱

27、支撐。在設(shè)置柱間支撐的開間，宜同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。當(dāng)有起重量不小于5t的吊車時(shí)，柱間宜采用型鋼支撐。3.5屋蓋支撐布置由于本廠房長100m，寬18m，根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中之規(guī)定，將整個(gè)廠房可劃分為一個(gè)溫度區(qū)段。因此在廠房兩端第一個(gè)柱間支撐設(shè)置橫向水平支撐。此外，還應(yīng)在廠房中間柱間內(nèi)設(shè)置屋蓋橫向水平支撐，并應(yīng)在上述相應(yīng)位置設(shè)置剛性系桿。3.6墻面結(jié)構(gòu)布置根據(jù)墻板的板型和規(guī)格，墻梁的布置沿高度方向間距每隔1.5m布置一道，根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中之規(guī)定，本廠房跨度9m6m，應(yīng)在跨中三分點(diǎn)處各設(shè)置一道拉條，拉條

28、承擔(dān)的墻體自重通過斜拉條傳至承重柱和墻架柱，且應(yīng)每隔5道拉條設(shè)置一對(duì)斜拉條，以分段傳遞墻體自重，拉條為10圓鋼。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.4.2節(jié)，應(yīng)設(shè)置門柱窗柱，且由于門柱、窗柱需承受墻板重及自重，所以應(yīng)考慮為雙向受彎構(gòu)件。第四章 吊車梁設(shè)計(jì)4.1 荷載的計(jì)算4.1.1 最大輪壓的計(jì)算由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中吊車資料可知，其最大輪壓為9.2噸，最小輪壓為4.1噸，則根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001中之規(guī)定可知：豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 又根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范之規(guī)定取吊車荷載動(dòng)力系數(shù)=1.05，則吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值為：=1.41.0592=135.24 4.

29、1.2 橫向荷載設(shè)計(jì)值由吊車資料可知吊車額定起重量為5噸，小車重量為2.126噸，且吊車工作制為A5級(jí)，為輕級(jí)工作制，因此每個(gè)輪上的橫向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： ， 由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范之規(guī)定知=0.12，則：則其設(shè)計(jì)值為： 4.2 內(nèi)力計(jì)算由于本廠房只有一跨，且只有一臺(tái)5t吊車，設(shè)計(jì)時(shí)取最不利情況設(shè)計(jì)。吊車最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值及輪距如圖所示。吊車梁兩端設(shè)計(jì)為鉸接， L=9m。 圖3.1一臺(tái)吊車的最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值示意圖a.豎向輪壓作用（1）吊車梁的最大彎矩及相應(yīng)的剪力兩個(gè)輪子作用于梁上時(shí)，最大彎矩點(diǎn)C的位置為： 最大彎矩為： 相應(yīng)的剪力為：根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)節(jié)中，最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為：，其中為吊車梁自重影響系數(shù)，查鋼

30、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-2得 =1.04，最大彎矩處的相應(yīng)剪力值為： 最大剪力標(biāo)準(zhǔn)值為： b.橫向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： 4.3 截面選擇取吊車梁為單軸對(duì)稱工字型截面，如圖： 圖4.2吊車梁截面示意圖4.3毛截面特性4.3.2 凈截面特性上翼緣對(duì)y軸的特性：4.4 強(qiáng)度驗(yàn)算4.4.1 正應(yīng)力按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中公式計(jì)算上翼緣正應(yīng)力，由于吊車梁要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，所以、均取1.0，則：下翼緣應(yīng)力： 4.4.2 剪應(yīng)力按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中公式計(jì)算，平板支座時(shí)：4.4.3 腹板的局部壓應(yīng)力采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)GB50017-2003中之規(guī)定：吊車軌道自重43

31、0N/m，軌高140mm，則： 集中荷載增大系數(shù) ，F(xiàn)=P=，4.4.4 腹板計(jì)算高度邊緣處的折算應(yīng)力根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中規(guī)定：由于與同號(hào)，則取1.1。則：4.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算4.5.1梁的整體穩(wěn)定性按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定有：，應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定有：在集中荷載下 由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003表B.1對(duì)單軸對(duì)稱工字型截面：加強(qiáng)受壓翼緣則 滿足要求。4.5.2 腹板的局部穩(wěn)定性根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定：由于，由于有局部壓應(yīng)力，故必須配置橫向加勁肋，且應(yīng)在支座處配

32、置支撐加勁肋。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定：橫向加勁肋應(yīng)該在與之間設(shè)置，故取橫向加勁肋間距，橫向加勁肋在腹板兩側(cè)成對(duì)稱布置。其外伸寬度 ，取，則腹板加勁肋厚度為 。計(jì)算跨中處，吊車梁腹板計(jì)算高度邊緣處的彎曲壓應(yīng)力為：腹板的平均剪應(yīng)力：腹板邊緣局部壓應(yīng)力：根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定： 的計(jì)算由于 的計(jì)算 的計(jì)算由于，所以，局部穩(wěn)定性滿足要求。4.6撓度驗(yàn)算驗(yàn)算吊車梁的撓度應(yīng)按最大一臺(tái)吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，且不乘動(dòng)力系數(shù)，則撓度為：滿足剛度要求。4.7 支承加勁肋的驗(yàn)算 取支座加勁肋為，布置如下圖：圖4.3支座加勁肋示意圖則支座加勁肋的端面承受壓應(yīng)力為

33、：穩(wěn)定計(jì)算：屬于b類截面，查表得，則支座加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性：滿足要求。4.8 焊縫計(jì)算4.8.1 上翼緣與腹板連接處的角焊縫設(shè)計(jì) 由于構(gòu)造要求， 故取。4.8.2下翼緣與腹板連接處的連接角焊縫設(shè)計(jì)根據(jù)構(gòu)造要求取 。4.8.3 支座加勁肋與腹板的焊縫設(shè) ，則：根據(jù)構(gòu)造要求取 。4.9 疲勞驗(yàn)算 由于循環(huán)次數(shù)為次，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中6.1.1之規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。 最大彎矩（C點(diǎn)截面）處下翼緣連接焊縫附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅按照規(guī)范要求，采用一臺(tái)起重量最大吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，不計(jì)動(dòng)力系數(shù)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中附表E之規(guī)定可知：構(gòu)件和連接類別

34、分別為2類，再查表可知： 則：所以滿足要求。橫向加勁肋下端部附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅橫向加勁肋下端部（離腹板下邊緣60mm）附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅：查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中附表E可知，構(gòu)件和連接類別均為4類，查表得： ，故滿足要求。第五章 檁條設(shè)計(jì)5.1 荷載設(shè)計(jì)5.1.1永久荷載壓型鋼板（兩層 含保溫層） 檁條（包括拉條） 5.1.2可變荷載（1）屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001，本廠房采用的壓型鋼板為輕型屋面板，屋面為不上人屋面，其水平投影面上的屋面均不活荷載按表采用，標(biāo)準(zhǔn)值取。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001中之規(guī)定：施工或檢修

35、集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 ，將屋面均布荷載轉(zhuǎn)換為線荷載（2）屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，基本雪壓 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001中6.2之規(guī)定取雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： （3）屋面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，基本風(fēng)壓，則根據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中附表A之規(guī)定取風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：其中根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范之規(guī)定取0.74。查表-2，有效受風(fēng)面積故取邊緣區(qū)，角部區(qū) ，則 （風(fēng)吸力）5.1.3 荷載組合（1）1.2 永久荷載+1.4 max屋面均布活荷載、雪荷載 彎矩設(shè)計(jì)值：（2）對(duì)于平坡屋面（坡度為1/81/20），當(dāng)風(fēng)荷載較大時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算在風(fēng)吸力作用下，永久荷載與

36、風(fēng)荷載組合下截面應(yīng)力反號(hào)的情況，此時(shí)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.0 即：1.0永久荷載+1.4風(fēng)吸力荷載彎矩設(shè)計(jì)值：5.2 截面選擇及截面特性根據(jù)PKPM工具箱電算，檁條初步選用型冷彎薄壁型卷邊槽鋼計(jì)算其截面特性如下： 按第一種組合進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算圖5.1檁條截面示意圖按毛面積計(jì)算的截面應(yīng)力：5.3 受壓板件的穩(wěn)定性系數(shù)5.3.1腹板腹板為加勁板件，, 且小于0，則根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式-2 得： 5.3.2上翼緣板 上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁板件的支承板，則根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程GB50018-2002中公式-3 得： 5.3.3受壓板件的有效寬度

37、腹板 根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式-2 得： ， 則受壓板件的板組約束系數(shù) 由于，故取。 則由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式-3可得： 計(jì)算截面有效寬度： 由于 則： 上翼緣 由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式-3可得： 則： 由于 故取 且 由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式5.6.1得： 由于為部分加勁板, 由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式5.6.5得: 下翼緣全截面受拉，全部有效5.3.4有效凈截面模量圖5.2有效截面示意圖上翼緣板扣除的面積寬度為：，腹板的扣除面積寬

38、度為：，同時(shí)在腹板的計(jì)算截面有一拉條連接孔，有孔洞削弱,統(tǒng)一考慮0.9的折減系數(shù),則有效凈截面模量：5.4強(qiáng)度計(jì)算屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)：5.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算（風(fēng)吸力起控制作用）5.5.1不記孔洞削弱，近似?。?5.5.2受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù)由于檁條，拉條靠近上翼緣，故不考慮其對(duì)下翼緣的約束，可視為跨中無側(cè)向支撐構(gòu)件。查冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002表得， （3）風(fēng)吸力作用下檁條下翼緣受壓區(qū) 5.6 撓度驗(yàn)算 查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）表2-11得，容許撓度 由公式7-29得 滿足要求。5.7 構(gòu)造要求 故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。第六章 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)6.1 荷載計(jì)算

39、6.1.1恒載山墻墻面板及墻梁自重為 6.1.2風(fēng)荷載基本風(fēng)壓 ，廠房跨中不設(shè)置抗風(fēng)柱，柱高 地面類別為C類，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001表 得： 則：風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值6.1.3單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計(jì)值為：恒載： 風(fēng)荷載：6.2 內(nèi)力分析抗風(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撐，計(jì)算簡圖如下：圖6.1抗風(fēng)柱支撐簡圖構(gòu)件的最大軸力為： 最大彎矩為：6.3 截面選擇 選用 型柱，則柱截面特性： 6.4 強(qiáng)度驗(yàn)算 滿足要求。6.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算6.5.1平面內(nèi)穩(wěn)定由于抗風(fēng)住兩端鉸接， 則：截面屬于b類，查表得：則： 6.5.2平面外穩(wěn)定性 考慮到抗風(fēng)柱柱間支撐，則：

40、截面屬于b類截面，查表得： 所以平面內(nèi)、平面外穩(wěn)定性均滿足要求。6.6 撓度驗(yàn)算參考鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)表2-11 得容撓度故撓度滿足要求。第七章 牛腿設(shè)計(jì)7.1 荷載計(jì)算根據(jù)吊車梁的設(shè)計(jì)，吊車梁截面面積, Q235鋼的密度為,吊車梁自重為，軌道自重為 由吊車最大輪壓引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為：則牛腿根部承受的剪力：7.2 截面選擇根據(jù)牛腿板件尺寸與柱截面尺寸相協(xié)調(diào)的原則,牛腿選用 偏心距為外伸長度為，截面高度， 截面寬度 ，翼緣板厚度 ，腹板厚度，力作用點(diǎn)處截面為。牛腿： 圖7.1牛腿截面示意圖則：7.3截面特性圖7.2牛腿根部截面示意圖牛腿根部截面：7.4 強(qiáng)度驗(yàn)算7.4.1抗彎強(qiáng)度7.4.2抗剪強(qiáng)

41、度7.4.3 腹板計(jì)算高度邊緣處折算應(yīng)力 和的最不利組合出現(xiàn)在腹板邊緣，因此驗(yàn)算公式為：滿足要求。7.5 焊縫驗(yàn)算根據(jù)角焊縫尺寸構(gòu)造要求的限制，故取 。腹板上豎向焊縫的有效截面面積為：圖7.3截面焊縫示意圖全部焊縫對(duì)X軸的慣性矩為： 焊縫最外邊緣的截面模量為：翼緣和腹板連接處的截面模量為：在彎矩作用下角焊縫最大應(yīng)力：牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應(yīng)力和剪力引起的應(yīng)力共同作用：滿足要求。7.6 加勁肋設(shè)計(jì)取加勁肋2-906，外伸長度為，且宜大于90mm，故取為 110mm，寬度，故取寬度為10mm。布置如下圖：圖7.4加勁肋示意圖穩(wěn)定性驗(yàn)算：截面屬于b類截面，查表得 則： 滿足要求 。第八章

42、剛架設(shè)計(jì)由PKPM鋼結(jié)構(gòu)電算可知，初步擬選用等截面剛架來設(shè)計(jì)，剛架柱選用型截面，剛架梁選用型截面。8.1 荷載計(jì)算8.1.1恒載計(jì)算屋面壓型鋼板及保溫層自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.30 檁條（包括拉條）自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.10剛架梁自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.61懸掛設(shè)備自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.2墻梁及壓型鋼板自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.3鋼窗自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.4剛架柱自重標(biāo)準(zhǔn)值 0.618.1.2活荷載的計(jì)算（1）、屋面均布豎向活荷載設(shè)計(jì)值 0.3（2）、雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001中6.2之規(guī)定有：（3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值墻面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：由于廠房梁柱交點(diǎn)處與自然地面間的距離為12.15+0.15=12.30m，根據(jù)

43、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001中表得：墻面迎風(fēng)面：墻面背風(fēng)面：屋面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋脊處與自然地面間的距離為11.725+0.15=11.875m，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001中表和表7.3.1得：（以左吹風(fēng)為例）左邊迎風(fēng)面： 右邊背風(fēng)面：8.1.3吊車及吊車荷載（1）、一臺(tái)吊車時(shí)最大輪壓作用下牛腿的最大反力：（2）、一臺(tái)吊車時(shí)最小輪壓作用下牛腿的最大反力：（3）、一臺(tái)吊車時(shí)橫向荷載作用下的最大反力：8.1.4作用在剛架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：（1）作用于柱上的恒荷載：由于側(cè)墻上大部分面積為窗，所以可以以鋼窗和墻梁中的自重較大值來計(jì)算，并且考慮剛柱自重，則柱上線荷載為：（2

44、）、屋面與檁條引起的線荷載：（考慮剛架梁自重）則：（3）、吊車梁自重引起的恒載標(biāo)準(zhǔn)值：豎向力為：彎矩為：（4）、由于屋面活荷載大于雪荷載，所以取屋面活荷載，則由屋面活荷載引起的線荷載：則： （5）、風(fēng)荷載（以左吹風(fēng)為例）左邊柱上的線荷載：右邊柱上的線荷載：由于女兒墻上風(fēng)荷載引起的左邊柱柱頂?shù)募兴搅椋?.31291.2=3.37kN由于女兒墻上風(fēng)荷載引起的右邊柱柱頂?shù)募兴搅椋?.19491.2=2.1kN左邊迎風(fēng)面上的線荷載：右邊迎風(fēng)面上的線荷載：（6）、吊車荷載 最大輪壓作用于A柱列A柱列所受豎向力及彎矩，B柱列所受豎向力及彎矩， 最大輪壓作用于B柱列A柱列所受豎向力及彎矩， B柱

45、列所受豎向力及彎矩， 橫向荷載作用于AB跨8.2 內(nèi)力計(jì)算考慮屋面恒載，沿跨均布；墻面恒載，假定其通過墻梁簡潔傳遞給柱并沿邊柱豎向均勻分布，而由于該荷載產(chǎn)生的彎矩為有利荷載，故在計(jì)算時(shí)僅考慮墻面恒載對(duì)柱的軸向壓力作用而忽略其彎矩左右；對(duì)于吊車梁，在邊柱上由一個(gè)集中力和一個(gè)向內(nèi)彎矩代替，在中柱上，由于兩邊均有對(duì)稱的吊車梁，故可用一個(gè)集中力代替，并且對(duì)于吊車梁荷載近似認(rèn)為其作用點(diǎn)位于吊車梁頂面；對(duì)于柱自重，認(rèn)為其作用沿柱身豎向均勻分布。單個(gè)荷載的大小在前面已經(jīng)得出，單個(gè)荷載的不同作用情況可分為以下 9 種形式：屋面恒載（1 種）；柱身恒載（1 種）；屋面活載（1 種）；風(fēng)荷載（2 種）；吊車水平荷

46、載（2 種）；吊車豎向荷載（2 種）?？紤]到吊車可能在任何荷載情況之下工作，故先將吊車在每種荷載單獨(dú)作用下的內(nèi)力計(jì)算出來，再對(duì)不同工況進(jìn)行組合，以比較求出吊車的最不利荷載組合下的最不利內(nèi)力情況?？紤]本工程剛架跨度較小、廠房高度較低、荷載情況及剛架加工制造方便，剛架采用等截面，梁柱選用相同截面。柱腳按剛接支承設(shè)計(jì)。采用彈性分析方法確定剛架內(nèi)力。引用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版，中國建筑工業(yè)出版社）中表22-2（剛接柱腳門式剛架計(jì)算公式）計(jì)算剛架內(nèi)力。其計(jì)算結(jié)果及簡圖如：運(yùn)用得到的結(jié)果進(jìn)行內(nèi)力組合，從而進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)。屋面恒荷載： 圖8.1屋面恒載計(jì)算系數(shù)簡圖圖8.2屋面恒載計(jì)算簡圖圖8.3屋面恒載彎矩

47、圖 圖8.4屋面恒載剪力圖圖8.5屋面恒載軸力圖屋面活荷載： 圖8.6屋面活載計(jì)算簡圖圖8.7屋面活載彎矩圖圖8.8屋面活載剪力圖圖8.9屋面活載軸力圖吊車梁及柱恒荷載：圖8.10吊車梁及柱恒荷載計(jì)算簡圖由于是對(duì)稱結(jié)構(gòu),且是對(duì)稱荷載,所以,取半結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算(豎向力對(duì)彎矩圖無影響,先不考慮),計(jì)算簡圖如下:圖8.11吊車梁及柱的恒荷載正對(duì)稱半結(jié)構(gòu)這是兩次超靜定結(jié)構(gòu)，采用力法，取如下基本結(jié)構(gòu)： 圖8.12吊車梁及柱的恒荷載正對(duì)稱半結(jié)構(gòu)力法基本結(jié)構(gòu)列出力法方程，求出各單位力彎矩圖，進(jìn)行圖乘，利用相關(guān)位移為零，即可解出各未知力，然后便可求解出彎矩圖，從而得出各內(nèi)力圖如下：圖8.12吊車梁及柱恒荷載彎矩

48、圖圖8.13吊車梁及柱恒荷載剪力圖圖8.14吊車梁及柱恒荷載軸力圖左風(fēng)荷載：圖8.15左風(fēng)荷載計(jì)算簡圖由于左風(fēng)荷載不是對(duì)稱荷載，不好直接取半對(duì)稱結(jié)構(gòu)，并且，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)上的資料表格也不全，橫梁上的風(fēng)荷載沒有提供簡便公式，所以只能用力法進(jìn)行求解：此題為三次超靜定，取力法基本結(jié)構(gòu)如下：圖8.16左風(fēng)荷載力法基本結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖列出力法方程，求出各單位力彎矩圖，進(jìn)行圖乘，利用相關(guān)位移為零，即可解出各未知力，然后便可求解出彎矩圖，從而得出各內(nèi)力圖如下：圖8.17左風(fēng)荷載彎矩圖圖8.18左風(fēng)荷載軸力圖圖8.19左風(fēng)荷載剪力圖右風(fēng)荷載:由于右風(fēng)荷載和左風(fēng)荷載恰好反對(duì)稱，所以，內(nèi)力也是反對(duì)稱，參照左風(fēng)荷載內(nèi)力

49、值可直接得出右風(fēng)荷載內(nèi)力如下：圖8.20右風(fēng)荷載計(jì)算簡圖圖8.21右風(fēng)荷載彎矩圖圖8.22右風(fēng)荷載軸力圖圖8.23右風(fēng)荷載剪力圖吊車橫向荷載右：圖8.24吊車橫向荷載右計(jì)算簡圖此結(jié)構(gòu)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，反對(duì)稱荷載，可取半結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，半結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如下：圖8.25吊車橫向荷載右反對(duì)稱半結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖這樣便得到一次超靜定的結(jié)構(gòu)，用力法，取力法基本結(jié)構(gòu)如下： 圖8.26吊車橫向荷載右反對(duì)稱半結(jié)構(gòu)力法基本結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖列出力法方程，求出各單位力彎矩圖，進(jìn)行圖乘，利用相關(guān)位移為零，即可解出其未知力，得出半結(jié)構(gòu)彎矩圖，然后再根據(jù)反對(duì)稱，畫出整個(gè)結(jié)構(gòu)彎矩圖，之后得出各內(nèi)力圖如下：圖8.27吊車橫向荷載右彎矩圖圖8.28吊車橫向荷載右剪力圖圖8.29吊車橫向荷載右軸力圖吊車橫向荷載左：圖8.30吊車橫向荷載左計(jì)算簡圖吊車荷載左和吊車荷載右恰是反對(duì)稱，于是根據(jù)吊車荷載左的內(nèi)力圖，可直接得到吊車荷載右的內(nèi)力圖：圖8.31吊車橫向荷載左彎矩圖圖8.32吊車橫向荷載左剪力圖圖8.33吊車橫向荷載左軸力圖吊車縱向荷載左：圖8.34吊車縱向荷載左計(jì)算簡圖豎向荷載對(duì)彎矩圖無影響，所以先不考慮，余下的結(jié)構(gòu)受力如下：圖8.35吊車縱向