重型鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、 1 引言 為了能夠更好地回顧所學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的知識(shí)，此次的設(shè)計(jì)選擇了有吊車(chē)的重型鋼結(jié)構(gòu)廠房，并采用輕鋼圍護(hù)結(jié)構(gòu)。文章從建筑、結(jié)構(gòu)、施工圖三個(gè)方面對(duì)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程作了說(shuō)明，設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中難免有遺漏或不妥的地方，希望老師再次指正。1.1 工程概況 這是一個(gè)新建的機(jī)械裝配車(chē)間，坐落在武漢，廠房的長(zhǎng)132m，寬36m，總建筑面積4752m2；內(nèi)設(shè)一臺(tái)160/50t橋式吊車(chē)；該廠房采用輕鋼圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.2 地質(zhì)水文及氣象條件建筑等級(jí)i地下水性質(zhì)無(wú)侵蝕性最冷月平均溫度3.4地下水位標(biāo)高最高-8m最熱月平均溫度28.8土壤情況及性質(zhì)密實(shí)粘性土室外計(jì)算溫度冬季-2夏季33許可耐壓力砌置深度2米時(shí)30n/c

2、m2常年降雨量1043.3mm主導(dǎo)風(fēng)向及風(fēng)速東北 1.9m/s最大積雪厚度0地震設(shè)計(jì)烈度6度1.3 生產(chǎn)車(chē)間工藝、組成及要求 （1）裝配車(chē)間設(shè)計(jì)主要承擔(dān)設(shè)備的加工、裝配任務(wù)，工藝流程為： 倉(cāng)庫(kù) 機(jī)械加工 熱處理 中間倉(cāng)庫(kù) 部件裝配 總裝配 油漆 檢驗(yàn) （2）總裝配跨：軌頂標(biāo)高21米，內(nèi)設(shè)160/50t橋式吊車(chē)一臺(tái)。 （3）總裝配車(chē)間是冷加工車(chē)間，由于加工零件及加工工序多，精度要求高，地面與上部運(yùn)輸頻繁，機(jī)床設(shè)備及操作工人多，要求車(chē)間自然光線好，采光等級(jí)為三級(jí)，火災(zāi)危險(xiǎn)性屬戊類(lèi)。2 建筑設(shè)計(jì)2.1 平面設(shè)計(jì)2.1.1 廠房平面的布置形式 由于廠房?jī)?nèi)設(shè)置一臺(tái)160/50t橋式吊車(chē)，該吊車(chē)的跨度為3

3、4m，由此確定該廠房為單跨；根據(jù)生產(chǎn)工藝等要求，確定該廠房為單層。所以廠房平面形式為矩形。2.1.2 柱網(wǎng)的確定 根據(jù)廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)（gbj6-86）的要求：當(dāng)跨度尺寸18m時(shí)，按60m模數(shù)遞增，即合理跨度可取18m，24m，30m和36m；柱距采用60m數(shù)列，即6m，12m，18m等。由于廠房為36×132m，綜合規(guī)范要求等方面的影響因素，確定該廠房的跨度為36m，柱距為6m。柱網(wǎng)布置如下圖所示：2.1.3 定位軸線的確定 （1） 橫向定位軸線 通常以通常以等數(shù)字標(biāo)識(shí)；除了邊柱和變形縫處，其它都是從柱子的中心通過(guò)；墻的內(nèi)緣與邊柱的外緣相重合，定位軸線內(nèi)縮750mm。 （2）縱

4、向定位軸線 通常以等字母標(biāo)識(shí)；標(biāo)定了橫向構(gòu)件屋架， 也是大型屋面板 邊緣的位置。 吊車(chē)規(guī)格與工業(yè)建筑跨度的關(guān)系為： l - lk = 2e 式中 lk吊車(chē)的跨度，取34m； l廠房的跨度，該廠房為36m； e吊車(chē)軌道中心至縱向定位軸線的距離，由于該吊車(chē)為160/50t， 所以 e取1m。 2.1.4 變形縫的設(shè)置 普通鋼結(jié)構(gòu)廠房的溫度區(qū)段的最大長(zhǎng)度：結(jié)構(gòu)情況溫度區(qū)段長(zhǎng)度/m縱向溫度區(qū)段（垂直屋架跨度方向）橫向溫度區(qū)段（沿屋架跨度方向）柱頂剛接柱頂鉸接采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋220120150熱車(chē)間和采暖地區(qū)的飛非采暖房屋180100125露天結(jié)構(gòu)120 由于該廠房長(zhǎng)132m，寬36m，按照上

5、表的要求，可以不設(shè)溫度縫。且廠房為規(guī)整的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)抗震縫和沉降縫。2.2 剖面設(shè)計(jì)2.2.1 單層工業(yè)廠房相關(guān)高度的確定 （1）廠房柱頂標(biāo)高的確定 h=h1+h6+h7 式中：h柱頂標(biāo)高，應(yīng)符合3m模數(shù) ；   h1吊車(chē)軌道頂面標(biāo)高（m），本設(shè)計(jì)為21m；     h6吊車(chē)軌頂至小車(chē)頂面的高度（mm），本設(shè)計(jì)為5290mm；    h7小車(chē)頂面至屋架下弦底面之間的安全凈空尺寸（mm），取值為500mm。則h=21000+5290+500=26790mm，取3m的模數(shù)h=27000mm。 （2）室內(nèi)地坪標(biāo)高的確定 為

6、了防止雨水浸入室內(nèi)，同時(shí)考慮到單層工業(yè)建筑運(yùn)輸工具進(jìn)出頻繁，若室內(nèi)外高差過(guò)大則出入不便，所以取150mm。2.2.2采光設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求該廠房的采光等級(jí)為三級(jí)，查采光標(biāo)準(zhǔn)可知，該廠房采光要求的窗地面積比為1:3.5。 由于廠房跨度為36m，超越單側(cè)采光所能解決的范圍，所以該廠房將在側(cè)墻采用雙側(cè)開(kāi)窗采光。并將側(cè)窗分為上下兩段布置，即高側(cè)窗和低側(cè)窗。高側(cè)窗有兩排，分別為3×1.5m和3×1m，低側(cè)窗為3.9×5.1m，經(jīng)計(jì)算滿足窗地比的要求。為方便工作和不使吊車(chē)梁遮擋光線，一般高側(cè)窗的下沿比吊車(chē)梁頂面高出600mm；低側(cè)窗下沿一般應(yīng)略高于工作面的高度，工作面高度取900

7、mm。2.2.3 通風(fēng)設(shè)計(jì) 為了節(jié)約環(huán)保，本廠房采用自然通風(fēng)，除了高低側(cè)窗戶的布置外，在正立面各設(shè)兩道3.6×3.6的汽車(chē)門(mén)，在廠房的兩側(cè)立面各設(shè)兩道4.5×5.4的火車(chē)門(mén)。2.3 立面設(shè)計(jì) 為了使立面簡(jiǎn)潔大方，比例恰當(dāng)，達(dá)到完整均勻，節(jié)奏自然，色調(diào)質(zhì)感協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果。本廠房的立面采用水平劃分的手法，在水平方向設(shè)整排的矩形窗，組成水平條帶，增加立體感。在山墻設(shè)有3600×3600的汽車(chē)門(mén)，在側(cè)立面4500×5400的火車(chē)門(mén)；門(mén)上設(shè)有外挑的900mm的雨棚。 2.4 其它節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2.4.1 墻面、屋面和地面的設(shè)計(jì) （1）根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃臍庀髼l件，武漢屬于夏熱

8、冬冷地區(qū)，“防熱為主，兼顧保溫”，均采用輕質(zhì)高強(qiáng)度的壓型鋼板，內(nèi)夾發(fā)泡型保溫材料用來(lái)保溫隔熱。墻厚240mm，墻板通過(guò)墻梁與鋼架柱相連。 （2）屋面采用兩層壓型鋼板，內(nèi)填發(fā)泡型保溫材料，自身就具有良好的防水作用，無(wú)需額外做防水層。屋面檐口部分采用有組織排水方式。 （3） 室內(nèi)地面構(gòu)造 2.4.2 排水、散水與坡道設(shè)計(jì)由于該廠房較高，武漢的年降雨量較大，故采用有組織排水的方式。落水管間距為12m。外圍散水坡度i=5%，寬600；為了方便車(chē)輛進(jìn)出，大門(mén)入口的坡道坡度i=7.5%，且設(shè)有防滑條。  坡道地面構(gòu)造2.4.3 防火設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)廠房具有耐火性能低的弱點(diǎn)，在未進(jìn)行防火處理的情況下，

9、其本身雖然不會(huì)起火燃燒，但火災(zāi)時(shí)，強(qiáng)度會(huì)迅速下降。易出現(xiàn)塑性變形，產(chǎn)生局部損壞，造成鋼結(jié)構(gòu)整體倒塌失效。 由于該廠房的防火等級(jí)為戊類(lèi)，根據(jù)生產(chǎn)工藝和安全防火要求，在廠房的兩個(gè)山墻立面各設(shè)置兩個(gè)3600×3600的汽車(chē)門(mén)，在側(cè)立面各設(shè)置兩個(gè)4500×5400的火車(chē)門(mén)。各個(gè)鋼構(gòu)件涂防火材料。2.4.4 樓梯 在廠房?jī)深^各設(shè)置一個(gè)吊車(chē)梯，在外墻設(shè)置一個(gè)消防檢修梯，由于高度為30.8m，所以樓梯的設(shè)置中，有梯間休息平臺(tái)。3 結(jié)構(gòu)選型及整體布置3.1 選擇鋼材的必要性 與其他材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)：鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)重量輕；材質(zhì)均勻，且塑性韌性好；加工和焊接性能好；密封性好

10、；鋼材可重復(fù)利用。由于該廠房跨度為36m，高度為30.8m，混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)這樣的廠房無(wú)法勝任，鋼材強(qiáng)度高、自重輕的優(yōu)勢(shì)尤為合適。3.2 柱網(wǎng)布置 廠房的長(zhǎng)為132m，跨度為36m，根據(jù)要求取柱距為6m，故采用6×36m的柱網(wǎng)。 3.3 屋架、框架的形式和相關(guān)尺寸框架柱與屋架剛接。使其內(nèi)力分布較均勻?？蚣芸缍?6m，端部高度2m。 屋架布置 由于該廠房為重型鋼結(jié)構(gòu)廠房，所以將柱腳做成剛接來(lái)增加橫向框架的剛度，承重柱采用階形柱。上柱為工字型鋼柱，下柱為格構(gòu)式鋼柱。上柱截面尺寸下柱截面尺寸3.4 屋蓋支撐的布置 屋蓋支撐包括橫向支撐、縱向支撐、垂直支撐和系桿(檁條)。3.4.1上弦橫向水平支

11、撐布置 上弦橫向水平支撐設(shè)在橫向溫度區(qū)段的兩端，橫向水平支撐的間距l(xiāng)0不宜超過(guò)60m，由于廠房的長(zhǎng)132m>60m，所以在溫度區(qū)段中部也設(shè)置一道橫向水平支撐。3.4.2 下弦橫向水平支撐布置與上弦支撐布置在同一柱間，它也形成一個(gè)平行弦桁架，位于屋架下弦平面。3.4.3 下弦縱向水平支撐在屋架下弦端節(jié)點(diǎn)間設(shè)置縱向支撐?？v向水平支撐和橫向水平支撐形成封閉合框，加強(qiáng)了屋架的整體穩(wěn)定性，并提高了廠房的縱向剛度。 3.4.4 垂直支撐3.4.5系桿（檁條） 上弦平面內(nèi)，系桿由檁條代替，系桿只在屋脊及屋脊兩邊設(shè)置。下弦平面內(nèi)，在跨中設(shè)置一道系桿，在屋架兩端設(shè)置系桿。3.5 柱間支撐布置 上層柱間支撐

12、要在下層柱間支撐布置柱間設(shè)置外，還在每個(gè)溫度區(qū)段的端布設(shè)置。3.6 抗風(fēng)柱的布置 采用整體式體系，山墻柱上搭墻梁，墻梁跨度為6m；在山墻處設(shè)置抗風(fēng)柱，柱距為6m。4 荷載計(jì)算4.1計(jì)算單元的劃分以及計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定4.1.1 計(jì)算單元的劃分 為了計(jì)算方便，將廠房的空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。并近似地認(rèn)為各個(gè)橫向平面框架之間以及各個(gè)縱向平面框架之間是互不影響的，各自獨(dú)立工作。橫向框架的間距、荷載相同，因此取出有代表性的一榀中間橫向框架作為計(jì)算單元，如圖陰影部分所示。4.1.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 計(jì)算簡(jiǎn)圖中，h為柱腳低至屋架下弦重心線與柱頂交點(diǎn)間的距離,即柱高，h1為上柱高度，為7.6m；h2為下

13、柱高度，為19.4m，總高度為27m。上柱與下柱偏心距e1為500mm。4.2 永久荷載4.2.1屋蓋自重兩層壓型鋼板 （含保溫） 0.30 kn/檀條及支撐 0.10 kn/ 鋼架傾斜自重 0.15 kn/ 荷載總和 0.55 kn/ 屋架作用于框架柱的計(jì)算簡(jiǎn)圖為下圖所示，屋架間距6m。q為屋蓋線荷載.q=6×0.55=3.30kn/m 4.2.2 集中荷載 屋架反力 3.3×36/2=59.4kn 偏心距e 0.5m 集中荷載產(chǎn)生的彎矩 m1=59.4×0.5=29.7kn·m4.2.3 柱及吊車(chē)梁的自重 （1）上柱自重（上柱自重標(biāo)準(zhǔn)值=上柱體積&#

14、215;7850kg/m3×1.1）a上=18×940+2×30×500=46920mm²p上=1.2× a上h1××7850kg/m3×1.1=36.95kn （2）下柱自重（下柱自重標(biāo)準(zhǔn)值=下柱體積×7850kg/m3×1.3）a下=30×530+（200-16）×16×2+16×167×2+2×30×500+16×540=66828mm2p下= 1.2×a下h2×7850kg/m3

15、×1.3=174.63kn （3）吊車(chē)梁自重a吊=2×25×500+18×1300=48400mm2p吊=1.2×a吊h×7850kg/m3×1.4=38.30knm1= p吊ac-p上e1=38.30×0.7-35.01×0.5=9.31kn·m4.2.4 外墻自重 壓型鋼板（包含填充物） 0.25 kn/墻梁自重 0.10 kn/支撐自重 0.10 kn/ (+ 合計(jì) 0.45 kn/ 開(kāi)窗處荷載自重 鋼窗自重 0.4 kn/墻梁自重 0.10 kn/支撐自重 0.10 kn/ (+ 合計(jì)

16、0.6 kn/ 圖4-5p1= ( 2.9 + 0.70 ) × 0.45 + 4 × 0.6 × 6×1.2 =27.648knp2= (3.7 + 4.5 ) × 0.45 + 4 × 0. 6× 6×1.2 = 40.89kn4.3 可變荷載4.3.1 屋面活荷載 本廠房屋面為不上人屋面，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.3kn/，武漢屋面雪荷載值為0.4kn/，在可變荷載計(jì)算時(shí)，只取均布活荷載與雪荷載兩者中的較大值，本廠房不考慮積灰荷載。屋面線荷載 q=q0×6=1.4×0.4×6=3.3

17、6kn/m屋架反力 上下柱的偏心距 e=0.5m集中荷載所產(chǎn)生的彎矩 m1=60.48×0.5=30.24kn·m 4.3.2 吊車(chē)荷載 （1）豎向荷載本廠房采用160/50t橋式吊車(chē)，查表得最大輪壓pmax=335kn，最小輪壓pmin=103kn。吊車(chē)梁支座反力影響線如圖所示： dmax = pmaxyi=1.4×335×（1+0.86+0.63+0.49+0.59+0.45+0.22+0.08）=2026.08kn dmin=（pmin/pmax）·dmax=（103/335）×2026.08=1622.49kn （2）橫向荷載

18、 hk=k(g+q)/n g=小車(chē)自重標(biāo)準(zhǔn)值=63.3tq=最大起重量=160tk=0.08因此hk=0.08×（6301600)/8=22.33knt=.hk.y1=1.4×22.33×（0.34+0.49+0.63+0.86+1+0.59+0.45+0.22+0.08）=135.05kn4.4 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，式中，zz高度處的風(fēng)振系數(shù)； s風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)表1.1得s=-0.6； zz風(fēng)壓高度變化系數(shù)，離地面20m時(shí)，z=1.25；離地面30m時(shí)，z=1.42。風(fēng)壓高度變化系數(shù)按柱頂離室外天然地坪的高度27.15m取值，得z=1.37。 當(dāng)廠房高

19、寬比小于1.5時(shí)，z=1，本廠房高寬比為0.75<1.5，所以z=1；查建筑荷載規(guī)范可知，武漢的基本風(fēng)壓w0= 0.35 kn/ ； 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示， s15030°60°-0.60+0.8 風(fēng)載體型系數(shù) （1）wk1為屋架端部傳給框架柱的集中荷載 （2）w2為屋面?zhèn)鹘o框架柱的集中荷載 （3）q為墻面?zhèn)鹘o框架柱的線風(fēng)荷載 集中力的合力 w= （wk1 + wk2 ）×1.4=2.42kn wk=（wk1+ wk2）×1.4 = -6.07 kn4.5 地震作用 該廠房為6級(jí)抗震，根據(jù)抗震設(shè)防烈度的要求，該廠房不考慮地震作用的計(jì)算。5 內(nèi)力分析與組

20、合5.1框架內(nèi)力計(jì)算的準(zhǔn)備5.1.1 橫梁及上下柱慣性矩的選取 （1）屋架折算慣性矩的近似計(jì)算 i0=(a1y12a2y22)k 式中a1，a2屋架在跨中處的上弦桿和下弦桿的截面面積； y1, y2 屋架在跨中的上弦桿重心線和下弦桿重心線至中和軸的距離； k為折減系數(shù)，屋架坡度為1/10,查表得k為0.7。坡度1/81/101/12k0.650.70.8a1 = 43.9 × 2 = 87.8cm2a2 = 37.6 × 2 = 75.2cm2i0= ( a1y12+a2y22 )×k=0.7×87.8×(350/22.91)2+75.2

21、15;(350/2-3.98)2i0= 3.37×106cm4 (2)上柱慣性截面（實(shí)腹式）： is=1.8×943/12+2×(50×33/12 + 50×3×48.52)=830487.6cm4 (3)下柱（格構(gòu)柱）折算慣性矩： i下=( a1x12+a2x22 ) × 0.9 a1=223cm2， a2=386.4cm2 a=a1+ a2=609.4cm2x2=(52×3×(200-1.5)+2×76.51×9200-5.69-3.0)/609.4=98.8 cmx2=200-9

22、8.8=101.2cmix=(223×101.2+386.4×98.8) ×0.9=5450095cm45.1.2 桿端有單位變形時(shí)的支座反力（1）柱 （2） 梁 橫梁的軸向變形很小，在計(jì)算中忽略框架橫向側(cè)移變形。 5.2 框架內(nèi)力分析計(jì)算5.2.1 內(nèi)力分析的幾點(diǎn)說(shuō)明 （1）橫梁和柱子的軸向變形很小，所以計(jì)算中不考慮。 （2） 荷載符號(hào)規(guī)定，水平向右為正，豎直向下為正，彎矩順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?（3） m在受拉一側(cè)。 （4） 手算吊車(chē)剎車(chē)力作用下的內(nèi)力 5.2.2 電算其它荷載內(nèi)力（荷載，彎矩，剪力，軸力圖） （1）屋蓋自重內(nèi)力圖 (2)外墻自重（3）吊車(chē)豎向荷載

23、（4） 屋面活荷載 （5） 風(fēng)荷載（6）柱及吊車(chē)自重內(nèi)力圖（7）永久荷載作用及內(nèi)力圖 5.3 框架內(nèi)力組合5.3.1 內(nèi)力組合表 內(nèi)力圖荷載類(lèi)型mnv1.屋面活荷載 2.豎向吊車(chē)荷載dmax 3.豎向吊車(chē)荷載dmin 4.吊車(chē)水平荷載（左剎） 5.吊車(chē)水平荷載（右剎） 6.風(fēng)荷載（左風(fēng)） 7.永久荷載5.3.2 1-1截面 柱簡(jiǎn)圖：永久荷載屋面活荷吊車(chē)荷載風(fēng)荷載豎向荷載水平荷載dmaxdmin左剎右剎左吹 截面1-1設(shè)計(jì)值m268.5135.3-6.756.75192.5-192.578.19n178.143.40010.54-10.544.53v-15.6-8.660000-6.69組合i（

24、+mmax）選項(xiàng)m1.2×268.5+1.4×0.9×(135.3+6.76+192.5+78.19)=842.6n1.2×178.1+1.4×0.9×(43.4+10.54+4.53)=283.4v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-6.69)=-38.08組合ii（-mmax）選項(xiàng)m1.2×268.5+1.4×0.9×(-6.67-192.5-89.3)=-30.36n1.2×178.1+1.4×0.9×(-10.54-4.53

25、)=194.8v-1.2×15.6+1.4×6.69=-9.4組合iii（+nmax）選項(xiàng)m1.2×268.5+1.4×0.9×(135.3+6.76+191.5+78.19)=838.5n1.2×179.1+1.4×0.9×(44.4+10.64+4.53)=290v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-6.69)=-38.06組合iv（-nmax）選項(xiàng)m1.2×268.5+1.4×0.9×(-6.67-192.5-89.3)=-30.41n

26、1.2×179.1+1.4×0.9×(-10.64-4.53)=195.8v-1.2×15.6+1.4×6.69=-9.4組合v（vmax）選項(xiàng)m1.2×268.5+1.4×0.9×(134.3+78.19)=588.6n1.2×179.1+1.4×0.9×(44.4+4.53)=276.6v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-6.69)=-38.065.3.2 2-2截面柱簡(jiǎn)圖：永久荷載屋面活荷吊車(chē)荷載風(fēng)荷載豎向荷載水平荷載dmaxdmin

27、左剎右剎左吹右吹 截面1-1設(shè)計(jì)值m190.785.83-6.766.76191.5-191.530.13-30.13n179.144.40010.64-10.644.53-4.53v-15.6-8.660000-6.696.69組合i（+mmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(85.83+6.76+191.5+30.13)=624.8n1.2×179.1+1.4×0.9×(44.4+10.64+4.53)=290v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-6.69)=-38.06組

28、合ii（-mmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(-6.67-191.5-30.13)=-58.8n1.2×179.1+1.4×0.9×(-10.64-4.53)=195.8v-1.2×15.6+1.4×6.69=-9.4組合iii（+nmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(85.83+6.76+191.5+30.13)=624.8n1.2×179.1+1.4×0.9×(44.4+10.64+4.53)=290v-1.2

29、5;15.6+1.4×0.9×(-8.66-6.69)=-38.06組合iv（-nmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(-6.67-191.5-30.13)=-58.8n1.2×179.1+1.4×0.9×(-10.64-4.53)=195.8v-1.2×15.6+1.4×6.69=-9.4組合v（vmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(85.83+30.13)=374.95n1.2×179.1+1.4×0.9

30、5;(44.4+4.53)=276.6v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-6.69)=-38.065.3.3 3-3截面柱簡(jiǎn)圖：永久荷載屋面活荷吊車(chē)荷載風(fēng)荷載豎向荷載水平荷載dmaxdmin左剎右剎左吹右吹 截面1-1設(shè)計(jì)值m190.785.83-6.586.58191.5-191.548.35-48.35n179.144.4-137940410.64-10.644.53-4.53v-15.6-8.6600-47.347.3-10.313.36組合i（+mmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(85.83+

31、6.58+191.5+48.35)=646.5n1.2×179.1+1.4×0.9×(44.4+404+10.64+4.53)=798.04v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-47.3-10.3)=-102.3組合ii（-mmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(-6.58-191.5-48.35)=-81.6n1.2×179.1+1.4×0.9×(-1379-10.64-4.53)=-1564.4v-1.2×15.6+1.4×

32、(47.39+13.36)=57.82組合iii（+nmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(85.83+6.58+191.5+48.35)=647.5n1.2×179.1+1.4×0.9×(44.4+10.64+404+4.53)=799.04v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-47.3-10.3)=-102.2組合iv（-nmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(-6.58-191.5-48.35)=-81.7n1.2×1

33、79.1+1.4×0.9×(-1379-10.64-4.53)=-1564.4v-1.2×15.6+1.4×(47.39+13.36)=57.82組合v（vmax）選項(xiàng)m1.2×190.7+1.4×0.9×(85.83+48.35-47.3)=338.31n1.2×179.1+1.4×0.9×(44.4+10.64+4.53)=290v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-47.3-10.3)=-102.25.3.4 4-4截面柱簡(jiǎn)圖：永久荷載屋面活荷吊

34、車(chē)荷載風(fēng)荷載豎向荷載水平荷載dmaxdmin左剎右剎左吹右吹 截面1-1設(shè)計(jì)值m218104.4-6.586.58803.7-803.7527.3-467.7n300.544.4-137940410.64-10.644.53-4.53v-15.6-8.6600-47.347.3-48.9 37.7組合i（+mmax）選項(xiàng)m1.2×218+1.4×0.9×(104.4+6.58+803.7+527.3)=2077.8n1.2×300.5+1.4×0.9×(44.4+404+10.64+4.53)=944.7v-1.2×15.6

35、+1.4×0.9×(-8.66-47.3-48.9)=-319.3組合ii（-mmax）選項(xiàng)m1.2×218+1.4×0.9×(-6.58-803.7-467.7)=-1348.7n1.2×300.5+1.4×0.9×(-1379-10.64-4.53)=-1418.7v-1.2×15.6+1.4×(47.39+37.7)=88.5組合iii（+nmax）選項(xiàng)m1.2×218+1.4×0.9×(104.4+6.58+803.7+527.3)=2078.6n1.2&#

36、215;300.5+1.4×0.9×(44.4+404+10.64+4.53)=944.6v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-47.3-48.9)=-319.1組合iv（-nmax）選項(xiàng)m1.2×218+1.4×0.9×(-6.58-803.7-467.7)=-1348.6n1.2×300.5+1.4×0.9×(-1379-10.64-4.53)=-1417.7v-1.2×15.6+1.4×(47.39+37.7)=89.3組合v（vmax）選項(xiàng)m1

37、.2×218+1.4×0.9×(104.4+803.7+527.3)=2070.1n1.2×300.5+1.4×0.9×(44.4+10.64+4.53)=435.65v-1.2×15.6+1.4×0.9×(-8.66-47.3-48.9)=-319.46 柱的計(jì)算6.1 柱的計(jì)算長(zhǎng)度和容許長(zhǎng)細(xì)比6.1.1 各段柱在平面內(nèi)的高度、最大軸向力和相對(duì)慣性矩： 上段柱 h1=760cm；n1=-290kn；i1=1下段柱 h2=1940cm；n2=-242.6kn；i2=6.566.1.2 柱段的線剛度比和計(jì)算

38、參數(shù)： 由鋼結(jié)構(gòu)手冊(cè)查得值為：=2.07,系數(shù)還要乘以折減系數(shù)0.8即，。6.1.3 各段柱在平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度為： 上柱: 下柱:6.1.4 各段柱在平面外的計(jì)算長(zhǎng)度為： 上段柱： 下段柱：6.2 柱截面的計(jì)算 下柱的截面尺寸 上柱的截面尺寸6.2.1 上柱（實(shí)腹式柱） a1=469.2cm2 i1x=830487.6cm4 w1x=i1x / 50=830487.6/50=16610cm3 回轉(zhuǎn)半徑： i1x= i1y=2×30×502+94×1.82/12=69078cm4 w1y=i1y / 25=2763cm3 i1y=第一組合 ： n=290 mmax=

39、838.5第二組合：nmax=290 m=838.5（1）強(qiáng)度計(jì)算 假設(shè)扣除翼緣上2-21.5螺栓孔的面積，即：an=469.2-2×(21.5× 3)=340.2cm2 wnx=w1x×an/a1=12043cm3 r=1.05 （滿足要求） （2）穩(wěn)定性驗(yàn)算 h01=1148cm 焊接工字鋼對(duì)x軸為b累截面，查表的 （滿足要求） （3）平面外穩(wěn)定性的驗(yàn)算 焊接工字鋼對(duì)y軸為b類(lèi)截面，查表的查表的 （滿足要求） （4）腹板局部穩(wěn)定性計(jì)算 計(jì)算腹板與上，下翼緣交界處的應(yīng)力 由于 （滿足要求） （5）翼緣局部穩(wěn)定計(jì)算 b=(500-18)/2=241mm b/t=2

40、41/30=8.0< （滿足規(guī)范要求）6.2.2 下段柱（格構(gòu)式柱） （1）屋蓋肢ar=223cm2 重心軸 y0=4.6cm irx=53×32/12+53×3×(4.6-1.5)2+2×2867+2×61.44×(5.69+3-4.6)2=9437cm4 i1x= iry=533×3/12+2×2867+2×61.44×(30-5.69)2=115513cm4 i1y= （2）吊車(chē)肢 ad=386.4cm2 idx=2×3×503/12+54×1.62/1

41、2=62518cm4 idx= 12.7cm （3）整體柱的截面特性 a2=223+386.4=609.4cm2重心軸 y0=386.4 ×（200-4.6）/609.4=101.2cmi2x=(223×101.2+386.4×98.8)×0.9=5450095cm4i2x= 在計(jì)算柱長(zhǎng)度系數(shù)時(shí)，格構(gòu)式柱的截面慣性矩乘以0.9即：i2x=0.9×i2x=5450095cm4 （3）格構(gòu)式柱斜綴條采用l140 換算長(zhǎng)細(xì)比 =1.0 下柱截面屬于b類(lèi)截面 查表得 穩(wěn)定性計(jì)算 （4）屋蓋肢穩(wěn)定性驗(yàn)算 格構(gòu)式綴條之間的距離是200cm， 故,平面外計(jì)算

42、長(zhǎng)度 。 屋蓋肢屬于b類(lèi)截面 ， （5）吊車(chē)肢穩(wěn)定性驗(yàn)算故,平面外計(jì)算長(zhǎng)度吊車(chē)肢截面屬于b類(lèi)截面，查的計(jì)算穩(wěn)定性（滿足要求）6.2.3 綴條的計(jì)算 （1）下柱綴條的計(jì)算 柱最大剪力為v=319.3kn此值大于154.14kn 應(yīng)采用v=319.3進(jìn)行計(jì)算 （2）橫綴條的計(jì)算 橫綴采用l125808 以角鋼長(zhǎng)邊與柱子相連，角鋼短邊設(shè)有附加綴條，以減少其計(jì)算長(zhǎng)度，l0x=195.4cm l0y=120cm 角鋼的面積 a=15.99cm2 ix=4.01cm iy=2.29cm 橫綴條的內(nèi)力n=v/2=159.7kn 計(jì)算其穩(wěn)定性，綴條截面無(wú)任何對(duì)稱(chēng)軸，屬c類(lèi)截面，查表的 （3）斜綴條的計(jì)算 斜綴

43、計(jì)算采用 l125808 l0y =120cm cos=195.4/279.6=0.698 斜綴條內(nèi)力n=319.3 / 2 cos=228.7kn 此截面為c類(lèi)截面查的 6.3 綴條與柱的連接焊縫6.3.1橫綴條與柱的連接焊縫 設(shè)角鋼背肢焊縫hr1=10mm 肢尖焊縫hf2=6mm 肢背焊縫 取值為130mm； 肢尖焊縫： 取值為80mm 6.3.2 斜綴條與柱連接計(jì)算 設(shè)角鋼背肢焊縫hf1=10mm 肢尖焊縫hf2=6mm 肢背焊縫： 取值為180mm； 肢尖焊縫： 取l=165mm6.4 柱肩梁的計(jì)算 (a) (b) 上柱與下柱連接處設(shè)肩梁；肩梁形式采用單臂式，其高度取下柱截面高度的0.

44、5-0.6，現(xiàn)采用肩梁高1000mm； 上柱最不利組合： m=624.8kn.m n=290kn 選用肩梁腹板厚度tw=30mm, 其截面模量為： w=twh2/6=5000cm3 如圖上圖所示 p2 =145-644.12=-499.12kn rb=789.12×97/200=382.7kn ra=789.12-382.7=-42.7kn6.4.1 肩梁腹板的計(jì)算mmax=382.7×(2-0.97)=394.2kn.mv=449.12-42.7=406.42kn肩梁腹板的抗彎強(qiáng)度：<215mpa；肩梁腹板的抗剪強(qiáng)度：6.4.2 連接焊縫的計(jì)算 焊縫1共2條，取焊縫

45、厚度h1=10mm有效長(zhǎng)度l1=2×60h1=1200mm焊縫剪應(yīng)力=449.12×103/（0.7×10×1200）=53.5mpa<160mpa； 焊縫2共4條，取焊縫厚度hf=10mm有效長(zhǎng)度l1=4×60h1=2400mm焊縫剪應(yīng)力=789.12×103/（0.7×10×2400）=47mpa<160mpa； 焊縫3共4條，取焊縫厚度hf=10mm有效長(zhǎng)度l1=4×60h1=2400mm焊縫剪應(yīng)力=382.7×103/（0.7×10×2400）=22.8m

46、pa<160mpa6.5 柱腳的計(jì)算 柱腳的形式腳柱計(jì)算可采用前面下段柱屋蓋肢和吊車(chē)肢截面穩(wěn)定性計(jì)算的內(nèi)力，即：屋蓋肢 n1=1945kn 吊車(chē)肢 n2=2418kn6.5.1 柱腳底板計(jì)算（1）柱底板尺寸底板高度構(gòu)造要求為：l=600+2×20+2×45=730mm，設(shè)底板寬度 b=680mm基礎(chǔ)采用c20混凝土，fc=9.6n/mm2,不考慮局部承壓提高系數(shù)，則柱底板下混凝土的壓應(yīng)力為：屋蓋肢 吊車(chē)肢 （2）板底厚度的計(jì)算 a: 屋蓋肢的底板 a1 ×b1=310×326=101060mm2 查的 故 t =, 采用30mm厚。 b: 吊車(chē)肢的

47、底板 a1 ×b1=310×326=101060mm2 查的 故 t =, 采用30mm厚。6.5.2 錨栓計(jì)算 下段柱對(duì)錨栓的最不利內(nèi)力組合： 組合1 mmin=-1349kn.m n=1419kn組合2 m=-2078kn.m nmin=945kn錨栓的最大拉力組合1：組合2：屋蓋肢和吊車(chē)肢各采用2個(gè)錨栓，每個(gè)錨栓的拉力為：1501.3/2=750.65kn查表得錨栓直徑采用80mm。6.5.3 錨栓加勁助的計(jì)算（1）加勁助承受剪力為： v = 750.65/2 = 375.3kn 加勁助采用-200×14×400，其抗剪強(qiáng)度為： （2）加勁助與支承

48、頂板的連接焊縫采用hf=10mm 焊縫長(zhǎng)度為：lw=200-2×10=180mm =375.3×103/（0.7×2×10×180）=149mpa<160mpa（3）加勁助與靴板的連接焊縫采用hf=10mm 焊縫長(zhǎng)度為：lw=400-2×10=380mm 6.5.4 柱腳底板和靴板的計(jì)算 （1） 加勁助 q1 = 3.9×50=195n/mm q2 = 3.9×326/2=635.7n/mm r = 195×310/2 + 635.7×310/4=79492n m = 195×3

49、102/8+ 635.7×3102/12=7.43×106n.mm 設(shè)加勁助高為200mm，厚為20mm； 截面模量：w=20×2002/6=13333mm3 抗彎強(qiáng)度： 抗剪強(qiáng)度： 設(shè)加勁助與靴板及加勁助的連接焊縫為hf=10mm，所以 =79492/（0.7×2×10×160）=35.5mpa<160mpa （2）加勁助 q1 = 3.9×310=1209n/mm 加勁助傳來(lái)的集中荷載：p=2r=2×79492=158984n 加勁助近似地按照懸臂梁計(jì)算。 剪力：r=158984+1209×326/2=356051