鋼結(jié)構(gòu)廠房課程設(shè)計(jì)

山東建筑大學(xué)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)題目：某機(jī)加工車間設(shè)計(jì)課程：工業(yè)廠房課程設(shè)計(jì)院部:土木工程學(xué)院專業(yè):土木工程班級(jí)：土木114學(xué)生姓名：趙東陽(yáng)學(xué)號(hào)：2011011505設(shè)計(jì)期限：2014年7月8日至21日指導(dǎo)老師：楊大彬目錄TOC\o"1-5"\h\z設(shè)計(jì)資料 2一、 結(jié)構(gòu)布置 4二、 鋼屋架設(shè)計(jì) 5三、 吊車梁設(shè)計(jì) 19四、 排架柱設(shè)計(jì) 24五、 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 32六、 參考資料 37鋼屋架設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)資料1.車間基本參數(shù)某公司因生產(chǎn)需要，擬在濟(jì)南郊區(qū)建設(shè)一座單層單跨機(jī)加工車間（設(shè)計(jì)使用壽命50年），車間建筑平面、剖面見(jiàn)下圖?！?.000、/車間采用排架結(jié)構(gòu)，下部為現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱及獨(dú)立基礎(chǔ)，上部采用鋼屋架結(jié)構(gòu)，屋架與排架柱鉸接。車間內(nèi)設(shè)有一臺(tái)機(jī)工作制的軟鉤梁式吊車，屋架下弦距離牛腿頂面1.8m，軌道高度130mm?；炷僚偶苤子脤?shí)腹矩形柱；吊車梁采用H形截面鋼吊車梁，抗風(fēng)柱為矩形截面鋼筋混凝土柱。車間屋面采用75mm厚彩色夾芯鋼板，屋面檁條為卷邊C型鋼（C180X70X20X2.5），檁條間距約1.5m;車間四周圍護(hù)墻采用240mm厚磚墻，內(nèi)外各抹灰20mm厚，表面刷涂料;縱墻塑鋼窗洞高為1.8m、寬為2.4m，共上下兩層。2、車間荷載、材料自重、抗震設(shè)防等級(jí)屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:0.5kN/m2（不上人屋面，無(wú)積灰荷載）；基本風(fēng)壓：0.45kN/m2；基本雪壓：0.30kN/m2；屋面75mm厚夾芯鋼板及檁條自重標(biāo)準(zhǔn)值:0.25kN/m2（按投影面積）；鋼屋架及屋面支撐自重標(biāo)準(zhǔn)值（估算）：0.35kN/m2（按投影面積）；鋼筋混凝土自重25kN/m3；磚及抹灰自重20kN/m3；回填土自重20kN/m3；抗震設(shè)防等級(jí)：6度。3、荷載組合鋼屋架為簡(jiǎn)化計(jì)算，屋面暫不考慮風(fēng)荷載作用。首先計(jì)算一棉典型簡(jiǎn)支屋架的內(nèi)力系數(shù)，然后分別計(jì)算下述三種荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的桿件內(nèi)力：全跨永久荷載、全跨屋面活荷載、半跨屋面活荷載。最后列表進(jìn)行下述兩種荷載組合:1.2X全跨永久荷載+1.4X（屋面活荷載，雪荷載）；max1.2X全跨永久荷載+1.4X（半跨屋面活荷載，半跨雪荷載）max排架柱為簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮車間的空間作用，將鋼屋架簡(jiǎn)化成剛度無(wú)窮大的水平橫梁，兩端與排架柱鉸接連接。屋面永久荷載及活荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別等效作用到橫梁上。首先分別計(jì)算下述八種荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下一棉典型排架的內(nèi)力：永久荷載、屋面活荷載、左（或右）墻面風(fēng)荷載、吊車左（或右）剎車力、吊車靠近左（或右）時(shí)的豎向荷載；然后列表進(jìn)行排架柱的內(nèi)力組合。組合情況考慮以下六種：1.2X永久荷載+1.4X（屋面活荷載，雪荷載）；1.2X永久荷載+1.4X墻面風(fēng)荷載； maX1.2X永久荷載+1.4X吊車豎向荷載；1.2X永久荷載+0.9X1.4X（屋面活荷載，雪荷載）+0.9X1.4X墻面風(fēng)荷載；1.2X永久荷載+0.9X1.4X（屋面活荷載，雪荷載）ma+0.9X1.4X吊車豎向荷載;1.2X永久荷載+0.9X1.4X（屋面活荷載，雪荷載）m+0.9X1.4X墻面風(fēng)荷載+0.9X1.4X吊車豎向荷載+0.9X1.4X吊車水平荷載。 max4、地質(zhì)情況經(jīng)勘測(cè)，地表土為人工填土，1.2m厚，不宜作為天然地基土，建議全部挖除；其下為粘土，地基承載力特征值fak=200kpa，壓縮模量Es=10mpa，適宜作為地基持力層。場(chǎng)地地下水靜止水位埋深為10.5米，可不考慮水質(zhì)對(duì)基礎(chǔ)混凝土的侵蝕。最大凍土深度可按0.5m考慮。5、吊車參數(shù)起重量Q：3t；跨度S：22.5m；車寬B：3.5m；輪距W：3m；輪壓：P=29kN，P=9.3kN；總重量4.8t。 5k,min6、 主要構(gòu)件材料鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋，箍筋采用HPB235級(jí)鋼筋；混凝土：C20~C30；鋼材：Q235-B。7、 鋼屋架形式為梯形鋼屋架，牛腿柱頂標(biāo)高為5.4m。二、結(jié)構(gòu)布置采暖地區(qū)非采暖房屋L=66m<180m不設(shè)溫度縫按構(gòu)造設(shè)上弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐，垂直支撐，柱間支撐

I.X 1DCL1 XI.X 1DCL1 XXXG1XGXG2XG1X 1DCL1 XGXG1SQZSQZGXG124m跨6.Om柱距屋蓋上弦支撐平面布置圖GXG2XXG2XX?1----q -q -q -r Z] Z|24m跨6.Om柱距屋蓋空直支等1-12細(xì)跨2細(xì)跨6.0m在距屋差圭直支津2-2GXG1XDC.LX 44 4 y24m跨6.Om柱距柱間支撐平面布置圖三、鋼屋架設(shè)計(jì)1、 設(shè)計(jì)資料取屋檐口高為2.0m，屋面坡度為1/12。2、屋架布置及幾何尺寸屋架幾何尺寸圖屋架計(jì)算跨度=24000-300=23700mm。屋架端部高度H°=2000mm。3、 荷載組合設(shè)計(jì)屋架時(shí)，考慮以下兩種荷載組合：（1） 全跨永久荷載+全跨可變荷載（2） 全跨永久荷載+半跨可變荷載恒載設(shè)計(jì)值按分項(xiàng)系數(shù)為1.2,q1=1.2X0.6=0.72k"，按1.35為1.35X0.6=0.81kN/m2活載計(jì)算：分項(xiàng)系數(shù)1.4,q2=1.4X0.5=0.7kN/m2活荷載0.5kN/m2>雪荷載0.3kN/m2永久荷載控制的組合：0.81+0.7X0.7=1.30kN/m2可變荷載控制的組合：0.72+0.7=1.42kN/m2>1.30kN/m2取可變荷載控制的組合，節(jié)點(diǎn)荷載p1=0.72X1.5X6=6.48kN節(jié)點(diǎn)荷載p2=0.7X1.5X6=6.30kN4、 內(nèi)力計(jì)算按力學(xué)求解器計(jì)算桿件內(nèi)力，然后乘以實(shí)際的節(jié)點(diǎn)荷載，屋架要上述第一種荷載組合作用下，屋架的弦桿、豎桿和靠近兩端的斜腹桿內(nèi)力均達(dá)到最大值，在第二和第三種荷載作用下，靠跨中的斜腹桿的內(nèi)力可能達(dá)到最大或發(fā)生變號(hào)，因此，在全跨荷載作用下所有桿件的內(nèi)力均應(yīng)計(jì)算，而在半跨荷載作用下，僅需計(jì)算近跨中的斜腹桿內(nèi)力，取其中不利內(nèi)力（正、負(fù)最大值）作為屋架的依據(jù)。具體計(jì)算見(jiàn)圖屋架各桿內(nèi)力組合見(jiàn)表。

全跨荷載布置圖全跨荷載內(nèi)力圖桿件名稱桿內(nèi)力系數(shù)全跨永久荷載+全全跨永久荷我D—自/1QL計(jì)算內(nèi)力KNP=1載+半跨可變荷NTD-a在左半跨在石半跨全跨跨可變荷載,P=12.78kN,1.,2.N左=P1X③+P2X①N右=P1X③+P2X②①②③上弦桿AB0000000BC-6.35-2.51-8.86-113.23-97.42-73.23-113.23CD-6.35-2.51-8.86-113.23-97.42-73.23-113.23DE-9.35-4.64-14.00-178.92-149.63-119.95-178.92EF-9.35-4.64-14.00-178.92-149.63-119.95-178.92FG-9.62-6.39-16.01-204.61-164.35-144.00-204.61GH-9.62-6.39-16.01-204.61-164.35-144.00-204.61HI-7.84-7.84-15.68-200.39-151.00-151.00-200.39下弦ab3.511.264.7660.8352.9638.7860.83bc8.223.6211.84151.32128.5199.53151.32cd9.755.5415.29195.41160.50133.98195.41桿de8.927.1216.04204.99160.14148.80204.99

斜腹Ba-6.54-2.54-8.89-113.61-98.81-73.61-113.61Bb4.892.177.0690.2376.5659.4290.23Db-3.54-2.09-5.63-71.95-57.78-49.65-71.95Dc2.061.883.9550.4838.5737.4450.48Fc-0.86-1.83-2.69-34.38-22.85-28.96-34.38桿Fd-0.321.671.3517.256.7318.8318.83Hd1.44-1.63-0.19-2.437.84-11.50-11.50He-2.401.50-0.90-11.50-20.95-3.62-20.95豎Aa-0.500-0.50-6.39-6.39-3.24-6.39Cb-1.000-1.00-12.78-12.78-6.48-12.78Ec-1.000-1.00-12.78-12.78-6.48-12.78桿Gd-1.000-1.00-12.78-12.78-6.48-12.78Ie0.800.801.6020.4515.4110.3720.45內(nèi)力計(jì)算表5、桿件截面設(shè)計(jì)(1)、上弦桿截面計(jì)算整個(gè)上弦桿采用同一截面，按最大內(nèi)力計(jì)算N=-204.61kN(壓力)，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，節(jié)點(diǎn)板厚度選用8mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度選用10mm。計(jì)算長(zhǎng)度屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長(zhǎng)度l=150.5cm屋架平面外根據(jù)支撐和內(nèi)力變化取1?！?丈150.5=602.0cm因?yàn)?^=匕，故截面宜選用兩個(gè)不等肢角鋼，且短肢相并。如圖1所示。yy圖1上弦截面設(shè)人=90，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表中=0.621需要截面積=1532.49mm24N204.61x103A=——= =1532.49mm29f 0.621x215需要回轉(zhuǎn)半徑=匕=1505=1.67cmx人90=―竺=6.69cm人90根據(jù)需要的A、ix、2.56cm,i=6.69按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算，ycm。查角鋼型鋼表，選用2L140x90x10，A=44.6cm2,iX=10/i=15052.56=59，X=l0Ji=602.0.669=90滿足長(zhǎng)細(xì)比：［人］=150的要求。由于氣〈七只需求出甲心=氣，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表，中廣0.621=73.88N/mm2<f=215N=73.88N/mm2<f=215N/mm20.621x4460所選截面合適。（2）、下弦桿截面計(jì)算整個(gè)桿件采用同一截面，按最大內(nèi)力計(jì)算，N=204.99kN（拉力）計(jì)算長(zhǎng)度屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長(zhǎng)度、=300cm屋架平面外根據(jù)支撐布置取l=600cm0y計(jì)算需要凈截面面積204.99x204.99x103215=953.44mm2選用2^80X50X5（短肢相并），見(jiàn)圖2所示，A=12.74c皿,i=1.42cm,i=3.按所選角鋼進(jìn)行截面驗(yàn)算，取A^n選用2^80X50X5（短肢相并），見(jiàn)圖2所示，A=12.74c皿,i=1.42cm,i=3.按所選角鋼進(jìn)行截面驗(yàn)算，取A^n=A。95cmy圖2下弦截面人== =211<［人］=350人=-°y=貝。=152<［人］=350i1.42 i3.95N204.99x103b=—A1274=160.90N/mm2<f=215N/mm2所選截面滿足要求。（3）、斜桿和豎桿截面計(jì)算①斜桿Ba和斜桿Db合并N=-113.61kN（壓力），l=213.6cm,l=l=248.5cm計(jì)算需要凈截面面積 0X 0y,N113.61x103A=—= =528.42mm2nf215選用2L63X6，見(jiàn)圖3所示，A=1458mm2i=1.93cm,i=2.84cml6x圖3斜桿l6x圖3斜桿BM截面人=L=213.6=110.67〈［人］=150屬于b類截面xi1.93x人=L=2485=87.5＜［人］=150屬于b類截面xi2.84x滿足長(zhǎng)細(xì)比：［人］=150的要求。113.61x103113.61x1030.387x1458=201.35N/mm2＜f=215N/mm2所選截面合適。②斜桿Bb和斜桿Dc合并N=90.23kN（拉力），l=0.8Xl=0.8X222.6=178.1cm,l=245.5cm計(jì)算需要凈截面面積0X 0yN_90.23N_90.23x103f= 215=419.67mm2選用2L45X5，見(jiàn)圖4所示，A=8.58cm2,i、=1.37cm,iy=2.11cmy圖4斜桿MC截面驗(yàn)算：人=-ox= =162.5＜［人］=350xi1.37x.l 245.5 。人=”= =116.4＜［人］=350yi 2.11

-N90.23x103b———— —105.16N/mm2<f—215N/mm2A858所選截面滿足要求。Q斜桿Fc和斜桿Hd合并2.84cmN=-34.38kN（壓力）,l、=0.8>2708=216.6cm10=296.4cm選用2L63X6,見(jiàn)圖5所示，A=14.58mm2,i=1.°93cm,i2.84cmloxiX圖5斜桿QE截面2166-112.2<[X]—150loxiX圖5斜桿QE截面2166-112.2<[X]—1501.93 屬于b類截面l—oy—iy2964 °2一—104.4<[X]—1502.84 屬于b類截面滿足長(zhǎng)細(xì)比：［人］=150的要求。由于X＞氣只需求出中心-^，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表，中=0.37034.38x103

b— — —63.73N/mm2<f=215N/mm2中A0.370x1458X所選截面合適。Q斜桿Fd.N=18.83kN（拉力），1=0.81=215.9cm,1=1=269.9cm計(jì)算需要凈截面面積 0X 0y0X4N18.83x103A——— —87.58mm2〃f215選用2L45X5,見(jiàn)圖6所示，A=8.58cm2,i、=1.37cm,i=2.11cml6x圖6斜桿l6x圖6斜桿OD截面驗(yàn)算:人=L=215.9=157.6<[人]=350xi1.37xc1 2699 c人=”=—9—=127.9<[X]=350yi2.1118.83x18.83x103858=21.95N/mm2<f=215N/mm2所選截面滿足要求。05豎桿Aa、豎桿Cb、豎桿Ec、豎桿Gd合并N=-12.78kN（壓力），lx=0.8Xl=192cml=l=240cm選用2L63X6,見(jiàn)圖7所示，A=14.58cm2,1=1.93cm,i=2.84cmy圖7斜桿DQ截面X=L=192=99.5<[X]=150x ix 1.93 屬于b類截面屬于b類截面X=-°y=''。=84.5<[X]=150y屬于b類截面y滿足長(zhǎng)細(xì)比：[X]=150的要求。由于七＞氣只需求出常n=R，查軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)表，中廣0.370N

b= 中Ax12.78x1030.370x1458=23.69N/mm2<f=215N/mm2所選截面合適。⑥豎桿IeN=20.45kN（拉力），計(jì)算需要凈截面面積l=216cm0Xl=270cm0yA=N=20.45x103=95.12mm2nf215選用2L63X6,A=14.58cm2,2.43cm,i=1.24cm216 .寸=——=88.9<［人］=150i2.43x=-ox—l270一-一=”=——=95.1<［人］=350i2.84y滿足長(zhǎng)細(xì)比：仇］=350的要求。N_20.45x103A1458=14.03N/mm2<f=215N/mm2所選截面合適。圖8中豎桿RE截面圖屋架桿件一覽表?xiàng)U件桿內(nèi)力kN計(jì)算長(zhǎng)度截面形式及角鋼規(guī)格截面積(mm2)回轉(zhuǎn)半徑長(zhǎng)細(xì)比容許長(zhǎng)細(xì)比系數(shù)◎min°(N/mim2)loxloyix(mm)iy(mm)入max上弦-204.6115056020」」短肢相并446025.666.9901500.62173.88下弦204.9930006000」」短肢相并2L80X50X5127414.239.5211350—160.90斜腹桿AK-113.6125162516jl2L63,X6 145819.328.41301500.38—7—201.35BM-71.9522472809jl2L63,X6——145819.328.41161500.458107.75KB90.2320812601jl2L45 X5 85813.721.1152350—105.16MC50.4822472809jl2L45X585813.721.1164350—58.83CO-34.3—8—24183023jl2L63,X6——145819.328.41251500.41—1—57.37QE-20.9525943243jl2L63,X6——145819.328.41341500.37038.84OD18.8324183023jl2L45X585813.721.1176350—21.95DQ-11.5025943243jl2L63X6145819.328.41341500.37021.32豎桿RE20.4524003000十字形2L63X6145824.312.4242350—14.03AJ-6.3920132013jl2L63 X6 145819.328.41041500.52—9—8.28BL-12.7—8—18002250jl2L63 X 145819.328.4931500.60—1—14.58CN-12.7820002500jl2L63X6145819.328.41041500.52916.57PD-12.7822002750jl2L63X6145819.328.41141500.47018.656、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)“A”、“B”、“K”、“R” “E”五個(gè)典型節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)類同。.下弦B節(jié)點(diǎn)這類節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)步驟是：先根據(jù)腹桿的內(nèi)力計(jì)算腹桿與節(jié)點(diǎn)連接焊縫的尺寸，即h和l。然后根據(jù)l的大小比例繪出節(jié)點(diǎn)板的形狀和大小，最后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。 W選用E43焊條，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fw=160N/m皿，實(shí)際所需的焊腳尺寸可由構(gòu)造確定。KB桿的內(nèi)力N=90.23KN，采用三面圍焊，肢背和肢尖焊縫hf=5mm，所需要的焊縫長(zhǎng)度為：l=45mmw3N=0.7h￡lPfw=0.7x5x45x2x1.22x160=61488N3 fw3ff因?yàn)?七N=2x0.3x90.23x103=54138N<N3，所以按兩面?zhèn)群缚p計(jì)算。0.7N 0.7x90.23x103肢背lw +2h= +10=66mm,取肢背lwx0.7hff/ f2x0.7x5x1600.3x90.23x103肢尖l= +10=34mm,取50mmw2x0.7x5x160BM桿的內(nèi)力N=-71.95KN，采用三面圍焊，肢背與肢尖的焊縫h=5mm，所需要的焊f縫長(zhǎng)度為：l=63mmw3N=0.7h￡lPfw=0.7x5x63x2x1.22x160=86083.2N3 f w3ff因?yàn)?k2N=2x0.3x71.95x103=43170N<N3，所以按兩面?zhèn)群缚p計(jì)算。0.7N 0.7x71.95x103肢背l= +2h= +10=55mm,取60mmw2x0.7hff/ f2x0.7x5x1600.3x71.95x103肢尖l= +10=29mm，取50mmw2x0.7x5x160豎桿BL桿的內(nèi)力N=-12.78KN，采用三面圍焊，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定取h=5mm。f所需要的焊縫長(zhǎng)度為：l=63mmw3N=0.7h￡lPfw=0.7x5x63x2x1.22x160=86083.2N3 f w3ff因?yàn)?k2N=2x0.3x12.78x103=7668N<N3，所以按兩面?zhèn)群缚p計(jì)算。0.7N 0.7x12.78x103肢背l= +2h= +10=18mm，取50mmw2x°'"ff f 2x0.7x5x1600.3x12.78x103肢尖l= +10=13mm，取50mmw2x0.7x5x160下弦桿焊縫計(jì)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫承受兩相鄰下弦內(nèi)力之差。AN=151.32—60.83=90.49kN，h=5mm，f吐n匕歸宓7 0.75AN ci 0.75x90.49x103肢背焊縫l= +2h= +10=71mm，取80mmw2xO'"ff f2x0.7xE。0

葉/膈曰谿7 0.25AN 購(gòu) 0.25x90.49x103肢關(guān)焊縫l= +2h= +10=30mm，取50mmw2x°.7七〃f 2x°.7x5xl60焊縫驗(yàn)算：0.15x0.75x151.32x103肢背焊縫T= =30.40N/mm2V160N/mm2f 2x0.7x5x80旺/膈曰宓/ 0.15x0.25x151.32x103肢尖焊縫T= =20.27N/mm2V160N/mm2f 2x0.7x5x40焊縫強(qiáng)度滿足要求。根據(jù)節(jié)點(diǎn)放樣，得節(jié)點(diǎn)板尺寸為120X180,節(jié)點(diǎn)圖如下圖所示。下弦節(jié)點(diǎn)各桿肢尖、肢背尺寸桿件h(mm)肢背(mm)h(mm)肢尖(mm)KBf566mm取70mmf534mm取50mmBM555mm取60mm529mm取50mmMC542mm取50mm524mm取50mmCO532mm取50mm520mm取50mmOD522mm取50mm515mm取50mmDQ517mm取50mm513mm取50mmQE523mm取50mm516mm取50mm(2).上弦K節(jié)點(diǎn):KB桿節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算與下弦節(jié)點(diǎn)B中KB桿計(jì)算相同。AK桿N=-113.61kN，采用三面圍焊，設(shè)肢背和肢尖hf=5mm,N=0.7h￡lpfw=0.7x5x63x2x1.22x160=86083.2N3 fw3ff因?yàn)?k2N=2x0.30x113.61x103=68166N<N3，所以按兩面?zhèn)群缚p計(jì)算。l=*l=*x113廚x103

w12x0.7x5x160+10=81，取l=90mmw1上弦節(jié)點(diǎn)各桿肢尖、肢背尺寸桿件h(mm)—f 肢背(mm)h(mm) f 肢尖(mm)AK581mm取90mm541mm取50mmKB566mm取70mm534mm取50mmBM555mm取60mm529mm取50mmMC542mm取50mm524mm取50mmCO532mm取50mm520mm取50mmOD522mm取50mm515mm取50mmDQ517mm取50mm513mm取50mmQE523mm取50mm516mm取50mm考慮擱置檁條，節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)上弦肢背6mm，用槽焊縫連接，槽焊縫按兩條角焊縫計(jì)算hf=t/2=8/2=4mm，P=12.78kN。l=w20.3l=w20.3x113.61x1032x0.7x5x160+10=41，取l=50mw2節(jié)點(diǎn)板尺寸為160x200設(shè)肢尖焊縫hf=4mm，假定集中荷載P與上弦垂直，忽略屋架上弦坡度影響。肢背焊縫驗(yàn)算：_\.'(K、NN)2+(P/2x1.22)2_J0.75x113.23x103)2+(12.78x103/2x1.22)2Tf 1__2x0.7hl 2x0.7x4x192=79.32N/mm2<0.8fw=0.8x160=128N/mm2肢尖焊縫驗(yàn)算： f扣?'(KAN)2+(P/2x1.22)2 「(0.25x113.23x103)2+(12.78x103/2x1.22)2T= 2 = f 2x0.7hl 2x0.7x4x192=27.31N/mm2<0.8fw=0.8x160=128N/mm2節(jié)點(diǎn)圖如下圖所示。f

、屋脊R節(jié)點(diǎn)弦桿一般都采用同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，且便于施焊，需要將拼接角鋼的尖角削除，并截去垂直肢的一部分寬度(一般為t+h+5mm)。拼接角鋼的部分削弱，可以借助節(jié)點(diǎn)板來(lái)補(bǔ)償。接頭一邊的焊縫長(zhǎng)度按弦桿內(nèi)力計(jì)算。設(shè)ER桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸為:肢背h=5mm，l=(0.7X20.45X103)/(2X0.7X5X160)f w1+10=23mm，取l=50mm，w1肢尖h=5mm，l=(0.3X20.45X103)/(2X0.7X5X160)+10=15mm。取l=50mm。設(shè)焊矗高度hf=5mm，則所需要焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為：'=(200.39X103)/(4X0.72X5X160)+10=100mm。取l=120mm。拼接角鋼長(zhǎng)度300mm>2X120=240mmo上弦與節(jié)點(diǎn)板間的焊槽，假定承受節(jié)點(diǎn)荷載，驗(yàn)算略。上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15%計(jì)算，設(shè)肢尖焊縫h=5mm，節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為280mm，節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦f桿焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為l=280/2-5-10=125mm，焊縫應(yīng)力為：TfN=(0.15X200.39X103)/(2X0.7X5X125)二§4.35N/mm2，am=(0.15X200.39X103X68.8X6)/(2X0.7X5X1252)=113.45N/mm2 f；=\；34.352+(113.45/1.22)2=99.13kN/mm2<160kN/mm2+T2mm,w中豎桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算：N=20.45KN此桿內(nèi)力較小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取焊縫尺寸h=5mm，焊縫長(zhǎng)度l=50mm，mm,wf

150150150150、下弦跨中E節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)下弦接頭設(shè)于跨中節(jié)點(diǎn)處，連接角鋼取與下弦桿相同截面230X50X5,焊縫高度h=5mm，焊縫長(zhǎng)度為：f _l=(204.99X103)/(4X0.7X5X160)+10=102mm，取l=110mm連接角鋼長(zhǎng)度l=2X110+10=230mm，取l=230mm下弦桿與節(jié)點(diǎn)板，斜點(diǎn)板之間的連接焊縫按構(gòu)造設(shè)計(jì)。弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊計(jì)算：按下弦桿內(nèi)力的15%計(jì)算。N=204.99X15%=30.75KN設(shè)肢背、肢尖焊肢尺寸為5mm，弦桿一側(cè)需焊縫長(zhǎng)度為肢背lw=(0.75X30.75X103)/(2X0.7X5X160)+10=31mm，取50mm，肢尖lw=(0.25X30.75X103)/(2X0.7X5X160)+10=17mm。取50mm腹桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的計(jì)算方法與以上幾個(gè)節(jié)點(diǎn)相同，節(jié)點(diǎn)圖如下圖所示。、支座A節(jié)點(diǎn)為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離取160mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋。加勁肋取280X60X8mm，節(jié)點(diǎn)取280X200X8mm的鋼板。①支座底板的計(jì)算支座反力R=R=102.24KN A 一B 一一.一-按構(gòu)造要求米用底板面積為aXb=200X160mm2如僅考慮加勁肋部分底板承受支座反力R,則承壓面積為200X(2X60+8)=25600mm2驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度：O=R/A=102.24X10s/25600=4N/mm2<f=12.5N/mm2滿足。底板的厚度按屋架反力作用下的彎距計(jì)算，節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將底板芬成四塊，每塊板為兩相鄰邊支承，而另兩相鄰邊自由的板，每塊板單位寬度的最大彎距為：M=PO122式中O一底板下的平均應(yīng)力，O=4N/mm2；a2一兩支承邊之間的對(duì)角線長(zhǎng)度，氣=113.14mm；&一系數(shù)，由b/a決定。b=60X150/113.14=79.55,b/a=79.55/113.14=0.703,2 2 2 2 2查表得6=0.085故M=pOa2=0.085X4X113.142=4352.22Nmm。2底板厚度t=Mx4352.22/215=11mm，取t=12mm。加勁肋與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算加勁肋高度取與支座節(jié)點(diǎn)板相同，厚度取與中節(jié)點(diǎn)板相同(即-200X8X280)，一個(gè)加勁肋的連接焊縫所承受的內(nèi)力為四分之一支座反力。R/4=102.24X103/4=25.56X103N，M=Ve=25.56X103X50=1.28X106Nmm設(shè)焊縫hf=5mm，焊縫計(jì)算長(zhǎng)度l=280-10-15=255mm，則焊縫應(yīng)力為T(mén)=(25.56X103)/(2X0.7X5Xw255)=14.32N/mm2，Of=(6X1.28X106)/(2X0.7X5X2552)=16.87N/mm2，"V =19.91N/mm2<160N/mm2蚯+T2節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板的連接焊縫設(shè)焊縫傳遞全部支座反力R=102.24kN，其中每塊加勁肋各傳R/4=25.56kN，節(jié)點(diǎn)板傳遞R/2=51.12kN。節(jié)點(diǎn)板與底板的連接焊縫計(jì)算長(zhǎng)度￡l=2X(160-10)=300mm，所需要的焊腳尺寸為hN(51.12X103)/(0.7X300X160X1.22)=2.0mm，取h=5mm。每塊加勁肋與底板的連接焊縫長(zhǎng)度為￡1.二(60-10)X2=100mm。所需要的焊縫尺寸為hN(51.12X103)/(0.7X100X160X1.22)=4mm，取h=5mm，節(jié)點(diǎn)圖如下圖所示。

其他節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法與上述方法類似。具體見(jiàn)屋架施工圖。7、填板計(jì)算、上弦桿：填板厚度為8mm，40i=40X4.47=178.8cm,取間距150/2=75cm；、下弦桿：填板厚度為8mm,80i=80X2.56=204.8cm，取間距300/3=100cm；、腹桿：斜桿AK、斜桿BM、斜桿CO、斜桿QE、斜桿DQ、豎桿AJ、豎桿BL、豎桿CN、豎桿PD,填板厚度均為6mm,40i=40X1.93=77.2cm,取間距75cm；、豎桿RE,填板厚度為6mm,80i=80X1.24=99.2cm,取間距300/4=75cm；、斜桿KB、斜桿MC、斜桿OD,填板厚度為6mm,40i=40X1.37=54.8cm,取間距50cm。四、吊車梁設(shè)計(jì)1、內(nèi)力計(jì)算：Pkm=29kN,Pkmin=9.3kN、豎向力由鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)可知，產(chǎn)生最大彎矩時(shí)如圖，計(jì)算公式如下max l 1帶入得Mkmax=3X29X(3-0.42)2/6-29X0.5=82.0kN?m產(chǎn)生最大剪力時(shí)如圖Vkma「29x(2.5+5.5+6)/6=67.7kN?m、水平力Tk=0.1Pkm=2.9kNMk=82x2.9/29=8.2kNHk=67.7x2.9/29=6.77kN4.8+3=7.8<10t.g=12%每個(gè)輪上水平壓力：T=1.4gg(Q+Q’)/n=1.4x9.8x12%x7800/4=3.2kN(1)、Pkmax=29kN,Pkmin=9.3kNPmax=1.4aPkmax=1.4x1.05x29=42.63kN max何載 k,max Mk,maxMmaxMyk,maxMymaxVk,maxVmax吊車821.05x1.4x82=120.548.21.4x8.2=11.4867.71.05x1.4x67.7=99.52自重0.05x82=4.11.2x4.1=4.920.03x67.7=2.0311.2x2.031=2.44E86.1125.4669.731101.962、截面尺寸確定：(1)、采用Q235級(jí)鋼材，/=215N/mm2

暫取吊車梁截面如右圖所示型號(hào)為HN390x300x10x16查表得，截面特性為A=10700mm2Ix=38900cm4I：=7210cm4ix=16.9cmi=7.26cmW=2000cm3xW481cm3y=Wx上=Wx下=Ix/21.1=38900/21.1=1843.6cm3強(qiáng)度計(jì)算(1)上翼緣最大正應(yīng)力。=Mmax/Wnx上+M/Wn=125.46x106/1843600+11.48x106/481000=74.27N/mm2V215N/mm2下翼緣最大正應(yīng)力o=Mmax/Wnx下=125.46x106/1843600=68.05N/mm2V215N/mm2(2)ffi板局部壓應(yīng)力lz=a+5h+2hR=50+5x16+2x130=390mm￡=^P/1：tw=1.0x29x103/6.77x390=10.98N/mm2V215N/mm2整體穩(wěn)定計(jì)算取pb取pb=0.73+0.18x0.76=0.87g=l]t1/b1h=(6000x16)/(300x422)=0.76<2I1=I2=16x3003/12=3.6x107ab=I1/(I1+I2)=0.5nb=0.8(2ab+1)=0拓小7'2=82.010700氣=6000/82=73.2mmf=215N/mm2y隊(duì)=Pb?(4320久2).(Ah/Wx)?[1+Qyt/4.4h)2+nb]-235/fy=0.87x(4320/173.22)x(10700x390/1843.6x103)-[1+(73.2x16)/(4.4x390)2]x235/345=0.41<0.6隊(duì)’=0.410=Mmax/Wnx上+M/Wn =125.46x106/1843600+11.48x106/481000=74.27N/mm2V215N/mm20=Mx/隊(duì)Wx+M/W=125.46x106/(0.41x2000x103)+11.48x106/481x103=176.87/mm2<215N/mm2滿足整體穩(wěn)定條件(5)加勁肋計(jì)算加勁肋h(yuǎn)0/tw=422/16=26.4<80可按構(gòu)造配置0.5h0WaW2h0

取間距a=1.2h0=600mm截面尺寸外伸長(zhǎng)度bs=h0/30+40=57mm厚度 ts=bs/15=3.8mm 采用80x8mm支座反力Rmax=165.4kN計(jì)算截面面積A=1.8x1.2+15x0.8=33.6mm繞腹板中線的界面慣性矩I=12x183/12+15X0.83/12=583.8cm4i=I/A =4.17cm仕仇?=50/4.17=12.0 查表件0.989NSA=165.4x103/(0.989x33.6x102)=49.8N/mm2<310N/mm2焊縫計(jì)算上翼緣與腹板連接焊縫hf=1/(2x0.7/fw)(VS1/Ix)2+(gz)=1/(2x0.7x160)x(165.4x103x280x10x243/39545x104)+(1x110.25x103/360)2=1.94mm 取hf=6mm下翼緣與腹板連接焊縫hf=VS1/(2X0.7fIx)=165.4x103x280x10x243/(2x0.7x160x39072x103)=1.42mm 取hf=6mm支座加勁肋與腹板連接焊縫hf=1.2Rmax/(1.4lwf)=(1.2x165.4x103)/(1.4x490x160)=1.81mm同樣取hf=6mm吊車梁計(jì)算完畢五、排架柱設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)資料：基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)地坪高度為0.5m,上柱高1.8m,下柱高0.5+5.4=5.9m,總高7.7m；b>H=眺=268.222 22 ，取五、排架柱設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)資料：基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)地坪高度為0.5m,上柱高1.8m,下柱高0.5+5.4=5.9m,總高7.7m；b>H=眺=268.222 22 ，取400mm；Q<100KN；b>H=理=421.414 14 ，取600mm；所以：上下柱均采用實(shí)腹式矩形柱，上柱bxh=400x400；下柱bxh=400x600。2、荷載統(tǒng)計(jì)：（1）、恒荷載：柱頂：G]=6.48x8=51.84KN查表得，HM390x300理論重量為107kg/m，107x6x9.8/1000=6.3kNG3=(6.3+0.8x6)x1.2=13.32kN吊車梁:柱自重:G=1.2x1.8x25x0.4x0.4=8.64KN4G=1.2x4.7x25x0.6x0.4=33.84KN5（2）、活荷載：吊車豎向:D=(29x1+29x0.5)x1.4=60.9KNDmax=(9.3x1+9.3x0.5)x1.4=19.53KN吊車水平：y=1.4x4x78x0.1x(1+0.5)=4.1KN風(fēng)荷載：①k.?①0①k1=1.0x0.8x1.0x0.45=0.36%2=1.0x0.5x1.0x0.45=0.225Lk1-B如36x6=L92%Lk2.B=0.225x6T.2KN/mW=[(0.8+0.5)x2.0125+(0.5-0.6)x0.9875]x1.0x0.45x6x1.4=9.5KN3、內(nèi)力計(jì)算：采用剪力分配法400x4003I= 1 12=2.13x10-3m4, 400x6003I= 2 12=7.2x10-3m4所以：n=匕=2.13=0.3I7.2

2.H1.8…cX=u= =0.243H7.41—處1—處（1—1）5、L=1-65

n1—X2 [qg=—x =1.3721+X3（-—1）n3[13[1+"—1）]C= n——=0.36611 8[1+X3（-—1）]n2—1.8X+X3（2^—0.2）C5= 2?n =°?764n、恒載作用下排架柱的內(nèi)力分析:G1=51.84KN G3=13.32KNG4=8.64KN G5=33.84KN=51.84x0.05=2.6KN-MM=51.84x0.15+8.64x0.1—13.32x0.45=2.646KN-M22.6 2.646「77x1.65+77x1.37=1.03KN內(nèi)力如下圖所示:（2）、屋面活荷載作用下排架柱的內(nèi)力分析：M1=50.4x0.05=2.52KN-MM2=50.4x0.15=7.56KN-M八M八M八2.52 7.56.R=~H1C+~h2C=77x1.65+77x1.39=1.827KN內(nèi)力如下圖所示：（3） 、左面風(fēng)荷載作用下：R1=q1-H-C11=1.92x7.7x0.366=5.41KNR2=q2-H-C11=1.2x7.7x0.366=3.38KN所以.R=R]+R2+W=5.20+3.25+9.5?=17.95KN所以：R=R=1R=8.975KN1 2 2V=R;+%=8.975-5.20=3.775KN（一）V2=R2+R2=8.975-3.25=5.725KN（一）A柱：V廣=3.775+1.92x7.4=17.983KNM=1x1.92x7.42+3.775x7.4底2=80.50KN-MM=1x1.92x1.82+3.775x1.8i2=9.91KN-MB柱：V底=5.725+1.2x7.4=14.605KNM=1x1.2x7.42+5.725x7.4底2=75.221KN-MM=1x1.2x1.82+5.725x1.8i2=12.249KN-M（4） 、吊車活荷載作用下Dmax作用于A柱時(shí):MA=Dx0.45=157.5x0.45=70.88KN-MMb=D.x0.45=40.32x0.45=18.14KN-MR=、-C=70.88x1.37=13.12KN(^)aH3 7.4M18.14RB=節(jié)-C3=^7^x1.37=3.36KN(—)R=RA+RB=13.12-3.36=9.76KN所以：匕=Ra-2-R=8.24KN(—)VB=RB-2-R=8.24KN(—)內(nèi)力圖如下：、在左向剎車作用下：T=D ?-^=157.5x4116=8.64KNmaxmaxP 75Ra=RB=T-C5=8.64x0.764=6.60KN上柱：V=0下柱：V=-6.60KNM廣=6.60x(5.6+0.6)=40.92KN-MM[=6.60x0.6=3.96KN-M恒載①屋面活載②左風(fēng)③右風(fēng)④Dmax在左⑤Dmax在右⑥左剎車⑦右剎車⑧IM0.44-1.008-9.9112.24914.83214.8323.96-3.96

N60.4850.400157.540.3200IIM3.576.552-9.9112.249-56.048-3.3083.96-3.96N72.7250.400157.540.3200IIIM-3.15-4.424-80.5075.221-9.90442.83640.92-40.92N106.5650.400157.540.3200V1.21.9617.98314.605-8.248.24-6.606.60恒載+一種活載恒載+0.9（兩種及以上活載）I+M最大①+⑤：15.27①+0.9(④+⑤+⑦)：28.38N217.98202.23-M最大①+③：-9.47①+0.9(②+③)：-9.39N60.48105.84N最大①+⑤：217.98①+0.9(②+⑤+⑦)：247.59M15.716.45N最?、?④：60.48①+0.9(④+⑥+⑦)：96.77M12.6928.38II+M最大①+④：15.82①+0.9(②+④+⑥+⑦)：21.08N72.72154.37-M最大①+⑤：-52.48①+0.9(③+⑤+⑧)：-59.36N230.22214.47N最大①+⑤：230.22①+0.9(②+③+⑤+⑧)：259.83M-52.48-53.46N最?、?④：72.72①+0.9(④+⑥+⑦)：109.01M15.8215.18III+M最大①+④：72.07①+0.9(④+⑥+⑦)：139.93N106.56142.85V15.8115.82-M最大①+③：-83.65①+0.9(②+③+⑤+⑧)：-125.32N106.56293.67V19.1817.67N最大①+⑤：264.06①+0.9(②+③+⑤+⑧)：293.67M-13.05-125.32V-7.0417.67N最?、?③：106.56①+0.9(④+⑥+⑦)：142.85

M-83.65139.93V19.1815.824、柱截面設(shè)計(jì)：混凝土采用C30(fc=14.3N/mm2,f=1.43N/mm2,f^=2.01N/mm2,)鋼筋為HRB335級(jí)(f=f=300N/mm2)，查表得&，=0.550，上下柱內(nèi)均為對(duì)稱配筋a=1.0。(1)、上柱配筋：上柱的截面共有四組內(nèi)力值，當(dāng)M=28.38kN?m，N=96.77kN時(shí)為最不利組合：h=h-40=400-40=360mm七afbh=0.550x1.0x14.3x400x360=1132.56kN,0 b1c0由于N<^afbh，故按此組內(nèi)力計(jì)算時(shí)為構(gòu)造配筋；由“偏心受壓構(gòu)件全部縱筋的配b1c0筋率不應(yīng)小于0.6%，同時(shí)一側(cè)配筋不小于0.2%”得，P攵?匕=0.45x400x143=0.238%，0.2%-攵=0.2%x400=0.222%minh0f 360300 h0 360氣=氣>0.5x0.6%xbh=0.5x0.6%x400x400=480mm2，故每側(cè)配筋220,A=A，=628mm2。（2）、下柱配筋：下柱中內(nèi)力組合，經(jīng)內(nèi)力評(píng)判，M=139.93kN.m,N=142.85kN為最不利。h=h—40=600—40=560mm，下柱計(jì)算長(zhǎng)度l=1.0H=5.6m。附加偏心距迎=20mm30取e=迎=20mm30取e=20mm。M 139.93x106‘=一= 0N 142.85x103=980mm，則e=e+e=1000mm。0.5fA

c N0.5x14.3x400x600142.85x103=12.01>1*=5600*=5600=9.3<15，取匚h600=1.021 1.?.門(mén)1 1.?.門(mén)=1+ e1400—h0。匚=1.063o12門(mén)e=1.063x1000=1063mm>0.3h0=0.3x560=168mm，可按大偏心受壓計(jì)算e'=門(mén)e-—+a'=1063一絲+40=803mm，2 ， 24 Ne'、142.85x103x803A=A1=―~= 優(yōu) =735.31mm2SS了V 300X偵60-407>P.bh=0.3%x400x600=720mm2每側(cè)配筋2 20+2 16,A=A'=1030mm2，滿足要求。l4.48l4.48，?=荷=11.2，查表得在垂直于排架方向柱的計(jì)算長(zhǎng)度10=0.8H=0.8x5.6=4.48m甲=0.940。N=0.9甲fA+f、A'）=0.9x0.94x（14.3x400x600+300x1030）=3164.89S，遠(yuǎn)大于u c ySN=142.85S。故平面外亦滿足要求。（3）、箍筋：抗震設(shè)防烈度為6度的單層廠房柱，箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均選用8@200箍筋在牛腿處箍筋加密8@100。5、牛腿設(shè)計(jì)：牛腿尺寸如圖所示：（1）、牛腿截面高度驗(yàn)算:P=（1）、牛腿截面高度驗(yàn)算:P=0.65,f人=2.01N/mm2Fhk-0，，a=a=150mm>0.3ho，取a=150mm。F化=F化=Dk +G3k=131.25+10.2=141.45kN,F)+G3=157.5+12.24=169.74kN,。P1-0.5P1-0.5IF、

F

vk( 0、=0.65x1-0.5x /0.5+二〔 14偵刃h02.01x400x360x 150—=903.05.kN>F=141.45kN0.5+ v360故牛腿截面高度符合要求。（2）、牛腿配筋計(jì)算：a=150mmF、a F、a 口2F 169.74x150x1030.85fh0+.—h=y0.85x300x360+0=208.0mm2Vp.bh=0.002x400x400=320mm2實(shí)際選用4 12,A=452mm2，水平箍筋選用8@100,滿足要求。S六、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)f人=200kPa,Es=10MPa。采用現(xiàn)澆柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，C25混凝土，受力筋HPB335級(jí)，基礎(chǔ)埋深取1.2m。1、荷載計(jì)算：基礎(chǔ)除承受柱傳來(lái)的荷載外，還要承受由基礎(chǔ)梁直接傳來(lái)的荷載（設(shè)計(jì)值），基礎(chǔ)梁尺寸取400mmx240mm；基礎(chǔ)梁自重：Gcl=0.24x0.4x6x25x1.2=17.28kN墻重:Gq=(6x7.4-窗重：Gc=G.8+1.8)x2.4x0.45墻重:Gq=(6x7.4-8+1.8)x2.4]x0.28x20x1.2=240.31kNP26226P=17.28+4.67+240.31=262.26kN,P=—= =218.55kN;k1.2 1.2偏心距e=240+600=420mm，M=218.55x0.42=91.79kN?m，M=110.15kN?m+Mmax及相應(yīng)的N—M及相max應(yīng)的NN及相應(yīng)max的MNmin及相應(yīng)的MN設(shè)計(jì)值柱傳來(lái)142.85293.67293.67106.56基礎(chǔ)梁262.26262.26262.26262.26合計(jì)405.11555.93555.93368.8