畢業(yè)設計輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房設計

1、畢業(yè)設計（論文）題目 輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房設計學生姓名： 學號：_專 業(yè)： 班級：_指導教師： 評閱教師： 完成日期2010年6月3 日 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 2010年 月 日 學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優(yōu)秀學士學位論文評選機構(gòu)將本學

2、位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密 ，在_年解密后適用本授權書。2、不保密。（請在以上相應方框內(nèi)打“”）作者簽名： 2010 年 月 日 導師簽名： 2010 年 月 日目 錄建筑設計部分31. 平面設計32. 剖面設計33. 室內(nèi)外高差的確定44. 廠房天然采光設計45. 通風設計46. 廠房屋面排水設計47. 廠房立面設計58. 廠房的構(gòu)造設計58.1. 外墻58.2. 屋頂構(gòu)造68.3. 散水構(gòu)造79. 門窗明細表7結(jié)構(gòu)設計部分810. 結(jié)構(gòu)布置810.1. 材料的選擇810.2. 屋面布置810.

3、3. 柱間支撐布置810.4. 屋蓋支撐布置810.5. 墻面結(jié)構(gòu)布置911. 荷載計算911.1. 荷載取值911.2. 豎向荷載導算911.3. 風荷載導算1011.4. 吊車及吊車荷載1311.5. 地震作用計算1412. 吊車梁設計1512.1. 吊車荷載計算1512.2. 內(nèi)力計算1612.3. 截面特性1712.4. 強度計算1912.5. 穩(wěn)定性計算2012.6. 撓度計算2212.7. 支座加勁肋計算2212.8. 焊縫計算2412.9. 疲勞驗算2413. 牛腿設計2613.1. 荷載計算2613.2. 截面特性2713.3. 強度驗算2813.4. 焊縫驗算2813.5.

4、加勁肋設計3013.6. 穩(wěn)定性驗算3114. 剛架設計3114.1. 初選截面3114.2. 內(nèi)力手算3214.3. 內(nèi)力電算3814.4. 內(nèi)力組合表4314.5. 構(gòu)件驗算4815. 檁條設計6315.1. 荷載設計6315.2. 截面選擇及截面特性6515.3. 受壓板件的穩(wěn)定性系數(shù)6615.4. 強度計算7015.5. 穩(wěn)定性驗算7015.6. 撓度驗算7115.7. 構(gòu)造要求7116. 抗風柱設計7216.1. 荷載計算7216.2. 內(nèi)力分析7216.3. 截面選擇7316.4. 強度驗算7316.5. 穩(wěn)定性驗算7316.6. 撓度驗算7417. 節(jié)點設計7517.1. 梁柱節(jié)

5、點7517.2. 梁梁節(jié)點7817.3. 柱腳節(jié)點8017.4. 錨栓設計8217.5. 抗剪鍵的設置8318. 基礎設計8318.1. 基礎的選擇8318.2. 基礎埋深8418.3. 基礎尺寸的確定84致 謝92參 考 文 獻93附錄1 pkpm結(jié)構(gòu)計算匯總94附錄2施工圖圖紙129ake帝國集團輕鋼廠房設計學 生：*指導老師：*大學*學院摘 要 ：本設計工程為廣州地區(qū)一120米雙跨鋼結(jié)構(gòu)，各跨設一臺吊車，主要依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb500172003 和門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs 102:2002等國家規(guī)范，綜合考慮設計工程的規(guī)模、跨度、高度及用途，依據(jù)“適用、經(jīng)濟、在可能條件

6、下注意美觀”的原則，對各組成部分的選型、選材、連接和經(jīng)濟性作了比較，最終選用單層門式鋼架的結(jié)構(gòu)形式。梁、柱節(jié)點為剛性連接的門式鋼架具有結(jié)構(gòu)簡潔、剛度良好、受力合理、使用空間大及施工方便等特點，便于工業(yè)化，商品化的制品生產(chǎn)，與輕型維護材料想配套的輕型鋼結(jié)構(gòu)框架體系已廣泛應用于建筑結(jié)構(gòu)中，本設計就是對輕型鋼結(jié)構(gòu)的實際工程進行建筑、結(jié)構(gòu)設計與計算。主要對承重結(jié)構(gòu)進行了內(nèi)力分析和內(nèi)力組合，在此基礎上確定梁柱截面，對梁柱作了彎剪壓計算，驗算其平面內(nèi)外的穩(wěn)定性；梁柱均采用 q235 鋼，10.9 級摩擦型高強螺栓連接，局部焊接采用 e43型焊條，柱腳剛性連接，夾層梁與柱節(jié)點鉸接；屋面和墻面維護采用壓型鋼板

7、；另外特別注重了支撐設置、拉條設置，避免了一些常見的拉條設計錯誤。 abstact：the project situated in the suburbs of guangzhou province. it is 120 meters in length and a 24-meter span seted two cranes and each span has a intercalated bed. the project designed strictly comply with the relavant stipulations of the “code for design of st

8、eel structures (gb50017-2003)” and “technical specification for steel structure of light-weight buildings with gabled frames (cecs 102:2002)”, and some others.synthesize the scale of the consideration design engineering and across a principle for span and use, according as applying, economy, under t

9、he possible term attention beautifully, connecting method, structure type and material of each part which consist of a light-weight steel villa are analysed, then choose the construction form that use single layer a type steel. the beam, pillar node is a light steel construction frame system that ri

10、gid and copular a type steel a ware for having construction simple, just degree goodly, suffering dint reasonablely, using space bigly and starting construction convenience etc. characteristics, and easy to industrialization, commercializing produce, thinking with light maintenance material the kit

11、the already extensive applying in the building construction inside, this design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. the tractate includes the internal force analyzes and combines, based on these analyse, we can cho

12、ose the section of beam and columniation.next, checking computations of stability calculation of the plane structure. the steel beam and column employs q235 carbon structural steel. connection bolts are high strenth bolt of friction type with behavoure grade 10.9. common bolts are rough type made by

13、 q235-b.f steel. rod for mannual welding usually adopts e43. rigid connection apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. the metope and roofage adopts profiled steel sheet. otherwise,it is analyzed that the forced state of the bracing system for a steel f

14、actor building under wind load,and the design of a bracing truss for a building with larger width.avoid some errors in the design of brace,tention rod,tention rod joints. 關鍵詞：輕型鋼結(jié)構(gòu) 門式鋼架 內(nèi)力分析 壓型鋼板 節(jié)點keywords：lightweight steel structures gabled frame the internal force analyzes profiled steel sheet jo

15、int 建筑設計部分1. 平面設計根據(jù)題目所給條件：雙跨鋼結(jié)構(gòu)，跨度 21 及 27 米，長 120 米。參照工程應用實例，廠房平面布置為雙跨矩形平面。其柱網(wǎng)采用 6m21m 和 6m27m，除兩端部柱中心線內(nèi)偏橫向定位軸線1/2柱寬外，其余均與橫向定位軸線重合；縱向定位軸線與柱外緣重合(詳見施工圖)?？癸L柱距分別取 7m 和9m廠房出入口尺寸取3900 3300 。 圖1-1 柱網(wǎng)布置圖2. 剖面設計牛腿高度的確定吊車擬采用廣州起重機械有限公司的lda型10t電動單梁起重機。查閱相關規(guī)范可知吊車梁高度可取450mm，要求吊車頂面至斜梁與柱相交處最低點間的安全凈空尺寸300mm，本廠房取400

16、mm。根據(jù)設計資料檐口標高為8m和12m，屋頂坡度取1/12。斜梁高度初步取600mm。牛腿標高取6300mm和10300mm，詳見圖紙結(jié)施00。3. 室內(nèi)外高差的確定為考慮到運輸工具進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200mm。4. 廠房天然采光設計根據(jù)我國工業(yè)企業(yè)采光設計標準規(guī)定可知，本廠房的采光等級為iii級。本廠房擬采用混合采光，雙側(cè)采光+頂部采光?？v墻上的開窗總面積為：(2.127.6+2.145.6+2.127.6)2=423.36頂部采光帶布置，詳見圖紙建施04。綜上，滿足采光要求。5. 通風設計采用500型通風器通風，布置情況詳見圖紙建施04。6. 廠房屋面排

17、水設計采用檐溝外排水，壓型鋼屋面及檐溝構(gòu)造做法如圖6-1所示。圖 6-17. 廠房立面設計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1100mm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。8. 廠房的構(gòu)造設計8.1. 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

18、，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8.1-1 縱墻與山墻角部節(jié)點示意圖 8.2. 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，再鋪設壓型鋼板屋面。壓型鋼板凹槽沿排水方向鋪設，以利于排水，根據(jù)規(guī)范中廣州地區(qū)降雨量，排水坡度取1/12。具體構(gòu)造如下圖。圖8.2-1 屋脊節(jié)點示意圖8.3. 散水構(gòu)造廠房周圍做寬800mm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，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8.3-1 散水構(gòu)造示意圖9. 門窗明細表表9-1

19、 門窗明細表門窗編號尺寸數(shù)量高度（mm）寬度（mm）m1390033008c12100276004c22100456002 結(jié)構(gòu)設計部分10. 結(jié)構(gòu)布置10.1. 材料的選擇材料選擇根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中的相關規(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，又由于廠房對材料的沖擊韌性無特殊要求，所以質(zhì)量等級可以選用b級，且廠房對鋼材無特殊要求，為了節(jié)省造價，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。10.2. 屋面布置根據(jù)屋面

20、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)技術規(guī)程cecs102：2002中6.3.1之規(guī)定，由于檁條跨度為7.5m9m，故采用實腹式檁條。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中6.3.5和6.3.6之規(guī)定，應在檁條三分點處設置一道拉條，拉條采用10圓鋼，圓鋼拉條設在距檁條上翼緣1/3腹板高度范圍內(nèi)，屋脊拉條為剛性。10.3. 柱間支撐布置根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中4.5.2之規(guī)定應在廠房兩端第一柱間設置柱間支撐，并應在中間一個柱間設置柱間支撐，柱間支撐分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐布置。兩端設上柱支撐，中間

21、設上下柱支撐。在設置柱間支撐的開間，宜同時設置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。當有起重量不小于5t的吊車時，柱間宜采用型鋼支撐。10.4. 屋蓋支撐布置由于本廠房長120m，寬21+27m，根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中4.5.2之規(guī)定，將整個廠房可劃分為一個溫度區(qū)段。因此在廠房兩端第一個柱間支撐設置橫向水平支撐。此外，還應在廠房中間柱間內(nèi)設置屋蓋橫向水平支撐，并應在上述相應位置設置剛性系桿。10.5. 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)技術規(guī)范gb50018-2002中8.4.2之規(guī)定，本廠房跨度

22、6m，應在跨中位置設置一道拉條，拉條承擔的墻體自重通過斜拉條傳至承重柱和墻架柱，且應每隔5道拉條設置一對斜拉條，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)技術規(guī)程cecs102：2002中6.4.2節(jié)，應設置門柱窗柱，且由于門柱、窗柱需承受墻板重及自重，所以應考慮為雙向受彎構(gòu)件。11. 荷載計算11.1. 荷載取值不考慮地震作用時，作用在屋頂上的荷載包括結(jié)構(gòu)自重、屋面永久荷載、屋面活荷載及風荷載，各荷載的標準值分別如下（結(jié)構(gòu)自重由程序自動計算，并參與相應的組合）：屋面永久荷載gk ： 0.4kn/m2 (屋面板0.06kn/m2 ，隔熱層0.04kn/m2，檁條0.10kn/

23、m2 ，屋面支撐0.05kn/m2 ，設備管線0.15kn/m2 )；屋面活荷載qik ： 0.3 kn/m2 ；基本風壓w0 ： 0.5 kn/m2 ；11.2. 豎向荷載導算作用在剛架斜梁上的永久荷載dl（不包含自重）為：標準值 0.46=2.4kn/m設計值 2.41.2=2.88 kn/m依據(jù)荷載規(guī)范，不考慮雪荷載則作用在剛架斜梁上的活荷載ll為：標準值 0.36=1.8kn/m設計值 1.81.4=2.52n/m端跨剛架的受載面積為中跨的1/2，因此在整體分析時，作用在端跨的實際荷載為中跨的一半。吊車梁自重引起的恒載標準值：豎向力為：彎矩為：11.3. 風荷載導算建筑所在場地地面粗糙

24、度類別按b類考慮，則10m以下的風壓高度變化系數(shù)為z=1.0，1015m取z=1.14，結(jié)構(gòu)的風荷載體型系數(shù)依據(jù)規(guī)程附錄a中的a.0.1和a.0.2條的相關規(guī)定計算。垂直于建筑物表面的風荷載標準值wk的計算公式為： wk=sz w0式中w0為基本風壓，但需按現(xiàn)行國家標準荷載規(guī)范的規(guī)定值乘以系數(shù)1.05采用；s為體型系數(shù)，規(guī)程中給出了不同構(gòu)件計算風荷載標準值時的體型系數(shù)，本設計廠房符合條件：屋面坡度10、屋面平均高度h18m、房屋高寬比h/b1.0，且檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸。按規(guī)程計算房屋邊緣帶寬度z，z為計算維護結(jié)構(gòu)構(gòu)件時的房屋邊緣帶寬度。ac軸：最小水平尺寸lmin=27.0m，廠

25、房高度h=12.0m，則 0.1lmin=0.127.0=2.70m; 0.4h =0.412.0=4.8m0.1lmin與0.4h的較小者為0.1lmin=2.70m，取z=2.70m，且z4%lmin=1.08m因此，取z=2.70m，2z=5.40m；cd軸：最小水平尺寸lmin=21.0m，廠房高度h=8.0m，則 0.1lmin=0.121.0=2.10m; 0.4h =0.48.0=3.2m0.1lmin與0.4h的較小者為0.1lmin=2.10m，取z=2.10m，且z4%lmin=0.84m因此，取z=2.10m，2z=4.20m。圖11.3-1 風荷載體型系數(shù)及分區(qū)圖左風荷

26、載作用時，中間區(qū)剛架的風荷載標準值為：i中間區(qū)系數(shù)荷載標準值（kn/m）（b為開間尺寸）1+0.25=0.51.0510.256=+0.792-1.0=0.51.051(-1.0)6=-3.153-0.65=0.51.051(-0.65)6=-2.054-0.55=0.51.051(-0.55)6=-1.735-1.0=0.51.051(-1.0)6=-3.156-0.65=0.51.051(-0.65)6=-2.057-0.55=0.51.051(-0.55)6=-1.73左風荷載作用時，端區(qū)剛架的風荷載標準值為：i端區(qū)系數(shù)荷載標準值（kn/m）（b為開間尺寸）1e+0.5=0.250.42

27、0.56+(0.5-0.25)0.425.40=0.882e-1.4=(-1.0)0.420.56+-1.4-(-1.0)0.425.40=-2.173e-0.80=(-0.65)0.420.56+-0.8-(-0.65)0.425.40=-1.164e-0.70=（-0.55）0.420.56+-0.7-(-0.55)0.425.40=-1.035e-1.40=（-0.1）0.420.56+-1.4-(-0.1)0.425.40=-3.076e-0.80=（-0.65）0.420.56+-0.8-(-0.65)0.425.40=-1.167e-0.70=（-0.55）0.420.56+-0.

28、7-(-0.55)0.425.40=-1.03右風荷載作用時，中間區(qū)剛架的風荷載標準值為：i中間區(qū)系數(shù)荷載標準值（kn/m）（b為開間尺寸）7+0.25=0.51.0510.256=+0.796-1.0=0.51.051(-0.1)6=-3.155-0.65=0.51.051(-0.65)6=-2.054-0.55=0.51.051(-0.55)6=-1.733-1.0=0.51.051(-1)6=-3.152-0.65=0.51.051(-0.65)6=-2.051-0.55=0.51.051(-0.55)6=-1.73右風荷載作用時，端區(qū)剛架的風荷載標準值為：i端區(qū)系數(shù)荷載標準值（kn/m

29、）（b為開間尺寸）7e+0.5=0.250.420.56+0.5-0.250.424.20=0.766e-1.4=(-1.0)0.420.56+-1.4-(-1.0)0.424.20=-2.425e-0.80=(-0.65)0.420.56+-0.8-(-0.65)0.424.20=-1.084e-0.70=(-0.55)0.420.56+-0.7-(-0.55)0.424.20=-0.963e-1.40=(-1.0)0.420.56+-1.4-(-1.0)0.424.20=-2.422e-0.80=(-0.65)0.420.56+-0.8-(-0.65)0.424.20=-1.081e-0.

30、70=(-0.55)0.420.56+(-0.7-0.55)0.424.20=-0.9611.4. 吊車及吊車荷載11.4.1. 各吊車工況下的牛腿的最大反力（1）兩臺吊車時最大輪壓作用下牛腿的最大反力：（2）兩臺吊車時最小輪壓作用下牛腿的最大反力：（3）一臺吊車時橫向荷載作用下牛腿最大反力：（4）一臺吊車時最大輪壓作用下牛腿的最大反力：（5）一臺吊車時最小輪壓作用下牛腿的最大反力：（6）一臺吊車時橫向荷載作用下牛腿的最大反力：11.4.2. 吊車對結(jié)構(gòu)最不利荷載計算 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柱列所受

31、豎向力及彎矩， 橫向荷載作用于ab跨11.5. 地震作用計算由于門式剛架結(jié)構(gòu)的自重較輕，地震作用產(chǎn)生的荷載效應一般較小。設計經(jīng)驗表明：當抗震設防烈度為8度而風荷載標準值大于0.45kn/時，地震作用的組合一般不起控制作用，因此，本設計只采用抗震構(gòu)造措施和簡單驗算而不做詳細的計算。12. 吊車梁設計12.1. 吊車荷載計算圖12.1-1 吊車梁的支座反力影響線吊車的支座反力影響線見圖。最大輪壓作用下牛腿的最大反力：119.7*（67/120+1）=186.53kn131.53*（67/120+1）=204.97kn橫向荷載作用下的最大反力：4.82*（67/120+1）=7.52kn12.1.1

32、. 吊車最大輪壓由鋼結(jié)構(gòu)設計手冊中吊車資料可知，其最大輪壓為8.31t和9.13t。則根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001中5.1.1之規(guī)定可知：豎向荷載標準值為19.5m跨度吊車：; 25.5m跨度吊車：; 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范5.3.1之規(guī)定取吊車荷載動力系數(shù)=1.05，則吊車豎向荷載設計值為： 19.5m跨度吊車：1.4*1.05*8.31*9.8=119.71kn1.4*1.05*1.07*9.8=15.41kn 25.5m跨度吊車：1.4*1.05*9.13*9.8=131.53kn1.4*1.05*1.62*9.8=23.34kn12.1.2. 吊車橫向水平力由吊車資料可知

33、吊車額定起重量為10噸，小車重量為2.7噸，且吊車工作制為a5級，為輕級工作制，因此每個輪上的橫向荷載標準值為： 由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范5.1.2之規(guī)定知=0.12，則：依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb 50009)的規(guī)定，得作用在每個車輪上的橫向水平力為 =1.4*9.8*12%*（10+1.7）/4=4.82kn12.2. 內(nèi)力計算由于本廠房有兩跨，有兩臺10t吊車，設計時取最不利情況并按兩臺吊車設計。吊車最大輪壓標準值及輪距如圖所示。吊車梁兩端設計為鉸接，l=6m。吊車梁中最大彎矩及相應的剪力圖12.2-1 吊車梁彎矩計算簡圖產(chǎn)生最大彎矩點（c點）的位置如上圖所示，梁上所有荷載合力p的位置為： ，

34、2500mm，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計手冊8.3.2節(jié)中，最大彎矩標準值為：其中為吊車梁自重影響系數(shù)，查鋼結(jié)構(gòu)設計手冊表8-2得 =1.03最大彎矩處的相應剪力值為： 12.2.1. 吊車梁的最大剪力 圖12.2.1-1 吊車梁剪力計算簡圖 12.3. 截面特性 取吊車梁為單軸對稱工字型截面，如圖： 圖12.3-1 吊車梁截面圖12.3.1. 毛截面特性12.3.2. 凈截面特性12.4. 強度計算12.4.1. 正應力按鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中公式4.1.1計算上翼緣正應力，由于吊車梁要進行疲勞驗算，所以、均取1.0，則：上翼緣應力：下翼緣應力：12.4.2. 剪應力按鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范g

35、b50017-2003中公式4.1.2計算，平板支座時：12.4.3. 腹板的局部壓應力采用鋼結(jié)構(gòu)設計手冊gb50017-2003中4.1.3之規(guī)定：吊車軌道自重235.2n/m，軌高130mm，則：集中荷載增大系數(shù) ，f=p=12.4.4. 腹板計算高度邊緣處的折算應力根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中4.1.4規(guī)定：由于與同號，則取1.1。則：12.5. 穩(wěn)定性計算12.5.1. 梁的整體穩(wěn)定性按鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中4.2.1之規(guī)定有：，應計算梁的整體穩(wěn)定性，按鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中4.2.1之規(guī)定有：因集中荷載并非在跨中附近由鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范

36、gb50017-2003表b.1對單軸對稱工字型截面：加強受壓翼緣計算整體穩(wěn)定性（mh=0） 滿足要求。12.5.2. 腹板的局部穩(wěn)定性根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中4.3.2之規(guī)定：由于，由于有局部壓應力，故必須配置橫向加勁肋，且應在支座處配置支撐加勁肋。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中4.3.6之規(guī)定：橫向加勁肋應該在與之間設置，故取橫向加勁肋間距，橫向加勁肋在腹板兩側(cè)成對稱布置。其外伸寬度，取，則腹板加勁肋厚度為。12.6. 撓度計算驗算吊車梁的撓度應按最大一臺吊車的荷載標準值計算，且不乘動力系數(shù)，則撓度為：滿足剛度要求。12.7. 支座加勁肋計算 取支座加勁肋

37、為，布置如下圖：圖12.7-1 支座加勁肋計算簡圖則支座加勁肋的端面承受壓應力為：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。12.8. 焊縫計算12.8.1. 上翼緣與腹板連接處的連接焊縫為： 由于構(gòu)造要求， 故取。12.8.2. 下翼緣與腹板連接處的連接焊縫為：根據(jù)構(gòu)造要求取 。12.8.3. 支座加勁肋與腹板的連接焊縫為：設 ，則根據(jù)構(gòu)造要求取 。12.9. 疲勞驗算 由于循環(huán)次數(shù)為次，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中6.1.1之規(guī)定，應進行疲勞驗算。12.9.1. 最大彎矩（c點截面）處下翼緣連接焊縫附近主體金屬的疲勞應力幅按照規(guī)范要求，采用一臺起重量

38、最大吊車的荷載標準值，不計動力系數(shù)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中附表e之規(guī)定可知：構(gòu)件和連接類別分別為2類，再查表6.2.1可知： 則：所以滿足要求。12.9.2. 橫向加勁肋下端部附近主體金屬的疲勞應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力幅：查鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中附表e可知，構(gòu)件和連接類別均為4類，查表6.2.1得： ，故滿足要求。13. 牛腿設計13.1. 荷載計算根據(jù)吊車梁的設計，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準值為：圖13.1-1 牛腿根部支座反力影響線示意圖

39、則牛腿根部承受的剪力：截面選擇圖13.1-1 牛腿節(jié)點示意圖牛腿選用 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，力作用點處截面為。 則：13.2. 截面特性圖13.2-1 牛腿根部截面示意圖牛腿根部截面：13.3. 強度驗算抗彎強度抗剪強度腹板計算高度邊緣處折算應力 和的最不利組合出現(xiàn)在腹板邊緣，因此驗算公式為：滿足要求。13.4. 焊縫驗算根據(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13.4-1 截面焊縫示意圖全部焊縫對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力：牛腿翼緣和腹板交接

40、處有彎矩引起的應力和剪力引起的應力共同作用：滿足要求。13.5. 加勁肋設計取加勁肋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13.5-1 加勁肋示意圖13.6. 穩(wěn)定性驗算截面屬于b類截面，查表得 則： 滿足要求 。14. 剛架設計14.1. 初選截面 廠房跨度分別為27m和21m，擬選用變截面剛架來設計，根據(jù)已有資料和經(jīng)驗，再結(jié)合pkpm優(yōu)化設計，初選截面如下：剛架a軸柱選用型截面；ab跨剛架梁選用型截面（分段長度比例為11:16）及型截面；b軸剛架柱（中柱）選用型截面；bc軸剛架梁選用及型截面（分段長度比例為4:3）。具體布置如

41、圖1.29-1所示圖1.29-114.2. 內(nèi)力手算一品剛架的計算簡圖如圖14.2-1。14.2.1. bc跨內(nèi)力先取bc跨計算?；倔w系如圖14.2-2圖 14.2-1 圖 14.2-2作基本結(jié)構(gòu)的mp、m1、m2圖（圖14.2-3a、b、c），由此求得自由項和系數(shù)如下：(a) mp圖（單位knm）(b)1圖（單位m）(c)2圖（單位m）(d)m圖（單位knm）力法方程為 解方程，得利用疊加公式 作m圖，如圖14.2-3d所示。 14.2.2. ab跨內(nèi)力圖14.2.2-1先計算屋面均布恒載下內(nèi)力：(1) 基本未知量共有兩個基本未知量：。(2) 桿端彎矩固端彎矩查表求得各桿剛度取相對值計算，

42、設,則疊加固端彎矩，可列出各桿桿端彎矩如下：（3）位移法方程結(jié)點b平衡：將上步結(jié)果代入得 （a）結(jié)點e平衡：將上步結(jié)果代入得 （b）（4）求基本未知量解（a）、（b）兩方程，得（5）求桿端彎矩將求得的位移代入上述各桿桿端彎矩公式，得14.2.3. 剛架整體內(nèi)力綜上，得到剛架的內(nèi)力圖如圖14.2.3-1、2、3圖14.2.3-1 剛架彎矩圖圖14.2.3-2 剛架彎矩圖圖14.2.3-3 剛架剪力圖14.3. 內(nèi)力電算計算結(jié)果由清華大學結(jié)構(gòu)力學求解器得出。14.3.1. 恒載內(nèi)力圖 恒載m圖 恒載n圖 恒載q圖14.3.2. 活載內(nèi)力圖 活荷載m圖活荷載n圖 活載q圖14.3.3. 風荷載內(nèi)力圖

43、 左風荷載m圖 左風荷載n圖左風荷載q圖 右風荷載m圖右風荷載n圖 右風荷載q圖截面編號14.4. 內(nèi)力組合表柱梁內(nèi)力組合表114.5. 構(gòu)件驗算14.5.1. 剛架梁的驗算1) 構(gòu)件的截面特性兩跨鋼梁皆為變截面梁，大頭截面a尺寸為h80024024081010 小頭截面b的尺寸為h50024024081010 等截面c的尺寸為h50016016081010 小頭截面d的尺寸為h50016016081010 大頭截面e的尺寸為h75016016081010 等截面f的尺寸為h30032032081212 小頭截面g的尺寸為h30025025081616 大頭截面h的尺寸為h8002502508

44、1616 2) 構(gòu)件寬厚比的驗算對于大頭截面a：翼緣部分：腹板部分：對于小頭截面b：翼緣部分： 腹板部分：對于等截面c：翼緣部分：腹板部分：對于小頭截面d：翼緣部分：腹板部分：對于大頭截面e：翼緣部分：腹板部分：對于等截面f：翼緣部分：腹板部分：對于小頭截面g：翼緣部分：腹板部分：對于大頭截面h：翼緣部分：腹板部分：3) 抗剪驗算由于梁為變截面，所以分兩段分別計算。 對于等截面一段：其最大剪力為 則根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中6.1.1中第6款的規(guī)定：梁的腹板高度變化小于60mm/m,則：所以：滿足要求。 對于變截面一段，只需驗算最不利截面3-3： 其最大剪力所以

45、：滿足要求。4) 彎、剪、壓共同作用下的驗算對于大頭截面 根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中6.1.2中第2款的規(guī)定進行下列驗算：所以，取 全截面有效，所以： 由于 所以用公式：滿足要求。對于等截面梁，因截面相同，只需聯(lián)合選出3-3，4-4截面中的最不利內(nèi)力來進行驗算 根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中6.1.2中第2款的規(guī)定進行下列驗算：所以，取 全截面有效，所以： 由于 所以用公式：滿足要求。5) 梁的整體穩(wěn)定性驗算a、 橫梁平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗算根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002，第一段，第二段的，相連楔形段的長度比根據(jù)門

46、式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中附錄d查得換算長度系數(shù)為 ，則計算長度為：截面屬于b類截面，可查得有側(cè)移剛架柱取，則應有：滿足要求。b、考慮屋面板與檁條緊密連接，有蒙皮效應，檁條可作為橫梁平面外支撐點，但為安全起見，計算按兩個檁條間距考慮，即3000m，平面外穩(wěn)定性根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中6.1.4之規(guī)定進行驗算：取計算長度 對于第一段變截面梁3-3截面 該構(gòu)件的楔率為 由于截面屬于b類截面，查表得 受壓區(qū)1/3高度和受壓翼緣對y軸的截面性質(zhì)：受壓區(qū)1/3高度為，則： 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中附錄b之規(guī)定：取， 則：滿足

47、要求。對于第二段等截面梁12-12,13-13截面 該構(gòu)件的楔率為 ，由于截面屬于b類截面，查表得 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中附錄b之規(guī)定：取， 則：滿足要求。14.5.2. 鋼架柱的驗算1) 構(gòu)件的截面特性柱選用截面為 的焊接工字型截面，且為等截面柱，則： 2) 構(gòu)件寬厚比驗算翼緣部分：腹板部分：3) 抗剪驗算柱截面最大剪力為 所以 根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中6.1.1中第6款的規(guī)定：不設支座加勁肋，所以：滿足要求。4) 彎、剪、壓共同作用下的驗算 根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中6.1.2中第2款的規(guī)定進行下列驗算

48、：所以，取又，部分截面有效，所以： 由鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范gb50017-2003中考慮屈曲后強渡的計算，由于 所以用公式：滿足要求。5) 整體穩(wěn)定性驗算a、剛架柱平面內(nèi)穩(wěn)定性驗算因最大彎矩和最大軸力不在同一個截面，故應驗算兩組數(shù)據(jù)。第一組： 柱的平面內(nèi)計算長度：根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中公式6.1.3-7b可知柱的平面內(nèi)計算長度系數(shù)為：公式中k是柱的線剛度;則：穩(wěn)定性驗算截面屬于b類截面，可查得取，則應有：滿足要求。第二組： 柱的平面內(nèi)計算長度：根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術規(guī)程cecs102：2002中公式6.1.3-7b可知柱的平面內(nèi)計算長度系數(shù)為：公式中k是柱的線剛度;則：穩(wěn)定性驗算截面屬于b類截面，可查得取，則應有：滿足要求。b、鋼架柱平面外的整體穩(wěn)定性驗算考慮柱間支撐作為柱的平面外支撐，所以柱的平面外驗算