鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計計算書

鋼構(gòu)造工業(yè)廠房設(shè)計計算書單層工業(yè)廠房設(shè)計計算書一、設(shè)計概況單層工業(yè)廠房，長60米，寬30米，梁與柱均為桁架構(gòu)造，屋面只有雪荷載和活荷載。二、設(shè)計條件設(shè)計使用年限：50年自然條件（）地理位置：蘭州市某郊區(qū)（）環(huán)境條件：除雪荷載外不考慮其它環(huán)境條件荷載條件①構(gòu)造自重（Q2357.698×10-5N/mm32②靜力荷載（雪荷載）：50年一遇最大雪荷載0.15kN/m③動力荷載（吊車）：起重最大量10噸材料（）Q235碳素構(gòu)造鋼（）①熱軋普通槽鋼（格構(gòu)式柱）②冷彎薄壁方鋼管（橫梁、檁條）③熱軋普通工字鋼（吊車梁）④熱軋普通H型鋼（吊車軌道）⑤鋼板（綴板）⑥壓型鋼板（屋面）安裝條件：梁與柱鉸接，柱與基礎(chǔ)固定連接，其它連接部分焊接。二、構(gòu)造尺寸①模型透視圖①俯視圖長寬×B=60m×30m②左視圖柱高H=5.5m單跨寬度b=30m/3=10m吊車梁高度h=5m桁架屋蓋高h'=2m③正視圖單跨長度a=60m/8=7.5m吊車軌道支柱距離a'=60m/12=5m三、內(nèi)力計算及構(gòu)件設(shè)計格構(gòu)式軸心受壓柱設(shè)計由軟件模擬分析得柱的軸心受壓最大設(shè)計值為N=50000N=50kN①對實軸計算，選擇截面尺寸2假定λy=50,按Q235鋼b類截面查表得：ψ=0.856，f=215N/mm所需截面面積：A=N/(ψf)=50000/(0.856×215)N/cm=2.7cm2回轉(zhuǎn)半徑：iy=loy/λ=500cm/50=10cm查表試選：2[25aA=2×34.91=69.82cmy=9.81cm，，i，i4i=2.42cm,Z=2.07cm,I=175.9cm驗算繞實軸穩(wěn)定：λy=loy/iy=500cm/9.81cm=50.97<[λ]=150,滿足規(guī)定查表得：ψ=0.852(b類截面)N/(ψA)=50000N/(69.82×10)cm=8.41N/mm2<f=215N/mm，滿足規(guī)定②對虛軸根據(jù)等穩(wěn)條件擬定肢間距離假定肢件繞本身軸的長細比λ1=0.5λ=0.5×50.97=25.49，取λ=25按照等穩(wěn)原則λoxλy得:λx=(λy2-λ)2-λ)11/2=(50.97-25)1/2=44.42ix=lox/λx=500cm/44.2=11.26cmh=11.26cm/0.44=25.59cm,取h=260mm兩槽鋼翼緣間凈距：260-2×78mm=104mm>100m,構(gòu)造規(guī)定驗算繞虛軸穩(wěn)定：Ix=2×(175.9cm4×10.932cm2)=8692.84cm4ix=(I/A)1/2=(/69.82cm)1/2=11.16cmλx=lox/ix=500cm/11.16cm=44.80λox=(λx2λ)2λ)11/2=(44.80+25)1/2=51.30<[λ]=150查表得：ψ=0.847(b類截面)N/(ψA)=50000N/(0.847×69.82×102mm2<215N/mm,滿足規(guī)定③綴板設(shè)計綴板間凈距：l=λi=25×2.42cm=60.5cm,取l=60cm2/3b=2/3×21.86cm=14.57cm1/40t=1/40×21.86cm=0.55cm取×t=200mm×6mm綴板軸線間距：l=l+b=40cm+20cm=60cm柱分肢的線剛度：I/l=175.9cm/60cm=2.93cm3兩塊綴板線剛度之和為：[2×1/12×0.6cm×203cm]/21.86cm=36.57cm3cm]/21.86cm=36.57cm3比值36.57cm/2.93cm3=12.48>6,滿足綴板的剛度規(guī)定吊車梁設(shè)計①初選截面（未計自重）梁跨中最大彎矩：max=1/4××l=1/4×50kN×10m=125kN·m所需凈截面抵彎矩:)/(1.05×215)mm3=553.71cm3nx=Mmax/(γxf)=(125×10梁的高度在凈空方面限制500cm,根據(jù)剛度規(guī)定，梁的允許撓度為l/800，查表可得其允許最小高度為：hmin=l/8=125cm按經(jīng)驗公式可得梁的經(jīng)濟高度為：he=7(Wnx)1/3×(553.71cm)1/3-30cm=27.48cm考慮剛度規(guī)定，初選梁為“工45a”,h=450mm腹板厚度按負擔(dān)支點處最大剪力需要，由經(jīng)驗公式可得：t=1.5V/(hfv)=(1.5××125N/mm)=1.3mm依剪力規(guī)定所需腹板很小腹板厚度按局部穩(wěn)定性需要，由經(jīng)驗公式可得：t=(h)1/2/11=(45cm)1/2/11=0.61cm=6.1mm選用“工45a”,腹板厚度為t=11.5mm按近似公式計算所需翼緣板面積：bt=W/h-(th/6)=553.71cm3/45cm-(1.15cm×45cm/6)2=3.68cm試選“工45a”,翼緣板寬度為150mm則所需厚度為t=368mm/150mm=2.45mm選用“工45a”,翼緣寬度t=18mm②驗算截面2截面的實際幾何性質(zhì)：A=102cm4I=32241cmW=32241cm4/22.5cm=1432.8cm4/22.5cm=1432.8cm3單位長度梁的自重：g=1.2×(10200mm×10000mm×7.698×10-5N/mm3）/10m=942.24N/m2梁自重產(chǎn)生的最大彎矩：g=1.2×1/8×942.24N/m×(10m)=14133.6N·m=14.13kN·m（1.2為考慮腹板加勁肋等附加構(gòu)造使自重增大的系數(shù)）跨中最大總彎矩為：x·m+14.13kN·m=139.13kN·m正應(yīng)力為：σ=(139.13×106N·mm)/(1.05×1432.89×)=92.47N/mm<215N/mm2支座處的最大剪力按梁的支座反力計算，其值為：V=50000N+(1.2×9422.4N×1/2)=55653.44N=55.65KN切應(yīng)力為τ×11.5mm)=32.26N/mm<125N/mm2切應(yīng)力很小，跨中彎矩最大處的截面切應(yīng)力不再進行計算跨中截面腹板邊沿折算應(yīng)力：σ=(139.13×10·mm××104mm42跨中截面剪力:V=50kN切應(yīng)力為：τ=(50000×1.8××22.5×10)/(32241×104×11.5)2=8.19N/mm(σ+3τ2)1/2=(97.21+38.19)1/2N/mm2=98.24N/mm<1.1f=236.5N/mm<1.1f=236.5N/mm2五、其它構(gòu)件校核軸力圖剪力圖彎矩圖位移圖橫梁×b×t=140mm×90mm×5mm①軸力max=13.1N/mmmax=72.8N/mm,彎矩M2<[f]=215N/mm,彎矩M2<[f]=215N/mm22<[f]=125N/mm②剪力max=23.8N/mm2③撓度Δ=17.3mm<[Δ]=l/400=7500/400=18.8mm檁條×b×t=120mm×80mm×6mm①軸力max=2.4N/mmmax=91.8N/mm，彎矩M2<[f]=215N/mm，彎矩M2<[f]=215N/mm22<[f]=125N/mm②剪力max=3.9N/mm2③撓度Δ=6.8mm<[Δ]=l/250=7500/250=30mm吊車軌道0，t2=14mm,r=16mm①軸力max=0.2N/mmmax=31.7N/mm，彎矩M2<[f]=215N/mm，彎矩M2<[f]=215N/mm22<[f]=125N/mm②剪力max=8.77N/mm2③撓度Δ=23.3mm<[Δ]=l/400=5000/4