【2017年整理】黄石机械厂加工车间设计

黄石机械厂加工车间设计系（部）城市建设学院专业班土木工程1003班姓名卫才皇学号20101222158指导教师刘华琛2014年5月黄石机械厂加工车间设计THEDESIGNMENTOFTHEPROCESSINGWORKSHOPOFHUANGSHIMACHINEFACTORYI摘要本工程为黄石机械厂加工车间工程，此车间设计采用轻钢结构门式刚架体系，为单层单跨工业厂房，跨度为18M，柱距6M，长度为48M，建筑檐口标高为99M。设有一台5T轻级工作制（A3级）桥式吊车。屋面结构为有檩体系，带保温层压型钢板屋面，屋面排水采用外天沟排水。主次刚架构件均采用焊接工字形钢，梁柱及屋脊节点处采用高强螺栓连接，柱脚采用刚接形式，基础采用锥形独立基础，基础埋深05M。本设计建筑部分包括厂房的平、立、剖面及部分节点详图。结构设计部分包括结构计算和结构施工图的绘制，结构设计根据现行钢结构设计规范和轻型钢结构设计手册等规范进行计算。计算主要包括各构件的荷载统计、内力计算和内力组合，然后选取最不利的内力对各构件截面进行强度、刚度和稳定性等的验算，其中最重要的就是进行节点的设计。最后根据结构设计计算书绘制结构施工图。关键词门式刚架荷载强度刚度稳定性IIABSTRACTTHISPROJECTISTHEPROCESSINGWORKSHOPOFHUANGSHIMACHINEFACTORYTHELIGHTPORTALFRAMESYSTEMISUSEDINTHISDESIGN,WHICHISASINGLELAYERANDSINGLESPANINDUSTRYWORKSHOPTHESPANOFITIS18MTHEDISTANCEOFTHECOLUMNIS6MTHELENGTHOFTHEWORKSHOPIS48MTHEELEVATIONOFTHEBUILDINGEAVESIS99MTHEREISA5TA3LEVELBRIDGETYPEINTERMEDIATEWORKINGSYSTEMCRANETHEROOFINGSTRUCTUREISCROSSBEAMSYSTEMWITHINSULATIONOUTSIDEDRAINAGEGUTTERISUSEDINTHEDRAINAGEOFROOFTHEPRIMARYANDSECONDARYCOMPONENTOFTHEFRAMEISALLUSEDWELDINGHBEAMHIGHSTRENGTHBLOTSAREUSEDTOCONNECTBEAMSANDCOLUMNSTHEFORMOFTHECOLUMNBASEISRIGIDTHEFOUNDATIONSADOPTCONEINDEPENDENTANDITSDEPTHIS05MARCHITECTURALDESIGNISCONSISTOFPLANE,FACADE,PROFILEANDSOMENODEDETAILSTHESTRUCTURALDESIGNCONTAINSCALCULATIONANDSTRUCTUREDRAWINGSSTRUCTURALCALCULATIONISFINISHEDACCORDINGTOTHEPRESENTSTEELSTRUCTUREDESIGNSTANDARDANDLIGHTSTEELSTRUCTUREDESIGNMANUALTHEMAINCALCULATIONINCLUDESSTATISTICSOFLOAD,CALCULATIONOFLOADANDINTERNALFORCECOMPOSITIONOFVARIOUSCOMPONENTSTHESTRENGTH,STIFFNESSANDSTABILITYOFCOMPONENTSECTIONSARECHECKEDOUTUNDERTHEMOSTDISADVANTAGEDINTERNALFORCESTHEDESIGNOFNODESISTHEMOSTIMPORTANTATLAST,STRUCTUREDRAWINGSAREDRAWNACCORDINGTOTHERESULTOFCALCULATIONKEYWORDSPORTALFRAMELOADSTRENGTHSTIFFNESSSTABILITYIII目录摘要ABSTRACT绪论11结构布置211柱网布置212横向框架结构的主要尺寸、框架柱及横梁2121横向框架的结构尺寸2122框架柱及横梁尺寸313墙架及柱间支撑布置32荷载计算421荷载取值计算422荷载取值计算43吊车梁设计631吊车荷载计算632内力计算6321吊车梁的最大弯距及相应剪力产生最大弯距位置6322最大剪力6323此时由水平荷载产生最大弯距633截面选择8331经济高度8332最小高度8333吊车梁腹板厚度8334吊车梁截面尺寸834截面特性835强度计算10351正应力10IV352剪应力10353腹板局部压应力1036稳定计算10361梁的整体稳定性10362翼缘的局部稳定性11363腹板的局部稳定性1137挠度计算1138支座加劲肋计算1239焊缝计算13391上翼缘与腹板的连接焊缝13392下翼缘与腹板的连接焊缝13393支座加劲肋与腹板连接焊缝134抗风柱设计1441基本资料1443内力计算1444截面选择1445强度计算1546稳定计算15461弯矩作用在平面内的稳定15462弯矩作用平面外的稳定1647挠度验算165檩条设计1751荷载标准值1752内力计算1753截面选择及截面特性1954截面验算2255拉条计算236墙梁设计2461截面选型24V62荷载统计2463内力计算2464截面验算26641各板件端应力值26642受压板件的有效宽度27643有效净截面模量2965强度计算30651正应力30652剪应力3066稳定计算3067挠度计算3168构造要求317门式刚架设计3371计算简图3372吊车荷载3373荷载组合3474主刚架的截面预估3475各工况内力计算3676刚架内力组合3677构件验算36771构件宽厚比验算36772刚架梁的验算37773刚架柱的验算41774验算刚架在风荷载作用下的侧移4478节点验算45781梁柱连接节点45782横梁跨中节点46783半跨梁中节点设计47784柱脚设计49VI8基础设计5281刚架柱下独立基础52811地基承载力特征值和基础材料52812基础地面应力及基础面积计算52813验算基础变阶处的受冲切承载力54814基础底板配筋验算5482山墙抗风柱下独立基础设计55结束语57致谢58参考文献59附录1内力计算简图60附录2内力组合表661绪论本工程为单层门式刚架厂房，单跨18M，柱距6M，长度48M，屋面结构为有檩体系，上有压型钢板。有一台吊车，吊车资料见后。墙面材料为镀锌压型钢板（彩板颜色由甲方定），基本风压为035KN/为基本雪压05KN/。0W0S门式刚架体现了轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期；结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显；柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。本设计门式刚架采用Q235钢，屋面檩条、墙架采用Q235B钢；采用扭剪型高强度螺栓109级，普通螺栓采用六角头螺栓（C级），焊条采用E43型；基础混凝土C20，钢筋HPB235，垫层混凝土C10。21结构布置本工程为单层单跨门式刚架，跨度18M，长度48M，柱距6M，柱间支撑和屋面支撑均布置在第一开间。11柱网布置综合考虑工艺、结构及经济三个方面的要求，确定厂房柱网布置为纵向8跨，跨度为6米；横向单跨，跨度为18米。每跨均为双坡屋面，坡度110。柱网布置简图详见图11。12横向框架结构的主要尺寸、框架柱及横梁121横向框架的结构尺寸采用单跨双坡门架，门架横梁与门架柱刚性连接，刚架柱与地基基础的连接为锚栓刚性连接。结构示意图2框架主要尺寸为跨度18米，柱高99米，柱距6米，横梁坡度为110。图121柱网布置图3图122结构示意图122框架柱及横梁尺寸框架柱采用等截面H型钢，钢材采用Q235钢，横梁采用分段变截面焊接工字形截面，钢材采用Q235钢。13墙架及柱间支撑布置墙架系由横梁（墙梁）及拉条、窗镶边构件、墙架柱、抗风柱等构件组成。其作用是支撑墙体，保证墙体的稳定，并将墙体承受的风荷载传递到厂房骨架和基础上。柱间支撑分为两个部分，在吊车梁以上部分为上层支撑，吊车梁以下的部分称为下层支撑，交叉腹杆系最为经济且刚度较大，因此本设计上层支撑、下层支撑均采用交叉支撑。42荷载计算21静力计算简图选取典型单元进行静力计算，计算单元如图所示图21静力计算简图22荷载取值计算永久荷载恒载结构自重（包括屋面板、檩条、保温层及刚架自重）08MM厚压型钢板0152/MKN刚架及支撑010刚架斜梁自重0152/轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）05可变荷载活载计算刚架取03，计算檩条取052/MKN2/MKN雪载052/风荷载035基本风压按荷载规范GB500092001取，地面粗糙等级C级，基本风压5035；由于柱高不大于10M，不考虑高度变化系数，故取如图02/MKN图22风荷载体型系数63吊车梁设计31吊车荷载计算如图61图31吊车轮距及宽度选用北京吊车，工作制度，起重量为5T，跨度为165米，轨道型号为5A43KG/M，总重为164T，大车144T,小车2T,，吊车宽度4650MM,吊车轮距3500MM,大车轮压745KN，304KN，基本尺寸如下MAXPMIN吊车荷载的动力系数105，吊车荷载的分项系数140Q吊车荷载设计值KNQ501974051MAXNGHQ8226406）（32内力计算321吊车梁的最大弯矩及相应剪力产生最大弯矩位置如图，梁上所有吊车荷载的合力位置为；P7图32合力位置图MKNPLMW51276019463MAX在处相应的剪力为VW201322最大剪力荷载位置如图63KNPV9520361509316502031MAX）（323此时由水平荷载产生最大弯矩MKNMPH073150928MAX图33吊车梁最大剪力计算简图833截面选择331经济高度509321576307633MMWHE332最小高度VLFH61908601606MIN建筑净空无要求，故采用650MM333吊车梁腹板厚度MHTOW176250315按剪力确定的腹板厚度MFHVTVOW173256809AX故取腹板厚度8MMT334吊车梁截面尺寸近似按下列公式计算261167381825076MTHWAWO故吊车梁截面尺寸选为3I34截面特性吊车梁截面见图649图34吊车梁截面24158062130CMA4333102861073CMIX4562/CHWX43896182130CMIY365/982/CHY3519048207310CS35强度计算351正应力223636MAX15/8901570412MNWMYH10352剪应力22433MAX/15/81025950MNTISVW353腹板局部压应力采用43KG/M的钢轨，轨高140MM按钢结构设计规范（GB500172003）公式（4132）计算ZLMHALRYZ4102165025集中荷载增大系数KNPF59,按钢结构设计规范（GB500172003）公式（4131）计算腹板局部压应力为223/5/5410859MITFZWC36稳定计算361梁的整体稳定性，应计算梁的整体稳定性132061BL0249651HTL811738073BCMAIIXY2415973860YIL按钢结构设计规范（GB500172003）附录B公式（B11），计算整体稳定系数为B按60916547313457208141432022BYXYHTWA11钢结构设计规范（GB500172003）附录B公式（B12）公式926018728071BB按钢结构设计规范（GB500172003）公式（423），计算整体稳定性22336/15/9710571045920MNWMYXB362翼缘的局部稳定性，局部稳定满足。YFT152916450363腹板的局部稳定性，应按构造要求配置横向加劲肋YWOFTH2358070按钢结构设计规范（GB500172003）公式（4361），计算横向加劲肋外伸宽度为，取100MM6043618403MHBOXXB按钢结构设计规范（GB500172003）公式（4362）计算横向加劲肋的厚度为，取8MM，76150XBTXT所以横向加劲肋的尺寸为108M37挠度计算为由全部竖向荷载标准值产生的最大弯矩XMMKNLPW0715368974141MAXIEVX22025053212，满足要求。806712LVL38支座加劲肋计算取支座加劲2MM102支座加劲肋端面承压应力为223MAX/35/610529MNFMNRCECEA稳定计算MM3581042463108910422MIZMAIZZ65096716528ZOIH属于B类截面，查附录C，得09894，按钢结构设计规范（GB500172003）公式（5121）计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性223MAX/15/058698402MNRA吊车梁支座构造见图65图35吊车梁支座构造1339焊缝计算391上翼缘与腹板的连接焊缝上翼缘对中和轴面积矩，取31152608603MS,8HF2431/72870259702NIHVSXFF23/941MLFZFF2222/160/793NFNWFF392下翼缘与腹板的连接焊缝下翼缘对中和轴面积矩321526086013MS27432/1797MNIHVXFF393支座加劲肋与腹板连接焊缝设MTF84518,满足要求。MFLNRHWF92016825061793703MAX144抗风柱设计41基本资料本厂房为单跨18M轻钢结构，檐口标高99M，每侧山墙设置2根抗风柱，截面采用实腹式工字形钢。山墙墙面板及墙梁自重为023，抗风柱自重04MKN，基本风压为035。MKN2MKN42荷载计算风压高度变化系数Z740风压体型系数由门式刚架轻型房屋钢结构技术规范CECS1022002表AO24选取，S011S风荷载标准值20/70513074MKNWZSK91单根抗风柱承受的均布荷载设计值永久荷载设计值2482301Q风荷载设计值27018014MKNKW43内力计算抗风柱的柱脚和柱顶分别由基础和屋面支撑提供，模型如图71构件最大轴压力KNQN241750421504MAX构件最大弯矩MMW37881244截面选择选取H型钢H，绕长轴长细比9561036841205XIL15图41抗风柱计算模型45强度计算，25347CMAN051X231049MWNX根据钢结构设计规范GB500172003公式（521）22363/15/24MNFNWMNNX46稳定计算461弯矩作用在平面内的稳定根据钢结构设计规范GB500172003公式（5221）绕X轴长细比1506841205XOIL因为所以查钢结构设计规范GB500172003附录C的A83015/HB类截面726XKNEANXX12668410537122,所计算段无端弯矩但有横向荷载，故MAX16）（）126478034905173260481MAXENWMAX2/M/5MNF462弯矩作用平面外的稳定根据钢结构设计规范GB500172003公式（5223）绕弱轴Y的长细比的计算考虑墙面墙梁隅撑的支撑作用，计算长度取为墙梁间距2M15062730YOIL因为属B类截面，所以查钢结构设计规范GB500172003附录C的A,8H类截面40Y9850416077122YB所计算段有端弯矩和横向荷载作用，并使构件段产生同向曲率，故取01MAX01223631MAX15/95104985247802NFMWMANBY47挠度验算根据钢结构设计规范GB500172003附录A续表A11，横向风荷载作用下，抗风柱水平挠度为MLMEIQXKW256407120735120638454所以挠度符合要求。175檩条设计按,檩条跨度6米，檩条高度初选C形檩条,10I,5013LH52061檩距为15米，檩条跨度大于4米，故在檩条间跨中设置拉条，檩条及拉条钢材均为Q235，在檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。如图81图51檩条截面力系图51荷载标准值永久荷载压型钢板（含保温）0152/MKN檩条（包括拉条）005合计022/可变荷载屋面均布荷载和雪荷载的最大值为05MKN52内力计算永久荷载与屋面活荷载组合18檩条线荷载2/05120MKNPK2/44120/75SINX1COMKNPY弯矩设计值LMYX368422MKNLPY10232X永久荷载与风荷载吸力组合按建筑结构荷载规范GB500092001，房屋高度小于10米，风荷载高度变化系数取10米高度处的数值01Z按门式刚架轻型房屋钢结构技术规范CECS1022002附录A，风荷载体型系数，4792LOG031边缘带AZ2965MA垂直屋面的风荷载标准值2/170410KNWOSZK檩条线荷载MPOKY/6257CS26170KNX/035INOY/01CS14弯矩设计值（采用受压下翼缘设拉条的方案）MKNLPMYX5486022LY32321953截面选择及截面特性选用，其截面特性为52061C2487CMAKG78，43IX3CMWX4965CIY3MAX4719CWY，MIN6CWYI216I12O85先按毛截面计算的截面应力为/831047902362631压NWMYMSXX（压）2363IN2/581MYX（压）236363/81047902NYMSXX受压板件的稳定性系数腹板腹板为加劲肋件，1930186MAXIN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5622）695213078267896872K上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲肋的支承边8013MAXIN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5623）864052685209185659182K受压板件的有效宽度腹板，,8640,9521CKMCB60,12183,52MNT20由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5633）1879640521CKB由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5632）计算的板组约束系数为380587910593122K3621K由于，则，05MBC64839101，64521TB56738407383所以，1T由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5612）计算截面的有效宽度为MBTBCE368410873152108由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5652），MBEE346840102562上翼缘板，,921,840CKCB16,1832/MN5320684CB由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5631）计算的板组约束系数为，371520K1521836407251K由于，0521，MBC6024560TB，191874152038所以T3由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5612）计算截面的有效宽度为MBTBCE05610245018108由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5652），MBEE05640132下翼缘板全截面受拉，全部有效。有效净截面模量，上翼缘板的扣除面积宽度为M95306腹板的扣除面积为，同时在腹板的计算截面上有两个M2803648拉条连接孔（一个距上翼缘35MM，一个距下翼缘边缘35MM），孔位置和扣除面积位12置基本相同，所以腹板的扣除面积宽度按24MM计算，如图82所示，有效净截面模量为图52檩条有效截面图22，341073MWENX3MAX609WENY3MIN915WEY54截面验算强度验算屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（8111），205/3195026137064MNWMENYMSXX2/稳定性验算永久荷载与风吸力组合下的弯距小于永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯距，根据前面的计算结果，可以取有效净截面模量，341073WENX，34MAX1095ENY4MIN1069EY按冷弯薄壁型钢结构技术规范附录A中A2的规定计算查表，跨中设置一道侧向支撑，B51260842取正值CXEOA9160H0571650963510718454222HLIBYTYW8130Y702198057198351026581472342221YXYBXFWA097409BXBX风吸力作用使檩条下翼缘受拉。按冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（8812）计算的稳定性为205/516093173860546MNWMEYXB2/计算表明永久荷载与风荷载组合不起控制作用。挠度计算23MLVMIELPVOXKYY30270291328106675CS3845384543构造要求9,62910YX故此檩条在平面内、外均能满足要求。55拉条计算当跨中拉条承担一根墙梁的竖向支承作用时，拉条所受拉力KNLQNXL26076250拉条所需截面面积23412580MAN按构造选用1拉条，截面面积，它可承担80根墙梁的竖向支承作用。213246墙梁设计61截面选型初选C形墙梁，间距为2米，墙梁跨度大于4米，故在墙梁间跨520718中设置拉条一道，如图图61墙梁荷载图62荷载统计永久荷载压型钢板（含保温）0152/MKN墙梁（包括拉条）008合计0232/63内力计算墙梁所受荷载设计值竖向MKNQX/360215098XX/25水平（压力）MKNQY/756041270（拉力）8329墙梁所受荷载标准值竖向QKX/460150水平27压KNY（拉）MK/9荷载组合考虑两种情况；XQYXYQ竖向荷载产生的弯矩XQYM由于墙梁跨中竖向设有一道拉条，可视为墙梁支承点，弯矩见图62图62墙梁弯矩图MKNLQMXBY62105321MAX水平荷载,YQ产生的弯矩墙梁承担水平方向荷载作用下，按单跨简支梁设计内力，则迎风MKNLYX402367508122背风QMY剪力在竖向荷载作用下，两跨连续梁最大剪力为XKNLQV072652058MAX26迎风KNLQVYY26875050MAX背风YY4983AX双弯扭力矩B064截面验算初选C形槽钢，其截面特性520718A848，2CM4CMIX369CWXCMIX047CXO102，45IY3AYIN12YY53，6139W41760IT4W427WW641各板件端应力值迎风YXIWM（拉）23361/916082510942MN（拉）23362/7（压）236363/81408251094MN（压）236364/72背风YXIWM（压）236361/0518250947MN（压）236362/9（拉）236363/150482510947MN27（拉）236364/541029107MN642受压板件的有效宽度迎风13板为加劲肋板件，1985146MAXIN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5622）取计算87239687K34板为最大压应力作用于部分加劲肋的支承边，1012MAXIN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5624）计算081379045379205522K13板，8721CKMB8CMT204MN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5633）计算14501872CKB由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5632）计算的板组约束系数为，580451930593122731K由于，则，05MBC1784610，8131872T所以13板全截面有效34板，72CK04KC18B0T52，1/056MN16723CB28由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5631）计算的板组约束系数为，2960K49171280501K由于，则351，MBC7287TB，6490814859103，截面有效宽度为3TBMBTCE7264012860711082MBE9572641BEE8312板全截面受拉，全部有效背风13板为加劲肋板件，18505614MAXIN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5622）取计算87239687K12板为最大压应力作用于部分加劲肋的支承边，142095136MAXIN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5624）计算74205412015052K13板，872CKMB8C7T0561/MN由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5633）计算16807128CKB由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5632）计算的板组约束系数为，46056935930221293460587242051K由于，则，MBC986510，2956418187251T所以13板全截面有效，MBCE934板，07K83C0BT52，21/95MN1687231CKB由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5631）计算的板组约束系数为，260K495120051由于，则6815，MBC787TB，240618459103，321TB由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5612）计算截面有效宽度MBTCE156870284107108由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（5653），MBEE6541890160234板全截面受拉，全部有效。643有效净截面模量迎风、背风时翼缘受压板最大扣除面积宽度为，同时，在腹M851670板的计算截面有两个拉条连接孔，所以腹板扣除面积宽度按24MM12有效净截面模量，3405MWENX4AX10672ENYW3M34IN0WEY30图63最不利有效截面图65强度计算651正应力迎风86125061024534MAX4ENYXWM2/MN052/背风93874646MAX2ENYX2/052/652剪应力由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（8311）计算竖向剪应力69527041333MAXTBVOXX2/MNVF水平剪应力723AXTHOXY2/VF66稳定计算受弯构件的整体稳定系数按冷弯薄壁型钢结构技术规范附录A中A2的规BX定计算查表，跨中设置一道侧向支承，50B311402（取正值）CMBXEOA3962789420810HA31895026502756180218437156042HLIHIBYTYW53Y704189050893518210943232YXYBXFWHA412774BXBX由冷弯薄壁型钢结构技术规范公式（8112）计算的稳定性为205107216023589044EYXBWM2/MN67挠度计算竖向按两跨连续梁计算MLIELQVYKXX302681021756304307344水平按单跨简支梁计算49389848454XKYYILL30268构造要求2015230,527460YX故此墙梁在平面内、外均能满足要求。69拉条计算当跨中拉条承担一根墙梁的竖向支承作用时，拉条所受拉力KNLQNXL2416302560拉条所需截面面积322394621580MAN按构造选用112拉条，截面面积，它可承担80根墙梁的竖向支承作用。213337门式刚架设计71计算简图图71刚架计算简图72吊车荷载单台吊车在主刚架上最不利作用可能的工况有四种（1）最大轮压在左，最小轮压在右，并同时有向右的水平荷载（2）最大轮压在左，最小轮压在右，并同时有向左的水平荷载（3）最大轮压在右，最小轮压在左，并同时有向右的水平荷载（4）最大轮压在右，最小轮压在左，并同时有向左的水平荷载吊车每个大车轮子传递的吊车横向水平荷载标准值KNGTKK12501241,3,2吊车竖向荷载设计值PF398705MAX1AX4ININ34横向水平荷载KNTKD12吊车作用在刚架的荷载考虑如下竖向荷载KNFPAX1439853216531MAXM64ININ横向水平荷载KNTD782135653173荷载组合（1）12恒载14活载（2）10恒载14风载（3）12恒载14吊车荷载（4）12恒载085（14活载14风载14吊车荷载）74主刚架的截面预估据门规规定，刚架的梁可采用变戴面，设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。主刚架截面示意图如下35柱采用等截面，斜梁由三段组成，两端采用楔形构件，中段采用等截面构件初步考虑，梁柱截面及截面特性如表74，表74梁柱截面及截面特性柱截面11106240BH；284CMA；430IX4230CMIY；3CW19；。IX69CIY5刚架斜梁22截面10625BH；273CMA；40IX413CMIY；38CW；。IX2CIY4刚架斜梁33/44断面106245BH；7CMA；4681IX413CMIY；35CW；。IX4CIY54刚架斜梁55断面10625BH；2673CMA；40IX413CMIY；38CW；。IX21CIY436图74主刚架预估截面75各工况内力计算由于本设计为单层单跨轻钢厂房，结构对称，经综合考虑，只须计算以下5种工况恒载活载左风或右风荷载最大轮压在左，水平荷载向右吊车荷载最大轮压在左，水平荷载向左吊车荷载根据前面荷载统计，用力学求解器作结构在各种工况下弯矩、剪力、轴力图如附页所示。76刚架内力组合根据结构对称，只须对一半结构做内力组合即可，所选危险截面详见内力组合表。77构件验算771构件宽厚比验算翼缘部分15237102/64YFTB）（37152379102/6YFTB）（腹板部分05YFT239650YFTB5027YFT故宽厚比满足要求。772刚架梁的验算（1）抗剪验算梁截面的最大剪力为KNV7860MAX考虑仅有支座加劲肋，235/437/0YWSFTH215MNFVKNFTHVVWU42615846，所以满足要求。UV70AX2弯、剪、压共同作用下的验算取梁端截面进行验算，KN5327860MKNM08163因，取，按规范GB70017式4411验算，UV0UV5221AFHAMFFF82106519090MKNMKN86324638取FM故，满足要求。101502FEUUV3整体稳定验算，KN32786MKNM863梁平面内的整体稳定性验算。计算长度取横梁长度，MLX109，类截面，查表得563971850XILB570X，KNEANXX019218022201MX1592307586573836010EXEXMXNWM，满足要求。2285F4校核横梁容许高厚比246MAX19087313760MN246IN822581MAXIN0故，满足要求。861235265042530YWFTH梁跨中截面2463MAX18087239576012MN2463IN39821MAXIN0故，满足要求。912356504530YWFTH5验算檩条集中荷载下的局部受压承载力檩条传给横梁上翼缘的集中荷载KNF1836504162501MHALRYZ027223151108FLTZWC验算腹板上边缘的折算应力取梁端面出的内力，KNM86KN3V7860243151092286MYIN37MNC243413081029260NTIVSW222241308615093765C，满足要求。22581913MNFMN6考虑及相应、时构件验算MAXMV，（拉），KN0215K180KV260抗剪验算，弯、剪、压共同作用下的验算同上，经验算满足要求。整体稳定性验算N018KN拉M15002KNM梁平面内的整体稳定性验算计算长度取横梁长度MLX1809，类截面，查表得563971850XILB570XKNEANXX01921802220，1M40159280710258570181360EXEXMXNWMAN，满足要求。9MNF横梁平面外的整体稳定验算考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接，有蒙皮作用，檩条可作为横梁平面外的支承点，但为安全起见，计算长度按两个檩距考虑，即3015MM。YL对于等截面构件0，1SW3015/442682，B类截面，查表得0762YYSIL/Y60134268102546836453242YOYWSXOYBFHTWHA取1070282/11330821B01N75012EXEXT223610/15/1405286MNFNWMANBETY满足要求。校核横梁容许高厚比246MAX413021283051MN246IN891MAXIN0故，满足要求618235650482530YWFTH41梁跨中截面246MAX0148012813079MN246IN9691MAXIN0故，满足要求618235650482530YWFTH经过验算檩条集中荷载下的局部受压承载力满足要求773刚架柱的验算1需要考虑的荷载M6001N17967KNV1629KN1MKNM16308N6372KNV2634KN22抗剪验算柱截面的最大剪力为VMAX2634KN考虑仅有支座加劲肋805623/451/0YWFTHF125N/MMV24268125426KNUVV2634KNM5712KNM，取MMF故，满足要求101502FEUUMV4强度验算对于工字型截面051X在荷载作用时122361518012573609MNFNMANNX满足要求。5整体稳定验算刚架柱平面内的整体稳定性验算刚架柱高H10400MM，梁长L18090MM柱的线刚度KI/H2818110/104003522631C42M梁线刚度KI/2S1818110/29045155782MM20B2K/K0442，查表得柱的计算长度系数27321刚架柱的计算长度MHLX2839104732/I28392/185311786150，B类截面，查表得0450XLXX，MX10KNEANXEX3109861701232020第组内力组合作用时13109678102567364098310EXEXMXNWMA439982F215N/MM，满足要求。2MN2第组内力组合作用时231096781025840671981330EXEXMXNWMA13387F215N/MM，满足要求。2M2刚架柱平面外的整体稳定验算考虑屋面压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点，但为安全起见，计算长度按两个墙梁距离或隅撑间距考虑，即L3000MMY对于等截面构件0，1SW3000/442679，B类截面，查表得Y0764YYSIL/60138426971025468967433BY取1070822BBY第组内力组合作用时1850N7502EXEXT满足要求。,/215/05741027648223631MFWMANBRETY第组内力组合作用时2870N712EXEX0T满足要求。,/215/73161025642236310MFWMANBRETY446刚架柱腹板容许高厚比柱顶截面,第组内力组合作用时12463MAX7849131028578026MN2463IN5617MAXIN0故，满足要求。8120352650482530YWFTH第组内力组合作用时22463MAX7510285310281781095MN2463IN69321MAXIN0故，满足要求。71523650482530YWFTH柱底截面,0故，满足要求。57232654825300YWFTH774验算刚架在风荷载作用下的侧移259801,2814HILCMIBCTBC刚架柱顶等效水平力H0670672144KN23其中KN675014552102810624124333TCEIHH，满足要求。MHM5778节点验算781梁柱连接节点梁柱节点采用109级M22高强度摩擦型螺栓连接，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数045，每个高强度螺栓的预拉力为190KN，连接处传递内力设计值N234KN，V494KN，M7436KNM1螺栓强度验算每个螺栓的拉力KNKNNNYMI15290861872316025483221I450222螺栓群的抗剪力，满足要求。KNVPNNFBV961894501990最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力，满足要求。21578/64BTV2端板厚度验算端板厚度取为T21MM，按二边支承类端板计算MFEBENTWFWT25130460246751263满足要求。3梁柱节点域的剪应力验算46，满足要求。226/15/9834102483MNFNTDMVCB4螺栓处腹板强度验算N5043KN04P0419076KN2T，满足要求223/15/5206846190MNFNTEPW图781刚架柱与刚架梁的连接节点782横梁跨中节点横梁跨中节点采用109级M20高强度摩擦型螺栓连接，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数045，每个高强度螺栓的预拉力为155KN，连接处传递内力设计值N018KN，V026KN，M15002KNM。47每个螺栓的拉力KNKNNNYMI1245807413801625402211I6222螺栓群的抗剪力KNVPNNFBV2602508140990满足要求。最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力，满足要求。1850124738/506BTVN2端板厚度验算端板厚度取为T21MM按二边支承类端板计算MFEBENTWFWT618205460246713263满足要求3螺栓处腹板强度验算N1575KN04P04155620KN2T48图782横梁跨中节点783半跨梁中节点设计半跨梁中节点采用109级M20高强度摩擦型螺栓连接，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数045，每个高强度螺栓的预拉力为155KN，连接处传递内力设计值N3065KN，V4176KN，M2396KNM图783半跨梁中节点1每个螺栓的拉力KNKNNNYMI1245801380651324096222螺栓群的抗剪力49，满足要求KNVPNNFBV76412508140990最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力，满足要求7124658/0BTV2端板厚度验算端板厚度取为T21MM按二边支承类端板计算MFEBENTWFWT618205460246713263满足要求3螺栓处腹板强度验算N313KN04P04155620KN2T。满足要求,2154816400223MNFNTEP784柱脚设计刚架柱与基础刚接，柱脚最大反力值为N15209M10878VKNMKN21柱脚底板面积的确定底板的长度和宽度应根据底板下混凝土的抗压强度确定，基础混凝土采用C20，初步确定底板的尺寸为L750MM，B490MM269MFCE底板尺寸及锚栓布置如图图784底板尺寸及锚栓位置图验算底板下混凝土的轴心抗压强度设计值222632MAX/69/7850491867504916MNFMNBLMNCE满足要求。502底板厚度的确定底板厚度由各区格最大弯矩计算确定底板单位面积上压应力为22MAX/7834106MBLMNIN96N底板区格有三边支承板和两相邻边支承板对于区格，查表得，A2371B241021/AB130该区格相应的最大应力为Q1792/MN所以QM35790211对于区格，,，查表得A8B14670/1AB084该区格相应的最大应力为Q2782/MN所以Q870212所以M68MAX,取T30MMMFT32053锚栓设计，计算简如图107图78锚栓计算简图5122MAX/7834106MNBLMN2IN9612，C58679182