鋼結構 畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 建筑部分1</p><p><b>　　1.1工程概況1</b></p><p>　　1.1.1工程簡介1</p><p>　　1.1.2自然條件1</p><p>　　1.1.3地質條件及

2、地理情況1</p><p><b>　　1.1.4荷載2</b></p><p><b>　　1.1.5設備2</b></p><p>　　1.2單層廠房平面設計2</p><p>　　1.2.1平面形式的確定2</p><p>　　1.2.2柱網(wǎng)布置的確定2&l

3、t;/p><p>　　1.2.3廠房門的確定3</p><p>　　1.2.4散水的確定3</p><p>　　1.2.5生產(chǎn)輔助用房3</p><p>　　1.3單層廠房剖面設計4</p><p>　　1.3.1柱頂標高的確定4</p><p>　　1.3.2室內(nèi)地坪標高的確定4<

4、;/p><p>　　1.3.3采光、通風的確定4</p><p>　　1.3.4屋面排水的確定5</p><p>　　1.4．廠房立面設計6</p><p>　　1.5．其他建筑構造6</p><p>　　1.5.1屋面的確定6</p><p>　　1.5.2地面的確定6</p&g

5、t;<p>　　1.5.3門口坡道做法7</p><p>　　1.5.4雨棚的確定7</p><p>　　第2章 吊車梁設計9</p><p><b>　　2.1設計資料9</b></p><p><b>　　2.2荷載9</b></p><p>　　

6、2.3內(nèi)力計算10</p><p>　　2.4吊車梁截面尺寸確定及幾何特征計算11</p><p>　　2.4.1梁截面尺寸確定11</p><p>　　2.4.2梁截面幾何特性13</p><p>　　2.5梁截面承載力核算13</p><p>　　2.5.1強度計算13</p><p

7、>　　2.5.2整體穩(wěn)定性驗算14</p><p>　　2.5.3腹板局部穩(wěn)定計算15</p><p>　　2.5.4梁撓度計算15</p><p>　　2.5.5抗疲勞驗算16</p><p>　　2.6梁連接計算16</p><p>　　2.6.1梁端與柱的水平連接16</p>&l

8、t;p>　　2.6.2翼緣板與腹板連接焊縫16</p><p>　　2.6.3支座加勁肋截面及連接計算17</p><p>　　第3章檁條的設計19</p><p>　　3.1檁條毛截面幾何特性19</p><p>　　3.2荷載計算19</p><p>　　3.3有效截面計算20</p>

9、<p>　　3.4強度計算23</p><p>　　3.5穩(wěn)定性計算24</p><p>　　3.6撓度計算24</p><p>　　3.7 拉條強度驗算25</p><p>　　第4章墻梁設計26</p><p>　　4.1截面選擇26</p><p>　　4.2荷

10、載計算26</p><p>　　4.3 內(nèi)力計算27</p><p>　　4.4截面驗算29</p><p>　　4.5 拉條強度驗算32</p><p>　　第5章 門式剛架設計33</p><p>　　5.1設計資料33</p><p>　　5.2荷載計算33</p&g

11、t;<p>　　5.3內(nèi)力計算36</p><p>　　5.4內(nèi)力組合48</p><p>　　5.5截面驗算49</p><p>　　5.5.1剛架梁49</p><p>　　5.5.2 剛架柱51</p><p>　　第6章節(jié)點設計56</p><p>　　6.1梁

12、柱節(jié)點56</p><p>　　6.2梁梁節(jié)點58</p><p>　　6.2.1螺栓布置及驗算58</p><p>　　6.2.2 端板厚度設計59</p><p>　　6.3牛腿節(jié)點60</p><p>　　6.3.1牛腿處荷載計算60</p><p>　　6.3.2 牛腿根部與

13、柱的連接焊縫計算60</p><p>　　6.3.3 牛腿根部截面強度驗算62</p><p>　　6.4柱腳節(jié)點63</p><p>　　6.4.1確定底板尺寸63</p><p>　　6.4.2 確定底板厚度64</p><p>　　6.4.3確定錨栓直徑64</p><p>　

14、　6.4.4柱與底板的連接計算65</p><p>　　6.4.5加勁肋設計與連接計算66</p><p>　　第7章基礎設計69</p><p>　　7.1基礎梁設計69</p><p>　　7.1.1基礎梁設計資料69</p><p>　　7.1.2 基礎梁截面設計69</p><

15、p>　　7.2基礎設計71</p><p>　　7.2.1確定基底尺寸71</p><p>　　7.2.2確定基礎高度和構造尺寸74</p><p>　　7.2.3 基礎底板配筋75</p><p><b>　　結 束 語77</b></p><p><b>　　外文翻譯

16、78</b></p><p><b>　　參考文獻87</b></p><p><b>　　致謝88</b></p><p><b>　　附 錄89</b></p><p><b>　　第1章 建筑部分</b></p>

17、<p><b>　　1.1工程概況</b></p><p><b>　　1.1.1工程簡介</b></p><p>　　(1)建筑面積：2500m2，土建總投資：300萬元。</p><p>　　(2)建筑等級：結構安全等級Ⅱ級，耐火等級為Ⅱ級，采光等級為Ⅲ級。</p><p>　　(3

18、)結構形式與結構體系：單層帶吊車的輕鋼結構體系，跨度30m。</p><p><b>　　1.1.2自然條件</b></p><p>　?、艢鉁兀憾静膳嬎銣囟龋?℃，夏季通風計算溫度27℃。</p><p>　　⑵風向：夏季主導風向東南，冬季主導風向西北。</p><p>　?、墙涤炅浚耗杲涤炅?67.4mm，小時最

19、大降雨量120.4mm。</p><p>　?、扔昙臼┕て鹬谷掌冢?月1日－8月31日。</p><p>　?、啥臼┕て鹬谷掌冢?2月10日－次年3月10日。</p><p>　　1.1.3地質條件及地理情況</p><p>　　(1)地形平坦，自然地表標高34.0m。</p><p>　　(2)根據(jù)勘察報告，場區(qū)土

20、層按自上而下順序表述如下：</p><p>　?、俸痴惩?，土層平均厚度0.8m，可塑，標準地基承載力特征值fak =150kPa，不宜作為天然地基持力層；</p><p>　?、谡惩?，土層平均厚度2.5m，可塑，標準地基承載力特征值fak =220kPa，,宜作為天然地基持力層；</p><p>　?、蹚婏L化角礫巖，土層平均厚度2.2m，遇水不易軟化，地基承載力特

21、征值fak =400kPa，良好的地基持力層和下臥層；</p><p>　?、苤酗L化角礫巖，土層厚度大，遇水不軟化，地基承載力特征值fak =1000kPa，良好的地基持力層和下臥層。</p><p>　　(3)擬建場地地下水為基巖裂隙水，勘查期間在勘探深度內(nèi)各孔均未見地下水。</p><p>　　(4)地基基礎方案分析：宜采用天然地基，全風化角礫巖、強風化角礫巖或

22、中風化角礫巖為地基持力層，建議采用-1.0m～－3.0m柱下獨立基礎。</p><p>　　(5)抗震設防烈度為6度，擬建場地土類型為中硬場地土，場地類別為II類。</p><p>　　(6)最大凍土深0.5m.</p><p>　　(7)基礎及其以上覆土的平均重度20KN/m3。</p><p><b>　　1.1.4荷載<

23、/b></p><p>　　荷載按建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2001選用。</p><p><b>　　1.1.5設備</b></p><p>　　中級（軟鉤）工作制吊車Q＝5T兩臺。</p><p>　　軌道選用鐵路重軌(軌高170mm)。</p><p>　　1.2單層廠房平面設計

24、</p><p>　　1.2.1平面形式的確定</p><p>　　廠房的平面設計除首先滿足生產(chǎn)工藝的要求外，在建筑設計中應使廠房的平面形式規(guī)整以便節(jié)省投資和占地面積，選擇經(jīng)濟合理和技術先進的柱網(wǎng)使廠房具有較大的通用性，并使廠房符合工業(yè)化施工的要求，正確解決采光和通風，合理地布置生活用房，妥善處理安全疏散及防火措施等。</p><p>　　該工業(yè)廠房的平面形式采用矩

25、形。這種平面形式較其他形式平面各工段之間靠的較緊，運輸路線短捷，工藝聯(lián)系緊密，工程管線較短，形式規(guī)整，占地面積少。且該廠房的寬度不大，室內(nèi)采光通風都較容易解決。</p><p>　　1.2.2柱網(wǎng)布置的確定</p><p>　　由于廠房生產(chǎn)線多為順跨間布置，所以柱距的尺寸主要取決于結構形式與材料，以及構件標準化的要求。我國裝配式鋼結構廠房使用的基本柱距是6m。6m柱距廠房的單方造價最經(jīng)濟，

26、所用的屋面板、吊車梁、墻板等構配件已經(jīng)配套，并積累了比較成熟的設計與施工經(jīng)驗。同時考慮縱橫向都能布置生產(chǎn)線，且工藝上需要進行技術改造，更新設備和重新布置生產(chǎn)線時，十分靈活，不受柱距的限制，使廠房具有更大的通用性，廠房柱距取6m，跨度30m，長度72m。</p><p>　　1.2.3廠房門的確定</p><p>　　結構耐火等級為Ⅱ級，防火規(guī)范中對此種建筑的最遠點至疏散門的允許距離要求為不

27、限，考慮到工藝設計及行走方便，廠房開設五個門，平面位置詳見建筑平面圖，門的寬度和高度為，廠房門采用雙扇平開門。門與主要交通干道相近，能方便運輸設備進出與人流疏散。</p><p>　　1.2.4散水的確定</p><p>　　為保護外墻不受雨水的侵蝕，在外墻的四周將地面做成向外傾斜的坡度，以便將屋面雨水排至遠處，所以設置了散水，散水的坡度為5%，寬度取為1000mm，散水的構造做法為：素土

28、夯實，70mm厚1：3：6碎石（磚）三合土，10mm水泥砂漿抹面，，散水面距地面的距離為20mm。散水做法見下圖。</p><p>　　圖1-1 散水做法</p><p>　　1.2.5生產(chǎn)輔助用房</p><p>　　生產(chǎn)輔助用房層數(shù)為兩層，一層、二層層高均為3米，包括辦公室、會議室、男女洗手間、男女換衣間、男女洗浴室、，采用內(nèi)隔墻隔開，內(nèi)隔墻采用輕質隔墻，輔

29、助用房分隔及門窗洞口位置詳見平面圖。</p><p>　　1.3單層廠房剖面設計</p><p>　　1.3.1柱頂標高的確定</p><p>　　由于廠房內(nèi)有吊車作業(yè)，柱頂標高按下式來確定：</p><p>　　式中： —— 柱頂標高（m），必須符合3M的模數(shù)；</p><p>　　—— 吊車軌頂標高（m），一般由設

30、計人員提出；</p><p>　　——吊車軌頂至小車頂面的高度（m），根據(jù)吊車資料查出；</p><p>　　—— 小車頂面至屋架下弦底面之間的安全凈空尺寸（mm）。此間隙尺寸，按國家標準及根據(jù)吊車起重量可取300mm，400mm，1200mm。</p><p>　　根據(jù)設計要求，取6.4m，查吊車資料可得：取1870mm，取400mm。</p>&l

31、t;p>　　確定柱頂標高為：H=6.4+1.87+0.4=8.67m，取8.7米，符合3M要求.。</p><p>　　1.3.2室內(nèi)地坪標高的確定</p><p>　　建筑物的室內(nèi)外地坪高差，一般根據(jù)各種建筑物的使用性質、出人口要求、場地地形和地質情況等因素確定，其室內(nèi)外最小高差應滿足規(guī)范要求。在一般情況下，單層廠房室內(nèi)地坪與室外地面需設置高差，以防止雨水倒灌侵入室內(nèi)。但為了便于運

32、輸工具出入廠房和不加長門口坡道的長度，這個高差又不宜太大，在該廠房設計中高差取值為300mm。確定室內(nèi)地坪標高為，室外標高為。</p><p>　　1.3.3采光、通風的確定</p><p>　　該廠房設計中采用天然采光，采光設計就是根據(jù)采光等級，查規(guī)范確定窗地比來確定窗子的面積，從而布置窗戶的形式及標高，以保證室內(nèi)采光強度、均勻度及避免眩光。</p><p>　　

33、本廠房的采光等級為III級。本廠房擬采用雙側采光，因此窗地面積比為 /應大于1/4?？v墻立面采用帶窗采光，生活區(qū)門窗采用800*800mm以及1500*1800mm兩種尺寸的門窗。由于生活區(qū)的遮擋光線原因，山墻同樣設置門窗采光，以增加廠房的采光面積。</p><p>　　縱墻背立面上的開窗總面積為：</p><p>　　縱墻正立面的開窗總面積為：</p><p>

34、　　山墻上的開窗面積為：</p><p><b>　　則開窗總面積為：</b></p><p><b>　　建筑面積為:</b></p><p><b>　　則床地比為：</b></p><p><b>　　故滿足采光要求。</b></p>

35、<p>　　1.3.4屋面排水的確定</p><p>　　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?？紤]到青島氣象條件以及廠房最大高度的限制，廠房屋面排水坡度取1/10，天溝縱向坡度取1％ 。具體內(nèi)天溝做法如下圖所示。</p><p>　　圖1-2天溝做法示意圖</p><p>　　1.4．廠房立面設計&

36、lt;/p><p>　　立面設計是平面、剖面設計的繼續(xù)，它和平面、剖面是不可分割的整體。平面、剖面設計中，重點從平面組合等方面，解決生產(chǎn)使用和經(jīng)濟之間的關系；在立面設計中，則主要從外觀形象方面，反映平面、剖面功能，使形式與內(nèi)容得到統(tǒng)一。</p><p>　　廠房立面利用矩形窗，墻體勒腳等水平構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。</p><

37、p>　　立面上，采用底部為1000mm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色鋼板，以豐富立面，同時也突出了門窗的重點部位。</p><p>　　1.5．其他建筑構造</p><p>　　1.5.1屋面的確定</p><p>　　本設計中廠房屋面采用有檁體系，即在剛架斜梁上設置C型冷彎薄壁型鋼檁條，再鋪設彩鋼夾芯板屋面，它施工速度

38、快，重量輕表面帶有色彩涂層、防銹、耐腐蝕、美觀。屋頂坡度考慮屋面排水需要，屋面坡度取為10%。</p><p>　　1.5.2地面的確定</p><p>　　由于廠房內(nèi)有重型物品的堆放或車輛行駛，由此考慮建筑物的地面構造采用混凝土實鋪地面。</p><p>　　地面在鋪設時，將開挖的土回填夯實后，在上面鋪設碎石或三合土，然后用1：3水泥砂漿找平，然后再鋪設混凝土面層

39、。由于在該廠房中有焊接，會產(chǎn)生火花，為了避免出面意外，地面采用特殊的不發(fā)光地面。地面做法如下圖所示。</p><p>　　圖1-3 廠房地面做法</p><p>　　1.5.3門口坡道做法</p><p>　　在車間的大門外，應做行車坡道。一般坡度取1：5～1：10之間，在該廠房中取15%，則外坡道的水平長度為2000mm。坡道的構造做法是：素土夯實，20mm厚1

40、：3水泥砂漿面層，50mmC20混凝土填層，坡道布置下圖：</p><p>　　圖1-4 坡道做法示意</p><p>　　1.5.4雨棚的確定</p><p>　　雨棚高出門洞100mm，即標高為4.000。雨棚尺寸確定如下：厚度為100mm，外挑為1500mm，寬度略比門洞尺寸寬，取為3600mm。</p><p>　　1.5.5屋脊的確

41、定</p><p>　　屋面板采用彩色夾芯板，屋面連接形式及構造見下圖：</p><p>　　圖1-5屋脊節(jié)點示意圖</p><p><b>　　第2章 吊車梁設計</b></p><p><b>　　2.1設計資料</b></p><p>　　吊車梁選用焊接工字形截面的簡支

42、吊車梁系統(tǒng)，跨度為6m，無制動結構，支撐與鋼柱，采用加強受壓翼緣的方式提高吊車梁的整體穩(wěn)定性。焊接吊車梁的鋼材型號為Q235鋼，焊條為E43鋼，橋式軟鉤吊車性能參數(shù)如下表2-1所示：</p><p>　　表2-1吊車技術參數(shù)</p><p><b>　　2.2荷載</b></p><p>　　計算吊車梁內(nèi)力時，吊車梁的自重及作用于其上走道的活荷

43、載、灰荷載、軌道等豎向荷載，可近似以輪壓乘荷載增大系數(shù)，并考慮動力系數(shù)、吊車豎向荷載分項系數(shù)進行計算。</p><p><b>　　豎向輪壓：</b></p><p><b>　　kN</b></p><p><b>　　橫向水平力：</b></p><p><b>

44、　　kN</b></p><p><b>　　2.3內(nèi)力計算</b></p><p>　?。?）支座最大剪力：</p><p>　　圖2-1 最大剪力對應的截面位置簡圖</p><p>　?。?）最大豎向彎矩：</p><p><b>　?、賰膳_吊車三個輪</b>

45、</p><p>　　圖2-2 最大彎矩Mmax對應的截面位置簡圖</p><p><b>　　②兩臺吊車兩個輪</b></p><p>　　圖2-3 最大彎矩Mmax對應的截面位置簡圖</p><p><b>　?、垡慌_吊車兩個輪</b></p><p>　　此情況計算出來

46、的彎矩值一定比情況②小，所以不起控制作用，在此不在計算。</p><p>　　綜上所述，第二種情況內(nèi)力最大起控制作用。</p><p><b>　?、亲畲笏綇澗兀?lt;/b></p><p>　　2.4吊車梁截面尺寸確定及幾何特征計算</p><p>　　2.4.1梁截面尺寸確定</p><p>　

47、?、沤?jīng)濟高度：鋼材選用Q235，此時</p><p><b>　　所需梁截面抵抗矩</b></p><p>　　所需梁高（按經(jīng)濟公式）</p><p>　　⑵按剛度要求確定梁高：</p><p>　?、前唇?jīng)驗公式確定腹板厚度：</p><p>　?、劝纯辜粢蟠_定腹板厚度：</p>

48、<p>　　初選腹板-500*8</p><p>　?、闪阂砭壗孛娉叽绱_定：</p><p>　　為了使截面經(jīng)濟合理，選用上下翼緣不對稱工字形截面，所需翼板總面積按下式近似計算：</p><p>　　上下翼緣按總面積60%及40%分配，上翼緣面積</p><p><b>　　下翼緣面積</b></p>

49、;<p><b>　　翼板自由外伸寬度</b></p><p>　　2.4.2梁截面幾何特性</p><p>　?、帕簩軸的慣性矩及面積矩：</p><p>　　圖2-4 吊車梁截面簡圖</p><p><b>　　梁對y軸的慣性矩</b></p><p>　

50、　2.5梁截面承載力核算</p><p><b>　　2.5.1強度計算</b></p><p><b>　　⑴彎曲正應力</b></p><p><b>　　上翼緣</b></p><p><b>　　下翼緣</b></p><p&g

51、t;<b>　?、萍魬?lt;/b></p><p><b>　　采用突緣支座</b></p><p>　?、歉拱逵嬎愀叨冗吘壘植繅簯?lt;/p><p>　　注：簡支梁各截面折算應力一般不控制，未作驗算。</p><p>　　2.5.2整體穩(wěn)定性驗算</p><p><b&

52、gt;　　對穩(wěn)定系數(shù)進行修正</b></p><p>　　滿足整體穩(wěn)定性要求。</p><p>　　2.5.3腹板局部穩(wěn)定計算</p><p><b>　　腹板高厚比</b></p><p>　　故按構造設置加勁肋。</p><p>　　在腹板兩側對稱配置橫向加勁肋，橫向加勁肋的尺寸確

53、定：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　橫向加勁肋間距確定：</p><p>　　2.5.4梁撓度計算</p><p>　?、诺冉孛婧喼У踯嚵贺Q向撓度（按標準值）</p><p><b>　　兩臺吊車荷載</b></p><p&g

54、t;<b>　　滿足</b></p><p><b>　　按一臺吊車荷載</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p><b>　?、茩M向撓度</b></p><p><b>　　滿足</b></p>

55、<p>　　2.5.5抗疲勞驗算</p><p>　?。?）吊車梁上翼緣與腹板采用焊透的T形焊縫，焊縫質量等級為一級；</p><p>　?。?）吊車梁橫向加勁肋的上端與上翼緣刨平頂緊，中間橫向加勁肋的下端在距受拉翼緣50-100mm處斷開，不應與受拉翼緣焊接，以改善梁的抗疲勞性能。</p><p><b>　　2.6梁連接計算</b&g

56、t;</p><p>　　2.6.1梁端與柱的水平連接</p><p>　　上翼緣與柱的水平連接：采用Q235鋼8.8級M22高強度螺栓，連接處構件截面用噴砂處理，抗滑移系數(shù)取u=0.45。</p><p>　　按一個輪的橫向水平力作用計算：V=2.8KN</p><p>　　按柱寬以及螺栓排列要求采用3M22螺栓，每螺栓承載力設計值（p=1

57、50KN）</p><p><b>　　總設計承載力</b></p><p><b>　　滿足</b></p><p>　　2.6.2翼緣板與腹板連接焊縫</p><p>　?、派弦砭壈迮c腹板連接焊縫為：</p><p>　　⑵下翼緣板與腹板的連接焊縫為：</p>

58、<p>　　⑶支撐加勁肋與腹板的連接焊縫為：</p><p>　　2.6.3支座加勁肋截面及連接計算</p><p>　　梁兩端采用突緣支座，根據(jù)梁端截面尺寸，選用支撐加勁肋截面為-140×14，伸出翼緣下面20mm，小于2t=28mm，見圖2-5。</p><p><b>　　圖2-5突緣支座</b></p>

59、;<p><b>　?、欧€(wěn)定性計算:</b></p><p>　　繞腹板中線的截面慣性矩為：</p><p><b>　?、瞥袎簭姸扔嬎悖?lt;/b></p><p><b>　　承壓面積</b></p><p>　　鋼材端面承壓強度設計值為</p>&

60、lt;p><b>　　第3章檁條的設計</b></p><p>　　3.1檁條毛截面幾何特性</p><p>　　圖3-1 檁條截面 圖3-2 檁條截面主軸及荷載</p><p>　　選用截面C160×70×20×3，截面的毛截面幾何特性為：</p><p><

61、b>　　3.2荷載計算</b></p><p><b>　?、庞谰煤奢d標準值</b></p><p>　　壓型鋼板 </p><p>　　檁條自重 </p><p><b>　?、瓶勺兒奢d標準值</b></p><p>　　按

62、《建筑結構荷載規(guī)范》，取風荷載高度變化系數(shù)，風荷載體型系數(shù)。垂直于屋面的風荷載標準值（吸力）為：</p><p>　?、强紤]一下兩種荷載組合</p><p>　　①永久荷載與屋面活荷載組合</p><p><b>　　檁條線荷載：</b></p><p><b>　　彎矩設計值：</b></p

63、><p>　　②永久荷載與風荷載組合</p><p><b>　　檁條線荷載：</b></p><p><b>　　彎矩設計值：</b></p><p>　　圖3-3作用在檁條上的計算簡圖 圖3-4作用在檁條上的計算簡圖</p><p><b

64、>　　3.3有效截面計算</b></p><p>　?。ǎ?（）</p><p>　　圖3-5 跨中最大彎矩引起的截面應力符號（拉為負，壓為正）</p><p><b>　　檁條應力符號圖</b></p><p>　?。?)受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)</p><p><

65、b>　?、俑拱?lt;/b></p><p><b>　　腹板為加勁板件，</b></p><p><b>　?、谏弦砭壈?lt;/b></p><p>　　上翼緣為部分加勁肋板件，最大壓應力作用于部分加勁肋，</p><p>　　（2)受壓板件的有效寬度</p><p&g

66、t;<b>　　①腹板</b></p><p><b>　　板組約束系數(shù)為</b></p><p><b>　　由于，則</b></p><p>　　所以計算得到截面有效寬度為，對于加勁肋板件：</p><p><b>　　當時，</b></p>

67、;<p><b>　?、谏弦砭壈?lt;/b></p><p><b>　　板組約束系數(shù)為</b></p><p><b>　　由于</b></p><p>　　所以計算得到截面有效寬度為上翼緣全截面有效，</p><p><b>　　③下翼緣</b&g

68、t;</p><p>　　下翼緣受拉全截面有效。</p><p>　　（3)有效凈截面模量</p><p>　　上下翼緣板全截面有效，腹板全截面有效，同時在腹板有一拉條（拉條采用鋼）連接孔（孔直徑，距上翼緣邊緣40），所以腹板的扣除面積寬度按12計算，如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-6 檁條有效截面示意圖</p>

69、<p><b>　　有效凈截面模量為：</b></p><p><b>　　3.4強度計算</b></p><p><b>　　故強度滿足。</b></p><p><b>　　3.5穩(wěn)定性計算</b></p><p>　　穩(wěn)定計算時可不考慮孔

70、徑對腹板截面削弱均按毛截面計算。永久荷載與風吸力組合下使下翼緣受壓，且下翼緣跨中未設置拉條，查附表B-1得：</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　取正值</b></p><p>　　風吸力作用下使檁條下翼緣受壓時的穩(wěn)定計算。</p><p>　　由于有屋面板密鋪在檁

71、條的上翼緣上并與其牢固相連接，且有拉條可靠連接，故穩(wěn)定性滿足要求。</p><p><b>　　3.6撓度計算</b></p><p><b>　　故撓度滿足要求。</b></p><p>　　3.7 拉條強度驗算</p><p>　　按構造取的拉條，拉條處所受的拉力為：</p>&

72、lt;p><b>　　滿足強度要求。</b></p><p><b>　　第4章墻梁設計</b></p><p><b>　　4.1截面選擇</b></p><p>　　墻梁采用冷彎薄壁C形鋼，材料采用鋼，墻梁外掛彩鋼夾芯板(單側掛墻板），墻梁跨度為6，墻梁間距不同，故取墻梁最大間距為，墻梁跨中

73、設置一道拉條。</p><p>　　初選截面，如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 墻梁截面圖 圖4-2 荷載作用簡圖</p><p><b>　　截面特性為：</b></p><p><b>　　4.2荷載計算</b></p><p><b&g

74、t;　　（1）永久荷載</b></p><p>　　墻體 轉化成線荷載</p><p>　　墻梁 轉化成線荷載 </p><p><b>　?。?）風荷載</b></p><p>　　根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》計算風荷載</p><p><b>　　迎風面：

75、</b></p><p><b>　　背風面： </b></p><p><b>　?。?） 荷載設計值</b></p><p>　　豎向線荷載： </p><p>　　豎向荷載設計值： </p><p>　　迎風荷載設計值： </p>

76、<p>　　背風荷載設計值： </p><p><b>　　4.3 內(nèi)力計算</b></p><p>　?。?）豎向荷載產(chǎn)生的最大彎矩</p><p>　　跨中設一道拉條，故可看做側向支撐，計算簡圖如圖4-3。</p><p>　　圖4-3豎向荷載作用到墻梁時的計算簡圖</p><p>

77、;　　故豎向荷載產(chǎn)生的最大彎矩為：</p><p>　?。?）水平荷載產(chǎn)生的最大彎矩</p><p>　　墻梁在風荷載作用下計算簡圖如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4水平荷載作用到墻梁時的計算簡圖</p><p>　?。?） 支座處最大剪力</p><p>　　在豎向荷載作用下，支座最大剪力為</p&

78、gt;<p>　　在水平荷載作用下，支座最大剪力為</p><p><b>　　迎風：</b></p><p><b>　　背風：</b></p><p><b>　?。?）雙力矩計算</b></p><p>　　墻梁單側掛墻板，豎向荷載及水平風荷載的作用線均不通

79、過截面彎心，需考慮雙力矩的影響。計算雙力矩時，按跨中無支撐的簡支梁計算。</p><p>　　初選墻梁截面C160*70*20*3</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，</b></p>&

80、lt;p>　　由附錄B表B-2圖查得</p><p>　　迎風面墻梁跨中最大雙力矩</p><p>　　背風面墻梁跨中最大雙力矩</p><p><b>　　背風時</b></p><p>　　由雙力矩引起正應力符號壓應力為正，拉應力為負。如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 雙力

81、矩、引起的應力符號圖</p><p>　?。╝） （b）</p><p>　　圖4-6 引起的正應力符號圖</p><p><b>　　4.4截面驗算</b></p><p><b>　　（1）有效截面驗算</b></p><p>　　按

82、毛截面計算截面角點處正應力：</p><p><b>　　迎風：</b></p><p><b>　　背風：</b></p><p><b>　　且</b></p><p><b>　　故墻梁全截面有效。</b></p><p>&

83、lt;b>　?。?）強度計算</b></p><p>　　墻梁開孔很小，可忽略不計。</p><p><b>　　，強度滿足。</b></p><p><b>　?。?）穩(wěn)定性計算</b></p><p>　　①對單側掛板的墻梁上作用迎風面荷載時，主要受壓翼緣在掛墻板外側，構造上墻

84、板與翼緣有可靠的連接，可不作整體穩(wěn)定性計算。</p><p>　　②對背風面墻梁計算其穩(wěn)定性</p><p><b>　　跨中無側向支撐，</b></p><p><b>　　查的</b></p><p><b>　　穩(wěn)定性滿足。</b></p><p>

85、;　　③支座處腹板平面外穩(wěn)定性</p><p>　　腹板寬度取不大于腹板高度，</p><p><b>　　查得</b></p><p><b>　　，滿足。</b></p><p><b>　　（4）撓度計算</b></p><p><b>

86、　　水平：</b></p><p><b>　　，滿足</b></p><p><b>　　豎向：</b></p><p><b>　　剛度滿足。</b></p><p>　　4.5 拉條強度驗算</p><p>　　墻梁跨中設有一拉條（采用

87、Q235鋼）</p><p>　　拉條處所受的拉力為： </p><p>　　拉條強度驗算：滿足要求。</p><p>　　第5章 門式剛架設計</p><p><b>　　5.1設計資料</b></p><p>　　煙臺給水設備單層廠房生產(chǎn)車間采用單跨雙坡門式剛架，剛架跨度30，柱高10，共有

88、12榀剛架，柱距6，屋面坡度0.1，。剛架計算簡圖如圖5-1所示。屋面及墻面板為彩鋼夾芯板；檁條、墻梁為冷彎薄壁卷邊C型鋼，鋼材采用Q235—B鋼，焊條為E43型，手工焊。</p><p>　　圖5-1 剛架計算簡圖</p><p><b>　　5.2荷載計算</b></p><p>　?。?）永久荷載標準值（對水平投影面）：</p>

89、;<p>　　彩鋼夾心板 </p><p>　　檁條及懸掛物 </p><p>　　支撐自重 </p><p>　　鋼架斜梁自重

90、 </p><p>　　總計： 0.5</p><p>　　所以，永久荷載標準值為： </p><p>　?。?）可變荷載標準值</p><p>　　活載 0.30（不上人）</p><p>　　雪載

91、 </p><p><b>　　—雪荷載標準值；</b></p><p>　　可變荷載取屋面活荷載與雪荷載中較大值： </p><p><b>　?。?）風荷載標準值</b></p><p>　　基本風壓為；地面粗糙度系數(shù)按B類取值；風載體形系數(shù)《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-

92、2001)取值，如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2風載體型系數(shù)</p><p>　　風荷載高度變化系數(shù)按《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用，當高度為10m時，數(shù)值，風振系數(shù)取。</p><p><b>　　風荷載體型系數(shù)</b></p><p><b>　　由，可得：<

93、/b></p><p>　　風荷載作用見圖5-3。</p><p>　　圖5-3 風荷載作用簡圖（）</p><p><b>　　（4）吊車荷載</b></p><p>　　最大輪壓：，最小輪壓：</p><p>　　圖5-4 吊車梁支座求、時的吊車位置</p><p&g

94、t;　　利用結構力學影響線，求吊車豎向荷載標準值：</p><p>　　吊車橫向水平荷載標準值：</p><p>　　對于軟鉤吊車，起重量，：</p><p><b>　　5.3內(nèi)力計算</b></p><p>　　（1）永久荷載作用下的內(nèi)力</p><p>　　剛架上的永久荷載如圖5-5所示。在

95、本設計中柱和梁采用相同的截面形式，抗彎剛度均為EI，用結構力學中的力法對結構進行計算?，F(xiàn)取半邊體系和基本體系如圖5-6a,b所示。</p><p>　　圖5-5永久荷載標準值作用計算簡圖（kN/m）</p><p>　　圖5-6a 半邊體系（kN/m） 圖5-6b 基本體系（kN/m）</p><p>　　作圖如圖5-7a,b,5-8所示<

96、/p><p>　　圖5-7a （kN?m）圖5-7b （kN?m）</p><p>　　圖5-8 （kN?m）</p><p>　　列力法典型方程，并用圖乘法計算各系數(shù)如下</p><p><b>　　解得：,</b></p><p><b>　　疊加得：</b>

97、</p><p>　　由對稱性可得彎矩圖（見圖5-9）</p><p>　　圖5-9 永久荷載標準值作用下的彎矩圖</p><p>　　圖5-10 永久荷載標準值作用下的剪力圖</p><p>　　圖5-11永久荷載標準值作用下的軸力圖</p><p>　　(2)可變荷載作用下的內(nèi)力

98、 </p><p>　　圖5-12 活荷載標準值作用下的計算簡圖（kN/m）</p><p>　　圖5-13a 活荷載標準值作用下的彎矩圖</p><p>　　圖5-13b 活荷載標準值作用下的剪力圖</p><p>　　圖5-13c

99、 活荷載標準值作用下的軸力圖</p><p>　　(3)風荷載作用下的內(nèi)力</p><p>　　圖5-14 左風荷載標準值作用計算簡圖</p><p>　　圖5-14a 左風荷載標準值作用下的彎矩圖</p><p>　　圖5-14b 左風荷載標準值作用下的剪力圖</p><p>　　圖5-14c 左風荷載標準

100、值作用下的軸力圖</p><p>　　(4)吊車荷載作用下的內(nèi)力</p><p>　?、偎搅ο蛴遥畲筝唹涸谧?lt;/p><p>　　圖5-15 吊車荷載標準值（水平向右最大在左）作用下的計算簡圖（、）</p><p>　　圖5-16a 吊車荷載標準值（水平向右最大在左）作用下的彎矩圖</p><p>　　圖5-1

101、6b 吊車荷載標準值（水平向右最大在左）作用下的剪力圖</p><p>　　圖5-16c 吊車荷載標準值（水平向右最大在左）作用下的軸力圖</p><p>　?、谒搅ο蛴遥畲筝唹涸谟?lt;/p><p>　　圖5-17 吊車荷載標準值（水平向右最大在右）作用下的計算簡圖（、） </p><p>　　圖5-17a 吊車荷載標準值（水平

102、向右最大在右）作用下的彎矩圖</p><p>　　圖5-17b 吊車荷載標準值（水平向右最大在右）作用下的剪力圖</p><p>　　圖5-17c吊車荷載標準值（水平向右最大在右）作用下的軸力圖</p><p>　?、鬯搅ο蜃?，最大輪壓在左</p><p>　　圖5-18吊車荷載標準值（水平向左最大在左）作用下的計算簡圖（、）</p&

103、gt;<p>　　圖5-18a吊車荷載標準值（水平向左最大在左）作用下的彎矩圖</p><p>　　圖5-18b吊車荷載標準值（水平向左最大在左）作用下的剪力圖</p><p>　　圖5-18c吊車荷載標準值（水平向左最大在左）作用下的軸力圖</p><p>　?、艿踯嚭奢d作用下的內(nèi)力（水平向左，最大輪壓在右）</p><p>

104、　　圖5-19 吊車荷載標準值（水平向左最大在右）作用下的計算簡圖（、）</p><p>　　圖5-19a 吊車荷載標準值（水平向左最大在右）作用下的彎矩圖</p><p>　　圖5-19b 吊車荷載標準值（水平向左最大在右）作用下的剪力圖</p><p>　　圖5-19c 吊車荷載標準值（水平向左最大在右）作用下的軸力圖</p><p>

105、<b>　　5.4內(nèi)力組合</b></p><p>　　按四類荷載組合，分別如下</p><p><b>　　圖5-20截面布置</b></p><p>　　內(nèi)力組合表見附表5-1，最不利內(nèi)力表見附表5-2。</p><p><b>　　5.5截面驗算</b></p>

106、;<p><b>　　5.5.1剛架梁</b></p><p><b>　　(1)梁截面初選</b></p><p>　　初選截面如圖5-21所示</p><p>　　圖5-21鋼架梁截面</p><p><b>　?。?）截面特性計算</b></p>

107、<p><b>　?。?）強度驗算</b></p><p>　?、倏刂平孛娴膹姸闰炈?lt;/p><p><b>　　取截面最不利組合</b></p><p><b>　　正應力：</b></p><p><b>　　剪應力：</b></p

108、><p><b>　　②抗剪承載力驗算</b></p><p><b>　　當時，</b></p><p><b>　?、劭箯澇休d力驗算</b></p><p><b>　　由于，則</b></p><p>　?。?）整體穩(wěn)定性驗算&l

109、t;/p><p><b>　?、?平面內(nèi)穩(wěn)定</b></p><p>　　斜梁坡度為1：10，不超過1：5，因軸力很小可按壓彎構件計算其強度和平面外穩(wěn)定，不計算平面內(nèi)穩(wěn)定。</p><p><b>　?、谄矫嫱夥€(wěn)定</b></p><p>　　鋼梁平面外的計算長度取柱間支撐的間距即，故</p>

110、;<p>　　?、酢踅孛孀畈焕M合</p><p>　　——彎矩作用平面外，按軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)，</p><p>　　根據(jù)，b類截面查得；</p><p>　　——等效彎矩系數(shù)，構件段內(nèi)僅有橫向荷載， </p><p>　　——均勻彎矩作用時構件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公式得</p><p><

111、;b>　　，取</b></p><p><b>　　（5）局部穩(wěn)定驗算</b></p><p><b>　?、?翼緣局部穩(wěn)定</b></p><p>　　翼緣寬厚比 滿足要求</p><p><b>　?、?腹板局部穩(wěn)定</b></p><

112、p><b>　　?、瘛窠孛?lt;/b></p><p><b>　　應力梯度</b></p><p><b>　　5.5.2 剛架柱</b></p><p><b>　　截面選擇</b></p><p>　　截面選擇與鋼架梁相同。</p>

113、<p><b>　　截面特性計算</b></p><p><b>　　強度驗算</b></p><p>　?、瘛窠孛嫣幾畈焕M合</p><p>　　Ⅱ—Ⅱ截面處最不利組合</p><p>　?、簟艚孛嫣幾畈焕M合</p><p><b>　　均滿足

114、要求。</b></p><p><b>　　整體穩(wěn)定性驗算</b></p><p><b>　?、?平面內(nèi)穩(wěn)定</b></p><p><b>　　柱的平面內(nèi)有效長度</b></p><p>　　柱與梁的線剛度之比：</p><p>　　柱

115、腳為剛接，平面內(nèi)計算長度系數(shù)</p><p>　　故平面內(nèi)計算長度為：</p><p><b>　　長細比：</b></p><p><b>　　穩(wěn)定性驗算：</b></p><p>　　取Ⅳ-Ⅳ截面最不利組合</p><p>　　——彎矩作用平面內(nèi)，按軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)

116、，</p><p>　　根據(jù)，b類截面查得；</p><p><b>　　——參數(shù)，；</b></p><p>　　——等效彎矩系數(shù)，對于有側移框架柱。</p><p><b>　?、?平面外穩(wěn)定</b></p><p>　　柱間支撐布置如圖2-27所示</p>

117、<p>　　圖5-22柱間支撐布置</p><p><b>　　上柱段計算長度 </b></p><p><b>　　下柱段計算長度 </b></p><p><b>　　上柱段 </b></p><p>　　?、簟艚孛孀畈焕M合</p>&

118、lt;p>　　——彎矩作用平面外，按軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)，</p><p>　　根據(jù)，b類截面查得；</p><p><b>　　——等效彎矩系數(shù)，</b></p><p>　　——均勻彎矩作用時構件的整體穩(wěn)定系數(shù)，</p><p><b>　　。</b></p><p&

119、gt;<b>　　下柱段</b></p><p>　　?、瘛窠孛孀畈焕M合則</p><p>　　——彎矩作用平面外，按軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)，</p><p>　　根據(jù)，b類截面查得；</p><p>　　——等效彎矩系數(shù)，；</p><p>　　——均勻彎矩作用時構件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公

120、式得</p><p><b>　　局部穩(wěn)定性驗算</b></p><p><b>　　① 翼緣局部穩(wěn)定</b></p><p>　　翼緣寬厚比 滿足要求。</p><p><b>　　②腹板局部穩(wěn)定</b></p><p><b>　　上柱段

121、</b></p><p><b>　　腹板高厚比</b></p><p><b>　　取Ⅳ—Ⅳ截面</b></p><p><b>　　應力梯度</b></p><p><b>　　下柱段</b></p><p>　　取

122、Ⅰ—Ⅰ截面最不利組合</p><p><b>　　應力梯度</b></p><p><b>　　第6章節(jié)點設計</b></p><p><b>　　6.1梁柱節(jié)點</b></p><p>　　(1) 螺栓布置及驗算</p><p>　　采用M24 的10

123、.9級摩擦型高強度螺栓連接，摩擦面采用噴砂處理，，。螺栓布置如圖6-1；圖6-2所示。連接處傳遞內(nèi)力設計值：，，。</p><p>　　圖6-1 梁柱節(jié)點布置圖</p><p>　　圖6-2 梁柱節(jié)點螺栓布置圖</p><p>　　每個排螺栓的拉力為：</p><p><b>　　螺栓群的抗剪力為：</b></p

124、><p>　　計算最上端螺栓的承載力為</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　(2） 端板厚度設計</p><p>　　對于最上排螺栓，此處端板屬于伸臂類板</p><p>　　——螺栓中心至翼緣板表面的距離；</p><p><b>

125、　　——端板寬度；</b></p><p>　　——端板鋼材的抗拉強度設計值，端板厚度，??；</p><p>　　對于第二排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊</p><p>　　對于第三排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊</p><p>　　對于第三排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊</p><

126、;p><b>　　綜上，端板厚度取。</b></p><p>　　(3）梁柱節(jié)點域計算</p><p>　　滿足要求，因此無需加厚腹板或斜加勁肋。</p><p>　　——分別為節(jié)點域柱腹板的寬度和厚度；</p><p>　　——斜梁腹板高度或節(jié)點域高度；</p><p>　　——建立分布不

127、均勻系數(shù)，按塑性設計時取。 </p><p>　　(4）驗算梁腹板的強度</p><p>　　剛架構件翼緣與端板的連接采用全熔透對接焊縫，腹板與端板的連接采用角焊縫。在端板設置螺栓處，需驗算構件腹板的強度。</p><p><b>　　，所以</b></p><p>　　，，誤差在允許范圍之內(nèi)。</p>

128、<p><b>　　6.2梁梁節(jié)點</b></p><p>　　6.2.1螺栓布置及驗算</p><p>　　采用M24 的10.9級摩擦型高強度螺栓連接，摩擦面采用噴砂處理，，。螺栓布置如圖6-3、6-4所示。連接處傳遞內(nèi)力設計值：，，。</p><p>　　圖6-3 梁梁節(jié)點布置圖 圖6-4 梁梁節(jié)點螺栓布置圖<

129、/p><p>　　考慮軸向壓力影響最下端螺栓的拉力為</p><p>　　每個排螺栓的拉力為：</p><p><b>　　螺栓群的抗剪力為：</b></p><p>　　計算最上端螺栓的承載力為</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p

130、>　　6.2.2 端板厚度設計</p><p>　　對于最上排螺栓，此處端板屬于伸臂類板</p><p>　　——螺栓中心至翼緣板表面的距離；</p><p><b>　　——端板寬度；</b></p><p>　　——端板鋼材的抗拉強度設計值，端板厚度，?。?lt;/p><p>　　對于第二排

131、螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊</p><p><b>　　綜上，端板厚度取。</b></p><p><b>　　6.3牛腿節(jié)點</b></p><p>　　初選牛腿尺寸如圖6-5所示，鋼材采用—B，采用E43系列焊條，手工焊。</p><p>　　圖a 圖b<

132、/p><p>　　圖6-5 牛腿節(jié)點構造</p><p>　　6.3.1牛腿處荷載計算</p><p>　　作用于牛腿處的剪力：</p><p>　　——吊車梁及軌道重，其中軌道重2.94kN，吊車梁總重5kN；</p><p>　　——吊車全部最大輪壓的最大反力，。</p><p>　　作用于牛

133、腿根部的彎矩為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　6.3.2 牛腿根部與柱的連接焊縫計算</p><p>　　設焊縫為周邊圍焊，轉角處連續(xù)施焊，沒有起弧落弧所引起的焊口缺焊，焊縫質量等級為二級，且假定剪力僅由牛腿腹板焊縫承受。取焊腳，并對工字形翼緣端部繞轉部分焊縫忽略不計。焊縫有效截面如圖6-6，6-7所示。<

134、/p><p>　　腹板上豎向焊縫有效截面面積為</p><p>　　全部焊縫對軸的慣性矩為</p><p>　　焊縫最外邊緣的抵抗矩為：</p><p>　　翼緣和腹板連接處的抵抗矩為： </p><p>　　在彎矩作用下角焊縫最大應力為</p><p>　　——正面角焊縫的

135、強度設計值增大系數(shù)，對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的直角角焊縫，??；</p><p>　　——角焊縫強度設計值，對于E43型焊條的手工焊，</p><p>　　牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應力和剪力引起的應力共同作用</p><p><b>　　，</b></p><p>　　圖6-6焊縫截面

136、 圖6-7牛腿截面</p><p>　　6.3.3 牛腿根部截面強度驗算</p><p>　　牛腿根部與柱連接處截面特性</p><p><b>　　截面慣性矩：</b></p><p>　　上翼緣對中和軸的面積矩為：</p><p>　?。?） 驗算1點處正應力</p>

137、<p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　?。?） 驗算3點處剪應力</p><p>　　(3) 驗算2點處折算應力</p><p><b>　　正應力為：</b></p><p><b>　　剪應力為：</b></p

138、><p><b>　　折算應力為：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　6.4柱腳節(jié)點</b></p><p>　　6.4.1確定底板尺寸</p><p>　　初設底板上錨栓采用，初設半孔徑為，初選底板寬度：&

139、lt;/p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　。取L=900mm</b></p><p>　　圖6-8 柱腳簡圖</p><p><b>　　選取最不利組合</b></p><p>　　為負值，說明底板與基礎脫離，產(chǎn)生拉應力，該拉

140、應力應由錨栓來承擔。</p><p>　　6.4.2 確定底板厚度</p><p>　　柱腳簡圖如圖6-8所示。</p><p>　　三邊支承，一邊自由邊部分</p><p>　?、?A處錨栓所在區(qū)格</p><p><b>　　取，由，，</b></p><p><