單層鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)管理資料

單層鋼構(gòu)造廠房設(shè)計(jì)摘要單層工業(yè)廠房是一種廣泛應(yīng)用于庫(kù)房，廠房宿舍，食堂等配套房屋，的廠房絕大多數(shù)見(jiàn)于輕工、電子、儀表、通訊、醫(yī)藥等行業(yè)，單層鋼構(gòu)造廠房擁實(shí)用途廣泛、建筑簡(jiǎn)單、施工期短、長(zhǎng)久耐用、造價(jià)合理等長(zhǎng)處，隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的增大，很多廠房都采納了鋼構(gòu)造。愈來(lái)愈廣泛的使用亦代表著要求我們建筑的工業(yè)廠房設(shè)計(jì)一定貫徹執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)目標(biāo)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、保證質(zhì)量，吻合節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的要求。單層廠房在自重上決定了它擁有遠(yuǎn)勝于其余混凝土構(gòu)造的抗震能力，但亦因?yàn)樗鼧?gòu)造簡(jiǎn)單帶來(lái)了卻構(gòu)在抵抗其余荷載上能力的不足。單層廠房的端墻（山墻）受風(fēng)面積較大，內(nèi)部空間要求、廠房屋頂面積、荷載等均較大，構(gòu)造復(fù)雜，怎樣進(jìn)行有效的荷載效應(yīng)組合、采用最不利內(nèi)力組合，作為柱及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)依據(jù)，將是本文要要點(diǎn)解決的問(wèn)題。要點(diǎn)詞：建筑簡(jiǎn)單；施工期短；長(zhǎng)久耐用；JINGANGMONOLAYERSTEELSTRUCTREWORKSHOPDESIGNAbstractSingle-layerworkshopisakindofwidelyusedinwarehouse,factorydormitory,canteenandotherancillarybuildings,plantmostinlightindustry,electronics,instrumentation,communications,medicalandotherindustries,monolayersteelstructureworkshophaswideapplication,simpleconstruction,shortconstructionperiod,durableadvantages,reasonablecost,withtheincreaseofsteelproductioninChina,manyfactorieshaveadoptedsteelstructure.Moreandmorewidelyusedalsorepresentstheindustrialplantdesignrequirementswebuilttoimplementtherelevantnationalpolicies,toadvancedtechnology,reasonableeconomy,safetyandquality,meettheenergysavingandenvironmentalprotectionrequirements.Single-layerworkshopdecideditsseismiccapacityisfarbetterthanotherconcretestructureintheweight,butalsobecauseofitssimplestructurebroughtstructureinresistancetootherloadcapacity.Single-layerworkshopendwall(gable)windareaislarger,theinternalspacerequirements,buildingroofarea,loadsarelarge,complexstructure,howtoeffectivelyofcombinationofactioneffects,selectthemostunfavorablecombinationofinternalforces,designbasisascolumnandfoundation,isthekeytosolvetheproblem.KEYS：Buildingsimple;theconstructionperiodisshort;durable;目錄1工程大要............................................................1......................................................................1（柱子與基礎(chǔ)圖1張，A2圖紙，打印的計(jì)算書(shū)一本）.......................22建筑方案設(shè)計(jì)說(shuō)明....................................................3......................................................................3......................................................................3......................................................................3......................................................................3......................................................................3......................................................................4......................................................................4......................................................................4......................................................................4......................................................................43構(gòu)造方案設(shè)計(jì)說(shuō)明....................................................5......................................................................5......................................................................5......................................................................5......................................................................5......................................................................6......................................................................6......................................................................6......................................................................6......................................................................7......................................................................8......................................................................8......................................................................8......................................................................8......................................................................9.....................................................................11.....................................................................15.....................................................................20.....................................................................20.....................................................................28.....................................................................28.....................................................................29.....................................................................35.....................................................................35.....................................................................35.....................................................................35.....................................................................37.....................................................................39.....................................................................40.....................................................................40.....................................................................40.....................................................................40.....................................................................42.....................................................................46（A柱）.............................................................46.....................................................................48.....................................................................49.....................................................................49.....................................................................50.....................................................................50.....................................................................50.....................................................................51.....................................................................51.....................................................................52.....................................................................52結(jié)論..............................................................55參照文件.............................................................60謝辭..............................................................57附錄.................................................................58工程大要.設(shè)計(jì)條件任務(wù)該車間由原資料工段、加工段、半成品段到組裝成品工段組成，要求有優(yōu)異的采光和通風(fēng)條件。其種類可分為：?jiǎn)螌訂慰绻I(yè)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)種類跨度L(m)12151821構(gòu)造種類吊車噸位Q（t）1016/1016/1016/1016/鋼筋砼柱排架結(jié)12345678構(gòu)規(guī)定標(biāo)高（m）2345678實(shí)腹鋼柱排架結(jié)1構(gòu)柱間可采納6m，車間建筑面積約為1000㎡~1600㎡，車間內(nèi)設(shè)一臺(tái)橋式吊車，南北側(cè)兩端設(shè)出入側(cè)門，東西雙側(cè)設(shè)主要資料成品出入大門，按通行15噸載重汽車考慮，其他，車間內(nèi)設(shè)置兩個(gè)辦公室，兩個(gè)休息室，男女洗手間及兩個(gè)小型零件庫(kù)房，并在出入口處設(shè)置清水槽。工藝，設(shè)備基礎(chǔ)，設(shè)備管道照明暫不進(jìn)行詳盡設(shè)計(jì)。資料：1、建筑地址：廣州花都、廣州番禺、佛山2、抗震6度設(shè)防3、工程地質(zhì)條件：地下水位低于地面4m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值?k=100KPa（）4、風(fēng)壓：㎡5、雪壓：KN/㎡6、主導(dǎo)風(fēng)向：整年?yáng)|北風(fēng)，夏天東南風(fēng)7、荷載的標(biāo)準(zhǔn)值數(shù)據(jù)鋼筋砼重度25KN/m3水泥沙漿重度20KN/m3磚墻重度18KN/m3鋼門窗重度KN/㎡鋼軌及墊等重KN/㎡二氈三油防水層KN/㎡（沿斜面方向）找平層自重KN/㎡（沿斜面方向）屋面活荷載（不上人）KN/㎡（沿斜面方向）屋面積灰荷載KN/㎡（沿斜面方向）設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1、建筑設(shè)計(jì)（平、立、剖面圖3張，使用A2圖紙）（1）車間平面圖注明定位軸線及編號(hào)：柱子、墻體、門窗及編號(hào)剖面的剖切地址，辦公室及輔助用房的部署，散水、尺寸、圖名、比率及廠房方向。（2）車間橫剖面圖注明定位軸線及編號(hào)，承重及保護(hù)構(gòu)造形式，標(biāo)高（室內(nèi)設(shè)計(jì)地面、柱頂、門窗洞口、檐口、屋脊、屋架下弦）室內(nèi)陸面做法、詳圖索引、圖號(hào)比率。（3）車間立面圖會(huì)出正面、側(cè)面圖各一個(gè)，要求表示出門窗的形式，開(kāi)啟方式，踢腳辦理，落水管位置，屋面爬梯，詳圖索引，圖號(hào)及比率。（4）節(jié)點(diǎn)詳圖（圖2~3張，A2圖紙）要求注明節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，資料、尺寸，說(shuō)明做法。包含墻柱連接、天溝構(gòu)造、柱與屋架連接、抗風(fēng)柱和屋架連接等。.構(gòu)造設(shè)計(jì)（柱子與基礎(chǔ)圖1張，A2圖紙，打印的計(jì)算書(shū)一本）（1）構(gòu)造計(jì)算在上述設(shè)計(jì)構(gòu)造方案基礎(chǔ)上，按排架受力特色進(jìn)行排架內(nèi)力計(jì)算、承重柱及基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，繪出構(gòu)造圖，內(nèi)容包含：、計(jì)算簡(jiǎn)圖及初擬柱截面尺寸。B、屋蓋構(gòu)造與支撐構(gòu)造系統(tǒng)部署，按標(biāo)準(zhǔn)圖采納。C、鉸接排架內(nèi)力計(jì)算及組合。D、柱強(qiáng)度核算及配筋計(jì)算。E、牛腿幾何尺寸確立，承載力及配筋計(jì)算。F、鋼筋砼階形平板基礎(chǔ)選定及配筋計(jì)算。G、計(jì)算書(shū)整理，編寫包含設(shè)計(jì)說(shuō)明、計(jì)算說(shuō)明及計(jì)算過(guò)程的計(jì)算書(shū)一冊(cè)。（2）構(gòu)造施工圖紙（圖1張，A2圖紙）A、排架柱、牛腿施工圖（模板圖及配筋圖）。B、基礎(chǔ)施工圖（平面部署及配筋圖）。建筑方案設(shè)計(jì)說(shuō)明.柱網(wǎng)部署依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)基本數(shù)據(jù)，部署柱網(wǎng)，柱網(wǎng)應(yīng)知足以下的要求：（1）吻合國(guó)家規(guī)范《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》；（2）知足生產(chǎn)工藝的要求，柱的地址應(yīng)與地上、地下的生產(chǎn)設(shè)備后工藝流程相當(dāng)合，還應(yīng)試慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝設(shè)備更新問(wèn)題；（3）知足構(gòu)造要求，為保證車間的正常使用，有益于吊車運(yùn)轉(zhuǎn)，使廠房擁有必需的橫向剛度，盡可能將柱部署在一致的橫向軸線上；（4）吻合經(jīng)濟(jì)合理的要求，柱的縱向間距同時(shí)也是縱向構(gòu)件的跨度，它的大小對(duì)構(gòu)件的重量影響很大，廠房的柱距增大，可使柱的數(shù)目減少、總重量隨之減少，同時(shí)也可減少柱基礎(chǔ)的工程量；（5）吻合柱距規(guī)定要求，對(duì)廠房橫向，當(dāng)廠房跨度小于等于18m時(shí)，其跨度宜采納3m的倍數(shù)；當(dāng)廠房的跨度大于18m時(shí)，其跨度宜采納6m的倍數(shù)。依據(jù)以上原則，該廠房柱網(wǎng)部署采納（跨度柱距）15m6m的部署方案。.屋面資料該一般機(jī)加工廠房在南方某地，冬天設(shè)計(jì)溫度為0℃，屋面采納輕質(zhì)屋面板（壓型鋼板），屋面坡度為1/10。屋面設(shè)計(jì)采納壓型鋼板作為屋面資料的有檁屋蓋系統(tǒng)，該方案可以有效減少構(gòu)造自重，加快施工速度，能有效的傳達(dá)屋面荷載，提升屋面整體剛度、便于鋪設(shè)保溫、隔熱、隔音等資料。.屋架系統(tǒng)依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求采納梯形形鋼屋架，梯形屋架適用于斜坡不大的屋面有檁屋蓋系統(tǒng)。屋架與柱鉸接，房屋的橫向剛度較低。從受力角度考慮，腹桿的部署采納人字形。.吊車和吊車梁該廠房每個(gè)車間設(shè)一臺(tái)中級(jí)工作制橋式吊車，吊車參數(shù)查閱大連重工企業(yè)吊車數(shù)據(jù)資料。因吊車噸位較小，因此采納焊接工字形吊車梁。.柱的設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)要求采納混凝土柱。選擇柱截面時(shí)，考慮以下幾個(gè)原則：（1）面積的散布應(yīng)盡量展開(kāi)，以增添截面的慣性矩和展轉(zhuǎn)半徑，提升柱的整體牢固性和剛度；（2）使兩個(gè)主軸方向等牢固性，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的收效；（3）便于和其余構(gòu)件進(jìn)行連接；（4）盡可能構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造省工，取材方便。.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采納柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。.支撐系統(tǒng)單層廠房的支撐系統(tǒng)包含屋蓋支撐和柱間支撐兩部分。屋蓋支撐包含下弦橫向水平支撐、垂直支撐及縱向水平系桿?？梢员ＷC構(gòu)造的空間整體性；防備壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防備拉桿產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)，支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn)，減少弦桿在屋架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，保證受壓弦桿側(cè)向牢固，并使受拉下弦桿不會(huì)在某些動(dòng)力作用下產(chǎn)生過(guò)大振動(dòng)，肩負(fù)和傳達(dá)水平荷載；保證構(gòu)造安裝時(shí)的牢固與方便。柱間支撐的作用是：組成牢固的縱向構(gòu)架，保證廠房的縱向剛度，承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載，吊車縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等；可作為框架柱的框架平面支點(diǎn)，減少柱外框架平面的計(jì)算長(zhǎng)度；柱間支撐的部署是減少支撐設(shè)在兩端時(shí)不產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，而對(duì)廠房的剛度又提升很多。綜合以上特色，該廠房屋蓋支撐系統(tǒng)選擇橫向水平支撐系統(tǒng)，柱間支撐采納十字交錯(cuò)式支撐系統(tǒng)。.保護(hù)系統(tǒng)該廠房采納壓型鋼板做墻體資料，經(jīng)過(guò)螺栓與墻架梁進(jìn)行靠譜連接，形成一個(gè)可以傳達(dá)豎向荷載和沿壓型板平面方向的水平荷載的構(gòu)造系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)理論解析和試驗(yàn)結(jié)果證明，壓型鋼板與周邊構(gòu)件進(jìn)行靠譜連接后，面內(nèi)剛度很好，能傳達(dá)縱橫方向的面內(nèi)剪力，使廠房構(gòu)造簡(jiǎn)化，節(jié)約鋼材，經(jīng)濟(jì)效益好。.變形縫該廠房車間設(shè)計(jì)長(zhǎng)度是90m，小于溫度區(qū)段，不考慮設(shè)伸縮縫。因?yàn)闃?gòu)造簡(jiǎn)單，平均對(duì)稱，且地質(zhì)條件較好，不考慮設(shè)沉降縫。.門窗部署該廠房位于南方某地，應(yīng)充分考慮車間的通風(fēng)散熱以及采光要求。初步設(shè)計(jì)4扇門，大批在構(gòu)造雙側(cè)開(kāi)窗，依據(jù)通風(fēng)散熱要求，采納雙排鋼側(cè)窗，上部采納通風(fēng)高側(cè)窗，下部采納平開(kāi)窗。其詳盡部署和選材查閱規(guī)范和計(jì)算確立。構(gòu)造方案設(shè)計(jì)說(shuō)明.屋架設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)中，屋架為梯形形鋼屋架。對(duì)屋架中的各感桿件按造壓彎和拉彎構(gòu)件設(shè)計(jì)基本理論，主要驗(yàn)算桿件的強(qiáng)度、牢固性。對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，重視考慮使構(gòu)件受力合理，焊縫知足強(qiáng)度要求等。NMxf強(qiáng)度驗(yàn)算：AnxWnxNmxMx1fxANx1W1x(10.8)平面內(nèi)牢固性驗(yàn)算：NEx'NtxMxfyAbW1x平面外牢固性驗(yàn)算：l0x[]yl0yxiy剛度驗(yàn)算：ix，.排架計(jì)算；；。.實(shí)腹柱設(shè)計(jì)因荷載較小，采納實(shí)腹式柱。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包含：截面選擇；強(qiáng)度驗(yàn)算；整體牢固性驗(yàn)算；剛度驗(yàn)算；牛腿及柱腳地板設(shè)計(jì)。依據(jù)現(xiàn)行《鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）及鋼構(gòu)造手冊(cè)設(shè)計(jì)。：利用的公式與屋架設(shè)計(jì)中的同樣。.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)該廠房的基礎(chǔ)形式采納柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。依據(jù)所受荷載和獨(dú)立基礎(chǔ)的相關(guān)構(gòu)造要求確立基礎(chǔ)的尺寸。設(shè)計(jì)受騙算了基礎(chǔ)基礎(chǔ)底面尺寸，驗(yàn)算了地基承載力和基礎(chǔ)抗沖切承載力。地基承載力特色值：fafakb(b3)dm(d0.5)M1pmaxp1l22bbc1242ac基礎(chǔ)長(zhǎng)邊彎矩：M1pmaxp1b22lac1242bc基礎(chǔ)短邊彎矩：構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū).屋面板設(shè)計(jì)屋蓋資料為壓型鋼板，屋面坡度1/10（5.71），檁條跨度6m，于l/2處設(shè)一道拉條；；壓型鋼板與屋架連接處采納疊置搭接，鋼材Q235。荷載統(tǒng)計(jì)壓型鋼板自重KN/m2檁條自重(包含拉條)KN/m2合計(jì)KN/m2活荷載或雪荷載KN/m2（×=，，r1.25,SKrSg×=）積灰荷載KN/m2截面選擇采納C形冷彎薄壁型鋼，型號(hào)為20070202.0mm，其力學(xué)特色為：Wx44cm3,Wymax23.32cm3,Wymin9.35cm3Ix440cm4,Iy46.71,ix7.78cm,iy2.54cm,x02cm內(nèi)力計(jì)算p1.20.151.40.51.8751.65KNmpxpcos1.65cos5.71o1.64KNmpypsin1.65sin5.710.164KNmMxpxl2101.6462105.9KNmMypyl2320.16462320.185KNmbt702.035,ht2002.0100,應(yīng)試慮有效截面；同時(shí)，跨中截面有孔洞的影響，為簡(jiǎn)化計(jì)算，，則有效凈截面抵抗矩：Wx44×=Wymax=×=Wymin=×=屋面能阻攔檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)rx=ry=MxMy221rxWxryWymax141Nmm205NmmMxMy222rxWxryWymin141.9Nmm205Nmm本工程風(fēng)荷載較小，永遠(yuǎn)荷載與風(fēng)荷載組合不起控制作用。對(duì)x的彎矩設(shè)計(jì)值Mxpyl2101.6462105.9KNm支座處采納4M12一般螺栓連接，A1.13cm2,fvb130Nmm2，螺栓群可承受的彎矩：M4fvbAx2y241301.131010025026.57KNmMx5.9KNm知足強(qiáng)度要求。偏于安全按兩跨連續(xù)梁計(jì)算，跨內(nèi)最大撓度為v5Pcos5.71600031v1l384EIx206l20060077.12,y300x7.78118.12002.54故檁條在平面內(nèi)、外均知足要求。qx1qsin1.650.010.02KNmRB1.25qx1l11.250.0230.075KNS17RB70.0750.5KNS2S12.5KN2sin拉條采納，A0.503cm2，每根拉條承載力：N0.50310221510.8KN2.5KN,知足要求。。.屋架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料廠房車間以長(zhǎng)90m，跨度為15m，柱距為6m，設(shè)一臺(tái)30/5t中級(jí)工作制橋式吊車，屋架采納梯形鋼屋架。鋼材：Q235B鋼；焊條E43型。屋架尺寸屋架采納三角形芬克式，跨度15m，坡度i=1：10，屋架幾何尺寸、節(jié)點(diǎn)編號(hào)、、。支撐部署上下弦橫向水平支撐和垂直支撐，在房屋兩端部署；在屋架下弦設(shè)置三道通長(zhǎng)水平系桿，以保持部分桿系的側(cè)向牢固，。屋架部署圖屋架節(jié)點(diǎn)及單元圖支撐系統(tǒng)部署圖荷載計(jì)算（對(duì)水平投影面）壓型鋼板自重KN/m2檁條自重KN/m2屋架及支撐自重KN/m2合計(jì)KN/m2（對(duì)水平投影面）活荷載或雪荷載KN/m2積灰荷載KN/m2基本風(fēng)壓KN/m21）恒荷載+活（或雪）荷載2）恒荷載+半跨活（或雪）荷載3）恒荷載+風(fēng)荷載、全跨荷載部署圖半跨活荷載部署圖節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值：按可變荷載效應(yīng)控制的組合（1.20.31.40.51.40.90.01）1.847611.886KN恒載P1=×××6=活荷載P2=（×+××）××6=(1)風(fēng)載體型系數(shù)迎風(fēng)面背風(fēng)面

ss

0.50.4(2)上弦節(jié)點(diǎn)風(fēng)荷載（）風(fēng)荷載部署圖W=×（）×××6=內(nèi)力計(jì)算在上邊單位荷載分別作用下，經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)法、截面法計(jì)算屋架桿件的內(nèi)力系數(shù)，因計(jì)算過(guò)程較為簡(jiǎn)單，不在計(jì)算書(shū)上表現(xiàn)。1）恒荷載+活（或雪）荷載2）恒荷載+半跨活（或雪）荷載3）恒荷載+風(fēng)荷載組合結(jié)果見(jiàn)下表?xiàng)U力系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（KN）內(nèi)力值（KN）P=1使用階段桿件名稱施工階段最大值（單元）恒荷載活荷載風(fēng)荷載（KN）半跨全跨全跨風(fēng)4*2+6*34*2+5*24*2+5*1123456789上弦10111213141000000023下弦456000000017斜桿18192021222324-1-325-1-11豎桿26-1-11270000000280-11290-11內(nèi)力復(fù)核內(nèi)力復(fù)核采納構(gòu)造力學(xué)求解器求解，下邊對(duì)此軟件的研發(fā)及功能做簡(jiǎn)要介紹《構(gòu)造力學(xué)求解器》(SMSolver)版本，高等教育第一版社刊行構(gòu)造力學(xué)求解器（SMSolverforWindows）是一個(gè)面向教師、學(xué)生以及工程技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)輔助解析計(jì)算軟（課）件，其求解內(nèi)容包含了二維平面構(gòu)造（系統(tǒng)）的幾何組成、靜定、超靜定、位移、內(nèi)力、影響線、自由振動(dòng)、彈性牢固、極限荷載等經(jīng)典構(gòu)造力學(xué)課程中所涉及的一系列問(wèn)題，所有采納精確算法給出精確解答。本軟件界面方便友善、內(nèi)容系統(tǒng)完好、功能齊全通用，可供教師擬題、改題、演練，供學(xué)生做題、解題、研習(xí)，供工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)、計(jì)算、驗(yàn)算之用，可望在面向21世紀(jì)的教課改革中發(fā)揮其特有的作用。目前有兩個(gè)版本：學(xué)生版和工程版。學(xué)生版解題規(guī)模有限制，最多80個(gè)單元。工程版解題規(guī)模無(wú)此限制，只受機(jī)器的內(nèi)外存空間大小的限制。、先進(jìn)、方便、快捷、強(qiáng)壯，同時(shí)不失其原有的小巧、簡(jiǎn)短、樸實(shí)、平實(shí)。求解功能分為自動(dòng)求解和智能求解兩種模式。（1）自動(dòng)求解模式:平面系統(tǒng)的幾何組成解析，對(duì)于可變系統(tǒng)，可靜態(tài)或動(dòng)畫(huà)顯示機(jī)構(gòu)模態(tài)；平面靜定構(gòu)造和超靜定構(gòu)造的內(nèi)力計(jì)算和位移計(jì)算，并繪制內(nèi)力求和位移圖；平面構(gòu)造的自由振動(dòng)和彈性牢固解析，計(jì)算前若干階頻率和屈曲荷載，并靜態(tài)或動(dòng)畫(huà)顯示各階振型和失穩(wěn)模態(tài)；平面構(gòu)造的極限解析，求解極限荷載，并可靜態(tài)或動(dòng)畫(huà)顯示單向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)模態(tài)；平面構(gòu)造的影響線解析，并繪制影響線圖。（2）智能求解模式:平面系統(tǒng)的幾何構(gòu)造解析：按兩剛片或三剛片法規(guī)求解，給出求解步驟；平面桁架的截面法：找出使指定桿成為截面單桿的所有截面；平面靜定組合構(gòu)造的求解：按三種模式以文字形式或圖文形式給出求解步驟。其他，，還有當(dāng)?shù)厍蠼夂瓦h(yuǎn)程求解兩種求解方式。，。1）屋架全跨內(nèi)力系數(shù)計(jì)算，上弦各節(jié)點(diǎn)施加單位荷載，計(jì)算結(jié)果以下內(nèi)力計(jì)算桿端內(nèi)力值(

乘子=1)桿端

1

桿端

2-------------------------------------------------------------------------單元碼

軸力

剪力

彎矩

軸力

剪力

彎矩-------------------------------------------------------------------------1234567891011121314151617181920212223242526272829（2）屋架半跨荷載內(nèi)力系數(shù)計(jì)算，上弦各節(jié)點(diǎn)施加單位荷載，計(jì)算結(jié)果以下內(nèi)力計(jì)算桿端內(nèi)力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------桿端1桿端2單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力-----------------------------------------------------------------------------1234567891011121314151617181920212223242526272829（3）風(fēng)荷載內(nèi)力系數(shù)計(jì)算，上弦各節(jié)點(diǎn)施加單位荷載，計(jì)算結(jié)果以下內(nèi)力計(jì)算桿端內(nèi)力值

(

乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------桿端

1

桿端

2-----------------------------------------------------------------------------單元碼

軸力

剪力

彎矩

軸力

剪力-----------------------------------------------------------------------------1234567891011121314151617181920212223242526272829比較解析，兩種計(jì)算方式結(jié)果特別湊近，吻合狀況很好。以下計(jì)算采納計(jì)算結(jié)果。1）數(shù)據(jù)四舍五入產(chǎn)生偏差。在手工計(jì)算過(guò)程中，因?yàn)橛?jì)算量的原由，數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)位數(shù)不行能獲得很大，在中間計(jì)算過(guò)程很多時(shí)，經(jīng)過(guò)累計(jì)，就會(huì)使最后結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差。本設(shè)計(jì)中，角度的近似棄取產(chǎn)生的偏差較大（2）CAD注明精度偏差，這一點(diǎn)與上一點(diǎn)關(guān)系親密，要減小這項(xiàng)偏差，在畫(huà)圖過(guò)程中應(yīng)該將精度增大。截面選擇端節(jié)間正彎矩，依據(jù)《Q235單壁式屋架節(jié)點(diǎn)板厚度采納表》可采用中間節(jié)點(diǎn)板厚度為6mm支座節(jié)點(diǎn)板厚度為8mm端節(jié)間正彎矩PLM1==×=×××=·M其余節(jié)間正彎矩及節(jié)點(diǎn)負(fù)彎矩取·M1）上弦桿截面選擇整個(gè)上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算Nmax=,lox=loy=300CM采納90×8截面幾何特點(diǎn)：A=An=W1x=W2X=ix=iy=xlox=<=150屬于B類截面ixloy=150屬于B類截面y=300/=<iyloyb/t=90/8=>b=yz=(1+l2oyt2/)=查《軸心受壓牢固系數(shù)表》得x=y=截面塑性發(fā)展系數(shù)Rx1=Rx2=22.0610527.88102Nex=1.16.922=彎矩作用下平面內(nèi)牢固計(jì)算<f=×215=故吻合在平面內(nèi)牢固的要求；彎矩具作用下平面外牢固驗(yàn)算fy0.925b1-0.0017y235N/y+txM1x/bW1x=<則在作用平面外亦知足牢固要求。（2）下弦桿截面選擇下弦桿采納等截面，以下弦桿中最大軸力來(lái)選擇截面Nmax=lox=cmloy=采納70×5截面特點(diǎn)：A=An=ix=iy=xlox170.1[]350屬于類截面ixBloy116.29[]150屬于B類截面yiyNmax100.66103/13.7610273.15N/mm2204.3N/mm2A故截面知足強(qiáng)度要求。（3）腹桿截面選則①桿件15（16）截面選擇N=

lox=135cm

loy=135cm采納截面

40×4

截面特點(diǎn)：A=An=

ix=

iy=xlox135/1.22110.66[]150屬于B類截面ixloy135/1.9668.9[]150屬于B類截面yiy雙角鋼T型截面繞對(duì)稱軸y軸的屈曲應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比yz、b/t=40/4=10<loy=19byzy(10.475b4/l2oyt2)68.9(10.475404/1350242）71.77依據(jù)《軸心受壓牢固系數(shù)表》得x=y=N53.46103/0.4906.17102176N/mm2f204.3N/mm2minA則截面知足強(qiáng)度要求②件17（24）截面選擇N=lox=loy=采納截面30×4截面特點(diǎn)：A=An=ix=iy=xlox189.7/0.9210[]350屬于B類截面ixloy237.2/1.57151[]350屬于B類截面yiyNmax161N/mm2204.3N/mm2A則截面知足強(qiáng)度要求。③桿件18（23）截面選擇N=lox=loy=采納截面50×4截面特點(diǎn)：A=An=ix=iy=xlox209.5/1.54136[]150屬于B類截面ixloy261.9/2.36110.99[]350屬于B類截面yiy雙角鋼T型截面繞對(duì)稱軸y軸的屈曲應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比yzb/t=50/4=<loy=byzy(10.475b4/loyt2)110.99（10.475504/2619242）113.99依據(jù)《軸心受壓牢固系數(shù)表》得x=

y=N

38.97103/0.3617.8

102

195.56N/mm2

f

204.3N/mm2minA則截面知足強(qiáng)度要求④桿件20（21）截面選擇N=lox=loy=采納截面25×4截面特點(diǎn)：A=An=ix=iy=lox220.2/0.74297.63[]350屬于B類截面xixNmax40.94N/mm2204.3N/mm2屬于B類截面A則截面知足強(qiáng)度要求。⑤桿件19（22）截面選擇因?yàn)镹=，計(jì)算長(zhǎng)度lo與桿件20同樣，可直接采納截254。⑥桿件20（29）截面選擇N=lox=loy=采納截面30×4截面特點(diǎn)：A=An=ix=iy=xlox134.67/0.9149.6[]150屬于B類截面ixloy168.34/1.57107.22[]150屬于B類截面yiy雙角鋼T型截面繞對(duì)稱軸

y軸的屈曲應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比

yz、b/t=30/4=<

loy

=byz

y(1

0.475b4/l2oyt2)

107.22（1

0.475304/168.342

42）

108.13依據(jù)《軸心受壓牢固系數(shù)表》得x=

y=N

13.82103/0.309

4.56102

98.08N/mm

2

f

204.3N/mm

2minA則截面知足強(qiáng)度要求⑦桿件26（28）截面選擇N=lox=164cmloy=205cm采納截面40×4截面特點(diǎn)：A=An=ix=iy=xlox164/1.22134.43[]150屬于B類截面ixyloy205/1.96104.59[]150屬于B類截面iy雙角鋼T型截面繞對(duì)稱軸y軸的屈曲應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比yz、b/t=40/4=10<loy=byzy(10.475b4/l2oyt2)104.59（10.475404/2050242）106.48依據(jù)《軸心受壓牢固系數(shù)表》得x=y=N13.82103/0.3686.1710260.86N/mm2f204.3N/mm2minA則截面知足強(qiáng)度要求⑧桿件27截面選擇桿件27軸力為0，選配50×4lox=loy=xlox223.5/1.54145.13[]150yloy223.5/2.36[]150ixiy知足B類截面設(shè)計(jì)要求。桿件截面采納表截面規(guī)計(jì)算應(yīng)力穩(wěn)計(jì)算長(zhǎng)度/cm格展轉(zhuǎn)半徑長(zhǎng)細(xì)比N截面/cm定系數(shù)A(Nmm2)桿件編內(nèi)力面積名稱/kN/cm2號(hào)l0xl0yixiy允許長(zhǎng)細(xì)xyx比8-12、上弦30090X815012-161-4、下弦70×53504-71-813513540×41501767-162-830×46-162-930×46-15腹2-1050×7桿6-143-1050×45-143-1116420540×45-133-1225×45-12

2101513501611501361501363501503504-12050×44000節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)桿件與節(jié)點(diǎn)板的焊縫計(jì)算在確立節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸時(shí)，需要腹桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫的長(zhǎng)度。先算出各腹桿桿端需要的焊縫尺寸。其計(jì)算公式為：角鋼肢背所需焊縫長(zhǎng)度l1：l11N2hf20.7hf1ffw角鋼肢尖所需焊縫長(zhǎng)度l2：2Nl220.7hf2ffw2hf可計(jì)算出各桿件hflw值腹件焊縫計(jì)算Nhf2lw2N需要焊縫：hf1lw1746.7320（采納焊縫/mm計(jì)算時(shí)lw按值-10）計(jì)算公式：角鋼背角鋼尖節(jié)N1/KNN2/KN△N/KN點(diǎn)2039510058010-106

hf1lw1k1Nk1=0.7ffw2hf2lw2k2Nk2=0.7ffw2需要焊縫≥mm采納焊縫≥mm(lw-10)hf1lw1=hf2lw2=NNhf1-lw1hf2-lw2746.73203001306-506-40——6-406-402021666-406-401281226-406-40其余上弦節(jié)點(diǎn)因?yàn)镹很小，只需按構(gòu)造取值節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)鋼桁架一般在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置節(jié)點(diǎn)板，把匯交于節(jié)點(diǎn)的各桿件都與節(jié)點(diǎn)板相連接，形成桁架的節(jié)點(diǎn)，各桿件把力傳給節(jié)點(diǎn)板并相互平衡。一般桿件把所有內(nèi)力N傳給節(jié)點(diǎn)板，而在節(jié)點(diǎn)處連續(xù)的桿件則把雙側(cè)的內(nèi)力差傳給節(jié)點(diǎn)板；當(dāng)節(jié)點(diǎn)上作用有荷載時(shí)，則傳給節(jié)點(diǎn)的力為N或P。有局部彎矩的桿件則還要傳達(dá)彎矩和剪力。1．支座節(jié)點(diǎn)“8”的設(shè)計(jì)為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離取160mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相等，厚度取6mm。為方便施焊，節(jié)點(diǎn)板應(yīng)突出豎桿肢背20mm左右，上弦節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)6mm，因?yàn)檩S力很小，上弦肢背按節(jié)點(diǎn)板滿焊可知足強(qiáng)度要求。加勁肋計(jì)算假設(shè)加勁肋傳達(dá)直接由豎桿（16）傳來(lái)的支座反力的1/4它與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受剪力和彎矩，V=R/4=M=V·b/4=668250N·mm驗(yàn)算：（6M2V210.11Nmm2160Nmm2f20.7hflw2）（0.7hflw2）2知足強(qiáng)度要求。節(jié)點(diǎn)“8”的設(shè)計(jì)2．上弦節(jié)點(diǎn)“10”的設(shè)計(jì)上邊已經(jīng)按桿件的軸力進(jìn)行了焊縫的采用，節(jié)點(diǎn)板實(shí)質(zhì)尺寸量得，節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)6mm，肢背采納塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載Q=，hf=6mm，lw1=lw2=383-2×6=371mm,=×103/（2××6×371）=<fffw=×160=肢尖焊縫肩負(fù)弦桿內(nèi)力差△N==，獨(dú)愛(ài)距e==，獨(dú)愛(ài)力矩M=·m對(duì)△N：=×1000/（2××6×371）=對(duì)M：=6M/（2hel2w）=N/e=<160N/mm2知足強(qiáng)度要求節(jié)點(diǎn)“10”詳圖3．節(jié)點(diǎn)“2”設(shè)計(jì)先確立腹板的焊縫尺寸，在上文表5中已得出，焊接肢尖與肢背尺寸均采納6mm，作圖量得實(shí)質(zhì)節(jié)點(diǎn)板尺寸為343×195，采納矩形截面，厚度為8mm。節(jié)點(diǎn)“2”詳圖驗(yàn)算下弦節(jié)點(diǎn)板與下弦桿的連接焊縫，內(nèi)力差△N=。肢背焊縫：計(jì)算長(zhǎng)度為343-2×6=331mm，=××103/（2××8×331）=18N/mm2<[f]=160N/mm2知足強(qiáng)度要求，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)板上低等長(zhǎng)，只需滿焊肢尖與節(jié)點(diǎn)板的焊縫即可知足要求，故無(wú)需驗(yàn)算。4．下弦節(jié)點(diǎn)1的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)1為直接連接支座與屋架的受力桿，直接承受支座反力，N=，螺栓用2M20在與支座連接的節(jié)點(diǎn)板中心處部署加勁肋，加勁肋高度與節(jié)點(diǎn)板高度同樣。（1）支座底板的設(shè)計(jì)計(jì)算：R=N=設(shè)ab120mm,a12a169.7mm,b1a1284.8mm底板承壓面積：An2402402022405052300mm2板下壓應(yīng)力：qR53.461031Nmm2An52300b1底板彎矩：0.5,查表得0.056Mqa120.0561169.721612.6Nmm2支座底板厚度：t6Mf61612.72156.7mm,取12mm（2）加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫假設(shè)一塊加勁肋承受屋架支座反力的1/4，則焊縫受剪力、彎矩為：V1R153.4613.37KN44M13.3712020668.5KNm2hf6mm,lw1602022hf108mm焊縫應(yīng)力為V26M220.7hflw20.7fhflw213.3710326668.5103220.7610820.71.22610826.95N/mm2ffw160N/mm2焊縫知足強(qiáng)度要求。(3)支座底板連接焊縫假設(shè)焊縫傳達(dá)所有支座反力R53.46KN，設(shè)hf10mm，則lw2(2402hf)4(1204102hf)808mmfR53.46103fhflw0.71.22108.80.77.75N/mm2ffw0.95160152N/mm2知足強(qiáng)度要求。4）豎桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算取豎桿與支座節(jié)點(diǎn)板的焊縫設(shè)計(jì)與豎桿與上弦節(jié)點(diǎn)桿焊縫設(shè)計(jì)同樣，焊縫尺寸為6-40，畫(huà)圖量得實(shí)質(zhì)節(jié)點(diǎn)板尺寸大小見(jiàn)下列圖。節(jié)點(diǎn)“1”詳圖5．屋脊節(jié)點(diǎn)12的設(shè)計(jì)腹桿、弦桿與節(jié)點(diǎn)板間的焊縫因?yàn)槭芰苄?，直接參照?gòu)造要求決定焊縫尺寸。屋脊節(jié)點(diǎn)采納角鋼拼接，角鋼采納與上弦桿同樣的截面2L90×8，除倒棱外，豎桿需切去△=t+hf+5mm=19，取△=20，并按上弦坡度熱彎。拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側(cè)的總長(zhǎng)度（設(shè)hf=6mm）lw=N/（）=157mm共四條焊縫，以為平均受力，每條焊縫實(shí)質(zhì)長(zhǎng)度：Lw=157/4+12=取55mm拼接角鋼總長(zhǎng)度為：l=2lw+12=122mm取拼接角鋼總長(zhǎng)度為200mm。屋脊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)詳圖6．下弦中節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)拼接角鋼與下弦桿用同樣規(guī)格，采納┘└705，拼接角鋼與下弦桿的角焊縫的焊角尺寸采納hf4mm，下弦桿與拼接角鋼之間在接頭一側(cè)的焊縫長(zhǎng)度為：lw'N2hf40.7hfffw13.761020.95215440.740.952160173mm取175mm，拼接角鋼長(zhǎng)度l217510360mm，下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫按桿件內(nèi)力的15%計(jì)算，設(shè)肢背焊縫的焊腳尺寸hf4mm，得焊縫長(zhǎng)度為：lw1'0.70.15142.881032425.6mm20.740.95160設(shè)肢尖焊縫的焊腳尺寸hf4mm，得焊縫長(zhǎng)度為：lw2'0.30.15142.88103247.5mm20.740.95160由以上計(jì)算可知，下弦角鋼與節(jié)點(diǎn)板的焊縫長(zhǎng)度按構(gòu)造要求確立，取100mm。吊車梁設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)資料及說(shuō)明跨度15m，柱距6m，總長(zhǎng)90m,吊車梁鋼材采納Q235鋼，焊條為E43型，跨度為6m，計(jì)算長(zhǎng)度取6m，無(wú)制動(dòng)構(gòu)造，支撐于鋼柱，采納突緣式支座，威遠(yuǎn)企業(yè)生產(chǎn)車間的吊車技術(shù)參數(shù)如表2-1所示：表2-1吊車技術(shù)參數(shù)臺(tái)數(shù)

起重量

級(jí)別

鉤制

吊車跨度

吊車總量

小車重

最大輪壓110t

中級(jí)

軟鉤

19t.吊車荷載計(jì)算1）吊車荷載動(dòng)力系數(shù)1.05，吊車荷載分項(xiàng)系數(shù)Q=。則吊車荷載設(shè)計(jì)值為豎向荷載設(shè)計(jì)值P=QPmax=×××==2）各項(xiàng)內(nèi)力計(jì)算：各項(xiàng)內(nèi)力設(shè)計(jì)值計(jì)算結(jié)果表支座最大剪力VmaxVmax=×（1+6）=計(jì)算彎矩是最大彎矩MmaxR==Mmax==·mVe左=Ve右=P/2=計(jì)算強(qiáng)度是最大水平彎矩MTmaxMTmax=·m計(jì)算撓度是最大水平彎矩-MmaxMmax==·m.吊車梁截面尺寸確立及幾何特色計(jì)算截面尺寸確立1）按經(jīng)濟(jì)要求確立梁高：取f=215N/mm2，則所需的截面抵抗矩為W=×103mm3所需梁高（按經(jīng)濟(jì)公式計(jì)算）h=72W-300=554mm2）按剛度要求確立梁高：同意相對(duì)撓度取

1/600，故

l/v=600，hmin

0.6[f]l(

1)10

6

0.6215

6000

60010

6

464mmV綜上所述采用梁高

500mm3）按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算腹板厚度：

tw=7+3hw

=7+

=4）按抗剪要求確立腹板厚度：

tw=1.2Vmax/hwfv=采用腹板500×10，考慮輪壓較大，在梁短將腹板局部加大。5）梁翼緣截面尺寸：為使截面經(jīng)濟(jì)合理，采納上下弦不對(duì)稱工字鋼，所需翼緣截面積按下式計(jì)算：（2W/hw-hWtw/6）1867mm2。上翼緣面積A上==1120mm2，下翼緣面積A下==747mm2采用上翼緣350×15（面積5250mm2），下翼緣200×15（面積3000mm2）。翼緣板自由外伸寬度a15t235=225>175mmfy翼緣板知足局部牢固要求，同時(shí)也知足無(wú)制動(dòng)軌道連接b>320mm的要求。梁截面幾何特點(diǎn)1）梁對(duì)X軸慣性矩及面積矩（右圖）A=35×+20×+50×12y=（）×=Ix=503/12+50×+×+30312=62278cm2Wx上=62278/=2938cm3Wx下=62278/=1958cm.梁截面承載力計(jì)算強(qiáng)度要求（見(jiàn)下表）

3上翼緣：MxMt636Wx上Wny=×10/2938×10+×10/3428×波折正應(yīng)力102=<[f]=215N/mm2下翼緣：Mx63=×10/1958×10=<[f]Wx下采納突緣支座：剪應(yīng)力1.2V=××103/500×=hwtw10=61N/mm2<[fv=125N/mm2]中級(jí)工作制吊車梁：=1.35QU=120軌道高170腹板計(jì)算高度邊沿壓應(yīng)力Lz=50+2hy=440mmP=××==224KNc=<[f]梁的整體牢固性驗(yàn)算L1/b=6000/350=17>13，依據(jù)《鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范》應(yīng)計(jì)算梁的整體牢固性，=l1t說(shuō)明項(xiàng)次側(cè)向支撐荷載b1h<>1跨中無(wú)側(cè)均布荷載上翼緣+b1為受壓2向支撐作用在下翼緣翼緣寬，t13集中荷載上翼緣+為受壓翼4作用在下翼緣+緣厚按上表得：l1t=<2；b1h因集中荷載在跨中周邊，則b=+=I1=×107mm4，I2=×107mm4項(xiàng)次受彎構(gòu)件狀況計(jì)算公式說(shuō)明1簡(jiǎn)焊接工字型當(dāng)算得b2截面（含H4320Ahyt1235b=b21（4.4h）bb>,b3支型截面）yWxfy按上表計(jì)算可得出112b=I/I+I=b=(2b-1)=iy=y=l1/iy=計(jì)算梁整體牢固系數(shù)為4320Ah1（yt1）235b=b2Wx4.4hb=>yfy則b`=b計(jì)算整體牢固性：MmaxWT=<215N/mm2b`Wx由以上計(jì)算可整體牢固吻合要求。腹板局部牢固計(jì)算腹板高厚比：hw=700/10=70<[80235=80]twfy在腹板上配置橫向加勁肋，加勁肋間距取1000mm。加勁肋尺寸按構(gòu)造要求確立：b=hw/30+40=57mm，取b=90mm。t=b/15=，取t=6mm。疲倦強(qiáng)度驗(yàn)算本工程為中級(jí)吊車，不用進(jìn)行疲