學士鋼結構單層工業(yè)廠房畢業(yè)設計

內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書PAGEPAGE154第1章緒論1.1設計資料本工程為青島青鋼煉鋼連鑄車間渣跨工程。該車間采用全鋼結構。按工藝要求廠房長度為120m，跨度為27m，為單層廠房，內設10t和50/10tA6吊車各一臺，軌頂標高13.00m。整個車間做輕型屋蓋，從地坪起做1.2m的矮墻，屋蓋下做一定的防雨棚。1.1.1設計原始資料1.氣象極端最高氣溫38.9℃極端最低氣溫—20.5℃，日最大降水量151.1mm年主導風向SE、N、NNW2.地質、地震表1地質資料層次地層描述濕度厚度(m)層底高度(m))地基承載力標準值（MPaa）1回填土

0.80.8

2粉質粘土稍濕2.93.72503含粘性土粗砂稍濕1.55.25350標準凍結深度0.50m1.1.2設計主要參數冬季采暖室外計算溫度—10℃夏季通風室外計算溫度25℃基本風壓0.60KN/㎡基本雪壓0.25KN/㎡積灰荷載0.3KN/㎡抗震設防烈度6度地下水位-3.5m1.2設計的任務與內容完成建筑設計和結構設計兩部分內容，要求達到施工圖設計水平。1.2.1建筑設計1、圖紙內容：圖紙要求繪制建筑平面圖、立面圖、剖面圖，畫出2～3個建筑構造節(jié)點詳圖，并列出門、窗明細表及必要的文字說明。完成A1圖紙兩張（計算機繪制）。建筑設計說明書內容：設計任務簡介，建筑平、立、剖設計說明，承重及維護結構的選擇布置，主要節(jié)點的構造說明。1.2.2結構設計1、計算說明書計算說明書必須書寫工整、計算準確，必要的示意圖不得徒手畫，應有一定的比例。計算書中要求完成以下內容：·確定結構方案的原因，承重構件的選型說明。·完成廠房框架的內力分析及典型構件的完整設計。具體內容包括對廠房橫向框架進行內力計算和荷載組合；典型廠房柱的截面及節(jié)點設計；屋面系統(tǒng)設計；吊車梁設計；基礎設計。圖紙要求要求完成A1圖紙5～6張，其中至少有一張為手繪圖。圖紙中須完成以下內容：·基礎平面布置圖及基礎詳圖·屋面系統(tǒng)布置圖及屋面梁詳圖·柱、吊車梁、柱間支撐布置圖及連接節(jié)點詳圖·墻皮系統(tǒng)布置圖及節(jié)點詳圖·柱及吊車梁詳圖1.3本題目的重點和難點以及與同組其它學生所做題目的關系本設計重點為廠房橫向框架進行內力計算和荷載組合；屋面系統(tǒng)設計；典型廠房柱的截面及節(jié)點設計；吊車梁設計。難點為廠房橫向框架進行內力計算和荷載組合；典型廠房柱的截面及節(jié)點設計。1.4建議參考資料及使用方法1.4.1規(guī)范標準1、《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017—2003）2、《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》（GB50018—2002）3、《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009—2002）4、《建筑地基基礎規(guī)范》（GB50007—2002）5、《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011—2001）1.4.2教材1、《鋼結構》下冊“房屋建筑鋼結構設計”，陳紹蕃，中國建筑工業(yè)出版社2、《鋼結構》，趙根田、孫德發(fā)，機械工業(yè)出版社3、結構力學教材4、土力學與地基基礎教材;1.4.3其它1、《鋼結構設計手冊》冶金工業(yè)出版社2．《輕鋼結構設計手冊》中國建筑工業(yè)出版社3．《輕型鋼結構設計指南》中國建筑工業(yè)出版社1.5進度安排建議第1周：集中實習.第2～3周：完成建筑設計.第4周：結構選型及結構布置.第5周：荷載計算.第6周：圍護結構布置、計算（屋面系統(tǒng)及墻架系統(tǒng)）.第7周：吊車梁及吊車桁架設計.第8~10周：橫向框架內力計算、內力組合及上機計算.第11～13周：廠房柱設計（截面驗算）及基礎設計.第14～16周：施工圖繪制.總計：16周.第2章建筑設計部分2.1建筑平面圖設計工業(yè)建筑是指用于工業(yè)生產的各種房屋，一般稱廠房。建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的組合關系，再設計配合上，廠房平面設計主要受工藝要求影響。建筑設計人員在生產工藝圖的基礎上進行廠房平面圖設計。2.1.1柱網尺寸的確定柱子在工業(yè)建筑平面上排列所形成的網格稱為柱網。柱子縱向定位軸線之間的距離稱為跨度，橫向定位軸線之間的距離稱為柱距。柱網尺寸是由跨度和柱距確定的，柱網的選擇實際就是選擇工業(yè)建筑的跨度和柱距。柱網確定的原則是：（1）滿足生產工藝的需要。建筑設計應滿足生產工藝的要求，因為生產工藝的需要體現了使用功能的要求，它對廠房的面積、柱距、跨度、高度、平剖面形式等都有著直接的影響。（2）平面利用和結構方案經濟合理。（3）符合經濟合理的要求，根據以往設計資料的統(tǒng)計表明，屋蓋的單位面積用鋼量隨房屋跨度增大而增加，而吊車梁和柱的單位面積用鋼量卻是隨房屋跨度增大而減少。（4）遵守《廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則》和《建筑統(tǒng)一模數制》的規(guī)定，使結構構件標準化。綜上所述，本設計廠房跨度取為27m，柱距為18m，局部12m。2.1.2變形縫的設置本設計廠房長度為120m，按《鋼結構設計規(guī)范》要求，無需設置溫度伸縮縫。2.2建筑立面圖設計建筑的體型和立面設計是建筑外型設計的兩個主要組成部分，它們之間有著密切的聯(lián)系，貫穿于整個建筑設計始終，既不是內部空間被動地直接反映，也不是簡單地在形式上進行表面加工，更不是建筑設計完成后的外形處理。建筑體型設計主要是對建筑外形的總的體量、形狀、比例、尺度等方面的確定，并針對不同類型建筑采用相應的體型組合方式；立面設計主要是對建筑體型的各個方面進行深入刻劃和處理，使整個建筑形象趨于完善。建筑立面是表示建筑物四周中的外部形象，它是由許多部件組成的，如門窗、墻柱、陽臺、雨篷、屋頂、檐口、臺基、勒腳等。建筑立面設計就是恰當地確定這些部件的尺寸大小、比例關系、材料質感和色彩等。建筑立面設計步驟，通常先根據初步確定的房屋內部空間組合的平、立、剖面關系，如建筑的大小、高低、門窗位置等，描繪出建筑各個立面的基本輪廓，然后以此為基礎，推敲立面各部分總的比例關系、幾個立面之間的統(tǒng)一、相鄰立面間的連接協(xié)調，再著重分析各個立面上墻面的處理、門窗位置等，最后對入口、門廊、建筑裝飾等進一步作重點及細部處理。從整體到局部，從大面到細部，反復推敲逐步深入。完整的立面設計，并不只是美觀問題，它與平、剖面設計一樣，同樣也有使用要求、結構構造等功能和技術方面的問題。但是從建筑的平、立、剖面來看，立面設計中涉及的造型與構圖問題，通常較為突出。下面著重敘述有關建筑美觀的一些問題。1.屋面排水屋面采用有組織排水，通過雨水管將雨水疏導，根據車間需要，將雨水管設在車間內穿出室外排水，屋面坡度取1/10。本設計排水管間距采用24m，滿足構造要求。采用標準截面形式落水管采用落水管。2.散水為保護墻基不受雨水的侵蝕，常在外墻的四周將地面做成向外傾斜的坡面，以便將屋面雨水排至遠處。散水的坡度約為5%，寬度一般為600～900mm。本設計中，散水寬度取900mm，坡度為5%。3.雨棚設計本設計每個洞口上設置雨棚。2.3建筑剖面圖設計2.3.1建筑剖面設計建筑剖面設計是建筑設計的重要組成部分，是在工藝設計的基礎上，主要解決建筑空間如何滿足生產工藝的各項要求。剖面設計應滿足的以下要求：（1）適應生產需要的足夠空間；（2）良好的采光和通風條件；（3）屋面排水和滿足室內保溫隔熱的維護結構；（4）經濟合理的結構方案；（5）為提高建筑工業(yè)化創(chuàng)造條件；設計時須按生產工藝要求和有無吊車等因數確定室內地面至屋架下弦底面距離，分別以屋架下弦底面和吊車軌道頂面標高來表示（廠房高度地面至屋架下弦表面的距離）?！础磸S房建筑模數協(xié)調標準〉〉規(guī)定，柱頂標高按3M數列確定，牛腿標高按3M數列考慮。當牛腿頂面標高大于7.2m時按6M數考慮，格構式柱子埋入段長度也應滿足模數要求。廠房高度對造價有直接的影響.在確定廠房高度時，應在不影響生產要求的前提下，有效地節(jié)約并利用空間，使柱頂標高降低，從而降低建筑造價。另外，剖面圖設計的主要內容有：確定房間的剖面形狀與各部分高度、建筑的層數、建筑剖面空間的組合設計以及室內空間的處理和利用等。2.3.2廠房高度確定：本設計中廠房室內地坪的相對高度為±0.000，室外地坪為﹣0.150m。廠房高度根據生產設備，起重運輸機，建筑統(tǒng)一化的要求來確定。廠房高度是由室外地坪到屋頂承重結構最低點的距離。本設計為有吊車的單層工業(yè)廠房，吊車形式為橋式吊車。廠房地面到柱頂標高的距離為H1和軌頂標高到柱頂標高H2確定。根據設計任務書H1已知，H2可由軌頂到吊車小車頂面距離h6和小車到屋架下弦安全距離h7確定，所以：H=H1+h6+h7=13+2.67+0.5=16.17m取16.2m此時安全距離為0.53m。（QU80軌道高為170㎜）2.3.3屋蓋結構形式該廠房為青島青鋼煉鋼連鑄車間，為使熱量及時散發(fā)，本廠房設計為開敞式，故屋面無需保溫，為了屋面排水方便，選用梯形鋼屋架，有檁體系。為了減少檁條跨度，在柱間設置拖梁，以便放置屋架。屋架的間距為6m，由于廠房高度較大，且青島雨水較多，屋面坡度取1/10，設檐溝內排水。2.3.4擋雨片設置因本廠房采用開敞式設計，故墻面采用擋雨片。擋雨片挑出1800㎜，高900㎜。用三腳架與檁條固定壓型鋼板。2.3.5支撐布置結合設計要求，廠房設計柱間支撐，上下柱采用十字交叉型。在6度抗震設防區(qū)，本設計在①—②、⑦—⑧軸線間設置上柱支撐，在④-⑤軸線間設置上柱和下柱支撐。2.3.6鋼梯設計鋼梯設計主要根根據使用要要求和人流流通行情況況確定梯段段和休息平平臺高度，設設計中鋼梯梯主要用來來上吊車以以及檢修平平臺，為節(jié)節(jié)約鋼材及及減少占地地，坡度取取為59°，寬度取取為800㎜，因休休息平臺高高度不能超超過5400㎜，故設設計為三跑跑樓梯。為為避免平臺臺處與吊車車梁碰頭，梯梯平臺一般般略低于橋橋式吊車操操作室約1000㎜左右，再再從梯平臺臺設置爬梯梯上吊車操操作室。2.3.7軸軸線與柱的的關系：（1）橫向定位軸線線：橫向定位位軸線通過過處是吊車車梁、屋面面板、基礎礎梁、連系系梁及墻板板標志尺寸寸端部的位位置。此外外，端部剛剛架柱的中中心線應自自橫向定位位軸線內移移750㎜，主要要是由于山山墻內側設設有抗風柱柱，抗風柱柱上柱與屋屋架上軒連連接的構造造要求。（2）縱向定位軸線線縱向定位軸線在在柱身通過過處是屋架架和屋面大大梁標志尺尺寸端部的的位置，也也是大型屋屋面板邊緣緣的位置?？v縱向定位軸軸線的標定定與吊車橋橋架端頭長長度、橋梁梁端頭與上上柱內緣的的安全縫隙隙寬度以及及上柱寬度度有關。為使吊車跨度與與廠房跨度度相協(xié)調，二二者之間的的關系為--=2e式中－廠房跨度度－吊車車跨度e－軸線至至吊車軌中中心線之間間的距離一一般取750㎜。由上上圖可知：：e＝h＋＋由于安全縫隙要要等于或大大于允許的的縫寬，故故有。根據據柱距大小小、吊車起起重量大小小、工業(yè)建建筑高度、跨跨度，?。瑁?＝500㎜B＝300mmm，則：750-（3000+5000）=-500<80mmm說明安全縫隙寬寬度小于允允許寬度，軸軸線與外墻墻內緣及柱柱外緣不重重合，說明明本設計為為非封閉式式結合。第3章結構設計部分3.1前言3.1.1鋼結構的的特點：鋼結結構是用鋼鋼板、熱軋軋型鋼或冷冷加工成型型的薄壁型型鋼制造而而成的。和和其他材料料的結構相相比，鋼結結構有如下下的一些特特點：（1）材材料的強度度高，塑性性和韌性好好鋼材材和其他建建筑材料諸諸如混凝土土、磚石和和木材相比比，強度要要高得多。因因此，特別別適用于跨跨度大活荷荷載很大的的結構和構構件。鋼材材還具有塑塑性韌性好好的特點。良良好的吸能能能力和延延性還是鋼鋼結構具有有優(yōu)越的抗震性能能。另一方方面，由于于鋼材的強強度高，做做成的構件件截面小而而壁薄，受受壓時需要要滿足穩(wěn)定定的要求，強強度有時不不能充分發(fā)發(fā)揮。（2）材質均勻和力力學計算的的假定比較較符合鋼材由于冶煉和和軋制過程程的科學控控制，其組組織比較均均勻，接近近各向同性性，為理想想的彈性－－塑性體，其其彈性模量量和韌性模模量皆較大大，因此，鋼鋼結構實際際受力情況況和工程力力學計算結結果比較符符合。（3）鋼結構制造簡簡便，施工工周期短鋼結構所選用的的材料單純純而且是成成材，加工工比較簡便便，并能使使用機械操操作。因此此，大量的的鋼結構一一般在專業(yè)業(yè)化的金屬屬結構廠做做成構件，精精確度較高高。構建在在工地拼裝裝，可以安安裝簡便的的普通螺栓栓和高強度度螺栓，有有時還可以以在工地拼拼裝和焊接接成較大的的單元再行行吊裝，以以縮短工期期。小量的的鋼結構和和輕鋼屋架架，也可以以在現場就就地制造，隨隨即涌間便便急劇吊裝裝。此外，對對已建成的的鋼結構也也比較容易易進行改建建和加固，用用螺栓連接接的鋼結構構還可以根根據需要進進行拆遷。（4）鋼鋼結構的質質量輕鋼材的密度雖比比混凝土等等建筑材料料大，但鋼鋼結構卻比比鋼筋混凝凝土結構輕輕，原因是是剛才的強強度與密度度之必要比比混凝土大大得多。以以同樣的跨跨度承受同同樣何在，鋼鋼屋架的質質量最多不不過鋼筋混混凝土屋架架的1/3～1/4，冷彎薄薄壁型鋼屋屋架甚至接接近1/10，為吊裝裝提供了方方便條件。對對于需要遠遠距離運輸輸的結構，如如建造 在交通不不便的山區(qū)區(qū)和邊遠地地區(qū)的工程程，質量輕輕也是一個個重要的有有利條件。屋屋蓋結構的的質量輕，對對抵抗地震震作用有利利。另一方方面，質輕輕的屋蓋結結構對可變變荷載的變變動比較敏敏感，荷載載超額的不不利影響比比較大。受受有積灰荷荷載的結構構如不注意意及時消灰灰，可能會會造成事故故。風吸力力可能造成成鋼屋架的的拉、壓反反號，設計計時不能忽忽略。設計計沿海地區(qū)區(qū)的房屋結結構，如果果對颶風作作用下的風風吸力估計計不足，則則屋面系統(tǒng)統(tǒng)有被掀起起的危險。(5)鋼材耐腐腐蝕性差鋼材耐腐蝕的性性能比較差差，必須對對結構注意意防護。尤尤其是暴露露在大氣中中的結構如如橋梁，更更應該特別別注意。這這使維護費費用比鋼筋筋混凝土結結構高。不不過在沒有有侵蝕性介介質的一般般廠房中，構構件經過徹徹底的除銹銹并涂上合合格的油漆漆，銹蝕問問題并不嚴嚴重。（6))鋼材耐熱熱但不耐火火鋼材長期經受1100℃的輻射熱熱時，強度度沒有多大大的變化，具具有一定的的耐熱性能能；但溫度度達到150℃以上時，就就必須用隔隔熱層加以以保護。鋼鋼材不耐火火。重要的的結構必須須注意采取取防火措施施。例如，利利用蛭石板板、蛭石板板噴涂層或或石膏板等等加以防護護。防護使使鋼結構造造價提高。目目前已經開開始生產具具有一定耐耐火性能的的鋼材，是是解決問題題的一個方方向。3.1.2鋼結構的的應用鋼結構的合理應應用范圍不不僅取決于于鋼結構本本身的特性性，還取決決于國民經經濟發(fā)展的的具體情況況。過去由由于我國鋼鋼產量不能能滿足國民民經濟各部部門的需要要，鋼結構構的應用受受到一定的的限制。近近幾年來隨隨著我國鋼鋼結構的產產量有了很很大的提高高，鋼結構構工程也有有所發(fā)展。1949年全國鋼鋼產量只有有十幾萬t，1998年已達1億t，加以鋼鋼結構結構構形式的改改進，鋼結結構的應用用得到了很很大的發(fā)展展。根據我國的實踐踐經驗，工工業(yè)與民用用建筑鋼結結構的應用用范圍大致致如下：(1)工業(yè)業(yè)廠房鋼結結構吊車起重量較大大或其工作作較繁重的的車間多采采用鋼骨架架。如冶金金廠房的平平爐、轉爐爐車、混鐵鐵爐車間、初初軋車間、重重型機械廠廠的鑄鋼車車間、水壓壓機車間、鍛鍛壓車間等等。(2)大跨跨結構房屋屋鋼結構如飛機裝配車間間、飛機庫庫、大煤庫庫、大會堂堂、體育館館、展覽館館等皆需大大跨結構，其其結構體系系可為網架架、懸索、拱拱架以及框框架等。(3)高聳聳鋼結構包括塔架和桅桿桿結構，如如電視塔、微微波塔、輸輸電塔、輸輸電線塔、鉆鉆井塔、環(huán)環(huán)境大氣監(jiān)監(jiān)塔、無線線電天線桅桅桿、廣播播發(fā)射桿等等。（4）多層和高層建建筑多層和高層建筑筑的骨架可可采用鋼結結構。我國國過去鋼材材比較短缺缺，仍多采采用鋼筋混混凝土結構構。近年來來鋼結構在在此領域已已逐步得到到發(fā)展。（5）承受振動荷載載的影響及及地震作用用的結構設有有較大鍛錘錘的車間，其其骨架直接接承受的動動力盡管不不大，但間間接的振動動卻極為強強烈，可采采用鋼結構構。對于抗抗地震作用用要求高的的結構也宜宜采用鋼結結構。（6）板殼結構如油庫、油罐、煤煤氣庫、高高爐、熱風風爐、漏斗斗、煙囪、水水塔以及各各種管道等等。（7）橋梁結構鋼結構一般用于于跨度大于于40米的各種種形式的大大、中跨度度橋梁。移動式結構移動動式結構包包括橋式起起重機、塔塔式起重機機、龍門式式起重機、纜纜式起重機機等起重運運輸機及水水工閘門、升升船機等金金屬結構。從全全面經濟觀觀點看，鋼鋼結構還具具有更多的的優(yōu)越性。在在地基條件件差的場地地。多層房房屋即使高高度不是很很大，鋼結結構因材質質輕而降低低基礎工程程造價，仍仍然可能是是首選。在在地價高昂昂的區(qū)域，鋼鋼結構則以以占用土地地面積小而而顯示它的的優(yōu)越性。工工期短，投投資及早得得到回報，是是有利于選選用鋼結構構的有一重重要因素。施施工現場可可利用的面面積狹小，也也是需要借借重鋼結構構的一個條條件。此外外，現代化化的建筑物物中各類服服務設施包包括供電、供供水、中央央空調和信信息化、智智能化設備備，需用管管線很多。鋼鋼結構易于于和這些設設施配合，使使之少占用用空間。因因此，對多多層建筑采采用鋼結構構也逐漸成成為一種趨趨勢。3.2鋼結構構的體系組組成鋼結構單層工業(yè)業(yè)廠房是工工業(yè)與民用用建筑中應應用鋼結構構較多的建建筑物。廠廠房結構是是由屋蓋（屋屋面板、檁檁條、天窗窗、屋架或或梁、托架架）、柱（排排架柱、抗抗風柱）、吊車梁（包括制動梁或制動桁架）、圍護結構、墻架、支撐系統(tǒng)（屋蓋支撐、柱間支撐）和基礎等構件組合而成的空間剛性骨架，承受作用在廠房結構上的各種荷載，是整個建筑物的承重骨架。這些構件按其所所起作用可可組成下列列體系:3.2.1橫橫向框架：：廠房房的基本承承重結構通通常采用框框架體系。這這種體系能能夠保證必必要的橫向向剛度，同同時，其凈凈空又能滿滿足使用上上的要求。橫向平面框架基本上承受了廠房結構的全部豎向荷載和橫向水平荷載，包括全部建筑物的重量（屋蓋、墻、結構自重等），屋面雪荷載和其他或荷載，吊車豎向荷載和橫向水平自動力、橫向風荷載、橫向地震作用，并將這些荷載傳到基礎上。橫向框架按其靜力圖式來分，主要有橫梁與柱鉸接和橫梁與柱剛接兩種。橫梁與柱剛接的的框架是常常用的結構構形式，這這種形式橫橫向剛度好好，宜用于于橋式吊車車或懸掛吊吊車的廠房房，但對支支座不均勻勻沉降及溫溫度作用比比較敏感。橫橫梁與柱鉸鉸接則剛好好相反，因因本廠房為為單跨，且且吊車噸位位較大，故故本設計采采取屋架與與柱剛接，柱柱腳剛接。3.2.2屋屋蓋結構由屋面板、檁條條、鋼屋架架、屋蓋支支撐所組成成，承受屋屋面荷載。廠廠房位于青青島，日降降水量為151..1㎜，故屋屋架采用梯梯形鋼屋架架，以利排排水。由于于該煉鋼連連鑄車間為為開敞式廠廠房，屋面面無需做保保溫，故采采用壓型鋼鋼板做屋面面板。目前前常用的檁檁條跨度≤6m，本設計計采用檁條條為6m。考慮屋屋面風荷載載較大采用用H型鋼作為為檁條，檁檁距取1.5m。因柱距距為18m，需設置置托架，以以滿足檁條條跨度的要要求。拖梁梁與屋架采采用平接的的方式。3.2.3支支撐體系支撐體系的作用用:屋蓋支撐撐體系的作作用為減少少屋架上弦弦出平面的的計算長度度，將作用用在山墻上上的水平風風力、吊車車的縱向水水平荷載、縱縱向地震力力可通過相相應的弦桿桿利用支撐撐組成的水水平桁架傳傳遞，解決決屋架在安安裝過程中中的縱向穩(wěn)穩(wěn)定問題。柱柱間支撐的的作用為保保證廠房骨骨架的整體體穩(wěn)定和縱縱向剛度，承承受廠房的的縱向力，減減少受廠房房山墻傳來來風力、溫溫度應力和和吊車的縱縱向水平荷荷載以及其其它縱向水水平力（如如縱向地震震力等）影影響，減少少柱在框架架平面內外外的計算長長度。屋蓋支撐的布置置原則:上弦橫向水平支支撐通常設設置在房屋屋兩端，以以便就近傳傳遞山墻傳傳來的風荷荷載。上弦弦橫向水平平支撐的間間距不宜超超過60m，故需在在中間加設設一道水平平支撐。下弦橫向水平支支撐與上弦弦橫向水平平支撐共同同設置時，再再加豎向支支撐則使相相鄰兩榀屋屋架組成六六面盒式空空間穩(wěn)定體體，對整個個房屋結構構的空間工工作性能大大有好處，因因本廠房吊吊車噸位較較大，故在在有上弦橫橫向水平支支撐的地方方設下弦橫橫向水平支支撐。下弦縱向水平支支撐的作用用主要是與與屋架下弦弦橫向水平平支撐一起起形成封閉閉體系以增增強屋蓋的的空間剛度度，并可承承受、分布布和傳遞吊吊車橫向水水平制動力力。本設計計延縱向在在托架內側側設置。豎向支撐的主要要作用是使使相鄰兩屋屋架形成空空間幾何不不變的體系系，以保證證屋架在使使用和安裝裝時的側向向穩(wěn)定。因因本設計在在屋架兩端端設有托架架，故無需需再設豎向向支撐。但但因廠房跨跨度小于30m，應在屋屋架跨中設設一道豎向向支撐。系桿的作用是保保證無支撐撐開間處屋屋架的側向向穩(wěn)定、減減少弦桿的的計算長度度以及傳遞遞水平荷載載。系桿有有剛性系桿桿和柔性系系桿你兩種種。在一般般情況下，豎豎向支撐平平面內的屋屋架上、下下弦節(jié)點處處應設置通通長的系桿桿。在屋架架支座節(jié)點點處和上弦弦屋脊節(jié)點點處，應設設置通長的的剛性系桿桿。柱間支撐的布置置原則：柱間支撐分為兩兩部分，在在吊車梁以以上的部分分稱為上層層支撐，吊吊車梁以下下的部分稱稱為下層支支撐。青島島屬6度抗震設設防區(qū)，上上層柱間支支撐布置在在溫度區(qū)段段的兩端，以以及有下層層支撐的開開間中，以以傳遞山墻墻風力和保保證廠房的的整體穩(wěn)定定和縱向剛剛度。下層層柱間支撐撐一般布置置在溫度區(qū)區(qū)段的中間間，使廠房房結構在溫溫度變化時時能從支撐撐向兩側伸伸縮，以減減小支撐、柱柱子與縱向向構件的溫溫度應力。3.2.4吊車車梁和制動動梁（制動動桁架）廠房中常設置橋橋式吊車，其其直接承受受吊車起重重、運行和和制動時產產生的各種種往復荷載載外，它還還具有將廠廠房的縱向向荷載傳遞遞至縱向柱柱列，加強強廠房的縱縱向剛度等等作用。吊吊車梁兩端端支撐于柱柱的變截面面平臺和牛牛腿上。吊吊車梁一般般根據吊車車的起重量量、工作級級別、臺數數、廠房的的跨度和柱柱距等因數數選用。在在吊車梁上上翼緣平面面內，通常常沿水平方方向設置制制動梁或制制動桁架，以以便有效地地將吊車的的橫向水平平制動力傳傳遞到相鄰鄰的柱上。本本設計采用用制動梁。3.2.5墻墻架墻架一般由墻架架梁和墻架架柱（也稱稱抗風柱）等等組成。本本設計為開開敞式廠房房，需設置置墻架梁，為為減少墻架架梁跨度需需在柱間設設置墻架柱柱。墻架柱柱間距為6m。墻架柱柱的位置應應與屋架下下弦橫向水水平支撐的的節(jié)點相配配合。有困困難時，則則應采取適適當的構造造措施，使使墻架柱的的水平反力力直接傳至至支撐桁架架的節(jié)點上上。3.3框架柱的的設計框架柱按結構形形式可分為為等截面柱柱、階形柱柱和分離式式柱三大類類。等截面柱有有實腹式和和格構式兩兩種，通常常采用實腹腹式.等截面柱柱將吊車梁梁支于牛腿腿上，構造造簡單，但但吊車豎向向荷載偏心心大，只適適用于吊車車起重量Q<1550kN，或無吊吊車且房屋屋高度較小小的輕型鋼鋼結構中。階形柱也可分為為實腹式和和格構式兩兩種。從經濟角角度考慮，階階形柱由于于吊車梁或或吊車桁架架支承在柱柱截面變化化的肩梁處處，荷載偏偏心小，構構造合理，其其用鋼量比比等截面柱柱節(jié)省，因因而在單層層廠房鋼結結構中廣泛泛應用。階階形柱還根根據房屋內內設單層吊吊車或雙層層吊車做成成單階柱或或雙階柱。階階形柱的上上段由于截截面高度h不大（無無人孔時h=4000～600mmm；有人孔孔時h=9000～10000mm），并考考慮柱與屋屋架、托架架的連接等等，一般采采用工字形形截面的實實腹柱。下下段柱，對對于邊列柱柱來說，由由于吊車肢肢受的荷載載較大，通通常設計成成不對稱截截面，中列列柱兩側荷荷載相差不不大時，可可以采用對對稱截面。下下段柱截面面高度≤1m時，采用用實腹式；；截面高度度≥1m時，采用用綴條柱分離式柱由支承承屋蓋結構構的屋蓋肢肢和支承吊吊車梁或吊吊車桁架的的吊車肢所所組成，兩兩柱肢之間間用水平板板相連接。吊吊車肢在框框架平面內內的穩(wěn)定性性就依靠連連在屋蓋肢肢上的水平平連系板來來解決。屋屋蓋肢承受受屋面荷載載、風荷載載及吊車水水平荷載，按按壓彎構件件設計。吊吊車肢僅承承受吊車的的豎向荷載載，當吊車車梁采用突突緣支座時時，按軸心心受壓構件件設計；當當采用平板板支座時，仍仍按壓彎構構件設計。分分離式柱構構造簡單，制制作和安裝裝比較方便便，但用鋼鋼量比階形形柱多，且且剛度較差差，只宜用用于吊車軌軌頂標高低低于10m、且吊車車起重量Q≥750kkN的情況，或或者相鄰兩兩跨吊車的的軌頂標高高相差很懸懸殊，而低低跨吊車的的起重量Q≥500kkN的情況。雙肢格構構式柱是重重型廠房階階形下柱的的常見型式式，階形柱柱的上柱截截面通常取取實腹式等等截面焊接接工字形或或類型（a）。下柱柱截面類型型要依吊車車起重量的的大小確定定：類型（b）常見于于吊車起重重量較小的的邊列柱截截面；吊車車起重量不不超過50t的中柱可可選?。╟）類截面面，否則需需做成（d）類截面面；顯然，截截面類型（e）適合于于吊車起重重量較大的的邊列柱；；特大型廠廠房的下柱柱截面可做做成（f）類截面面。圖3.1本設計中，277米跨區(qū)段段內的鋼柱柱采用階梯梯型柱，其其下段采用用綴條格構構式柱，如如圖(e)，上段采采取實腹式式工字型柱柱。此外，廠房中的的吊車為重重級工作制制吊車，廠廠房為重型型工業(yè)廠房房，我們采采用屋面鋼鋼屋架與柱柱子剛接，此此時，可將將屋架折合合成橫梁。結結構計算簡簡圖如下：：圖3.23.4吊車梁梁系統(tǒng)的設設計3.4.1吊車車梁的設計計1）吊車梁采用焊焊接工字型型截面，此此截面受力力性能好，施施工方便。2）吊車梁主要承承受三個方方向的荷載載作用：吊吊車的豎向向荷載P；橫向水水平荷載T；縱向水水平荷載（剎剎車力）TL。3）吊吊車梁采用用簡支結構構形式，這這種體系設設計施工較較簡單。3.4.2制制動系統(tǒng)作作用：1))承受吊車車的水平荷荷載；2)保證整體體穩(wěn)定，增增加側向剛剛度；3)作為檢修修吊車的平平臺和人行行走道；本次設計中，吊吊車噸位為為50/110噸和10噸，吊車車梁L=18米，故需需設置制動動系統(tǒng)，又又其橫向寬寬度小于1.2米，故設設計中采用用制動梁結結構。3.5荷載計計算作用在橫向框架架上的荷載載可分為永永久荷載和和可變荷載載兩種：永久荷載有：屋屋蓋系統(tǒng)、柱柱、吊車梁梁系統(tǒng)、墻墻架、墻板板及設備管管道等的自自重。可可變荷載有有：風、雪雪荷載、積積灰荷載、屋屋面均布活活荷載、吊吊車荷載、地地震作用等等。這些荷荷載可由荷荷載規(guī)范和和吊車規(guī)格格查得。對單層廠廠房鋼結構構地基土質質較差、變變形較大或或單層廠房房鋼結構中中有較重的的大面積地地面荷載時時，則應考考慮基礎不不均沉陷對對框架的影影響。雪荷荷載一般不不與屋面均均布活荷載載同時考慮慮，積灰荷荷載與雪荷荷載或屋面面均布活荷荷載兩者中中的較大者者同時考慮慮。屋面荷荷載化為均均布的線荷荷載作用于于框架橫梁梁上。當無無墻架時，縱縱墻上的風風力一般作作為均布荷荷載作用在在框架柱上上；有墻架架時，尚應應計入由墻墻架柱傳于于框架柱的的集中風荷荷載。作用用在框架橫橫梁軸線以以上的桁架架及天窗上上的風荷載載按集中在在框架橫梁梁軸線上計計算。吊車車垂直輪壓壓及橫向水水平力一般般根據同一一跨間、兩兩臺滿載吊吊車并排運運行的最不不利情況考考慮。荷載計算具體內內容如下：：（-）永久荷載3.5.1屋屋面板壓型型鋼板按材材料區(qū)分，可可分為壓型型鋼板和壓壓型鋁板；；從保溫來來說可分為為保溫板和和非保溫板板。壓型鋼鋼板一般采采用彩色涂涂層鋼板和和鍍鋅鋼板板制作，其其基本厚度度：0.4～2.0mmm。本設計計采用壓型型鋼板。壓型鋼板根據波波高可分為為低波板（波波高小于30mm）、中波波板（波高高30～70mm）和高波波板（波高高大于70mm）三種。波波高越高，截截面的抗彎彎剛度越大大，承受的的荷載也越越大。屋面面板一般選選用中波和和高波壓型型板，墻板板常選用低低波壓型板板（因高波波板、中波波板的裝飾飾效果差，一一般不在墻墻板中采用用）。本設設計屋面板板選用YX35—125—750（W-7550型）壓型型鋼板，自自重6.655kg/mm2=6.665×0..00988=0.0065kNN/。3.5.2吊吊車梁及制制動結構的的自重g(kNN/m)可按下式式計算：式中：η——考慮制動動結構，軌軌道連接件件的增重系系數η=1.22g2——吊車軌道自重KKN/m，本設計計鋼軌采用用QU80，其重量量為63.669kg//m=633.69××0.00098=00.6244kN/mmg1——吊車梁自重，當當吊車起重重量Q≤50t時，式中：Q——吊車起重量（tt），本設設計Q＝50tL——吊車梁跨度（mm），本設設計L＝18mη2――增重系數，焊接接吊車梁η2＝1.0η3――增重系數，重重級工作制制吊車梁η3＝1.255g1=0.1×1..0×1..25×××=2.332kN//m=(2.322+0.6624)×1.22=3.553kNN/m（二）可變荷載載3.5.3風風荷載：包頭地區(qū)基基本風壓：ω0=0..6kN//m2，根據《建建筑荷載規(guī)規(guī)范》和《鋼鋼結構設計計手冊》，計計算簡圖如如下：圖3.3風風荷載系數數分配圖垂直于建筑物表表面上的風風荷載標準準值，應按按下述公式式計算:(1)當計算主主要承重結結構時——風荷載標準值（kN/mm2）——高度之處的風振振系數，對對于單層廠廠房?。?.0——風壓高度變化系系數?！L荷載體型系數數?！撅L壓（kNN/m2）＝0.6kkN/m22體型及體型系數數，四面開開敞式雙坡坡屋面α≤10°,,=?。?.3和-0.77風壓高度變化系系數—取值與地地面粗糙度度有關，本本設計工程程位于城市市郊區(qū)，屬屬于B類。柱頂頂至屋脊間間屋蓋部分分的風荷載載，取為均均布的，其其對剛架的的作用按作作用在注定定的水平集集中風荷載載Fw考慮。屋脊至室外地面面的高度為為ZZ=16..2+0..15+22.85++0.2==19.44m按內插法確定××4×6背風面：1..0×(--0.7))×1..24×00.6=--0.5221((2)當計算維維護結構時時，按《建建筑結構荷荷載規(guī)范》（GB50009—2001），由內插法得=1.24風荷載體形系數為-1.3，屋架高度處的陣風系數由內插法得=1.72:所以，由上述得得：3.5.4雪雪荷載：面荷值式式中：Sk——基本雪壓標準值值（kN/mm2）——屋面積雪分布系系數，當為均勻勻分布時，取=1.00.當為不均勻分布布時，取==0.755及1.255S0――基本雪壓（kNN/m2）,本設計=00.25KKN/m22則本設計有：故在計算時取屋屋面均布活活荷載與積積灰荷載的的組合。3.5.5積積灰荷載：：查《建筑結構荷荷載規(guī)范》屋面積灰灰荷載取0.3kN/mm23.5.6吊吊車荷載:吊車豎向荷載標標準值：在同同一跨間的的一列柱上上作用著由由最大輪壓壓引起的荷荷載，則在在另一列柱柱上作用著著由最小輪輪壓引起的的荷載。式中：Q——吊吊車其中量量（t），Q=500tG——吊吊車總自重重（吊車橋橋梁及小車車自重之和和），G=733t——吊車車橋架一側側的輪數，=2另一臺10t的的吊車的為為：(2)吊車水平平荷載標準準值：當吊車小車制動動時，由吊吊車兩側每每個車輪作作用在軌頂頂上的橫向向水平荷載載，其方向向與軌道垂垂直，并可可在正反兩兩個方向作作用，每個個車輪上的的橫向水平平力標準值值按下式計計算：=（kN）——系數，軟鉤吊車車起重量時時，取=00.1——吊車額定其重量量（），——小車重量（），吊車一側車輪數數=第4章維護結構布置及及計算屋面面板選用YX—125—750（W750型），壓壓型鋼板每每平方米重重6.655kg/mm2(0..065KKN/m22)。屋面系系統(tǒng)著重進進行檁條設設計。本設設計綜合考考慮跨度、荷荷載、屋面面坡度及材材料供應等等因素，選選用H型鋼，作作為屋面檁檁條，檁條條屬于雙向向受彎構件件，設置一一般為單跨跨簡支。當當檁條跨度度大于4米時，應應在檁條間間跨中位置置設置拉條條；當檁條條跨度大于于6米時，應應在檁條跨跨度三分點點處各設置置一道拉條條；當檁條條跨度在4~6米時，應應在檁條的的跨度中央央設置一道道拉條。本本設計中廠廠房的檁條條跨度為6m，故需設設置一道拉拉條。4.1檁條設計計開敞式建建筑，屋面面材料為壓壓型鋼板，屋屋面坡度1/100(),檁條跨度6m，于l/2處設一道道拉條，水水平檁距1.500m。屋脊距距地面高度度19.44m，鋼材Q235。4.1.1荷荷載標準值值：永久荷載：壓型鋼板0..07kkN/m22檁條（包包括拉條）0.11kN//m2合計：00.17kN/mm2可變荷載：屋面均布活荷載載00.5000kN//m2雪荷載00.3133kN//m2積灰荷載0..300kN/mm2基本風壓0.6600kkN/m224.1.2內內力計算：：1、永久荷載與屋屋面均布活活荷載、積積灰荷載的的組合（雪雪與均布活活荷載不同同時考慮）檁條線荷載：（1.2永久久荷載+1.4屋面活荷荷載）標準值：=（00.17++0.500+0.33）×1.55=1.001kNN/m設計值：P==[1.22×0.117+1..4×(00.5+00.3)]]×1..5=1..356kkN/m故，檁條的受力力為：Px=Psinn5.711°=1..356××sin55.71°°=0.1135kNN/mPy=Pcoss5.711°=1..356××cos55.71°°=1.335kN//m彎矩設計值為：：對x軸，由Py引起起的彎矩，單單跨簡支構構件：跨中中最大彎矩矩（為檁條的跨度）對YY軸，由Px引起的彎彎矩，考慮慮拉條作為為側向支承承點，按多多跨連續(xù)梁梁計算。本本設計在跨跨中位置設設一道拉條條，拉條處處負彎距MMx=2、永久荷載與風風荷載（風風吸力）組組合：檁條線荷載：（1.0永久荷載+1.4風吸力荷載）故檁條的受力為為：彎矩設計值為：：4.1.3截面面選擇及強強度計算選用輕型H型鋼鋼截面特性為：A=20.466由于受壓翼緣自自由外伸寬寬度與其厚厚度之比，考考慮簡支梁梁塑性發(fā)展展，取計算截面有一拉拉條連接孔孔，距離上上翼緣40mm，凈截面面模量為：：因為此H型鋼為為雙軸對稱稱結構，屋屋面能阻止止檁條失穩(wěn)穩(wěn)和扭轉，且且組合二產產生的彎矩矩較組合一一大，故只只需考慮風風吸力與永永久荷載組組合作用下下的強度。4.1.4在風風吸力作用用下下翼緣緣的穩(wěn)定計計算因檁條拉條靠近近上翼緣故故不考慮其其對下翼緣緣的約束4.1.5撓度度計算式中：故撓度滿足要求求。4.2墻梁設計計擋雨雨片選用YX—125—750（W750型），壓壓型鋼板每每平米板重重6.655kg/mm2(0.0665KN//m2)。本設計計綜合考慮慮跨度、荷荷載、三腳腳架坡度及及材料供應應等因素，選選用實腹式式冷彎薄壁壁（卷邊槽槽鋼）檁條條。該檁條條的截面互互換性大，應應用普遍，用用鋼量省，制制造安裝方方便。三腳腳架采用工工字形鋼，坡坡度為，檁檁條跨度6m，水平檁檁距1.5m。在檁條條中部設拉拉條。4.2.1荷載載標準值永久荷載：壓型鋼板0..07kkN/m22檁條（包包括拉條）0.005kNN/m2合計：00.12kN/mm2可變荷載：雪荷載00.3133kN//m2積灰荷載0..300kN/mm2由于是開敞式廠廠房，不考考慮風荷載載。4.2.2內力力計算檁條線荷載：彎矩設計值：4.2.3截面面選擇及截截面特性選用C有效截面計算故檁條全截面有有效?？紤]截面上有空空洞削弱，統(tǒng)統(tǒng)一取0.9的折減系系數，計算算凈截面抵抵抗矩為：：4.2.4強度度驗算4.2.5整體體穩(wěn)定性驗驗算由于該該設計為開開敞式廠房房，擋雨片片上不存在在風吸力的的作用，考考慮擋雨片片能阻止檁檁條側向失失穩(wěn)和扭轉轉，故無需需進行整體體穩(wěn)定性驗驗算。4.2.6撓度度驗算式中：故撓度滿足要求求。4.3墻架設計計采用工工字型鋼鉸鉸接形成的的三腳架作作為擋雨片片的支撐，三三腳架挑出出1.8m，高0.9m。工字鋼鋼采用25a普通工字字鋼。4.3.1內力力計算檁條以集集中荷載的的形式作用用在墻架上上：AB桿的彎矩：將作作用在AB上的力分分解為垂直直于桿和平平行于桿的的力。則計計算簡圖可可表示為：：BABA故設剪力為零點距距B點的距離離為x，則即剪力為零的點點距B點距離為1.011m，該點的的彎矩為：：由于彎矩較大，軸軸向力較小小，只需取取最大彎矩矩與該點處處軸力的組組合。4.3.2強度度驗算10型鋼的截面面積積,故強度滿足要求求。4.3.3穩(wěn)定定驗算AB桿件為拉彎構件件，強度滿滿足要求則則無需驗算算穩(wěn)定。對于BC桿件：計算長度度，10型工字鋼鋼的截面面面積由規(guī)范知該工字字型截面對對主軸為a類，對弱弱軸屈曲時時為b類。故墻架穩(wěn)定滿足足要求。4.4墻架柱設設計采用用H型鋼作為為墻架柱，墻墻架柱在制制動梁處被被分為兩段段，上柱長長3.377m，下柱長13.333m。上柱上上有兩個三三腳架，下下柱上有五五個三腳架架，故只需需驗算下柱柱的強度和和穩(wěn)定即可可。4.4.1內力力計算三腳架以集中荷荷載的形式式作用在墻墻架柱上，4.4.2墻架架柱穩(wěn)定驗驗算因墻架柱選用熱熱軋H型鋼，，質量為106kkg/m，由規(guī)范知該工字字型截面對對主軸為b類，對弱弱軸屈曲時時為b類。故該墻架柱滿足足要求。第5章吊車梁設計5.1吊車設計計的一般規(guī)規(guī)定吊車梁或吊車桁桁架一般應應按兩臺最最大起重量量的吊車進進行設計。當當有可靠根根據時，可可按工藝提提供實際排排列的兩臺臺起重量不不同的較大大吊車或可可能是一臺臺吊車進行行設計。吊車梁或吊車桁桁架的設計計應根據工工藝提供的的資料指定定吊車工作作制的要求求，目前我我國安吊車車負荷率與與工作制時時間率分為為輕、中、重重和特重四四個等級。本本設計為重重級工作制制吊車。吊車梁或吊車桁桁架的形式式選用應根根據吊車的的起重量及及跨度大小小、吊車梁梁或吊車桁桁架的跨度度以及吊車車工作制等等確定。重重級軟鉤吊吊車宜采用用吊車梁，節(jié)節(jié)點應采用用高強螺栓栓或鉚釘連連接。重級和特重級工工作制吊車車梁上翼緣緣與制動結結構及柱傳傳遞橫向荷荷載的連接接、大跨度度梁的現場場拼接等，應應優(yōu)先選用用高強度螺螺栓或鉚釘釘連接。吊吊車梁均應應滿足強度度、剛度和和容許撓度度的要求，對對于重級工工作制的吊吊車梁，需需要進行疲疲勞強度的的驗算。5.2吊車梁的的設計5.2.1吊車車資料吊車梁跨度l==18m，制動結結構采用制制動梁。設設有10t和50/110tA66吊車各一一臺，其中中50/110t吊車的大大車寬6.8m，大車輪輪距為5.255m，軌面至至車頂高度度為2.766m，軌中心心至大車外外邊緣100t吊車大車車寬6.4m，大車輪輪距5.255m，軌面至至車頂高度度2.199m，大車重28t，小車重4.1t，最大輪輪壓為135KKN。吊車跨跨度為25.55m，軌道型型號為QU80。吊車梁梁材料用Q345鋼。5.2.2吊車車荷載計算算5.2.3內力力計算吊車梁的最大彎彎矩及相應應的剪力產生最大彎矩的的荷載位置置如下圖所所示，梁上上所有吊車車輪壓的位位置為：在處相應的剪力為為：最大彎矩時A點點處的剪力力為：在處相應的剪力為為：豎向輪壓在支座座A處承受的的最大剪力力，最不利利輪位可能能如下圖所所示，分別別計算得：：T=68.6或計算吊車梁及制制動梁結構構的強度時時應考慮由由吊車擺動動引起的橫橫向水平力力，此處為為，承受的的最大水平平彎矩為：：2、一臺吊車作用用下的內力力最大剪力為：C點處的剪力為：：計算制動結構的的水平力時時，應采用用由一臺吊吊車橫向水水平荷載標標準值（按按荷載規(guī)范范取值）所所產生的撓撓度。水平荷載最不利利輪位于上上圖相同，產產生的水平平彎矩為：：3、內力匯總于表表1表1兩臺吊車時一臺吊車時計算跨度和穩(wěn)定定（設計值值）計算豎向撓度（標標準值）計算疲勞（標準值值）計算水平撓度（標標準值）5680495143430722925761106注注：1、吊車梁梁和軌道自自重設為豎豎向荷載的的0.05倍，表中中各數均為為擴大后的的數值。2、豎向荷荷載動力系系數為1.1，恒荷載載分項系數數為1.2，吊車荷荷載分項系系數為1.4..3、與相應的的剪力設計計值。5.2.4截面面選擇鋼材選用Q3445，強度設設計值為：：抗抗彎：抗抗剪：估計翼緣板厚度度超過16mm，故抗彎彎強度設計計值取295NN/mm22，而腹板板厚度不超超過16mm，其抗剪剪強度設計計值取180NN/mm22。梁高h，需要的截面模模量為：由一臺吊車豎向向荷載標準準值產生的的彎曲應力力為：由剛度條件確定定的梁截面面最小高度度：梁的經濟高度：：取腹板高度腹板厚度由抗剪剪要求確定定：由經驗公式：取翼緣板寬度b和和厚度t需要的翼緣板截截面面積為為：因吊車車鋼軌用壓壓型鋼板與與吊車上翼翼緣連接，故故上翼緣在在腹板倆側側均有螺栓栓孔。另外外，本設計計是跨度為為18m的重級工工作制吊車車梁，應設設置輔助桁桁架和水平平、垂直支支撐系統(tǒng)。因因此，下翼翼緣也有連連接水平支支撐的螺栓栓孔，設上上、下翼緣緣的螺栓孔孔直徑為。取上翼緣寬度為為500mmm（留兩個個螺栓孔）下下翼緣寬度度為500mmm（留一個個螺栓孔）。取t=222mm滿足局部穩(wěn)定要要求。制動板選用8mmm厚鋼板，制制動板外側側翼緣用槽槽鋼28a。5、截面幾何性質質計算吊車梁毛截面慣性矩：：凈截面慣性矩：：凈截面的形心位位置：凈截面慣性矩：：凈截面模量：半個截面對x軸軸的面積矩矩：制動梁凈截面面積：截面形心至吊車車梁腹板中中心之間的的距離：凈截面慣性矩：：對軸的凈截面模量量（吊車梁梁上翼緣右右側外邊緣緣）：5.2.5截面面驗算強度驗算上翼緣正應力：：剪應力：腹板局部壓應力力：整體穩(wěn)定性驗算算因有制動梁，不不需驗算吊吊車梁的整整體穩(wěn)定性性。剛度驗算吊車梁的豎向相相對撓度：：制動梁的水平相相對撓度：：本設計吊車梁的的截面延長長度不變。5.2.6翼緣緣與腹板的的連接焊縫縫腹板與上翼緣的的連接采用用T型對接焊焊縫，焊縫縫質量不低低于二級，其其強度不必必計算。腹板與下翼緣的的連接采用用角焊縫，所所需焊角尺尺寸為：采用5.2.7腹板板的局部穩(wěn)穩(wěn)定因受壓翼緣與制制動板相連連，可認為為扭轉受到到完全約束束，則有：：故需配置橫向加加勁肋，當當按計算需需要時，應應在彎曲應應力較大區(qū)區(qū)格的受壓壓區(qū)增加配配置縱向加加勁肋。對對局部壓應應力很大的的梁，必要要時尚宜在在受壓區(qū)配配置短加勁勁肋。設間間距a=12200mmm，則全跨跨有15個板段。分分別計算最最大彎矩和和最大剪力力的板段?？拷缰械陌宥味?，有最大大彎矩，其其應力為：：臨界應力計算，由由式中：當時:由由當時：代入穩(wěn)定驗算公公式:通過，故只需設設置橫向加加勁肋?？拷ё亩瞬坎堪宥?。由由于板段的的彎曲應力力很小，可可假定s=0；板段中中部剪力比比最大剪力力略小，取取，以彌補補略去彎矩矩正應力的的影響。局部壓應力同前前，代入局局部穩(wěn)定驗驗算公式，得:5.2.8中間間橫向加勁勁肋截面設設計加勁肋沿腹板兩兩側成對布布置，其外外伸寬度為為：加勁肋厚度選用加勁肋板為為—12085.2.9支座座加勁肋設設計支座處設用突緣緣加勁板，初初選截面—并經行驗驗算。穩(wěn)定性驗算：按承受最大支座座反力的軸軸心壓桿，驗驗算在腹板板平面外的的穩(wěn)定。由整體穩(wěn)定：端面承壓力：支撐加勁肋與腹腹板的連接接焊縫計算算：焊縫計算長度：：需要的焊腳尺寸寸：取5.2.10吊吊車梁的拼拼接由鋼板板規(guī)格，翼翼緣板（厚厚22mm，寬0.5m）和腹板板（厚14mm，寬2.1m）的長度度均可達18m，且運輸輸也無困難難，故不需需進行拼接接。5.2.11吊吊車梁的疲疲勞強度驗驗算下翼緣與腹板連連接處的主主體金屬。翼翼緣應力幅幅，其中為恒恒荷載與吊吊車荷載產產生的應力力，為恒荷荷載產生的的應力，故故吊車在豎豎向荷載作作用下產生生的應力幅幅為：查《鋼鋼結構設計計規(guī)范》附附錄Ⅵ，此連接接類別為3類，，代入入驗算公式式有：下翼緣連接支撐撐的螺栓孔孔處。設一一臺吊車最最大彎矩截截面處正好好有螺栓孔孔。此類連接為3類類，，有橫向加勁肋下端端的主體金金屬。對截截面沿長度度不改變的的梁，只需需驗算最大大彎矩處，此此類連接為為5類，查表表得最大彎矩矩，相應的的剪力主拉應力幅：代入驗算公式：：下翼緣與腹板的的角焊縫。疲勞類別為8類，，角焊縫的應力幅為：支座加勁肋與腹腹板連接的的角焊縫，的類別也為8類。5.2.12吊吊車梁的連連接計算焊縫應根據結構構的重要性性、荷載特特性、焊縫縫形式、工工作環(huán)境以以及應力狀狀態(tài)等情況況按下述原原則分別選選用不同的的質量等級級。在需要進行疲勞勞計算的構構件中，凡凡對接焊縫縫均應焊透透，其質量量等級為：：橫向對接焊縫或或軸向受力力的T形焊縫與與角接組合合焊縫受拉拉時應為一一級，受壓壓時應為二二級?？v向對接焊縫應應為二級。不需要進行疲勞勞計算的構構件中，凡凡要求與母母材等強的的對接焊縫縫應予焊透透。其質量量等級當受受拉時應不不低于二級級，受壓時時宜為二級級。對于重級工作制制和起重量量Q50t的中級工工作制吊車車梁的腹板板與上翼緣緣之間及吊吊車桁架上上弦桿與節(jié)節(jié)點板之間間的T形接頭要要求焊透的的焊縫焊，焊焊縫形式一一般為對接接與角接的的組合焊縫縫，其質量量等級不應應低于二級級。此時可可按母材等等強度考慮慮，不需驗驗算連接焊焊縫強度。重級工作制吊車車梁和Q50t的中級工工作制吊車車梁外觀質質量標準應應符合二級級。翼緣板與腹板的的連接角焊焊縫應按下下列公式計計算：上翼緣緣與腹板的的連接焊縫縫采用焊透透的T形連接，可可與母材等等強，所以以可不進行行核算。下翼緣緣板與腹板板的連接角角焊縫：采用。支座加勁肋截面面與腹板的的連接角焊焊縫的計算算：當為突緣支座時時：式中：nn—焊縫條數數——焊縫計算算長度，取取支座處腹腹板焊縫的的全高減去去。設焊腳尺寸為則則：所以當采用時，滿滿足要求。橫向加勁肋的構構造與連接接應滿足下下列要求。橫向加勁肋與上上翼緣相接接處應切角角。當切成成斜角時，其其寬約為（但但不大于40mm），高約約為（但不不大于60mm）。為加勁勁肋寬度。橫向加勁肋的上上端應與上上翼緣刨平平頂緊后焊焊接，加勁勁肋的下端端宜在距受受拉翼緣50—100mmm處斷開，不不應另加零零件與受拉拉翼緣焊接接。加勁肋肋與腹板的的連接焊縫縫，施焊時時不宜在加加勁肋下端端起落弧。當同時采用橫向向加勁肋和和縱向加勁勁肋時，其其相交處應應留有缺口口，以免形形成焊接過過熱區(qū)。吊車梁的翼緣板板和腹板的的拼接應采采用加引弧弧板和引出出板的焊透透對接焊縫縫，引弧板板和引出板板割去處應應打磨平整整。上翼緣與柱的水水平連接（螺螺栓）采用110.9級M22高強度螺螺栓摩擦型型連接，并并采用噴砂砂處理摩擦擦面，抗滑滑移系數。橫向高高強螺栓的的計算：故橫向向高強螺栓栓的個數為為兩個?？v向高高強螺栓的的計算：故按構構造要求取取兩個螺栓栓。制動板與吊車上上翼緣的水水平連接按構造要要求取間距距a=1000mm排列。取用M222高強螺栓栓經行抗剪剪承載力驗驗算。摩擦面采采用噴砂處處理，則每每個螺栓的的承載力設設計值。最大剪力處每個個螺栓承載載力為：第6章橫向框架靜力力計算6.1橫向向框架靜力力計算簡介：廠房框架是廠房房骨架的主主要承重結結構，系由由柱和框架架橫梁構成成的平面結結構。所以以橫向水平平荷載和絕絕大部分的的豎向荷載載均通過廠廠房框架傳傳給基礎。在工業(yè)建筑中廠廠房框架有有下列三種種常見的結結構形式：：單層廠房房框架、單單層鋼架、多多層框架。在本設設計中的橫橫向框架結結構形式為為：單層鋼鋼架結構，優(yōu)優(yōu)等截面、階階梯形柱，框框架屋架在在柱頂剛接接，柱腳也也采用剛接接。6.1.1結結構計算簡簡圖及截面面選擇：1.計算簡圖：在剛接框架中，若若軸線坡度度小于1/7的雙坡橫橫梁以及下下弦無折線線的橫梁可可用一直桿桿來替代,見《鋼結結構設計與與計算》第第二版。由以上的條件可可知，本設設計計算簡簡圖如下：：圖6.11橫向向框架簡圖圖2、柱截面確定:本設計采用階梯梯形柱，上上柱為實腹腹式柱肢；；下柱為格格構式柱肢肢。上柱截面尺寸的的確定：由前面選型知，柱柱子選用階階形柱，按按構造要求求確定截面面尺寸，上上柱選用實實腹式，因因屋架與柱柱剛接，故故其高度為為5.5m。依《鋼鋼結構設計計手冊》表表10—3，初選截截面尺寸。本本設計廠房房屬于中型型廠房（30tQ75t），對上上段柱：，故柱截面高度：取柱截面寬度：取實腹式上段柱的的腹板高厚厚比一般為50—120。故本設計取腹板板厚為10mm，又根據據抗震要求求翼緣自由由外伸寬度度b與其厚度度之比不大大于13，故取翼翼緣厚為14mm。上柱截截面形式如如圖所示：：其幾何特性：自重。下柱截面尺寸確確定：下段柱采用格構構式，其長長度取至基基礎頂面，故故下柱高為為：柱全高為H=117.2<<18m,,屋蓋肢由兩個等等邊角鋼與與鋼板連接接，吊車肢肢由三塊板板焊接而成成的：吊車肢截面（）特特性：屋架肢截面：（）其中：角鋼的截截面參數：：；其中角鋼重心距距角鋼背為為下柱整個截面的的特性：同時乘乘以空腹折折減系數0.9，則：則上、下柱截面面匯總表見見下：表2名稱上柱145.266630.9910008.112665.2571.921.48.3吊車肢249.621352.33157975..510685265.89.225.2屋蓋肢2445841.710127933764.920.4下柱全截面493.62093674425925531258864265.122.9屋架的當量慣性性矩式中：——反映剪力力影響線和和幾何形狀狀的修正系系數，上弦弦坡度為1/10時取=0..8.——屋架上、下下弦的截面面面積h——跨度中央央上下兩弦弦截面形心心之間的距距離6.1.2荷載計算算：永久荷載以集中力的形式式作用在框框架柱上的的力屋面板和檁條屋架、托架自重重吊車梁、制動梁梁及走道板板自重d、墻架柱上柱以均布荷載的形形式作用在在框架柱上上的力屋面板和檁條屋架自重可變荷載（1)以集中力的形式式作用在框框架柱上的的力風荷載（吸力）屋面均布活荷載載雪荷載積灰荷載以均布荷載的形形式作用在在框架柱上上的力風荷載（吸力）b、屋面均布活荷荷載c、雪荷載d、積灰荷載00.36==1.8KKN/m6.1.3內力力計算屋架梁：上柱：下柱：1.屋面永久久荷載作用用下：其計算簡簡圖如下：：圖6.44屋面永久久荷載作用用下的計算算簡圖（1）進行簡化計算算，取一半半結構，如如下圖所示示：圖6.55(2)本結構屬屬于兩次超超靜定，選選基本體系系如下：圖圖6.66基本體系系（3）列力法方程（4）作單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖圖6.7內內力圖（5）求系數和自由由項、：代回方程求未知知力解方程得：作內力圖圖6.88屋面永久久荷載作用用下的內力力圖2.屋面活荷荷載作用下下：其計算簡簡圖如下：：圖6.9屋屋面永久荷荷載作用下下的計算簡簡圖（1）進行簡化計算算，取一半半結構，如如下圖所示示：圖6.110(2)本結構屬屬于兩次超超靜定，選選基本體系系如下：圖6.11基基本體系（3）列力法方程（4）作單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖圖6.12內力圖（5）求系數和自由由項、：（6）代回方程求未未知力解方程得：（7）作內力圖圖6.113屋面永久久荷載作用用下的內力力圖3、吊車水平荷載載作用下（向向左剎車時時）其計算簡圖如下下：圖6.114吊車水平平荷載作用用下的計算算簡圖（1）進行結構簡化化計算，取取一半結構構，如下圖圖所示：圖6.115（2）本結構屬于一一次超靜定定結構，選選取基本體體系如下：：圖圖6.116基本體系系（3）列力法方程：：（4）做單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖：圖6.17內力圖（5）求系數和自由項項：代回方程求解（7）畫內力圖圖6.118吊車水平平荷載作用用下的內力力圖4、吊車豎向荷載載作用下吊車豎向荷載為為：則，對下柱形心心產生的彎彎矩為：同時，對下柱形形心位置作作用軸力N：所以計算簡圖如如下：圖6.19吊車豎向向荷載作用用下的計算算簡圖而：圖6.220而：圖6.221而：圖6.222所以綜上所述，原原計算簡圖圖可看做以以下三種情情況的組合合：圖圖6.223（1）作第一種情況況下的內力力圖：圖圖6.224因為這種情況下下只對軸力力有影響，所所以其內力力圖為：圖6.25（2）計算第二種情情況下的內內力圖：圖6.226①進行簡化計算，取取一半結構構，如下圖圖所示：圖6.27②本結構屬于兩次次超靜定結結構，選取取基本體系系如下:圖6.228③列力法方程：④做單位荷載作用用下和外荷荷載作用下下的內力圖圖：圖6.229⑤求系數和自由項項、：⑥反代回方程求解解未知力：：解方程得：⑦畫內力圖:圖6.330（3）做第三種情況況的內力圖圖：圖6.331①進行結構的簡化化計算，取取一半結構構，如下圖圖所示：圖6.32②本結構屬于一次次超靜定結結構，選取取基本體系系如下：圖6.333③列力法方程：④做單位荷載作用用下和外荷荷載作用下下的內力圖圖：圖6.34⑤求系數和自由項項:⑥反代回方程求解解未知力：：解方程得：⑦畫內力圖:圖圖6.335（4）由上述三種情情況疊加得得到的最終終彎矩圖M、最終剪剪力圖Q和最終軸軸力圖N見下：圖圖6.3363.風荷載作作用下（左左風作用時時）所以計算簡圖如如下：圖6.337進行簡化計算，取取一半結構構，如下圖圖所示：圖6.38因原圖可看作以以下三個簡簡圖的組合合，故：圖6.339（1）計算第一種情情況下的內內力1）本結構屬于一一次超靜定定結構，選選取基本體體系如下：：圖6.440列力法方程：3）作單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖：圖6.414）求系數和自由項項、：5）反代回方程求解解未知力：：解方程得：6）畫內力圖：圖6.42（2）計算第二種情情況下的內內力該簡圖可簡化為為以下兩個個簡圖的組組合：圖6.443第一種情況下的的內力圖：：因該力為軸力，只只對軸力有有影響，所所以其內力力圖為：圖圖6.444b、第二種情況下下的內力圖圖：1）本結構屬于兩兩次超靜定定，選取基基本體系如如下：圖6.4442）列力法方程：：3）作單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖：圖6.4454）求系數和自由項項、：5）反代回方程求解解未知力：：解方程得：6）畫內力圖：圖6.46c、故三種情況下下的內力圖圖為：圖6.47（3）計算第三種情情況下的內內力1）本結構屬于兩兩次超靜定定，選取基基本體系如如下：圖圖6.4482）列力法方程：：3）作單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖：圖6.494）求系數和自由項項、：5）反代回方程求解解未知力：：解方程得：6）畫內力圖：圖6.50（4）風荷載作用下下的內力圖圖為：圖6.516.各種荷載載對下柱截截面的形心心產生的彎彎矩計算：：（歸為恒恒荷載項內內）a、屋面板和檁條條b、屋架、托架自自重c、墻架柱上柱d、上柱上的擋雨雨片自重e、上柱自重故上柱對下柱作作用的永久久荷載為：：上柱對下柱形形心產生的的偏心為：：同時:吊車梁及走道板板自重吊車軌道自重則作用在吊車肢肢的內力為為：對下柱形心產生生的偏心為為：所以疊加上柱、吊吊車梁對下下柱的彎矩矩可得：對下柱的軸力則，計算簡圖如如下：圖6.552各種荷載載作用下的的計算簡圖圖1)進行簡化計算，取取一半結構構，如下圖圖所示：圖6.5532）本結構屬于兩兩次超靜定定結構，選選取基本體體系如下：：圖6.554基本體系系3）列典型力法方方程：4）做單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖：圖6.555內力圖5）求系數和自由由項、：6)反代回方方程求解未未知力：解方程得：7）畫內力圖:圖6.56各種荷載載作用下的的內力圖7.由屋面永永久荷載作作用下和各各種荷載對對下柱截面面的形心產產生的彎矩矩計算內力力圖相疊加加得：圖圖6.557永久荷載載作用下的的最終內力力圖8.屋面活荷載和積積灰荷載對對下柱截面面形心產生生的彎矩計計算：（歸歸為活荷載載項內）（1）屋面均布活荷荷載積灰荷載則它對下柱的形形心產生的的彎矩為：：走道板上的活荷荷載可近似似看作作用用在下柱形形心上的軸軸力，則：：其計算簡圖如下下：圖6.558屋面活荷荷載和積灰灰荷載作用用下的計算算簡圖1)進行簡化計算，取取一半結構構，如下圖圖所示：圖6.5992）本結構屬于兩兩次超靜定定結構，選選取基本體體系如下：：圖6.660基本體系系3）列典型力法方方程：4）做單位荷載作作用下和外外荷載作用用下的內力力圖：5）求系數和自由由項、：6)反代回方方程求解未未知力：解方程得：7）畫內力圖:圖6.662屋面活荷荷載和積灰灰荷載作用用下的內力力圖9.由屋面活活荷載作用用下和屋面面活荷載和和積灰荷載載對下柱截截面的形心心產生的彎彎矩計算內內力圖相疊疊加得：表表3荷載種類最終彎矩圖M(KN.M))最終剪力圖V(KN)最終軸力圖N(KN)①永久荷載②活荷載③豎向荷載④左向水平荷載表4荷載種類最終彎矩圖M(KN.M))最終剪力圖V(KN)最終軸力圖N(KN)⑤左風荷載⑥豎向荷載⑦右向水平荷載⑧右風荷載表5內力組合合表內力組合表（11.2×永久荷載+1.44×0.99×其他荷載載）構件控制截面內力+Mmax－MmaxNmaxNmin+Vmax組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值AC柱1－1（柱底）M（KN.m）1.2×①+00.9×11.4×（②+③+④）1295.91.2×①+00.9×11.4×（⑤+⑥+⑦+⑧）-1289.551.2×①+00.9×11.4×（②+③+④）1295.51.2×①+00.9×11.4×⑤6.61.2×①+00.9×11.4×（②+③+④+⑧）1271.2N（KN）-2475.99-800.2-2475.99-352.2-2443.88V(KN)-183.6-78.2-183.634.9-225.32－2（下柱上）M（KN.m）1.2×①+00.9×11.4×②66.31.2×①+00.9×11.4×③③-930.51.2×①+00.9×11.4×（②+③+④）-722.81.2×①+00.9×11.4×⑤5.461.2×①+00.9×11.4×（②+③+④+⑧）-725.3N（KN）-612.9-2067-2351-227.3-2242.11V(KN)-25.2-50.3-183.634.9-225.33－3（上柱下）M（KN.m）1.2×①+00.9×11.4×②18.21.2×①+00.9×11.4×（③+④+⑤）-380.91.2×①+00.9×11.4×②18.21.2×①+00.9×11.4×（③+⑤+⑦）-37.21.2×①+00.9×11.4×（②+③+④+⑧）96.22N（KN）2167.6-114.7-467.6-88.53-187.722V(KN)-25.2-8.5-25.2-34.76-166.4774－4（柱頂）M（KN.m）1.2×①+00.9×11.4×（②+③+④）311.61.2×①+00.9×11.4×⑤-1021.2×①+00.9×11.4×②156.71.2×①+00.9×11.4×（⑤+⑥+⑦）-97.71.2×①+00.9×11.4×（②+③+⑧）72.9N（KN）-371.2-7.2-365.61.6-255.1V(KN)-68.634.9-25.278.4-110.4CG橫梁5－5（左梁端）M（KN.m）1.2×①+00.9×11.4×（②+③+④）311.61.2×①+00.9×11.4×⑤-1021.2×①+00.9×11.4×（②+③）214.61.2×①+00.9×11.4×⑤⑤-1021.2×①+00.9×11.4×（②+⑥+⑦+⑧）20.2N（KN）-68.634.9-68.634.9-26.9V(KN)119.9-75.6112.8-75.6209.36－6（梁跨中）M（KN.m）1.2×①+00.9×11.4×（②+③）311.61.2×①+00.9×11.4×⑤-1021.2×①+00.9×11.4×（②+③）214.61.2×①+00.9×11.4×⑤⑤-1021.2×①+00.9×11.4×（②+③+⑧）20.2N（KN）68.6-34.968.6-34.926.9V(KN)119.9-75.6112.8-75.6209.3表6內力組合合表內力組合表（11.2×永久荷載+1.44×1.00×任一種活活荷載）構件控制截面內力+Mmax－MmaxNmaxNmin+Vmax組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值組合項目組合值AC柱1－1（柱底）M（KN.m）1.2×①+11.0×11.4×②2481.2×①+11.0×11.4×③-392.51.2×①+11.0×11.4×③-392.51.2×①+11.0×11.4×⑤-2.21.2×①+11.0×11.4×③-392.5N（KN）-768.6-2384.22-2384.22340.1-2384.22V(KN)-27.2-55.1-55.139.6-55.12－2（下柱上）M（KN.m）1.2×①+11.0×11.4×②72.81.2×①+11.0×11.4×③-1034.771.2×①+11.0×11.4×③-1034.771.2×①+11.0×11.4×⑤67.311.2×①+11.0×11.4×⑧-2.2N（KN）-643.7-2259.33-2259.33-107.399-215.2V(KN)-27.2-55.1-55.1-30.59-53.13－3（上柱下）M（KN.m）1.2×①+11.0×11.4×③-150.91.2×①+11.0×11.4×⑤-104.51.2×①+11.0×11.4×②201.2×①+11.0×11.4×⑤-104.51.2×①+11.0×11.4×⑤-104.5N（KN）-216.2-97.1-495.4-97.1-97.1V(KN)-55.139.6-27.2-39.639.64－4（柱頂）M（KN.m）1.2×①+11.0×11.4×③170.81.2×①+11.0×11.4×⑤-117.81.2×①+11.0×11.4×②170.81.2×①+11.0×11.4×⑤-117.81.2×①+11.0×11.4×③103N（KN）-393.44.9-393.44.9-114.2V(KN)-27.239.6-27.239.6-55.1CG橫梁5－5（左梁端）M（KN.m）1.2×①+11.0×11.4×②170.81.2×①+11.0×11.4×⑤117.81.2×①+11.0×11.4×③1031.2×①+11.0×11.4×⑤-117.81.2×①+11.0×11.4×②170.8N（KN）27.239.6-55.139.627.2V(KN)124-87.126.3-87.11246－6（梁跨中）M（KN.m）1.2×①+11.0×11.4×②170.81.2×